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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizeinsatz zum abdichtenden Einbau in langlochförmige Behälteröffnungen, bestehend aus einem an der Aussenwand der Behälterwandöffnung anliegenden Dichtkörper aus Gummi oder einem andern elastischen Material, aus einem haarnadelförmig, W-förmig oder sonst zweckentsprechend gebogenen Rohrheizkörper, dessen Anschlussenden durch den Dichtkörper hindurchgeführt sind, aus einer aussen an dem Dichtkörper anliegenden Flanschplatte, aus einer sich am inneren Rand der Behälterwandöffnung abstützenden Gegenstützplatte, die etwas breiter ist als die Behälterwandöffnung, und aus einer durch den Dichtkörper hindurchgeführten Spanneinrichtung, durch welche beim Anziehen derselben der Dichtkörper an die Aussenwand der Behälterwandöffnung abdichtend angedrückt wird.
Elektrische Heizeinsätze der in Rede stehenden Art sind z. B. aus der österr. Patentschrift Nr. 200682, der Schweizer Patentschrift Nr. 372450 und den deutschen Gebrauchsmusterschriften Nr. 1839302 und Nr. 1805221 bekannt. Sie werden als Massenartikel zum Einbau in Wassererhitzer, Waschmaschinen und andere elektrische Haushaltsgeräte benötigt. Das Bestreben geht dabei dahin, preiswerte Lösungen aufzuzeigen, welche ein Einsetzen des Heizkörpers von aussen her in die Behälterwandöffnung ermöglichen, wobei die Behälterwandöffnung im allgemeinen langlochförmig ausgebildet ist. Weiterhin soll ein einfaches Auswechseln des Heizeinsatzes z. B. nach einem Durchbrennen desselben möglich sein.
Die Anschlussenden des Rohrheizkörpers sind durch einen elastischen Dichtkörper hindurchgeführt, dessen Querschnitt der Form des Langloches angepasst ist. Die Problemstellung liegt nun darin, nach dem Einsetzen des Heizeinsatzes in die Behälterwandöffnung mittels einer Spanneinrichtung eine sichere Abdichtung der Behälterwandöffnung und einen festen Sitz des Heizeinsatzes zu erzielen. Zur Lösung dieses Problems wurden bisher im wesentlichen folgende Lösungsprinzipien beschritten : a) Eine Gegenstützplatte, welche z. B. in Form einer Hammerkopfschraube ausgebildet ist, wird vor dem Einsetzen des Heizeinsatzes in eine Stellung verdreht, in der ihre Längsachse mit der
Längsachse der Behälterwandöffnung zusammenfällt.
Nach dem Einsetzen wird die Gegenstützplatte um 90 um die Flächennormale der Behälterwandöffnung verdreht, so dass sie die Ränder der
Behälterwandöffnung übergreift. Anschliessend wird die Gegenstützplatte mittels der
Spanneinrichtung an den Dichtkörper angezogen. Der Nachteil derartiger Lösungen liegt darin, dass der Hammerkopf eine geringe Breite hat, die maximal der Breite des Langloches entspricht, so dass ein gleichmässiges Andrücken der Gummidichtung nur dann gewährleistet ist, wenn die Behälterwand dick und fest genug ist, um das erforderliche hohe Widerstandsmoment ohne Durchbiegen aufzubringen. Durch einen Verstärkungskragen lässt sich zwar das Widerstandsmoment vergrössern, bei den derzeit verwendeten Blechdicken von 0, 6 mm und weniger wird jedoch der Kragen durch den hohen spezifischen Anpressdruck umgelegt.
Letzterer macht auch die Verwendung emaillierter
Behälter unmöglich, da das Email abspringt, was zu Korrosionen führt. b) Die Gegenstützplatte wird mittels einer Schraube und einem kniehebelartig wirkenden Bügel um eine
Achse, welche parallel zur Längserstreckung des Langloches verläuft, hochgeschwenkt. Gegenüber der unter a) beschriebenen Ausführung ist diese Konstruktion sehr aufwendig, die unter a) beschriebenen Nachteile sind aber ebenfalls vorhanden. c) Die Gegenstützplatte ist um ein Geringes länger gehalten als die Behälterwandöffnung, jedoch unverschwenkbar angeordnet, d. h., sie befindet sich in jeder Stellung parallel zur Flanschplatte. Man bringt die Gegenstütze in einen grösseren Abstand zur Flanschplatte.
