DE102006001151B3 - Heizerfeld eines Strahlungsheizers mit einer Heizspirale - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizerfeld eines Strahlungsheizers mit einer Heizspirale, die auf einem Flächenelement angeordnet und mit einem Abschnitt einer Spiralwindung mit dem Flächenelement mechanisch verbunden ist. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizerfeld anzugeben mit einer stabilen Anordnung der Heizspirale auf dem Flächenelement, mit dem eine hohe Leistungsdichte erreichbar ist. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß jede Spiralwindung mit dem Flächenelement lösbar verbunden und die Verbindung mittels drei, voneinander beabstandeter Kontaktstellen hergestellt. Zwei dieser Kontaktstellen liegen auf dem Außenumfang der Spiralwindung mit einem solchen Abstand zueinander, dass die von ihnen ausgehenden Radien einen Winkel kleiner 180 DEG einschließen, und die dritte Kontaktstelle liegt auf dem Innenumfang der Spiralwindung innerhalb jenes dem Flächenelement zugewandten Abschnittes der Spiralwindung, welcher durch die beiden äußeren Kontakte begrenzt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft das Heizerfeld eines Strahlungsheizers mit einer Heizspirale, wobei die Heizspirale mit einem dem Flächenelement des Heizerfeldes zugewandten Abschnitt der Spiralwindung mit dem Flächenelement mechanisch verbunden ist.
• Strahlungsheizer finden auf den verschiedensten Gebieten Anwendung. Sie dienen dazu, Wärmeenergie abzustrahlen, um einen Körper zu erwärmen ohne mit diesem in direkten Kontakt zu stehen, d.h. die Wärmeenergie durch Strahlung zu übertragen. Um die Wärme flächig abzustrahlen und somit großflächige oder zahlreichere, auf einer Fläche angeordnete Körper zu erwärmen, sind Strahlungsheizer häufig als Heizerfeld realisiert.
• Derartige Flächenheizelemente sind insbesondere für die unterschiedlichsten Öfen bekannt, beispielsweise für Temperöfen, auch für Backofen-Muffel, und ebenso für Kochfelder. Auch in Vakuumanlagen werden Flächenheizelemente eingesetzt, beispielsweise zur Erwärmung zu beschichtender Substrate. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Flächenelement, auf welchem Heizmittel, wie ein Heizwiderstand oder ein Heizleiter angeordnet ist. Um eine möglichst hohe Leistungsdichte, d.h. eine möglichst hohe Heizleistung pro Fläche, zu erzielen, werden Heizmittel mäanderförmig oder spiralförmig auf dem Flächenelement angeordnet. Hierbei begrenzen jedoch die zweidimensionale Anordnung des Heizmittels und der aus den elektrischen Betriebsparametern resultierende Mindestabstand der Heizleiter untereinander die Leistungsdichte. Eine größere Leistungsdichte ist mit der An ordnung einer Heizwendel, deren Heizmittel eine Spiralform zumeist mit gleichmäßiger Steigung aufweist, auf dem Flächenelement zu erreichen.
• So wird in der Offenlegungsschrift DE 37 35 179 A1 eine Heizwendel auf einem runden Flächenelement vollflächig in Form einer Spirale angeordnet. Zur Fixierung der Heizwendel auf dem Flächenelement wird abschnittsweise ein Teil jeder Windung in einem auf dem Flächenelement aufgebrachten Material eingebettet und somit dort fixiert. Hierbei ist es jedoch problematisch, dass sich infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Heizmittels und des Flächenelements sowie infolge der Fixierung hohe Spannungen im Heizmittel und im Flächenelement aufbauen, die zu Schäden bis zum Ausfall des Heizers führen können.
• Darüber hinaus sind die nicht eingebetteten Teile Windungen und die unfixierten Abschnitte der Heizwendel derart beweglich, dass sie sich insbesondere bei thermischer Ausdehnung derart verformen, dass die ungefähr senkrecht auf dem Flächenelement stehenden Windungen kippen uns sich damit annähern, dass es zu einem elektrischen Überschlag kommt. Dieses Problem kann durch eine größere Steigung der Spirale und somit durch einen größeren Abstand der einzelnen Windungen zueinander vermindert werden, was jedoch mit einem großen Verlust an Leistungsdichte verbunden ist. Auch eine dichtere Einbettung der Heizwendel oder höhere Einbettung der einzelnen Windungen führt zur Verminderung der Leistungsdichte, da nur die freiliegenden Abschnitte des Heizmittels zur Heizleistung beitragen.
