DE4210519C1 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
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Description
Die Erfindung betrifft eine Strahlereinheit mit einer Montageplatte mit
mehreren Aufnahmeelementen für die wahlweise Befestigung von Sockeln zur Hal
terung mindestens eines Infrarotstrahlers, der ein stirnseitig offenes Quarz
glasrohr aufweist, in dem mindestens eine Heizwendel mit zwei elektrischen
Anschlüssen verläuft und dessen Enden jeweils durch ein Endstück aus Keramik,
dem ein Sockel zugeordnet ist, abgeschlossen sind, wobei mindestens einer der
Sockel mindestens eine senkrecht zur Ebene der Montageplatte verlaufende An
schlußbohrung aufweist und die elektrischen Anschlüsse durch mindestens eines
der Endstücke und durch die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen
Endstück zugeordneten Sockels voneinander isoliert hindurchgeführt sind.
Derartige Strahlereinheiten werden beispielsweise als Einzelstrahler oder als
Einzelelemente für Infrarotflächenstrahler eingesetzt, die zur Erwärmung,
Trocknung oder Aushärtung von großflächigen oder sich im Durchlauf an dem
Flächenstrahler vorbeibewegendem Gut verwendet werden.
Aus dem Firmenprospekt "INFRAROT, mittelwellige Bausatz-Infrarotstrahler MBS"
der Heraeus Quarzschmelze GmbH (Druckvermerk: 1C 4.88/VN Ku) sind Strahlerein
heiten bekannt, die mittelwellige Quarzglas-Infrarotstrahler in Form sogenann
ter Zwillingsrohre aufweisen, wobei die Enden der Zwillingsrohre stirnseitig
offen ausgebildet und beidseitig mittels an ihren Stirnseiten angreifenden,
gleichzeitig als Abschlußplatte dienenden Haltesockeln, auf einer
Montagefläche fixiert sind. Jeder Haltesockel ist in Form eines Winkels
ausgebildet, von dem ein Schenkel einen parallel zur Schenkelunterseite ver
laufenden Schlitz, und die Schenkeloberseite des anderen Schenkels eine läng
liche Vertiefung aufweist. Mittels der Schlitze werden die Haltesockel beid
seitig auf sich gegenüberstehenden Stirnseiten des Montagebleches aufgesteckt
und bilden dadurch mit diesem zusammen einen Halterahmen für die Infrarot
strahler, wobei diese zwischen jeweils zwei Haltesockeln gehalten und dabei
mit ihren Stirnseiten von den länglichen Vertiefungen des Haltesockels aufge
nommen werden.
Die Montagerahmen sind mit Halteschrauben versehen, an denen von der dem be
heizten Gut abgewandten Rückseite des Montagerahmens her, die Haltesockel
mittels einer Flügelmutter und einer hochtemperaturbeständigen Feder befestigt
werden, und die zur Montage und Demontage der einzelnen Infrarotstrahler zu
lösen sind.
Die elektrischen Anschlüsse für die Heizwendel der einzelnen Infrarotstrahler
werden in Form zweier isolierter Kabel an einer gemeinsamen Stirnseite des
Zwillingsrohres herausgeführt, um 90° in Richtung zum Montagerahmen umgebogen
und durch zwei Nuten des Haltesockels, die mit entsprechenden Bohrungen des
Halterahmens korrespondieren hindurchgefädelt und zur Rückseite des Montage
rahmens herausgeführt, von wo sie an die Stromversorgung angeschlossen werden.
Für das Auswechseln eines Infrarotstrahlers müssen die elektrischen Anschlüsse
entfernt und bei der Montage des neuen Infrarotstrahlers von neuem verlegt
werden.
Auf einem Montagerahmen können wahlweise mehrere, parallel zueinander ver
laufende Infrarotstrahler mit einer an die Abmessungen des Montagerahmens
angepaßten Länge befestigt werden. Durch modulartiges Zusammenfügen mehrerer
Montagerahmen zu einer größeren Einheit können Flächenstrahler aufgebaut wer
den, deren Bestrahlungsflächen an das zu bestrahlende Gut angepaßt sind. Falls
erforderlich können die Montagerahmen auch senkrecht zueinander verlaufend
angeordnet werden, so daß die Längsachsen der jeweils auf ihnen montierten
Infrarotstrahler um 90° gegeneinander verdreht sind.
Die Montagerahmen sind in zwei verschiedenen, an die Infrarotstrahler ange
paßten Standardlängen verfügbar, wobei die Länge des größeren Montagerahmens
sowohl dem Zweifachen der Standardbreite, als auch dem Zweifachen der Länge
des kleineren Montagerahmens entspricht. Mit diesen Standard-Strahlereinheiten
ist es im Sinne eines Baukastensystems möglich, Flächenstrahler in ihrer Geo
metrie umzuändern und an das Heizgut anzupassen, wobei jedoch die kleinstmög
liche Geometrieänderung von den Abmessungen des kleineren Montagerahmens be
stimmt wird. Für eine Änderung der Geometrie des aus der bekannten Strahler
einheit zusammengesetzten Flächenstrahlers, müssen die Montagerahmen samt den
Infrarotstrahlern voneinander gelöst und in der gewünschten Anordnung neu
zusammenmontiert werden.
