DE4031343A1

DE4031343A1 - Verfahren zum befestigen eines heizdrahtes an einem isoliertraeger und heizkoerper, insbesondere fuer eine glaskeramik-kochplatte

Info

Publication number: DE4031343A1
Application number: DE19904031343
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Hecht
Original assignee: AKO Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: GB2249244A; GB9121227D0; GB2249244B; DE4031343C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Heizdrahtes an einem Isolierträger, insbesondere für eine Glaskeramik-Kochplatte, wobei der Heizdraht mit dem Isolierträger verkittet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Heizkörper, bei dem ein in Windungen verlegter Heizdraht an Einzelstellen auf einen Isolierträger gekittet ist.

Es ist bekannt, bei Heizkörpern für die Strahlungsbeheizung bei Kochherden den Heizdraht an Einzelstellen auf einen schalenförmigen Isolierträger aufzukitten. Hierfür wird ein temperaturbeständiger keramischer Kitt verwendet. Zwar stellt ein solcher Kitt eine sichere Befestigung des Heizdrahtes an dem Isolierträger dar. Er gibt jedoch dem Heizdraht praktisch keine Bewegungsfreiheit für die zwangsläufig auftretenden Wärmedehnungen. Es hat sich gezeigt, daß der Heizdraht in der Praxis immer zuerst an den Stellen durchbrennt, an denen er verkittet ist.

Das bekannte Verkitten hat sich für die Lebensdauer des Heizdrahtes als besonders nachteilig erwiesen, wenn der Heizdraht aus Molybdän-Disilicid besteht und als Hellstrahler ausgelegt ist.

In der DE 36 40 999 A1 sind Halteelemente für eine Heizwendel vorgeschlagen, welche vor dem Aufbringen der Heizwendel an dem Isolierträger anzubringen sind. Der Heizdraht verhakt an den Halteelementen. Ein Verkitten ist hier nicht vorgesehen.

In der DE 27 49 941 C1 ist der Heizdraht mittels sich über diesen erstreckenden Stäben an dem Isolierträger gehalten. Diese Stäbe müssen der Betriebstemperatur des Heizdrahtes standhalten. Diese liegt bei Hellstrahlern aus Molybdän-Desilicid beispielsweise bei 1300°C. Die Stäbe sind dementsprechend teuer.

In der DE 38 12 490 A1 ist ein Strahlheizkörper mit Hellstrahler und Dunkelstrahler beschrieben. Der Hellstrahler ist auf einem gesonderten Isolierteil mittels Klammern befestigt. Der Dunkelstrahler ist durch teilweise Einbettung in den Isolierträger an diesem gehalten. Ein Verkitten ist hier nicht vorgesehen. Nachteilig erscheint auch, daß die Heizdrähte des Hellstrahlers und des Dunkelstrahlers wenig Bewegungsfreiheit zur Aufnahme von Wärmedehnungen aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren bzw. einem Heizkörper der eingangs genannten Art den Heizdraht an der Isolierung so zu befestigen, daß seine Wärmedehnung durch den Kitt möglichst wenig behindert wird und der Kitt den Heizdraht dennoch an dem Isolierträger hält.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Heizdraht zumindest an Einzelstellen vor dem Verkitten mit einer Beschichtung versehen wird, daß der Heizdraht danach im Bereich der Beschichtung mit dem Isolierträger verkittet wird und daß anschließend die Beschichtung aufgelöst wird.

Die Beschichtung des Heizdrahtes stellt sicher, daß sich beim Verkitten der Kitt nicht direkt an den Heizdraht legt. Die Beschichtung bildet einen Abstand zwischen dem Querschnitt des Heizwiderstandsdrahtes und dem Kitt und wird dann aufgelöst. Dies kann unter Temperatureinwirkung durch Schmelzen, Verdampfen oder Verbrennen geschehen. Das Auflösen der Beschichtung kann durch eine separate Temperaturquelle oder einfach durch das Anschließen des Heizdrahtes selbst erfolgen. Vorzugsweise wird die Beschichtung der Temperatureinwirkung ausgesetzt, wenn der Kitt verfestigt ist. Das Auflösen der Beschichtung kann auch durch chemische Mittel oder durch Ultraschall oder auf andere Weise erfolgen.