• Somit liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein Heizerfeld anzugeben mit einer stabile Anordnung der Heizwendel, im Folgenden als Heizspirale bezeichnet, auf dem Flächenelement, mit dem eine hohe Leistungsdichte erreichbar ist.
• Die Aufgabe wird mit einem Heizerfeld gelöst, bei welchem jede Spiralwindung mit dem Flächenelement lösbar verbunden ist und die mechanische Verbindung zwischen einer Spiralwindung der Heizwendel und dem Flächenelement mittels drei, voneinander beabstandeter Kontaktstellen hergestellt ist, von denen zwei auf dem Außenumfang der Spiralwindung (äußere Kontakte) mit einem solchen Abstand zueinander liegen, dass die von ihnen ausgehenden Radien einen Winkel kleiner 180° einschließen, und dass die dritte Kontaktstelle auf dem Innenumfang der Spiralwindung (innerer Kontakt) innerhalb jenes dem Flächenelement zugewandten Abschnittes der Spiralwindung liegt, welcher durch die beiden äußeren Kontakte begrenzt wird.
• Durch die Verbindung mittels drei separater Kontaktstellen liegt nahezu die gesamte Heizspirale frei und trägt somit Heizleistung bei, so dass nahezu ohne Heizleistungsverlust jede einzelne Heizspirale fixierbar ist. Gleichzeitig ist die durch die drei Kontaktstellen fixierte Spiralwindung so stabil in ihrer Lage und ebenso in ihrer Winkelstellung auf dem Flächenelement, dass auch deren Kippen nicht erfolgen kann, wodurch die Gefahr des elektrischen Überschlags und somit der Schädigung des Heizerfeldes wesentlich reduziert ist. Dies führt dazu, dass zur Erhöhung der Leistungsdichte die Heizspirale viel dichter angeordnet sein kann, ausschließlich entsprechend der elektrischen Parameter, ohne zusätzlichen Sicherheitsabstand. Diese höhere Dichte ist innerhalb der Heizspirale durch eine kleinere Steigung und gleichzeitig durch einen geringeren Abstand benachbarter Heizspiralen möglich.
• Darüber hinaus bleibt trotz der größeren Dichte ein relativ großer Teil der Oberfläche des Flächenelements unbedeckt, so dass bei deren reflektierender Ausführung die Heizleistung noch erhöht werden kann.
• Das Kippen wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der drei Kontaktstellen verhindert. Die beiden äußeren Kontakte fixieren gemeinsam mit dem inneren Kontakt die Lage der jeweiligen Spiralwindung auf dem Flächenelement. Durch den Abstand der beiden äußeren Kontakte, der zumindest einem Viertel des äußeren Umfanges und weniger als dem halben Umfang entspricht, erfolgt die erforderliche Fixierung der Spiralwindung in ihrer horizontalen Lage. Eine besonders stabile horizontale Lage der einzelnen Spiralwindungen wird in einer Ausführungsform der Erfindung erzielt, in welcher der Winkel größer oder gleich 45° und klei ner oder gleich 120° ist.
• Da die Verbindung lediglich über Kontaktstellen erfolgt, führt eine Erhöhung des horizontalen Abstandes zwischen dem untersten Punkt der Spiralwindung und den Kontaktstellen bis auf nahezu den äußeren Radius der Windung auch nicht zu einer Verminderung der Heizleistung, wie es bei der Einbettung der Windung zwangsläufig der Fall wäre.
• Eine zusätzliche seitliche Stabilisierung, beispielsweise bei Heizspiralen mit relativ großem Außendurchmesser, erfolgt in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung, indem zumindest einzelne Spiralwindungen der Heizspirale durch weitere Kontaktstellen gegen seitliches Kippen stabilisiert sind. Diese weiteren Kontaktstellen befinden sich, in Richtung der Längsausdehnung der Heizspirale betrachtet, an der vorderen und/oder der hinteren Seite und auf der dem Flächenelement zugewandten Abschnitt der Spiralwindung (seitliche Kontakte). Eine solche seitliche Stabilisierung über Kontaktstellen kann beispielsweise durch Bügel erfolgen, die sich halbkreisförmig von dem Flächenelement aus erheben. Auch andere Konstruktionen sind denkbar, sofern sie lediglich mittels der Kontaktstellen mit der Spiralwindung verbunden sind, da so auch für diese Verbindung die oben beschriebenen Vorteile erreichbar sind.