Die Wandstärke des Haltesockels, in Richtung der Längsachse des Infrarot
strahlers gesehen, ist relativ groß, da zum einen zur Vermeidung von Über
schlägen zwischen benachbarten stromführenden Teilen eine gewisse Isolier
strecke vorgeschrieben ist, zum anderen das Umbiegen der elektrischen An
schlüsse innerhalb des Haltesockels einen minimalen Krümmungsradius nicht
unterschreiten darf, da ansonsten die Anschlußdrähte abknicken würden. Dadurch
bilden sich bei den bekannten Strahlereinheiten an den Stirnseiten der Infra
rotstrahler relativ lange unbeheizte Zonen aus, die sich insbesondere beim
Zusammenfügen der Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes an den Stoß
stellen nachteilig, im Sinne eines inhomogenen Temperaturverlaufes an diesen
Stellen, bemerkbar machen.
Aus der DE 38 42 641 A1 ist ein steckbarer Quarz-Infrarotstrahler bekannt, der
eine mechanische Steckverbindung und elektrische Anschlüsse aufweist, wobei
sowohl die mechanische Steckverbindung, als auch die elektrischen Anschlüsse
senkrecht zur Montageplatte verlaufen. Die Steckverbindungen mit den elek
trischen Anschlüssen sind auf der Rückseite des Gehäuses des Infrarotstrahlers
angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kosten
günstige und betriebssichere Strahlereinheit anzugeben, die eine einfache
Montage bzw. Demontage und eine variable Anordnung des Infrarotstrahlers er
laubt und mit der Flächenstrahler mit möglichst kurzen unbeheizten Zonen her
stellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmeelemente
als durchgehende Montagebohrungen ausgeführt und in Form eines Rasters ange
ordnet sind, das aus einem Grundmuster mit einer mindestens dreizähligen Sym
metrie gebildet ist, daß die Sockel mindestens ein Montageelement aufweisen,
das als senkrecht zur Ebene der Montageplatte verlaufende, durchgehende Be
festigungsbohrung zur Aufnahme eines in einer Montagebohrung verankerten Be
festigungselementes für den Sockel ausgebildet ist, daß der dem einen Endstück
zugeordnete Sockel die mindestens eine Anschlußbohrung aufweist, die als
Durchgangsbohrung ausgebildet und in Bezug auf das mindestens eine Montage
element derart angeordnet ist, daß sie zusammen mit diesem als auch zusammen
mit dem mindestens einen Montageelement des dem anderen Endstück zugeordneten
Sockels mit dem Raster kompatibel ist, daß die Endstücke mit dem ihnen jeweils
zugeordneten Sockel lösbar verbunden sind, daß die elektrischen Anschlüsse in
Form zweier Anschlußstifte aus dem mindestens einen Endstück herausgeführt
sind, und daß die freien Enden der Anschlußstifte rechtwinklig zur Längsachse
des Quarzglasrohres abstehen und sich unter Bildung eines elektrischen
Kontakts zu einer Stromversorgung in die mindestens eine Anschlußbohrung des
dem jeweiligen Endstück zugeordneten Sockels erstrecken.
Dadurch, daß die Montageplatte Aufnahmeelemente in Form eines Rasters
durchgehender Montagebohrungen aufweist, wobei diese in einem Grundmuster
angeordnet sind, das eine mindestens dreizählige Symmetrie aufweist und darauf
Sockel befestigt sind, die mindestens ein als durchgehende Befestigungsbohrung
ausgebildetes Montageelement aufweisen und von denen mindestens ein Teil, und
zwar für jeden Infrarotstrahler mindestens einer, weiterhin mindestens eine
als Durchgangsbohrung ausgebildete Anschlußbohrung aufweist und diese
Durchgangsbohrungen mit dem aus dem Grundmuster gebildeten Raster der
Montagebohrungen kompatibel sind, ist es möglich, die Sockel auf der
Montageplatte um einen bestimmten Winkel, der sich durch Division der 360°
eines Vollkreises durch die Symmetriezahl des Grundmusters ergibt, zu
verdrehen, wobei gewährleistet ist, daß bei jeder Verdrehung des Sockels um
diesen bestimmten Winkel oder ein ganzzahliges Vielfaches davon die
Befestigungsbohrung und die Anschlußbohrung des Sockels mit Montagebohrungen
der Montageplatte korrespondieren. Im Fall, daß ein Sockel mehrere Montageele
mente, die beispielsweise als weitere Befestigungsbohrungen oder als ein in
eine Montagebohrung eingreifender Zapfen ausgebildet sein können, aufweist,
sind sämtliche Montageelemente des Sockels ebenfalls so angeordnet, daß sie
mit dem Raster kompatibel sind. Dadurch, daß sämtliche Montageelemente eines
Sockels sowie, sofern eine solche bei dem Sockel vorhanden ist, die mindestens
eine Anschlußbohrung so angeordnet ist, daß sie und das mindestens eine
Montageelement des dem anderen Endstück zugeordneten Sockels mit dem Raster
kompatibel sind, wird gewährleistet, daß der auf den Sockeln gehaltene Infra
rotstrahler ebenfalls im Rahmen des Rasters der Montagebohrungen um den be
stimmten Winkel verdrehbar ist, ohne daß dafür eine vom Raster der Montage
bohrungen abweichende Sonderlochung erforderlich wäre. Unter dem Ausdruck
"kompatibel" soll verstanden werden, daß bei einer bestimmten Anordnung des
Sockels bzw. der beiden, den Endstücken eines Infrarotstrahlers zugeordneten
Sockel auf der Montageplatte alle Montageelemente und Anschlußbohrungen mit
Montagebohrungen der Montageplatte in Deckung zueinander gebracht werden kön
nen. Durch diese Ausbildung von Montageplatte und Sockel kann die Anordnung
eines auf den Sockeln gehaltenen Infrarotstrahlers auf einfache und flexible
Weise dem zu erhitzenden Gut oder anderen Erfordernissen angepaßt werden. Eine
Montage oder Demontage der Montageplatte ist hierfür nicht erforderlich.