Die durch die Beschichtung erreichte, nicht direkt berührende Einbettung des Heizdrahtes in den Kitt, hat auch den Vorteil, daß etwaige Verunreinigungen des Kitts nicht zu unerwünschten thermo-chemischen Reaktionen des Heizdrahtes führen. Außerdem ist gewährleistet, daß die für die Lebensdauer wesentliche Ausbildung einer Oxidhaut an der Oberfläche des Heizdrahtes ungestört erfolgt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Beschichtung in zähflüssigem Zustand auf den Heizdraht aufgebracht und dann ausgehärtet, bevor der Heizdraht mit dem Isolierträger verkittet wird. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Wachs oder ein Stärketeig.

Die Beschichtung kann entweder dadurch aufgebracht werden, daß sie direkt auf Einzelstellen aufgetragen wird. Sie kann auch dadurch aufgebracht werden, daß der Heizdraht in ein Bad des Materials der Beschichtung getaucht wird.

Die Beschichtung läßt sich auftragen, bevor der Heizdraht auf den Isolierträger gelegt wird. Sie läßt sich jedoch auch aufbringen, nachdem der Heizdraht auf den Isolierträger gelegt ist.

Ein erfindungsgemäßer Heizkörper zeichnet sich dadurch aus, daß der Kitt wenigstens an Einzelstellen Tunnel bildet, durch die sich der Heizdraht erstreckt.

In den Tunneln ist der Heizdraht in Längsrichtung frei beweglich. Auch kann sich in den Tunneln der Durchmesser des Heizdrahtes ungehindert temperaturbedingt erweitern. Dadurch ist erreicht, daß der Kitt Wärmedehnungen des Heizdrahts praktisch nicht behindert. Bei Wärmedehnungen schabt der Heizdraht kaum am Kitt, so daß eine Beschädigung seiner Oberfläche vermieden ist. Dies verlängert die Lebensdauer des Heizdrahts beträchtlich. Quer zur Längsrichtung des Heizdrahtes bilden die Tunnel einen sicheren Halt für den Heizdraht. Falltests haben gezeigt, daß auch dann, wenn der Heizdraht aus dem an sich brüchigen Molybdän-Disilicid besteht, Brüche vermieden sind. Außerdem sind durch die Tunnel auch notwendige Sicherheitsabstände des Heizdrahtes gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Teilaufsicht eines Heizkörpers für eine Glaskeramik-Kochplatte,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III nach Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht im Bereich IV nach Fig. 1 und

Fig. 5 eine Fig. 1 ähnliche Aufsicht.

Auf einem elektrisch und thermisch isolierenden Isolierträger (1) ist ein erster Heizdraht (2) angeordnet. Dieser ist flächig in mäanderförmigen Windungen (3) verlegt. Seine Enden (4) sind an einem Keramikkörper (5) gehalten, der auf dem Isolierträger (1) befestigt ist. Der erste Heizdraht (2) besteht aus Molybdän-Disilicid und arbeitet als Hellstrahler. Er ist an Einzelstellen (6) mittels Kitt (Kittstellen) an dem Isolierträger (1) gehalten.

Jede Kittstelle (6) bildet einen Tunnel (7) (vgl. Fig. 3). Die Kittstellen (6) sind jeweils im Bereich von Längsschenkeln (8) der Windungen (3) vorgesehen. In den Tunneln (7) sind die Längsschenkel (8) in den Richtungen a, b (vgl. Fig. 3) frei beweglich, so daß die Kittstellen (6) Wärmedehnungen des Heizdrahtes (2) nicht behindern. In radialer Richtung r begrenzen die Tunnel (7) die Bewegung des Heizdrahtes (2), so daß dieser nicht von dem Isolierträger (1) abheben kann. Die Tunnel (7) gestatten eine Wärmedehnung des Durchmessers des Heizdrahtes (2) in radialer Richtung r.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist an dem Isolierträger (1) eine Vertiefung (9) zur Aufnahme des Längsschenkels (8) des Heizdrahtes (2) vorgesehen. Außerdem sind daneben an den Kittstellen (6) Vertiefungen (10) an dem Isolierträger (1) ausgebildet, in die der Kitt (11) eintreten kann.

