DE3204875A1

DE3204875A1 - Rohrheizkoerper mit einer ueberlastungssicherung

Info

Publication number: DE3204875A1
Application number: DE19823204875
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Dr Mon Bleckmann
Original assignee: ELPAG AG CHUR
Current assignee: Bleckmann Lamprechtshausen At GmbH
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DE3204875C2; EP0086465A1; EP0086465B1; ATE23010T1; EP0086465B2; DE3367064D1

Description

Rohrheizkörper mit einer Überlastsicherung

Die Erfindung betrifft einen Rohrheizkörper bestehend aus einer Heizwendel aus Widerstandsdraht, welche in Isoliermaterial eingebettet in einem Ma ntelrohr untergebracht ist, mit einer Überlastsicherung.

Es ist z.B. aus der DE-PS 21 24 028 bekannt, Rohrheizkörper gegen Überlastung zu sichern. Dieses Problem hat besondere Bedeutung wenn die Rohrheizkörper in Geräten mit Kunststoffgehäusen, z.B. in derartigen Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen betrieben werden. Bei einer Überhitzung des Rohrheizkörpers kann durch Wärmestrahlung oder durch Abtropfen flüssiger Metallteile das Kunststoffgehäuse in Brand geraten, was zu einem entsprechenden Wohnungsbrand führen kann. Gemäß dem älteren Vorschlag wird im Rohrheizkörper eine Drahtinnenseele verwendet, auf die ein Glasfaserschlauch aufgeschoben ist. Die Heizwendel wird dann auf den Glasfaserschlauch gewickelt. Bei Überhitzung des Rohrheizkörpers schmilzt die Glasfaser, wobei es zu einem Kurzschluß zwischen der Wendel und der Innenseele kommt, durch welchen der Rohrheizkörper unmittelbar oder mittelbar über ein Relais oder dgl. abgeschaltet wird.

Es sind weiterhin eine große Anzahl von Thermostateinrichtungen bekannt, über die der Rohrheizkörper bei Erreichen einer bestimmten Temperatur abgeschaltet wird. So ist es beispielsweise aus der US-PS 746 018 bekannt, bei flexiblen elektrischen Heizkabeln, wie sie beispielsweise für Heizdecken verwendet werden, zusätzlich zu dem Heizdraht einen Signaldraht zu wickeln. Dieser ist vom Heizdraht elektrisch getrennt. Bei einer Überhitzung des Heizkabels über einen bestimmten Punkt erhält der Signaldraht einen Stromfluß über ein Isoliermaterial, das bei niedriger Temperatur im wesentlichen ein Isolator ist, jedoch bei höheren Temperaturen elektrischleitend wird.

Die bekannten Rohrheizkörper mit Überlastsicherung haben den Nachteil, daß die Abschaltung nicht zwangsläufig bei einer genau definierten Temperatur einsetzt bzw. daß ein empfindliches und gegebenenfalls störanfälliges Gerät in der Maschine vorgesehen sein muß, welches die Abschaltung z.B. in Abhängigkeit eines bestimmten Signalstromes durchführt. Abgesehen von dem Kostenaufwand für derartige Geräte ist nicht.sichergestellt, daß sie bei dem robusten Betrieb ihre Justierung beibehalten oder daß sie beispielsweise durch Überbrückung außer Funktion kommen. Insbesondere beim Auswechseln des Rohrheizkörpers ist der Funktionsmechanismus oftmals nicht mehr gewährleistet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Rohrheizkörper so auszubilden, daß er sich selbsttätig abschaltet,wenn seine Stromaufnahme einen genau definierten Grenzwert überschreitet. Irgendwelche zusätzlichen Schalteinrichtungen im Gerät, die auf den Rohrheizkörper abgestimmt sein müssen, können entfallen.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.