Selbstverständlich kann sich das Grundmuster der Montagebohrungen auch unter
Bildung eines fortlaufenden Musters über einen größeren Bereich der Montage
platte wiederholen, so daß auch translatorische Versetzungen des Sockels und
des darauf gehaltenen Infrarotstrahlers auf gleiche einfache Weise ermöglicht
werden.
Dadurch, daß mindestens eines der Montageelemente als senkrecht zur Ebene der
Montageplatte verlaufende, durchgehende Befestigungsbohrung zur Aufnahme eines
in einer Montagebohrung verankerten Befestigungselementes ausgebildet ist,
wird die Befestigung des Sockels an der Montageplatte gewährleistet, wobei das
Befestigungselement, mittels dem der Sockel an der Montageplatte befestigt
ist, von der dem Infrarotstrahler zugewandten, leicht zugänglichen Seite des
Sockels verankert werden kann.
Dadurch, daß bei demjenigen Sockel bzw. bei denjenigen Sockeln, die mindestens
eine Anschlußbohrung aufweisen, durch die die elektrischen Anschlüsse hin
durchgeführt sind, diese Anschlußbohrung ebenfalls als Durchgangsbohrung aus
gebildet ist und zusammen mit den Montageelementen mit dem Grundmuster kor
respondiert, wird erreicht, daß für die Durchführung der elektrischen An
schlüsse zu der dem Infrarotstrahler abgewandten Rückseite der Montageplatte,
Montagebohrungen verwendet werden können und keine zusätzlichen Bohrungen in
der Montageplatte hierfür erforderlich sind. Hierbei ist es möglich, daß die
beiden elektrischen Anschlüsse gemeinsam und isoliert voneinander durch eine
Anschlußbohrung oder getrennt voneinander durch zwei Anschlußbohrungen, die
dann entweder in einem Sockel oder auch in zwei, dem jeweiligen Endstück des
Infrarotstrahlers zugeordnete Sockel, hindurchgeführt sind.
Dadurch, daß die Endstücke mit dem ihnen jeweils zugeordneten Sockel lösbar
verbunden sind und dadurch, daß die elektrischen Anschlüsse in Form zweier
Anschlußstifte aus dem mindestens einen Endstück herausgeführt sind und dabei
deren freie Enden rechtwinkelig zur Längsachse des Quarzglasrohres abstehen
und sich unter Bildung eines elektrischen Kontaktes mit einer Stromversorgung
in die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Endstück zuge
ordneten Sockels erstrecken, wird die Montage bzw. Demontage des Infrarot
strahlers von der dem zu beheizenden Gut zugewandten Seite der Montageplatte
her ermöglicht. Der Infrarotstrahler kann dabei samt den Endstücken einfach in
Richtung quer zu seiner Längsachse aus dem Sockel herausgezogen werden, ohne
daß hierzu einer der Sockel gelöst werden müßte. Zur Herstellung des elek
trischen Kontaktes zwischen den Anschlußstiften und der Stromversorgung sind
in den Anschlußbohrungen metallische Kontaktkörper, beispielsweise in Form
eingesetzter Buchsen, vorhanden. Die Anschlußstifte, die aufgrund der hohen
Temperaturen im Bereich des Infrarotstrahlers aus hochtemperaturbeständigem
Material bestehen, können sowohl aus einem gemeinsamen Ende des Infrarot
strahlers als auch getrennt voneinander aus beiden Endstücken herausgeführt
sein und sich dabei in jeweils eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Enstück
zugeordneten Sockels erstrecken.
Die Ausführung der Anschlüsse in Form von Anschlußstiften erlaubte weiterhin
eine Ausbildung der keramischen Endstücke mit einer dünnen Wandstärke in
Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres gesehen, so daß beispielsweise bei der
Anordnung zweier derartiger Infrarotstrahler in Form eines geraden Stoßes, die
unbeheizte Zone im Bereich der Stoßstellen relativ kurz sein kann.