In Fig. 2 ist die weiter unten näher beschriebene, den Querschnitt des Heizdrahtes (2) umschließende Beschichtung (12) gezeigt, die nach ihrer Auflösung den Tunnel (7) bildet. Nach der Darstellung in Fig. 3 dagegen ist die Beschichtung (12) aufgelöst und der Tunnel (7) gebildet. Außerdem ist nach Fig. 3 der Längsschenkel (8) nicht in einer Vertiefung des Isolierträgers (1) verlegt, sondern liegt im Abstand c über diesem, wobei ein Bereich (13) des Kittes (11) zwischen dem Längsschenkel (8) und dem Isolierträger (1) besteht.

Die Befestigung des ersten Heizdrahtes (2) an dem Isolierträger erfolgt etwa folgendermaßen:

Nachdem der Heizdraht (2) zu den Windungen (3) vorgeformt und am Keramikkörper (5) befestigt ist, wird er mit einer Beschichtung (12) versehen. Die Beschichtung (12) wird in einer Dicke aufgebracht, die dem gewünschten Tunnel (7) entspricht. Die Beschichtung (12) kann beispielsweise ein Wachs oder ein Stärketeig sein. Sie wird in zähflüssigem Zustand aufgebracht und dann verfestigt. Dieses Aufbringen kann entweder dadurch erfolgen, daß die Beschichtung nur im Bereich der Einzelstelle (6) dosiert aufgetragen wird. Das Beschichten kann auch dadurch erfolgen, daß der gesamte vorgeformte Heizdraht (2) in ein Bad des Materials der Beschichtung getaucht wird.

Nach dem Aushärten der Beschichtung wird der vorgeformte Heizdraht (2) dann auf den Isolierträger (1) gelegt. Er wird entweder in die Vertiefungen (9) gelegt oder im Abstand c über der Oberfläche des Isolierträgers (1) provisorisch fixiert.

Anschließend wird Kitt (11) an den Einzelstellen (6) aufgetragen, wobei der Kitt (11) sich mit dem Isolierträger (1) verbindet und erhärtet. Der Kitt (11) tritt nicht in direkte Verbindung mit der Oberfläche des Heizdrahtes (2). Die Beschichtung (12) stellt einen Abstand zwischen dem Heizdraht (2) und dem Kitt (11) sicher.

Der Kitt (11) muß nicht partiell an den Einzelstellen (6) aufgetragen werden. Er kann auch in der Form von Kittstreifen (14) auf den auf dem Isolierträger (1) gelegten Heizdraht (2) aufgetragen werden, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Sobald der Kitt (11) hinreichend formstabil ist, wird die Beschichtung (12) mit einer Temperatur beaufschlagt, bei der sie schmilzt, verdampft oder verbrennt. Die Beschichtung (12) löst sich dabei auf, so daß die Tunnel (7) entstehen. Die Temperatureinwirkung kann dadurch erfolgen, daß der Heizdraht (2) angeschlossen wird, so daß sich die Beschichtung (12) auflöst. Es kann vorgesehen sein, daß sich die Beschichtung (12) erst bei der ersten Inbetriebnahme des Heizkörpers auflöst.

Alternativ kann auch der vorgeformte Heizdraht (2) auf den Isolierträger (1) aufgelegt werden, bevor die Beschichtung (12) aufgebracht wird. Die Beschichtung (12) wird danach zumindest an den Einzelstellen (6) dosiert aufgetragen und bedeckt dort den Heizdraht (2), bevor der Kitt (11) die Beschichtung (12) übergreifend auf den Isolierträger (1) aufgebracht wird.

An dem Isolierträger (1) ist in der Umgebung des ersten Heizdrahts (2) eine Rinne (15) ausgebildet. In dieser ist ein zweiter Heizdraht (16) verlegt, der wendelförmig vorgeformt ist (vgl. Fig. 1, Fig. 4). Dieser Heizdraht (16) ist als Dunkelstrahler ausgelegt.

Auch der Heizdraht (16) ist in der oben beschriebenen Weise in der Rinne (15) befestigt. Hierfür wird der wendelförmige Heizdraht (16) mit der Beschichtung (12) ganz oder teilweise versehen, bevor er in die Rinne (15) eingelegt wird.