Zum Einsetzen des
Heizeinsatzes in die Behälterwandöffnung muss dieser seitlich verschwenkt, also eingefädelt werden.
Derartige Heizeinsätze sind nur verwendbar, wenn ein seitliches Verschwenken des Heizkörper möglich ist. Dies ist jedoch bei den üblichen Halterungen, z. B. bei Waschautomaten, nicht der Fall ; diese Halterungen sind nötig, um ein Schwingen des Heizkörpers und damit ein Streifen an der
Trommel zu verhindern. Bezüglich der Festigkeit der Behälterwand gilt das unter a) Gesagte. d) Bei den sogenannten Expansionsflanschen ist die Gegenstützplatte etwas schmäler als die Breite der langlochförmigen Behälterwandöffnung. Durch konische Ausbildung der Gegenstützplatte oder durch entsprechende Formung des Dichtkörpers wird dann der Dichtkörper so ausgestülpt bzw. expandiert, dass er die Behälterwandöffnung radial abdichtet.
Auch diese Bauart erfordert eine gewisse
Mindestwandstärke der Behälterwand, um ein Einschneiden des Gummis beim Expandieren zu vermeiden. Auch hier ist es daher erforderlich, einen Kragen hochzuziehen. Zwei weitere Nachteile kennzeichnen diese Ausführung : Nach längerem Betrieb ist der Ausbau sehr schwierig, weil auf
Grund des Verlustes seiner Eigenelastizität nach Lösen der Spanneinrichtung der Dichtkörper nicht mehr in seine Ausgangslage zurückkehrt, so dass ein Auswechseln des Heizkörpers schwierig ist und ausserdem ist die Verbindung nicht starr, d. h., dass der Heizkörper stark schwingt. e) Es ist eine Bauart bekanntgeworden, bei der keine Metallteile verwendet werden, sondern lediglich zwei Gummidichtungen. Die erste ist in Form einer Gummitülle ausgebildet, deren Umriss dem
Umriss des Loches entspricht.
Vorerst wird dieser Teil in das Loch eingefädelt und dann ein zweiter
Teil, in welchem der Rohrheizkörper steckt, in den ersten Teil hineingedrückt. Diese Konstruktion ist nur bei emaillierten Behältern verwendbar und bei solchen mit grosser Wandstärke, weil sonst ebenfalls der erste Gummiteil eingeschnitten wird. Im übrigen muss dieser Gummiteil der jeweiligen
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Blechdicke angepasst werden, weshalb er als Normteil für vielseitige Verwendung nicht gut geeignet ist.
Die technische Entwicklung auf dem in Rede stehenden Gebiet ging jedoch, wie bereits oben erwähnt, aus preislichen Gründen in Richtung auf immer kleinere Wandstärke. Bei diesen bereitet das Hochziehen des Kragens grosse Schwierigkeiten, weil das Material einreisst. Es ist daher ein Zwischenglühen erforderlich, welches bei den grossen Teilen sehr kostspielig ist, und anschliessend ein weiterer Arbeitsgang zum Hochziehen des Kragens.
Wegen dieser Schwierigkeit umgeht man das Hochziehen des Kragens in manchen Fällen durch ein Aufdoppeln der Behälterwand im Bereich des Loches mittels eines zweiten dickeren Bleches.
Gemäss der Erfindung soll nun ein neuer Lösungsweg vorgeschlagen werden, welcher unter keine der oben genannten Kategorien fällt. Der neuartige Heizeinsatz soll insbesondere auch für dünnwandige und emaillierte
Behälter geeignet sein, wobei ein glattes Loch ohne Kragen ausreicht. Weiterhin soll sichergestellt sein, dass das
Auswechseln eines Heizeinsatzes reibungslos und ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.