Als besonders vorteilhaft haben sich Montageplatten erwiesen, auf denen die
Montagebohrungen den gleichen Durchmesser aufweisen und in Form eines Rasters
mit quadratischem Grundmuster angeordnet sind. Dieses Grundmuster ermöglicht
eine Verdrehung der auf der Montageplatte montierten Sockel um jeweils 90°
oder ein ganzzahliges Vielfaches davon. Ein derartiges Raster läßt sich auch
über einen größeren Bereich oder über die gesamte Montageplatte leicht fort
setzen, so daß auch translatorische Versetzungen des Sockels ermöglicht wer
den, wobei die kleinste Einheit einer Versetzung durch den Mittenabstand der
Montagebohrungen gegeben ist. Dadurch, daß die Bohrungen gleichen Durchmesser
aufweisen, ist die Montageplatte besonders einfach und preisgünstig herstell
bar. Außerdem muß beim Montieren der Sockel für den oder die Infrarotstrahler
nicht auf die Größe der Bohrungen und nicht darauf geachtet werden, ob die
jeweilige Bohrung als Durchführung für die elektrischen Anschlüsse oder zur
Befestigung des Sockels dienen soll.
Es hat sich bewährt, die Sockel mit jeweils mindestens zwei Montageelementen
zu versehen, die als Befestigungsbohrungen ausgeführt sind und die Sockel
jeweils mittels zweier Befestigungselemente an der Montageplatte zu halten.
Dabei können die Befestigungselemente von der dem Infrarotstrahler zuge
wandten, leicht zugänglichen Seite des Sockels in der Montageplatte verankert
werden. Die Befestigung des Sockels mittels zweier Befestigungselemente ge
währleistet auch bei Einsatzbedingungen, bei denen die Strahlereinheit Vibra
tionen unterworfen ist, eine betriebssichere Befestigung.
Besonders einfach gestaltet sich eine Strahlereinheit, bei der derjenige oder
diejenigen Sockel, die mindestens einer Anschlußbohrung aufweisen, mit zwei
Anschlußbohrungen versehen sind, die zusammen mit dem mindestens einen Mon
tageelement so angeordnet sind, daß sie mit dem Raster der Montagebohrungen
kompatibel sind. Bei Verwendung derartiger Sockel für die Strahlereinheit ist
es sowohl möglich, beide elektrischen Anschlüsse aus einem keramischen End
stück heraus und durch die Anschlußbohrungen des Sockels, als auch jeweils
einen elektrischen Anschluß aus den beiden Endstücken des Infrarotstrahlers
heraus und durch jeweils eine Anschlußbohrung des Sockels hindurchzuführen.
Aus Platzgründen und zur Vermeidung überflüssiger Montagebohrungen in der
Montageplatte bietet es sich beispielsweise bei Sockeln mit zwei Montageele
menten an, die beiden Montageelemente und die beiden Anschlußbohrungen mit
Abständen zueinander entsprechend benachbarter Montagebohrungen des Grund
musters und im Quadrat zueinander anzuordnen.
Hinsichtlich der Ausbildung von Flächenstrahlern mit möglichst kurzen und
unbeheizten Zonen wird eine Strahlereinheit bevorzugt, bei der in Längsachsen
richtung des Quarzglasrohres gesehen, der durch das Endstück gebildete Ab
schluß des Infrarotstrahlers mit dem dem entsprechenden Endstück zugeordneten
Sockel bündig abschließt oder der Sockel in Richtung auf das gegenüberliegende
Endstück zurückversetzt ist, und die Anschlußstifte vom Ende des Quarzglas
rohres um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende hin zurückversetzt sind.
Eine derartige Ausbildung der Strahlereinheit gewährleistet, daß bei einer
Anordnung mehrerer Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes die unbe
heizte Zone im Bereich des Stoßes möglichst kurz gewählt werden kann, da die
Sockel über die Länge des Strahlers nicht überstehen. Dadurch, daß die An
schlußstifte vom Ende des Quarzglasrohres um eine Strecke zum gegenüberliegen
den Ende hin zurückversetzt sind, wird erreicht, daß auch bei einem geraden
Stoß zweier Strahlereinheiten die Wandstärke zwischen den Anschlußbohrungen
unmittelbar benachbarter Sockel ausreichend groß ist, um den sicherheits
technischen Anforderungen hinsichtlich der Gefahr von Überschlägen zwischen
den jeweiligen stromführenden Teilen zu genügen; die Wandstärke des Endstückes
in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres gesehen kann daher relativ dünn
ausgebildet sein, so daß wiederum die unbeheizte Zone im Bereich des Stoßes
zweier Infrarotstrahler relativ kurz ausgebildet sein kann.
Als besonders einfach und kostengünstig herstellbar und variabel einsetzbar
hat sich eine Strahlereinheit erwiesen, bei der der Sockel mit vier zueinander
im Quadrat angeordneten Durchgangsbohrungen versehen ist, von denen je zwei
benachbarte Bohrungen als Anschlußbohrungen und je zwei benachbarte Bohrungen
als Befestigungsbohrungen ausgebildet sind.
Besonders bewährt hat sich eine Strahlereinheit, bei der die Endstücke auf der
den Anschlußstiften zugeordneten Seite ein das Quarzglasrohr übergreifendes
Teil aufweisen, das mit einem Zapfen versehen ist, der mittig zum Quarzglas
rohr in Längsachsenrichtung verläuft und gleichzeitg der Sockel auf der dem
Infrarotstrahler zugewandten Seite eine längliche, sich in Längsachsenrichtung
erstreckende Nut aufweist, in die der Zapfen eingreift. Eine derartige Ausbil
dung der Strahlereinheit gewährleistet eine verdrehsichere Anordnung von In
frarotstrahler und Sockel zueinander.