In die Rinne (15) wird vor dem Einlegen des zweiten Heizdrahtes (16) an Einzelstellen (6) Kitt (11) aufgetragen. Anschließend wird der mit der Beschichtung (12) versehene Heizdraht (16) in den noch nicht verfestigten Kitt (11) eingedrückt. Der Kitt (11) umgreift den Querschnitt des Heizdrahtes (16) und härtet dann aus, so daß der Heizdraht (16) mit dem Isolierträger (1) indirekt verkittet ist.

Anschließend wird die Beschichtung (12) im Beispielsfalle einer Temperatureinwirkung ausgesetzt, bei der sie sich auflöst. Es entstehen dann die Tunnel (7). Diese lassen Wärmedehnungen des Heizdrahtes (16) zu und verhindern, daß sich der Heizdraht (16) vom Isolierträger (1) löst.

Bei anderen Ausführungen der Erfindung kann die Beschichtung (12) so gewählt werden, daß sie aus ihrem verfestigten Zustand durch eine chemische Reaktion aufgelöst wird oder durch Ultraschall zerbröselt.

Die Erfindung läßt sich auch dann anwenden, wenn der Heizdraht als Heizspirale oder Heizwendel aus besonders dünnem Draht in eine sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckende Kittraupe bzw. Kittwulst eingedrückt wird.

Claims

1. Verfahren zum Befestigen eines Heizdrahtes an einem Isolierträger, insbesondere für eine Glaskeramik- Kochplatte, wobei der Heizdraht mit dem Isolierträger verkittet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (2, 16) zumindest an Einzelstellen (6) vor dem Verkitten mit einer Beschichtung (12) versehen wird, daß der Heizdraht (2, 16) danach im Bereich der Beschichtung (12) mit dem Isolierträger (1) verkittet wird und daß anschließend die Beschichtung (12) aufgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) den Querschnitt des Heizdrahts (2, 16) umgreift.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) aus einem Material besteht, das zumindest bei der Betriebstemperatur des Heizdrahtes (2, 16) schmilzt, verdampft oder verbrennt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) aus einem chemisch auflösbaren Material besteht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) aus einem durch Ultraschall auflösbaren Material besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) im zähflüssigen Zustand auf den Heizdraht (2, 16) aufgebracht wird und dann aushärtet, bevor der Heizdraht (2, 16) mit dem Isolierträger (1) verkittet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) an den Einzelstellen (6) auf den in Windungen (3) vorgeformten Heizdraht (2, 16) aufgetragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (2, 16) in ein Bad des Materials der Beschichtung (12) getaucht wird und danach auf den Isolierträger (1) aufgelegt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Beschichtung (12) versehene Heizdraht (2, 16) auf den Isolierträger (1) aufgelegt wird und dann der Kitt (11) aufgetragen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Beschichtung (12) versehene Heizdraht (2, 16) in den auf den Isolierträger (1) aufgebrachten Kitt (11) eingedrückt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (2, 16) auf den Isolierträger (1) aufgelegt wird und danach die Beschichtung (12) aufgetragen wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) aus Wachs oder einem Stärketeig besteht.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beschichtung (12) auflösende Temperatureinwirkung erfolgt, wenn der Kitt (11) ausgehärtet oder getrocknet oder im feuchten Zustand verfestigt ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (2, 16) vor dem Aufbringen der Beschichtung (12) in Windungen (3) vorgeformt wird.

15. Heizkörper, insbesondere für eine Glaskeramik- Kochplatte, bei dem ein in Windungen verlegter Heizdraht auf einen Isolierträger gekittet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt (11) wenigstens an Einzelstellen (6) Tunnel (7) bildet, durch die sich der Heizdraht (2, 16) erstreckt.

16. Heizkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstellen (6) an Längsschenkeln (8) der Windungen (3) vorgesehen sind.

17. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt (11) der Einzelstellen (6) Kittstreifen (14) bildet.

18. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Heizdraht (2) am Isolierträger (1) Vertiefungen (9) vorgesehen sind.

19. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einzelstellen (6) für den Kitt (11) Vertiefungen (10) vorgesehen sind.

20. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kitt (11) auch in einem Bereich (13) zwischen dem Heizdraht (2, 16) und dem Isolierträger (1) liegt.