DE2849629A1 - Elektrischer heizkoerper fuer fluide medien - Google Patents

Description

DR. ING. HANS LICPTI · DTP·. "l^'G. HEFNER LICHTI DI PL.-PHYS. DR. KLAUS LEUTWEIN

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (GROTZINCENi · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS> TELEFON (0721) 485Π > TELEX 7825986 LlPA D

Firma Fritz Eichenauer ''-'" ''"'^ '

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Elektrischer Heizkörper für fluide Medien

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper für fluide, insbesondere gasförmige Medien, mit einer Trägerplatte aus Isoliermaterial und mit einem die Trägerplatte umgebenden Heizleiter aus Widerstandsdraht, wobei der Heizleiter als Wendel ausgebildet und an Abstützkanten der Trägerplatte abgestützt ist.

Heizkörper dieses Aufbaus sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt und werden in Vorrichtungen verschiedenster Größenordnung zur Erwärmung insbesondere von Luft eingesetzt. Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf Heizkörper aller Größenordnungen, vorzugsweise jedoch auf solche, die in.verhältnismäßig kleinen elektrischen Warm— luftgeräten wie Haarfönen, Heizlüftern usw. eingesetzt werden. Üblicherweise, wenn auch nicht notwendig, wird dabei das zu erwärmende Medium durch ein Gebläse od. dgl. an dem Heizkörper vorbeigeführt.

Der Widerstandsdraht hat je nach Leistungsaufnahme, vorgesehener Temperatur usw. runden oder rechteckigen Querschnitt, kann glatt oder auch seinerseits schrauben- oder mäanderför-

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mig gewendelt sein und ist jedenfalls in Form einer Wendel um die Trägerplatte gewickelt. Dabei ist die Wendel an. Ab— stützkanten, in genauer Terminologie an Schmalseiten der Trägerplatte abgestützt. Die Trägerplatte kann eben mit zwei gegenüberliegenden Abstützkanten ausgebildet sein, sie kann auch eine Mehrzahl von Abstützkanten aufweisen, beispielsweise mit kreuzförmigem Querschnitt aus zwei mittels entsprechender Schlitze ineinandergeschobenen Platten aufgebaut sein.

Bei den bekannten Heizkörpern der beschriebenen Gattung (vgl. DE-PS16 15 246) besteht das Problem, daß aufgrund der funktionsbedingten Temperaturwechselbeanspruchung die Heizleiterwindungen sich in Folge thermischer Ausdehnung lockern und an den Abstützkanten verschieben können, so daß die Einhaltung der vorgesehenen Windungsabstände im Betrieb nicht gewährleistet ist. Infolgedessen kann es zu Windungsschlüssen kommen, die unerwünscht sind und unter Umständen zur Zerstörung des Heizkörpers führen können» Entsprechendes gilt auch für bereits vorgeschlagene gattungsgemäße Heizkörper, bei denen der Heizleiter in sich mäanderförmig gewendelt ist. (vgl. Patentanmeldungen P 28 3o 532.o, P 28 3o 533.1). Diese Gefahr besteht selbst dann, wenn die Heizleiterwindungen in Randeinschnitten der Trägerplatte festgelegt sind. Selbst hierbei kann thermische Ausdehnung dazu führen, daß die Heizleiterwindungen aus den Randeinschnitten heraustreten und mit benachbarten Windungen in Kontakt geraten. Eine Ausführung der Randeinschnitte mit solcher Tiefe, daß derartige Windungsverlagerungen mit Sicherheit ausgeschlossen sind ,verursacht erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten und kommt daher in der Praxis nicht in Betracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Heizkörper der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, der sich in fertigungstechnisch einfacher und unproblematischer Weise herstellen läßt und bei dem unter allen Umständen eine eindeutige Fixierung der Heizleiterwindungen gewährleistet ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerplatte mit einer die Heizleiterwindungen im Bereich der Abstützkanten überdeckenden Auflage aus einem wärmebeständigen Kitt versehen ist. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß der Kitt mit der Trägerplatte, die beispielsweise aus synthetischem Glimmer bestehen mag, eine Klebverbindung eingeht, die auch bei Betriebstemperatur des Heizkörpers entsprechende Festigkeit aufweist. Derartige Kitte sind dem Fachmann bekannt. Diese erfindungsgeroäß vorgesehene Kittauflage, die sich vorzugsweise über die ganze Länge der Abstützkanten erstreckt, bildet gleichsam eine Schiene, durch die die Heizleiterwindungen an den Abstützkanten eindeutig fixiert sind.