Als vorteilhaft hat sich auch eine Strahlereinheit erwiesen, bei der die
Sockel geometrisch gleich ausgebildet sind. Dadurch wird vermieden, daß bei
der Montage der Strahlereinheit unterschiedlich ausgebildete Sockel berück
sichtigt werden müssen, was beispielsweise zu zusätzlichem Montageaufwand
durch falsche Zuordnung der verschiedenen Sockel führen kann. Außerdem ist die
Herstellung gleicher Sockel einfacher und kostengünstiger. Hierbei haben sich
insbesondere Sockel bewährt, die aus einem elektrisch isolierenden, vorzugs
weise aus einem keramischen Material, beispielsweise aus Steatit, bestehen.
Hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Infrarotstrahler und einer leich
ten Montage der Infrarotstrahler auf den Sockeln hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die elektrischen Anschlüsse durch ein gemeinsames Endstück hindurch
zuführen.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Strahlereinheit erwiesen, bei der die
Endstücke jeweils das Quarzglasrohr auf mindestens zwei sich gegenüberliegen
den Seiten außen übergreifen, und/oder bei der die Endstücke eine umlaufende
Ringnut aufweisen, in die die Enden des Quarzglasrohres hineinragen. Eine
derartig ausgebildete Strahlereinheit ist besonders einfach handhabbar, be
triebssicher und leicht montierbar.
Insbesondere hinsichtlich einer möglichst kurzen unbeheizten Zone beim Zusam
menfügen mehrerer Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes hat sich eine
Ausbildung der Strahlereinheit als vorteilhaft erwiesen, bei der die Wand
stärke der an den Stirnseiten des Quarzglasrohres anliegenden Bereiche der
Endstücke in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen maximal
10 mm, vorzugsweise maximal 5 Milimeter beträgt und die Heizwendel in Richtung
der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen maximal 15 mm, vorzugsweise maximal
10 mm vor dem Ende des Infrarotstrahlers endet. Dabei hat sich auch insbeson
dere im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über
einen größeren Flächenbereich und eine hohe Strahlungsdichte eine Strahler
einheit bewährt, bei der das Quarzglasrohr als Zwillingsrohr mit zwei parallel
zueinander verlaufenden und miteinander verbundenen Quarzglasrohren ausgebil
det ist.
Für eine betriebssichere Halterung des Infrarotstrahlers auf den zugeordneten
Sockeln hat sich eine U-förmige Feder bewährt, die das Quarzglasrohr umgreift
und deren freie Schenkel hakenförmig gebogen und in sich gegenüberliegende
Ausnehmungen des Sockels eingehakt sind. Dabei haben sich insbesondere solche
Federn bewährt, bei denen der mittlere Bereich mindestens eine Windung auf
weist, die in Richtung der freien Schenkel gerichtet ist und die an dem Quarz
glasrohr anliegt.
Im Hinblick auf eine einfache Montage hat sich eine Strahlereinheit als vor
teilhaft erwiesen, bei der als Befestigungselemente selbstschneidende oder
selbstfurchende Schrauben vorgesehen sind und die Bohrungen mit einem Durch
messer ausgeführt sind, der geringfügig kleiner ist als der Gewindedurchmesser
der Schrauben. Die selbstschneidenden oder selbstfurchenden Schrauben können
dabei von der dem Infrarotstrahler zugewandten Seite des Sockels her in den
Montagebohrungen der Montageplatte verankert, bzw. aus dieser gelöst werden.
Da alle Montagebohrungen der Montageplatte mit gleichem Durchmesser ausgeführt
sind, muß beim Montieren der Sockel auf den passenden Durchmesser der Montage
bohrungen nicht geachtet werden. Die selbstfurchenden Schrauben bieten zusätz
lich den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer unrunden Geometrie selbsthemmend
wirken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird nachstehend beispielhaft näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im
einzelnen
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Strahlereinheit, wobei einer der Sockel und die Montageplatte im
Schnitt dargestellt sind,
Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie A in
Fig. 1, in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen,
Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen Sockel einer
erfindungsgemäßen Strahlereinheit,
Fig. 4 eine Feder zur Halterung des Infrarotstrahlers auf dem Sockel der
Strahlereinheit und
Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße
Strahlereinheit mit mehreren auf einer Montageplatte auf Sockeln ge
haltenen Infrarotstrahlern.
Mit der Bezugsziffer 1 in Fig. 1 ist eine als Lochplatte ausgebildete, im
Schnitt dargestellte Montageplatte bezeichnet, auf der zwei Keramik-Sockel 2
befestigt sind. Die Bohrungen 3 der Montageplatte 1 sind in einem Raster aus
einem sich fortlaufend wiederholenden quadratischen Grundmuster angeordnet.