• Ein weiterer, wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Verbindung nur über Kontaktstellen Verspannungen infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung während des Aufheiz- und Abkühlprozesses aufzunehmen vermag. Insbesondere aufgrund der erfindungsgemäß lösbaren Verbindung ist ein Verschieben der Spiralwindung relativ zu den Kontaktstellen bei größer oder kleiner werdendem Durchmesser der Spiralwindung unabhängig von den benachbarten Spiralwindungen möglich. Wegen der Fixierung der einzelnen Spiralwindungen in ihrer horizontalen Lage mit oder ohne zusätzliche seitliche Kontakte ist dieser Spannungsausgleich möglich, ohne dass ein gefährdendes seitliches Annähern benachbarter Spiralwindungen erfolgt. Der räumliche Ausgleich geschieht nur in horizontaler Richtung ohne Lockerung der Verbindung.
• Eine solche Verschiebung der Spiralwindung relativ zu den Kontaktstellen ist besonders bei möglichst kleinen Kontaktstellen erreichbar. Deshalb sind in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktstellen annähernd punktförmig.
• Die beschriebene Verbindung der Heizspirale mit dem Flächenelement mittels Kontaktstellen gestattet es auch in einfacher Weise, eine oder mehrere Heizspiralen flächendeckend auf dem Flächenelement zu kombinieren und damit verschiedene Leistungsstufen zu schalten.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden äußeren Kontakte durch einen Schlitz in dem Flächenelement oder in einem Bodenelement gebildet sind, wobei die Länge des Schlitzes kleiner ist als der äußere Durchmesser der korrespondierenden Spiralwindung und dessen Breite gerade soviel größer ist als die Breite des zur Spirale gewundene Material, um die Spiralwindung in den Schlitz zu stecken und dass der innere Kontakt durch ein bügelähnliches Element gebildet ist, welches sich in die Spiralwindung erstreckt und mit dem Flächenelement oder dem Bodenelement verbunden ist.
• Ein Bodenelement soll hierbei ein flächiges Element sein, welches kleiner als das Flächenelement ist und sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zum Flächenelement erstreckt. Die in einer Richtung parallele Anordnung des Bodenelements zum Flächenelement schließt ein, dass das Bodenelement in der anderen Richtung zum Flächenelement hin gebogen ist. Die parallele Richtung wird dabei diejenige sein, in der sich die Spirale längs erstreckt. Das Bodenelement ist mit dem Flächenelement verbunden und weist die beschriebenen Schlitze auf. Durch geeignete Größe des Bodenelements oder geeignete Materialwahl gestattet es die Anpassung der darauf befestigten Heizspirale oder Heizspiralen an die verschiedensten Anforderung des Heizfeldes. Da mit dieser Ausführung nur geringfügige Aufbauten auf dem Flächenelement zur Fixierung der Heizspirale erforderlich sind, kann hier auch ein hoher Reflexionsanteil bei reflektierender Ausführung der Oberfläche des Flächen- und/oder Boden elements erzielt werden.
• Die äußeren Kontaktstellen werden hierbei durch die Berührungspunkte zwischen dem Flächen- oder Bodenelement und der Spiralwindung im Schlitz gebildet und sind somit bei dem meist kreisförmigem Querschnitt des Materials des Heizmittels nahezu punktförmig. Durch die Wahl der Größe des Schlitzes wird der Abstand der beiden äußeren Kontaktstellen auf besonders einfache Weise definiert. Da die Heizspiralen regelmäßig eine gleichmäßige Steigung und einen gleichmäßigen Außendurchmesser aufweisen, weisen die Schlitze zumeist die gleiche Größe und den gleichen Abstand auf. Grundsätzlich ist jedoch auch die Verbindung bei ungleichmäßiger Steigung und wechselndem Außendurchmesser auf besonders einfache Weise möglich. Dies ist im Übrigen nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern auch bei der Herstellung der Kontaktstellen auf eine andere der hier beschriebenen Weisen ausführbar.