Die Heizleiterwindungen können im Bereich der Abstützkanten mehr oder weniger ausgeprägt in die Kittauflage eingebettet sein. Dabei ergibt sich indessen eine vergrößerte Wärmeableitung in die Trägerplatte, die in der Regel nicht erwünscht ist. Zugleich verringert die Kittauflage die Wärmeabstrahlung vom Heizleiter im Bereich der Abstützkanten. unter diesen Gesichtspunkten ist eine Ausführungsform zu bevorzugen, bei der die (in zur Trägerplattenebene senkrechter Richtung gemessene) Breite der Kittauflage so bemessen ist, daß die Kittauflage im wesentlichen auf die Schmalseiten der Trägerplatte, ggfls. auch die unmittelbar angrenzenden Bereiche der Breitseiten beschränkt ist, sich jedoch nicht nennenswert über die Breitseiten der Trägerplatte erstreckt. In thermischer Hinsicht optimal ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Breite der Kittauflage im wesentlichen der Dicke der Trägerplatte entspricht. Wo dies auf fertigungstechnische oder festigkeitsmäßige Schwierigkeiten stößt, empfiehlt sich eine Ausführungsform, bei der die Breite der Kittauflage im wesentlichen der Breite des die Abstützkante überfassenden Heizleiterabschnitt, beispielsweise also einer Käanderwindung, entspricht. In jedem Fall läßt sich erreichen, daß der Heizleiter nur im Bereich der Abstützkanten von Kitt bedeckt ist und die Wärmeabstrahlung auf einem größtmöglichen Teil seiner Länge unbehindert erfolgen kann.

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Nach weiterer Lehre der Erfindung kann die Festlegung der Heizleiterwindungen noch verbessert werden, wenn der Heizleiter - in ansich bekannter Weise - in Randeinschnitten der Trägerplatten festgelegt ist und die Kittauflage sich höchstens bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt.Damit wird bei geringster Störung der Wärmeabgabe eine sichere Festlegung der Heizleiterwindungen erreicht, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, daß mit Randeinschnitten von außerordentlich geringer Tiefe gearbeitet werden kann. Das ist im Hinblick auf Herstellung und Bewicklung der Trägerplatten vorteilhaft, außerdem verringert sich dadurch die Gefahr, daß die zwischen den Randeinschnitten stehenden Stege brechen. Mit Rücksicht auf eine unproblematische Bewicklung der Trägerplatte mit dem Heizleiter sind Randeinschnitte mit verhältnismäßig weit geöffnetem dreieckigem Profil zu bevorzugen. Damit dabei die Windungen nicht aus den Randeinschnitten heraustreten können, wäre es notwendig, die Stege zwischen den Randeinschnitten entsprechend hoch und damit auch die Windungsabstände entsprechend groß auszuführen, was im Hinblick auf kleine Bauweise und hohe Leistungsdichte unerwünscht ist. Hier schafft die erfindungsgemäß vorgesehene Kittauflage die vorteilhafte Möglichkeit, mit Randeinschnitten geringer Tiefe zu arbeiten und dennoch eine sichere Fixierung der Heizleiterwindungen zu gewährleisten. Dadurch daß die Kittauflage sich höchstens bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt, wird die Bedeckung des Heizleiters durch die Kittauflage auf den unmittelbaren Bereich der Abstützkanten beschränkt.