Die Bohrungen 3 weisen mit ca. 5 mm alle den gleichen Innendurchmesser auf und
halten einen Mittenabstand von 15,625 mm. Die beiden auf der Montageplatte 1
gehaltenen Sockel 2 weisen jeweils vier senkrecht zur Ebene der Montageplatte
verlaufende Durchgangsbohrungen 4; 5 auf, wovon jeweils zwei als Befestigungs
bohrungen 5 zur Befestigung des Sockels 2 auf der Montageplatte 1 und zwei als
Anschlußbohrungen 4 zur Herstellung des elektrischen Anschlusses von einer
nicht dargestellten Stromversorgung zu einem auf den Sockeln 2 montierten,
mittelwelligen Infrarotstrahler 6 dienen. Die Durchgangsbohrungen 4; 5 des
Sockels 2 sind ebenfalls im Quadrat zueinander angeordnet und halten einen
Mittenabstand voneinander von 15,625 mm. Bei dem auf den Sockeln 2 gehaltenen
Infrarotstrahler 6 handelt es sich um einen mittelwelligen Strahler, der ein
beidseitig offenes, als sogenanntes Zwillingsrohr ausgebildetes Quarzglas
rohr 7 aufweist, dessen offene Enden 8; 9 jeweils durch eine Keramik-Abschluß
platte 10 verschlossen sind. Auf seiner, dem Sockel 2 zugewandten Seite ist
das Quarzglasrohr 7 außen mit einer Goldschicht 11 belegt, die als Reflektor
für die von der Heizwendel 12 ausgehende Strahlung dient. Die Enden 8; 9 des
Quarzglasrohres 7 ragen jeweils in eine Ringnut des dem jeweiligen Ende 8; 9
zugeordneten Abschlußplatte 10 hinein (mit der gestrichelten Linie in Fig. 1
angedeutet) und werden zusätzlich durch zwei, das Quarzglasrohr 7 außen über
greifende Teile 13; 14 der Abschlußplatte 10 gehalten, wobei das obere, dem
Sockel 2 abgewandte Teil 13 als mittig zwischen den beiden Rohren des Zwil
lings-Quarzglasrohres 7 übergreifender Zapfen, und das untere, dem Sockel 2
zugewandte Teil 14 über die gesamte Breite des Zwillings-Quarzglasrohres 7
reichender Vorsprung ausgebildet ist, auf dem das Quarzglasrohr 7 aufliegt und
mit dem es mittels eines anorganischen Klebers verkittet ist. Der untere
Teil 14 der Abschlußplatte 10 weist auf seiner dem Sockel 2 zugewandten Seite
einen länglichen, sich in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres 7 er
streckenden Steg 15 (Fig. 2) auf, der in eine entsprechende Nut 16 des
Sockels 2 eingreift und dadurch ein gegenseitiges Verdrehen der Anordnung von
Infrarotstrahler 6 auf dem Sockel 2 verhindert. Die elektrischen Anschlüsse
der Heizwendel 12 werden durch eine gemeinsame Abschlußplatte 10 über (in der
Zeichnung nicht dargestellte) Nuten in Form zweier Anschlußstifte 17 aus der
Abschlußplatte 10 herausgeführt. Die freien Enden der Anschlußstifte 17 stehen
dabei rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres 7 ab und sind vom Ende
des Quarzglasrohres 7 um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende hin zurück
versetzt. Die Anschlußstifte 17 erstrecken sich in die Anschlußbohrungen 4 des
Sockels 2 und stellen dort mit in den Anschlußbohrungen 4 eingesetzten Metall
buchsen 18 den elektrischen Kontakt zur Stromversorgung für die Heizwendel 12
her. Die Sockel 2 selbst sind jeweils mittels zweier von der dem Infrarot
strahler 6 zugewandten Seite her zugänglichen, selbstschneidenden Gewinde
schrauben 29 auf der Montageplatte 1 verankert. Der Infrarotstrahler 7 wird an
den beiden Sockeln 2 jeweils mit einer U-förmig ausgebildeten Feder 19 gehal
ten, die das Quarzglasrohr 7 umgreift und deren freie Schenkel 21 (Fig. 4)
hakenförmig gebogen und in sich gegenüberliegende Nuten 20 des Sockels 2 ein
gehakt sind, wobei der mittlere Bereich der Feder 19 eine Windung 22 aufweist,
die in Richtung der freien Schenkel 21 gerichtet ist und die an dem Quarzglas
rohr 7 anliegt. In Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres 7 gesehen, schließt
der Sockel 2 mit dem durch die Abschlußplatte 10 gebildeten Ende des Infrarot
strahlers 6 jeweils bündig ab.
Sofern in den nachfolgend näher erläuterten Figuren die gleichen Bezugsziffern
wie in Fig. 1 verwendet werden, sollen damit gleiche oder zu den in Fig. 1
dargestellten Bauteilen äquivalente Bauteile bezeichnet sein. Aus der in Fig.
2 dargestellten Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Strahlereinheit ist
ersichtlich, daß der Sockel 2 die Abschlußplatte 10 auch in Richtung senkrecht
zur Längsachse des Quarzglasrohres 7 gesehen nicht überragt, sondern im Ge
genteil, etwas schmäler als die Abschlußplatte 10 ausgebildet ist. Der
kleinstmögliche Abstand benachbarter, parallel zueinander verlaufender In
frarotstrahler 6 wird daher durch den Sockel 2 nicht beeinflußt.