Der elektrische Heizeinsatz gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper mindestens einen Ansatz besitzt, der an der Gegenstützplatte anliegt, dass die Gegenstützplatte mit der Spanneinrichtung schwenkbar verbunden ist und dass der Ansatz im entspannten Zustand, d. h. bei gelöster Spanneinrichtung so an der Gegenstützplatte liegt, dass diese eine derartige Schräglage zur Flanschplatte einnimmt, dass die Fläche der Orthogonalprojektion der Gegenstützplatte auf die Berührungsebene zwischen Flanschplatte und Behälterwandung rundum eine geringere Ausdehnung besitzt als die Fläche der Behälterwandöffnung.
Das Lösungsprinzip der Erfindung besteht also darin, dass die Gegenstützplatte beim Lösen der Spanneinrichtung durch die elastische Kraft des Dichtkörpers verschwenkt wird, u. zw. in eine Schräglage, bei der der auf eine parallel zur Behälterwandöffnung liegende Ebene projizierte Querschnitt schmäler ist als die Behälterwandöffnung. Durch diese Lösung wird ermöglicht, dass die Gegenstützplatte sehr lang ausgebildet werden kann, d. h. die Länge der Gegenstützplatte beträgt mindestens die Hälfte der Länge der Behälterwandöffnung, vorzugsweise jedoch mehr. Ein Verhältnis der Länge der Gegenstützplatte zur grössten Länge der Behälterwandöffnung von 1 : 1, 4 wird bevorzugt.
Dadurch wird gewährleistet, dass der Dichtkörper über den grössten Teil seines Bereiches gleichmässig an die Ränder der Behälterwand, die nur an den äussersten Stellen auf Biegung beansprucht wird, von der Gegenstütze angedrückt wird. Die Fixierung des Heizeinsatzes ist sehr stabil, d. h. das Gewicht und Erschütterungen des sich in den Behälter erstreckenden Rohrheizkörpers werden von der Abstützung besser aufgenommen als bei bekannten Ausführungsformen. Da der Dichtkörper insgesamt im Vergleich zu den sogenannten"Expansionsflanschen"nur wenig verformt werden muss und von den Langlochrändern nicht eingeschnitten wird, lässt sich der Heizeinsatz auch bedeutend leichter selbst nach langjähriger Benutzung auswechseln.
Das Auswechseln des Heizeinsatzes kann ohne Schwierigkeiten erfolgen, d. h. es genügt ein Lösen der Spanneinrichtung, wobei die Gegenstützplatte von selbst in eine Schräglage kommt, in welcher der Heizeinsatz in Richtung der Flächennormalen der Behälterwandöffnung aus derselben herausgezogen werden kann.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ansatz im Schnittpunkt der Mittelachsen des Dichtkörpers in Form eines Nippels angeordnet. Die Vorderseite des Nippels ist als Schrägfläche ausgebildet, die im Querschnitt im Winkel von 20 bis 450 zur Ebene der Behälterwandöffnung verläuft. Die Spanneinrichtung ist dabei vorzugsweise zentrisch durch den Nippel hindurchgeführt.
In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen in eine Behälterwandöffnung eingesetzten Heizeinsatz ; Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 beim Einsetzen bzw. Lösen des Heizeinsatzes ; Fig. 3 eine teilweise ausgebrochene Schnittansicht längs der Linie I-I in Fig. 1 und Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht des Dichtkörpers.
Ein Rohrheizkörper-l-ist mit seinen Anschlussenden-2-, welche im Abstand voneinander
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Schnittpunkt seiner Symmetrieachsen eine Bohrung--7--, durch welche ein Gewindebolzen--8-hindurchgeführt ist. Die Bohrung --7-- ist durch einen Ansatz-9-des Dichtkörpers-3-verlängert, wobei die äussere ringförmige Stirnfläche--10--des Ansatzes--9--abgeschrägt ist.