Durch die neue Ausbildung des Rohrheizkörpers ergeben sich mehrere Vorteile. Da der Rohrheizkörper selbst seine genau abgestimmte Schmelzsicherung enthält, entfallen eine Reihe von Unsicherheitsfaktoren. Vor allem ist sichergestellt, daß unabhängig von den Betriebsbedingungen und der Betriebszeit des mit dem Rohrheizkörper bestückten Gerätes der Ansprechwert der Überlastungssicherung zwangsläufig immer der gleiche bleiben muß. Ein beabsichtigtes oder unbeabsichtigtes Ausschalten der Sicherung ist unmöglich. Da die Sicherung nicht vom Gerätehersteller, sondern vom Rohrheizkörperhersteller montiert wird, ist auch sichergestellt, daß sie exakt auf die entsprechenden Charakteri-

stiken des Rohrheizkörpers abgestimmt ist. So kann beispielsweise ein Rohrheizkörper derselben Ausführungsform in unterschiedlichen Qualitätsstufen und für unterschiedliche Verwendungszwecke geliefert werden. Bei einer höheren Qualitätsstufe kann beispielsweise eine etwas höhere Stromaufnahme toleriert werden, während bei einer niedrigeren Qualitätsstufe der Abschaltvorgang früher erfolgen muß. Gemäß der Erfindung ist gewährleistet, daß in jedem Fall der Rohrheizkörper die richtig abgestimmte Schmelzsicherung enthält. Weiterhin sind beabsichtigte oder unbeabsichtigte Manipulationen ausgeschlossen. So ist es beispielsweise nicht möglich, im Wege der "Selbsthilfe" die entsprechende Maschine wieder in Gang zu bringen, indem beispielsweise ein Thermostat überbrückt wird. Die in den Unteransprüchen beschriebenen Ausführungsformen besitzen noch eigene besondere Vorteile. Besonders wesentlich erscheint die Auswechselbarkeit der Sicherung. Wenn die Sicherung vom Rohrheizkörperhersteller ausgewechselt wird, so wird diesem eine Überprüfung der Ausfallursachen ermöglicht. Das Herstellerwerk hat einen besseren Überblick ob ein Weiterbetrieb des Rohrheizkörpers zulässig oder wünschenswert ist oder ob dieser durch einen neuen ersetzt werden soll.

Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt des Anschlußendes einer ersten Ausführungsform eines Rohrheizkörpers;

Fig. 2 " einen Schnitt ähnlich Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform.

In einem Mantelrohr 1 eines Rohrheizkörpers ist in bekannter Weise eine elektrische Heizwendel 2 in Isoliermaterial 3, z.B. Magnesiumoxid, eingebettet. Die Heizwendel 2 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 an einem Anschlußbolzen 4 befestigt, welcher ein langgezogenes konisches Ende 5 besitzt, das sich an einen im wesentliche η zylindrischen Kopf anschließt. Das Anschweißen der Heizwendel 2 erfolgt vorzugsweise mit einer berülirlungslosen Schweißtechnik, z.B. einer Läserstrahlschweißtechnik an der Schweißstelle 6. Über den zylindrischen Teil des Anschlußbolzens 4 und die Schweißstelle 6 ist ein Anschlußrohr 7 geschoben, das auf die Schweißstelle .6 aufgepreßt ist. Das Anschlußrohr 7 wird von einer hülsenförmigen Isolierperle 8 konzentrisch im Mantelrohr 1 gehalten, wobei das Stirnende des Anschlußrohres 7 über das Stirnende der Isolierperle 8 hinausragt.

In das Anschlußrohr 7 ist nun eine im wesentlichen zylindrische Schmelzsicherung 9 eingeschoben, die an einem Anschlußdrahtstück 11 befestigt ist. Über das Anschlußdrahtstück 11 ist ein Isolierschlauch 12 gezogen.