Aus der Draufsicht auf einen Sockel 2, wie er schematisch in Fig. 3 darge
stellt ist, ist die Anordnung der Durchgangsbohrungen 4; 5 des Sockels 2 in
quadratischer Anordnung zueinander, ersichtlich. Mittig zwischen den Anschluß
bohrungen 4 und den Befestigungsbohrungen 5 verläuft eine Nut 16, in die der
Steg 15 des unteren Teils 14 der Abschlußplatte 10 eingreift. Mit der Bezugs
ziffer 20 sind seitliche Nuten des Sockels 2 bezeichnet, in die die den Infra
rotstrahler 6 auf dem Sockel 2 haltende Feder 19 mit ihren hakenförmig ausge
bildeten freien Schenkeln 21 eingreift. Eine entsprechende Feder 19 zur Hal
terung des Infrarotstrahlers 6 auf dem Sockel 2 ist in Fig. 4 dargestellt.
Sie weist einen U-förmigen Verlauf auf, wobei die freien Schenkel 21 nach
innen hakenförmig umgebogen sind. Der mittlere Bereich der Feder 19 ist in
Form einer Windung 22 gebogen, die in Richtung der freien Schenkel 21 gerich
tet ist und die, wie in der Fig. 2 dargestellt, an dem Quarzglasrohr 7 des
Infrarotstrahlers 6 anliegt.
In Fig. 5 sind auf einer als Lochplatte ausgebildeten Montageplatte 1, in der
die Bohrungen 3 in einem quadratischem, sich bis auf den Rand der Montageplat
te 1 wiederholenden Grundmuster angeordnet sind, insgesamt fünf Zwillings
rohr-Infrarotstrahler 23 bis 27 dargestellt, die auf jeweils zwei, geometrisch
identischen Sockeln 2 angeordnet sind. Die Sockel 2 weisen je vier, in der
Figur schwarz unterlegte, paarweise als Anschlußbohrungen 4 bzw. als Be
festigungsbohrungen 5 ausgebildete Durchgangsbohrungen auf, die mit dem qua
dratischen Grundmuster der darunter liegenden Bohrungen 3 der Montageplatte 1
korrespondieren, aber den doppelten Mittenabstand gegenüber diesen aufweisen.
Der Abstand der Bohrungen 3 der Montageplatte 1 bestimmt die kleinstmögliche
Versetzung der jeweiligen Infrarotstrahler zueinander, wie sie beispielhaft an
den drei Infrarotstrahlern 23; 25; 25 dargestellt ist. Bei einem Zusammenfügen
zweier Infrarotstrahler 23; 26 in Form eines geraden Stoßes, wird die Länge
der unbeheizten Zone durch den Abstand der den jeweiligen Infrarot
strahlern 23; 26 zugeordneten Heizwendeln bestimmt. Da im vorliegenden Fall
die jeweiligen, einander zugekehrten Endstücke 30; 31 der Infrarot
strahler 23; 26 mit einer Wandstärke in Längsachsenrichtung der Infrarot
strahler 23; 26 gesehen von nur 4 mm ausgebildet sind, kann die Länge der
unbeheizten Zone zwischen den Infrarotstrahlern 23; 28 sehr kurz gehalten
werden. Aufgrund der Anordnung der Bohrungen 3 in einem Grundmuster mit vier
zähliger Symmetrie ist es selbstverständlich auch leicht möglich, Infrarot
strahler um 90 Grad zu verdrehen, ohne daß hierfür zusätzliche Bohrungen in
der Montageplatte 1 angebracht oder vorhanden sein müßten. Dies zeigt bei
spielhaft der mit seiner Längsachse gegenüber den übrigen Infrarotstrahlern 23
bis 26 um 90 Grad verdrehte Infrarotstrahler 27. Aufgrund seines dünnwandigen
Endstückes 28 kann auch in diesem Fall die Länge der unbeheizten Zone zwischen
dem Infrarotstrahler 28 und dem Infrarotstrahler 27 relativ kurz gehalten
werden.
Die Figuren verdeutlichen die Möglichkeiten der variablen Anordnung der auf
den Sockeln 2 montierten Infrarotstrahler, wobei auch zu beachten ist, daß bei
einem Auswechseln, einem Verschieben oder bei einem Verdrehen eines Infrarot
strahlers die jeweiligen Sockel auf einfache Weise von ihrer, den Infrarot
strahlern zugewandten und leicht zugänglichen Seite, gelöst und neu befestigt
werden können.
