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Verfahren zum Einbetten von Heizkörpern
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siedern, Bügeleisen, industriellen Geräten usw. bietet jene die grössten Vorteile, bei der der
Heizdraht bzw. das Heizband vollkommen und lückenlos von keramischer Masse umgeben ist, die ihrerseits wieder in engstem Kontakt mit dem Metallkörper steht, der die Wärme dann an die zu erhitzenden Gegenstände abgibt.
Steht eine geeignete keramische Masse zur
Verfügung, die bei bester Wärmeleitfähigkeit eine genügende elektrische Isolation bei den auftretenden Gebrauchstemperaturen gewährleistet, dann lassen sich bei grosser Lebensdauer auf engstem Raum die grössten Leistungen unterbringen, da im Gegensatz zu andern Anordnungsmöglichkeiten die Wärmeübertragung vom Heizelement auf den Metallkörper durch Leitung und nicht durch Strahlung erfolgt.
Bei der Einbettung der Heizelemente in keramischer Isoliermasse treten aber bedeutende fertigungstechnische Schwierigkeiten auf, so muss z. B. gefordert werden, dass der Abstand der Heizelemente von den Wandungen des Heizkörpers möglichst gering gehalten wird. In praktisch auftretenden Fällen liegt dieser Abstand z. B. in der Grössenordnung von 1 mm. Ist die aus Isoliermasse bestehende Zwischenschicht zu klein, so besteht die Gefahr eines zu geringen Isolationswiderstandes gegen das Gehäuse des Heizkörpers unter Umständen auch die Gefahr eines direkten Schlusses. Bei zu grossen Abständen dagegen treten infolge Wärmestauung Überhitzungen der Einbettmasse und der Heizelemente auf, die wieder zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Heizgeräte führen bzw. ein Durchbrennen der Heizwicklung zur Folge haben können.
Bis jetzt bekannt gewordene Verfahren zum Einbetten der Heizelemente erfüllen hinsichtlich der vorstehend dargelegten Forderungen zum Teil ihren Zweck, sind aber in der Handhabung umständlich, wodurch die zum Einbetten erforderlichen Fertigungszeiten sehr hoch liegen. So ergeben sich z. B. bei der Herstellung von Kochplatten folgende Arbeitsgänge : Auspressen der Rillen im Gusskörper mit Masse, Erhärten der Masse, Einlegen des Heizelementes, wobei dieses an vielen Stellen festgeheftet werden muss, Füllen mit Masse, Pressen, Erhärten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Einbetten von Heizelementen in die Isoliermasse von Heiz-und Kochgeräten, das eine genaue und gleichmässige Einhaltung der
Abstände der Heizelemente vom Heizkörper- gehäuse ermöglicht und gleichzeitig sehr niedrige
Fertigungszeiten zu erzielen gestattet.
Das Verfahren besteht darin, dass die Heiz- elemente vor dem Einbetten in den Heizkörper nach einem bekannten Verfahren mit Isoliermasse ummantelt und erfindungsgemäss im ummantelten
Zustand in den Heizkörper eingelegt werden.
Das Ummanteln der Heizelemente mit Isolermasse ermöglicht eine genaue Distanzierung der Heizelemente vom Heizkörpergehäuse. Dadurch, dass das Einlegen der mit plastischer Isoliermasse ummantelten Heizelemente in das Gehäuse des Heizkörpers so erfolgen kann wie das Einlegen eines biegsamen Kabels, wird die zur Herstellung eines Heizkörpers erforderliche Zeit gegenüber allen bisher bekannten Methoden ausserordentlich gering.
Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung Fig. 1 bis 3 als Beispiel die Herstellung einer elektrischen Kochplatte dargestellt, bei welcher die Ummantelung der Heizelemente kreisförmigen Querschnitt aufweist. In Fig. 4 ist eine Heizelement-Ummante- lung quadratischen Querschnittes veranschaulicht.
Die Fig. 5-7 zeigen die Herstellung eines Heizstabes nach dem erfindungsgemÅassen Verfahren.