Vorzugsweise wird die Kittauflage jedoch noch wesentlich weniger mächtig ausgeführt, sodaß sie sich erheblich weniger tief als bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt. Bei der üblichen Ausführungsform, bei der die Stege zwischen den Randeinschnitten über die Außenseite des Heizleiters

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vorstehen, ist mit Rücksicht auf optimale Wärmeabgabe anzustreben, daß die Kittauflage an keiner Stelle wesentlich tiefer als bis zur Außenseite der Heizleiterwindungen reicht. In dieser Hinsicht besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Kittaüflage sich nicht einmal wesentlich über die Kontur der Trägerplatte hinaus in die Randeinschnitte erstreckt. Damit bildet die Kittauflage im Bereich der Randeinschnitte gleichsam Brücken, die mit dem Heizleiter keine oder allenfalls vernachlassigbare Berührung haben und damit die Wärmeabgabe im geringstmöglichen Maß beeinträchtigen. Diese Maßnahmen werden dadurch unterstützt, daß ein Kitt verwendet wird, der das Material des Heizleiters nicht benetzt.

Der Auftrag der erfindungsgemäß vorgesehenen Kittauflage kann in einfacher Weise und mit geringem Arbeitsaufwand von Hand erfolgen. Es besteht auch die im Rahmen einer Großserxenanfertigung vorteilhafte Möglichkeit, den Kitt mittels einer Schlitzdüse aufzubringen, deren Länge der Länge der jeweiligen Abstützkanten entspricht und deren Breite auf die vorgesehene Breite der Kittauflage eingestellt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen elektrischen Heizkörper in Seitenansicht Figur 2 den Gegenstand der Figur 1 in Stirnansicht,

Figur 3 einen Ausschnitt des Gegenstands der Figur 1 in vergrößerter Darstellung,

Figur 4 den Gegenstand der Figur 3 im Querschnitt IV-IV,

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Figur 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstands der Figur 3,

Figur 6 den Gegenstand der Figur 5 im Querschnitt VI-Vl.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrische Heizkörper besteht im wesentlichen aus einer Trägerplatte 1 aus Isoliermaterial von kreuzförmigem Querschnitt und einem Heizleiter 2 aus Widerstandsdraht. Der Heizleiter 2 ist in Form einer Wendel um die Trägerplatte 1 gewickelt, seinerseits mäanderförmig gewendelt (Vgl. Fig.2) und an den hier als Abstützkanten 3 bezeichneten Schmalseiten der Trägerplatte 1 abgestützt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 1 an den Abstützkanten 3 Randeinschnitte 4 auf, in deren Bereich jeweils ein Mäanderbogen 5 des Heizleiters die Trägerplatte 1 überfaßt.

Wie die Figuren deutlich erkennen lassen, ist die Trägerplatte 1 mit den Auflagen 6 in Form eines jeweils verhältnismäßig schmalen Streifen Kitt versehen, die die Windungen des Heizleiters 2 im Bereich der Abstützkanten 3 überdecken. Der Kitt besteht aus einem ansich bekannten, geeigneten Material hinreichender Wärmebeständigkeit, das mit dem Material der Trägerplatte 1 eine Klebverbindung eingeht und die Windungen des Heizleiters 2 an den Abstützkanten 3 fixiert. Die Kittauflagen 6 erstrecken sich über die ganze Länge der Abstützkanten 3.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Figuren 3 bis 6. Die Querschnittsdarstellungen der Figuren 4 bzw. 6 zeigen, daß die Kittauflage 6 im wesentlichen auf den Bereich der Abstützkanten 3 beschränkt ist und sich nennenswert auf die Breitseiten der Trägerplatte 1 erstreckt. Das hat zur Folge, daß der Heizleiter 2 nur im Bereich der Abstützkanten 3 von Kitt bedeckt ist und im übrigen die V/ärmeabgabe nicht behindert.

Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei-

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spiel ist der Heizleiter 2 im Querschnitt rechteckig ausgebildet und in rechteckigen Randeinschnitten 4 der Trägerplatte 1 festgelegt, "was anhand der Teilschni^darstellung der Figur 3 erkennbar ist- Die Tiefe der Randeinschnitte 4 ist verhältnismäßig gering und entspricht im wesentlichen der Querschnittshöhe des Heizleiters 2. Eine unter allen Umständen sichere Festlegung des Heizleiters 2 wird durch die Kittauflage 6 erreicht, deren Breite b Im wesentlichen der Breite des die Trägerplatte iiberfassenden Fiäanderbogens 5 entspricht (vgl- Fig. 4)· In Tiefenrichtung,, d.h. in Richtung der Trägerplattenebene, erstreckt die Kittauflage 6 sich nicht ganz bis zum Grund der Randeinschnitte 4.

Bei dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungs— beispiel weist der Heizleiter 2 kreisrunden Querschnitt auf und ist die Trägerplatte 1 mit dreieckigen Randeinschnitten 4 versehen. Die Kittaüflage 6, deren Breite b hier nur im wesentlichen der Dicke der Trägerplatte 1 entspricht(vgl. Fig. 6 ), erstreckt sich in Tiefenrichtung der Trägerplattel im wesentlichen nur bis zur Außenseite der Windungen des Heizleiters 2.

In den Figuren ist nicht dargestellt die Möglichkeit, die Ausdehnung der Kittauflage 6 in Brei~tenrichtung noch weiter zu verringern, so daß diese sich nicht wesentlich über die Kontur der Trägerplatte 1 hinaus in die Randeinschnitte 4 erstreckt. Bei einer solchen Ausführungsform, mit der ohne weiteres gleichfalls eine hinreichend sichere Festlegung des Heizleiters 2 erreicht werden kann, beschränkt der Bereich der Verbindung zwischen Trägerplatte 1 und Kittaüflage 6 sich -praktisch nur auf die Schmalseiten der Trägerplatte 1, so daß die Kittauflage 6 gleichsam Brücken über die Randeinschnitte 4 bildet.

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Claims (6)

DR, ING. HANS LlCHTI - D1Pl.-I.MG. HEItVER LlCHTI DIPL.-PHYS. DR. KLAUS LEUTWEIN D-7500 KARLSRUHE 41 (GRÖTZ1NGEN) · DURLAC H ER STR. 31 (HOCH H AUS) TELEFON (07213 48SJ1 - TELEX 7825986 LIPA D Firma Fritz Eichenauer ' 15.Nov. 19 78 D-6744 Kandel/Pfalz 4626/78-Lw PATENTANSPRÜCHE

1.j Elektrischer Heizkörper für fluide, insbesondere gasförmige Medien, mit einer Trägerplatte aus Isoliermaterial und mit einem die Trägerplatte umgebenden Heizleiter aus Widerstandsdraht, wobei der Heizleiter als Wendel ausgebildet und an Abstützkan— ten der Trägerplatte abgestüzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) mit einer die Heizleiterwindungen (2) im Bereich der Abstützkanten (3) überdeckenden Auflage (6) aus einem wärmebeständigen Kitt versehen ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Kittauflage (6) im wesentlichen der Dicke der Trägerplatte (1) entspricht.

3. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Kittauflage (6) im wesentlichen der Breite des die abstützkante (3) überfassenden Heizlei-

. terabschnitts (5) entspricht.

4. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (2) in Randeinschnitten (4) der Trägerplatten (1) f-estgelegt ist und daß die Kittauflage (6) sich höchstens bis zum Grund der Randeinschnitte (4) erstreckt.

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5. Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kittauflage (-6) sich nicht wesentlich über die Kontur der Trägerplatte (1) hinaus in die Randeinschnitte (4) erstreckt.

6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt (6) das Material des Heizleiters (2) nicht benetzt.

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