Claims (15)
1. Strahlereinheit mit einer Montageplatte mit mehreren Aufnahmeelementen für
die wahlweise Befestigung von Sockeln (2) zur Halterung mindestens eines
Infrarotstrahlers (6),
- - der ein stirnseitig offenes Quarzglasrohr (7) aufweist, in dem mindestens eine Heizwendel (12) mit zwei elektrischen Anschlüssen (17) verläuft und dessen Enden jeweils durch ein Endstück (10; 28; 30; 31) aus Keramik, dem ein Sockel (2) zugeordnet ist, abgeschlossen sind,
- - wobei mindestens einer der Sockel (2) mindestens eine senkrecht zur Ebene der Montageplatte (1) verlaufende Anschlußbohrung (4) aufweist und
- - die elektrischen Anschlüsse (17) durch mindestens eines der Endstücke (10) und durch die mindestens eine Anschlußbohrung (4) des dem jeweiligen End stück (10) zugeordneten Sockels (2) voneinander isoliert hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Aufnahmeelemente als durchgehende Montagebohrungen (3) ausgeführt und in Form eines Rasters angeordnet sind, das aus einem Grundmuster mit einer mindestens dreizähligen Symmetrie gebildet ist,
- - daß die Sockel (2) mindestens ein Montageelement (5) aufweisen, das als senkrecht zur Ebene der Montageplatte (1) verlaufende, durchgehende Be festigungsbohrung (5) zur Aufnahme eines in einer Montagebohrung (3) ver ankerten Befestigungselementes (29) für den Sockel (2) ausgebildet ist,
- - daß der dem einen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordnete Sockel (2) die mindestens eine Anschlußbohrung (4) aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet und in Bezug auf das mindestens eine Montageelement (5) derart angeordnet ist, daß sie zusammen mit diesem als auch zusammen mit dem mindestens einen Montageelement (5) des dem anderen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordneten Sockels (2) mit dem Raster kompatibel ist,
- - daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) mit dem ihnen jeweils zugeordneten Sockel (2) lösbar verbunden sind,
- - daß die elektrischen Anschlüsse in Form zweier Anschlußstifte (17) aus dem mindestens einen Endstück (10; 28; 30; 31) herausgeführt sind, und
- - daß die freien Enden der Anschlußstifte (17) rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres (7) abstehen und sich unter Bildung eines elektrischen Kontakts zu einer Stromversorgung in die mindestens eine Anschlußbohrung (4) des dem jeweiligen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordneten Sockels (2) erstrecken.
2. Strahlereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage
bohrungen (3) den gleichen Durchmesser aufweisen und in Form eines Rasters
mit quadratischem Grundmuster angeordnet sind.
3. Strahlereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sockel (2) jeweils mindestens zwei Montageelemente (5) aufweisen, die als
Befestigungsbohrungen (5) ausgeführt sind und die Sockel (2) jeweils mit
tels zweier Befestigungselemente (29) an der Montageplatte (1) gehalten
werden.
4. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß bei dem mindestens einen Sockel (2) mit Ansschluß
bohrung (4) zwei Anschlußbohrungen (4) vorgesehen sind, die so angeordnet
sind, daß sie zusammen mit dem mindestens einen Montageelement (3) mit dem
Raster kompatibel sind.
5. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres (7) ge
sehen, der durch das Endstück (10; 28; 30; 31) gebildete Abschluß des
Infrarotstrahlers (6) mit dem dem entsprechenden Endstück (10; 28; 30; 31)
zugeordneten Sockel bündig abschließt oder der Sockel (2) in Richtung auf
das gegenüberliegende Endstück (10; 28; 30; 31) zurückversetzt ist, und
die Anschlußstifte (17) vom Ende (8; 9) des Quarzglasrohres (7) um eine
Strecke zum gegenüberliegenden Ende (8; 9) hin zurückversetzt sind.
6. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sockel (2) mit vier zueinander im Quadrat ange
ordneten Durchgangsbohrungen (4; 5) versehen ist, von denen je zwei be
nachbarte Durchgangsbohrungen als Anschlußbohrungen (4) und je zwei be
nachbarte Durchgangsbohrungen als Befestigungsbohrungen (5) ausgebildet
sind.
7. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) auf der den Anschluß
stiften (17) zugeordneten Seite ein das Quarzglasrohr (7) übergreifendes
Teil (14) aufweisen, das mit einem Zapfen (15) versehen ist, der mittig
zum Quarzglasrohr (7) in Längsachsenrichtung verläuft und der Sockel (2)
auf der dem Infrarotstrahler (6) zugewandten Seite eine längliche, sich in
Längsachsenrichtung erstreckende Nut (16) aufweist, in die der Zapfen (15)
eingreift.
8. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sockel (2) der Strahlereinheit gleich ausgebildet
sind.
9. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sockel (2) aus einem elektrisch isolierenden,
vorzugsweise aus einem keramischen Material bestehen.
10. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (17) durch ein gemeinsames
Endstück (10; 28; 30; 31) hindurchgeführt sind.
11. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) jeweils das Quarzglas
rohr (7) auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten außen über
greifen und/oder eine umlaufende Ringnut aufweisen, in die die Enden des
Quarzglasrohres (7) hineinragen.
12. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandstärke der an den Stirnseiten des Quarzglas
rohres (7) anliegenden Bereiche der Endstücke (10; 28; 30; 31) in Richtung
der Längsachse des Quarzglasrohres (7) gesehen maximal 10 mm, vorzugsweise
maximal 5 mm beträgt.
13. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizwendel (12) in Richtung der Längsachse des
Quarzglasrohres (7) gesehen maximal 15 mm, vorzugsweise maximal 10 mm vor
dem Ende des Infrarotstrahlers (6) endet.
14. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Infrarotstrahler (6) an dem Sockel (2) mit einer
U-förmig ausgebildeten Feder (19) gehalten wird, die das Quarzglasrohr (7)
umgreift und deren freie Schenkel (21) hakenförmig gebogen und in sich
gegenüberliegende Ausnehmungen (20) des Sockels (2) eingehakt sind.
15. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß als Befestigungselemente selbstschneidende oder
selbstfurchende Schrauben (29) vorgesehen sind und die Montagebohrungen
(3) mit einem Durchmesser ausgeführt sind, der geringfügig kleiner ist als
der Gewindedurchmesser der selbstschneidenden oder selbstfurchenden
Schrauben (29).
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