In Fig. 1 und 2 bedeutet 1 die Heizwendel, die nach einem bereits bekannten Verfahren mit plastischer Isoliermasse 2 vollständig umgeben wird. Da die Isoliermasse im nicht getrockneten Zustand plastisch ist, kann die damit ummantelte Heizwendel erfindungsgemäss wie ein biegsames Kabel in die Nuten der Kochplatte eingelegt werden, wie in Fig. 3 dargestellt. Mit 1 ist in dieser Figur wieder die mit Isoliermasse 2 umgebene Heizwendel bezeichnet. Sie ist in die Nuten der Gussplatte 4 zwischen die Rippen 3 derselben spiralförmig eingelegt. Die Fläche 5 stellt die Heizfläche dar. Der Radius der zylindrischen Ummantelung der Spirale ist zweckmässigerweise jenem der Nuten gleich.
Zur
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Verbesserung des Wärmeüberganges an die guss- eiserne Platte 4 wird vorteilhaft die eingelegte, ummantelte Wendel mit Isoliermasse 6 überdeckt und hierauf eingepresst, wodurch ein inniger
Wärmekontakt zwischen Gusskörper 4 und Wendel entsteht. Nach dem Trocknen wird die Isolier- masse vollkommen fest, wodurch die Heizelemente unverändert in ihrer Lage bleiben.
Statt kreisrunder Ummantelungsquerschnitte wird man vielfach auch mit Vorteilen anders geformte, z. B. quadratische Querschnitte ver- wenden, wie in beispielsweiser Ausführungsform in Fig. 4 gezeigt. Durch Aneinanderlegen der ummantelten Heizdrähte zu einer Spirale erhält man dann einen Heizkörper mit ebenen Be- grenzungsflächen und erreicht, dass die Abstände der Heizelemente voneinander völlig gleich gross werden.
Das Verfahren kann natürlich auf jeden beliebig anders gestalteten Heizkörper mit eingebetteter Wicklung angewandt werden. So ist in den Fig. 5-7 gezeigt, wie das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Heizstäben Verwendung finden kann. Fig. 5 stellt den ersten Verfahrensschritt, die Einführung der ummantelten Wendel 1 in ein Rohr 7 dar. Danach wird das ganze Rohr, z. B. durch Verlöten, geschlossen, wie es Fig. 6 zeigt. Da jetzt noch kein guter Wärmekontakt zwischen der ummantelten Wendel und dem Rohr besteht, wird letzteres auf einen entsprechend kleinen Durchmesser herabgezogen, so dass gemäss Fig. 7 die ummantelte Wendel festgepresst und unverschiebbar im Rohr 7 sitzt.
In diesem Zustand kann der Heizstab in jede gewünschte Form gebogen werden, ohne dass die Wendel ihre Lage gegenüber dem Rohr irgendwie ändern könnte.
Man kann zum Einbetten einer Wendel in ein Rohr auch so vorgehen, dass man das Rohr 7 (Fig. 5) mit der eingelegten ummantelten Wendel in einem oder mehreren Stichen durch profilierte Walzen laufen lässt, wobei nach jedem Stich eine Querschnittsverkleinerung und damit eine Verdichtung der Isoliermasse erfolgt. Man erreicht damit denselben guten Wärmeübergang von der Heizwendel auf das Rohr wie beim Ziehen und ein unverrückbare Sitzen der Wendel. Während durch Ziehen runde Rohrquerschnitte günstig herzustellen sind, ist das Walzen besser geeignet für die Herstellung anderer, z. B. rechteckiger oder quadratischer Querschnitte, wobei natur- gemäss die Walzen entsprechend dem gewünschten
Querschnitt profiliert sein müssen. Es hat sich gezeigt, dass selbst bei sehr starken Querschnitts- veränderungen, z.
B. von rund auf quadratisch, und Verminderung der Querschnittsflächen, z. B. im Verhältnis 2 : 1, die Wendel genau in der
Rohrachse zentriert bleibt, so dass die fertigen
Rohrheizkörper die vorgeschriebene Isolations- prüfung mit Hochspannung bestehen.
Auch durch Pressen des Rohres mit der ein- gelegten ummantelten Wendel erreicht man einen guten Wärmeübergang auf das metallische Aussen- rohr.
Bei Verwendung von geschweissten Rohren kann die ummantelte Wendel in der Rohrschweissmaschine in das vorgebogene, noch nicht verschweisste Rohr eingelegt werden. Die Schweissung erfolgt dann bei eingelegtem Heizleiter.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Einbetten von Heizelementen in Isoliermasse, dadurch gekennzeichnet, dass die nach einem bekannten Verfahren mit plastischer Isoliermasse ummantelten Heizkörper in diesem Zustand in die Heizkörpergehäuse eingelegt werden.