Die im Mantelrohr 1 liegende Länge des Anschlußrohres 7 ist in das Isoliermaterial 3 eingebettet. Der Fohrheizkörper kann damit zur Verdichtung des Isoliermaterials 3 auf volle Länge gewalzt werden, wobei das Anschlußrohr 7 in seiner Lage entsprechend fixiert wird. Das langgezogene konische Ende 5 des Anschlußbolzens 4 ermöglicht dabei,daß sich die Preßwalzen in automat ischer Steuerung entsprechend einstellen können, wobei der Walzeneingriff vergrößert, jedoch der Anpreßdruck konstant gehalten wird.

Der neue Rohrheizkörper hat also einen Doppelanschluß, wobei das über die Isolierperle 8 hinausragende Ende des Anschlußrohres 7 eine unmittelbare elektrische Verbindung zu der Heizwendel 2 besitzt, während das überstehende. Ende des Anschlußdrahtes 11 eine elektrische Verbindung zur Heizwendel 2 über die Schmelzsicherung 9 ermöglicht.

Der Rohrheizkörper kann also z.B. im Herstellerwerk zu Prüfzwecken mit einer über das Aufnahmevermögen der Schmelzsicherung 9 hinausgehenden Spannung beaufschlagt werden. Weiterhin kann über dieses Anschlußende festgestellt werden, ob die Heizwendel einschließlich ihrer Schweißstelle 6 auf dem Anschlußbolzen 4 intakt ist. Weiterhin kann das Ende des Anschlußrohres 7 für Betriebs- oder Überwachungszustände herangezogen werden, die nicht sicherungsbedürftig sind, z.B. Überwachung der Temperatur der Heizwendel 2 durch Widerstandsmessung, laufende Kontrolle des Ableitstromes usw.

Die Schmelzsicherung 9 kann einfach ausgewechselt werden, indem sie aus dem Anschlußrohr 7 herausgezogen wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß der Anschlußbolzen 4entfällt. Es ist ein Anschlußrohr 13 vorgesehen, dessen im Rohrheizkörper liegendes Ende 14 langgezogen konisch ausgebildet ist. Die Heizwendel 2 ist bei 15 auf dieses konische Ende 14 aufgeschweißt. Die Schmelzsicherung 9 besitzt einen entsprechend geformten Ansatz 16, der in das Ende 14 eingesteckt ist. Die Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Anschlußbolzen 4 eingespart wird und daß die Schmelzsicherung durch entsprechende Klemmung des Endes 16 besser fixiert ist. Außerdem ist die Kontaktgabe zuverlässiger.

Die Anwendung einer berührungslosen Schweißtechnik, z.B. mittels Laserstrahlen, zur Befestigung der Heizwendel 2 ist besonders bei der Ausführungsform nach Fig. 2 von besonderer Bedeutung. Bei dem bisherigen Schweißverfahren, bei welchem die Heizwendel mittels Schweißelektroden beim Schweißvorgang angepreßt werden muß, besteht die Gefahr, daß das konisch zulaufende innere Stirnende 14 des Anschlußrohres 13 eingedrückt wird. Würde man zur Vermeidung dieser Gefahr das Anschlußrohr 13 mit größerer Wandstärke herstellen, dann

würde bei einem Rohrheizkörper üblicher Dimensionierung die Stärke der Schicht aus Isolationsmaterial 3 zwischen dem Mantelrohr 1 und dem Anschlußrohr 13 zu gering, so daß die Durchschlagsfestigkeit des Rohrheizkörpers beeinträchtigt würde.

Gemäß einer abgewandelten, nicht dargestellten Ausführungsform besitzt der Rohrheizkörper anstelle des sonst üblichen Anschlußstiftes eine Anschlußbuchse, in die ein abstehender Draht oder ein Stift der Überlastungssicherung eingesteckt ist. Eine andere Möglichkeit der Ausbildung besteht darin, daß in das Mantelrohrende ein Rohrstück aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, eingesteckt ist und daß ein PTC-E lern ent oder ein anderer Wärmefühler mit dem Rohrstück Wärmekontakt hat. Unter"PTC-Elementen" sind dabei Elemente aus einem Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturgradienten zu verstehen. Bei steigender Temperatur nimmt der Widerstandswert zu. Man kann dementsprechend die Schaltung so auslegen, daß der Stromfluß durch den Rohrheizkörper mit steigender Temperatur verringert oder bei Erreichen einer Höchsttemperatur unterbrochen wird. Selbstverständlich können auch andere Wärmefühler, gegebenenfalls in Verbindung mit einer elektronischen Schalteinrichtung, verwendet werden.