Der äussere Randbereich --11-- des Dichtkörpers liegt nach dem Einsetzen des Heizeinsatzes aussen an der Behälterwand --5-- an. Weiterhin ist eine Flanschplatte--12--vorgesehen, die den Dichtkörper --3-- abdeckt Der Gewindebolzen-8--ist durch ein Mittelloch der Flanschplatte--12-hindurchgeführt. Eine auf dem Gewindebolzen--8--sitzende Mutter--13--liegt an einer Auskragung des Mittelloches der Flanschplatte--12--an.
Das in den Behälter ragende Ende des Gewindebolzens --8-- ist bei --14-- verjüngt. Eine Gegenstützplatte --15-- besitzt eine Mittellochbohrung--16--, welche grösser gehalten ist als die Verjüngung des Gewindebolzens-14--, so dass die auf die Verjüngung-14-des Gewindebolzens-8-
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aufgesetzte Gegenstützplatte --15-- eine Schwenkung bis zu 450 durchführen kann. Um zu verhindern, dass die Gegenstützplatte --15-- von dem Bolzen -8-- abfällt, ist das Ende des Gewindebolzens --8-- bei --17--, z. B. scheibenförmig, verpresst.
Die Breite der Gegenstützplatte --15-- ist etwas grösser als die Breite des Langloches--4--. In ihrer Länge füllt die Gegenstützplatte -15-- den gesamten Raum zwischen den Anschlussenden --2-- des Rohrheizkörpers--l--aus. Darüber hinaus umgreift sie die Anschlussenden des Rohrheizkörpers-2--, d. h.
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Die Funktionsweise der beschriebenen Ausführungsform ist folgende :
Vor dem Einsetzen des Heizansatzes wird die Mutter--13--so weit gelockert, dass der Dichtkörper --3-- im wesentlichen entspannt ist. Bei dieser in Fig. 2 dargestellten Stellung drückt der Ansatz--9--mit
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--10-- die Gegenstützplatte --15-- inLangloches --4-- in das Langloch eingesetzt werden kann. Wenn nach dem Einschieben des Heizeinsatzes die Mutter --13-- angezogen wird, dann wird zuerst die Gegenstützplatte -15- unter Eindrücken des Ansatzes --9-- aufrechtgestellt. Dabei legt sich die Gegenstützplatte an die im Behälterinneren liegenden Ränder der
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Bei dem dargestellten Ausnihrungsbeispiel ist der Ansatz--9--in Form eines Nippels ausgebildet, da die Praxis gezeigt hat, dass ein solcher Nippel zur sicheren Schrägstellung der Gegenstätzplatte--15--ausreichend
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Gummidichtung haben zur besseren Abdichtung vorzugsweise eine oder mehrere nach innen stehende Lippen mit vorzugsweise dreieckigem Querschnitt.
Es ist selbstverständlich möglich, an Stelle eines einzigen Rohrheizkörpers zwei oder drei Rohrheizkörper oder einen Thermostatfühler in einem Befestigungsflansch unterzubringen, wobei dann eben ausser dem Mittelloch für die Spannschraube--3, 4 oder 6--Durchführungslöcher für die Enden der Rohrheizkörper angebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Heizeinsatz zum abdichtenden Einbau in langlochförmige Behälterwandöffnungen, bestehend aus einem an der Aussenwand der Behälterwandöffnung anliegenden Dichtkörper aus Gummi oder einem andern elastischen Material, aus einem oder mehreren entsprechend gebogenen Rohrheizkörpern, dessen bzw.
deren Anschlussenden durch den Dichtkörper hindurchgeführt sind, aus einer aussen an dem Dichtkörper anliegenden Flanschplatte, aus einer sich am inneren Rand der Behälterwandöffnung abstützenden Gegenstützplatte, die etwas breiter ist als die Behälterwandöffnung, und aus einer durch den Dichtkörper hindurchgeführten Spanneinrichtung, durch welche beim Anziehen derselben der Dichtkörper an der Aussenwand
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eine derartige Schräglage zur Flanschplatte (12) einnimmt, dass die Fläche der Orthogonalprojektion der Gegenstützplatte (15) auf die Berührungsebene zwischen Flanschplatte (12) und Behälterwandung (5) rundum eine geringere Ausdehnung besitzt als die Fläche der Behälterwandöffnung.
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