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Leerseite

Claims

Patentamt alte
Steinsdorfstr. 21-22 ■ D-8000 München 22 · Td. 0 89/22 94 41 ■ Telex: OV222OH

ELPAG AG Chur, Quaders!raße 11, CH-7001 Chur

Rohrhei zk ö rper mjt einer Überlastungssicherung

Patentansprüche:

Rohrheizkörper bestehend aus einer Heizwendel aus Widerstandsdraht, welche in Isoliermaterial eingebettet in einem Mantelrohr untergebracht ist, mit einer Überlastungssicherung, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Stromfluß zwischen der Heizwendel (2) und einem aus dem Stirnende des Mantelrohres (1) ragenden Anschluß (11) liegende Schmelzsicherung (9) oder"ein JPTOElement oder ein Fühler

für eine elektronische Schaltung in der Nähe des Anschlußendes des Rohrheizkörpers angeordnet ist.
2.· Rohrheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung (9) auswechselbar ist.

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3. Rohrheizkörper nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Stirnende des Mantelrohres(l)zwei getrennte elektrische Anschlüsse (7, 11) herausgeführt sind, von denen einer unmittelbar mit der Heizwendel (2) verbunden ist, während der andere über die Schmelzsicherung (9) mit der Heizwendel (2) verbunden ist.
4. Rohrheizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7, 11) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
5. Rohrheizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußrohr (7, 13) vorgesehen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Mantelrohres (l)und das im Mantelrohrende untergebracht ist, ferner daß die Schmelzsicherung (9 )in das Anschlußrohr (7, 13) eingeschoben ist.
6. Rohrheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr (7, 13) von einer hülsenförmigen Isolierperle (8) und dem Isoliermaterial (3) konzentrisch in dem Mantelrohr (1) gehalten ist.
7. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung (9) an einem Anschlußdraht (11) befestigt ist, der mit einem Isolierschlauch (12) überzogen, konzentrisch in dem Anschlußrohr (7, 13) angeordnet ist.
8. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung (9) mit ihrem inneren Stirnende an dem äußeren Stirnende eines Anschlußbolzens (4) anliegt, auf den die Heizwendel (2) aufgeschweißt ist.
9. Rohrheizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Stirnende des Anschlußrohres (7) auf die Verbindungsschweißstelle (6) der Heizwendel (2) mit dem Anschlußbolzen (4) aufgepreßt ist.
10. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr (13) ein langgezogenes, konisch zulaufendes, inneres Stirnende (14) besitzt und daß die Heizwendel (2) auf das konische Stirnende (14) des Anschlußrohres (13) aufgeschweißt ist.
11. Rohrheizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung (9) eine langgezogene Spitze (16) besitzt, die in das konisch zulaufende Stirnende (14) des Anschlußrohres (13) eingeschoben ist.
12. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel (2) auf das konisch zulaufende Ende (5)des Anschlußbolzens (4) bzw. auf das konisch zulaufende Stirnende (16) des Anschluß roh res (13) mittels einer berührungslosen Schweißtechnik, z.B. Laserstrahlschweißtechnik, aufgeschweißt ist.
13. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastungssicherung einen abstehenden Anschlußdraht besitzt, der in eine entsprechende, im Rohrheizkörperende angeordnete Anschlußbuchse eingesteckt ist.
14. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in das Mantelrohrende ein Rohrstück aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, eingesteckt ist und daß das PTC-Element oder ein anderer Wärmefühler mit dem Rohrstück Wärmekontakt hat.