• Durch das Hineinstecken der Spiralwindungen in die Schlitze können gleichzeitig die seitlichen Kontaktstellen hergestellt werden. Deren Lage wird dabei günstigerweise in der unmittelbaren Umgebung der äußeren Kontakte sein.
• Nach dem Hineinstecken der Spiralwindungen in die Schlitze ist deren Fixierung mittels der inneren Kontaktstelle durch ein bügelähnliches Element möglich, das die Spiralwindung auf seinem inneren Umfang berührt und dabei gegen die äußeren Kontaktstellen mit einstellbarer Kraft presst. Auf diese Weise ist die Verbindung lösbar hergestellt und das beschriebene Verschieben der Spiralwindung zum Spannungsausgleich möglich. Über die Form und den Querschnitt des bügelförmigen Elements ist die Größe der Kontaktstelle, auch nahezu punktförmig einstellbar.
• Besonders günstig erweist sich, wenn sich das bügelähnliche Element durch mehrere benachbarter Spiralwindungen erstreckt und dabei zwischen seiner ersten und letzten Spiralwindung parallel zum Flächenelement verläuft. Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf einfache und schnelle Weise ganze Abschnitte einer Heizspirale oder die gesamte Heizspirale zu fixieren, indem die bügelförmigen Elemente durch die Heizspirale gesteckt und mit den Enden mit dem Flächenelement oder dem Bodenblech verbunden werden.
• Sofern sich entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zumindest ein Teil der Stege des Bodenelements, welche sich zwischen den Schlitzen befinden, über die Oberfläche des Bodenelements erheben, können die bügelförmigen Elemente eine im wesentlichen längs erstreckte Form aufweisen und durch den sich zwischen der Unterkante des Steges und der Oberkante des Innenumfangs der Spiralwindung gebildeten Zwischenraum erstrecken, so dass das bügelförmige Element lediglich noch gegen Verschieben in seiner Längsrichtung zu sichern ist. Wie viele der Stege die Erhebung aufweisen kann, neben der Form und Größe der bügelförmigen Elemente von den verschiedensten Aspekten abhängen. Beispielsweise kann es bei kleinen Heizspiralen ausreichend sein, solch eine Erhebung nur am Anfang und am Ende der Spirale zur Befestigung des einzigen bügelförmigen Elements vorzusehen. Selbstverständlich ist es bei ausreichend großem Zwischenraum grundsätzlich auch möglich, zwei oder drei bügelförmige Elemente nebeneinander zur Fixierung der Heizspirale einzuführen.
• Bei dieser Art der Fixierung der Heizspirale erweist es sich als günstig, wenn die Erhebung der Stege und/oder der Querschnitt des bügelförmigen Elements so gewählt werden, dass sich das bügelförmige Element mit geringem Spielraum in den Zwischenraum einführen lässt. Dieser Spielraum verschwindet infolge der thermischen Ausdehnung beim Anheizen, so dass dann die erforderliche Stabilität der Verbindung hergestellt ist.
• Anstelle durch Schlitze können die äußeren Kontakte auch durch äußere stabförmige Elemente gebildet sind, die sich beidseitig neben der Heizspirale entlang erstrecken und mit dem Flächenelement verbunden sind. Damit ist neben den wiederum nahezu punktförmigen Kontaktstellen eine sehr einfache Konstruktion des Flächenelements möglich, die durch einfaches Verlagern oder Biegen der stabförmigen Elemente oder ebenso durch Kombinationen mehrerer solcher Elemente auf die jeweilige Form und Größe der Heizspirale ist. In gleicher Weise können auch die inneren Kontakte durch ein inneres stabförmiges Element gebildet sein. Dieses erstreckt sich durch mehrere Spiralwindungen hindurch und ist zumindest an seinem Anfangs- und Endpunkt auf geeignete Weise mit dem Flächen- oder Bodenelement verbunden. Dies kann z.B. auch durch die oben erwähnten Erhebungen der Stege erfolgen.
• Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden seitliche Kontakte durch zumindest zwei Henkel gebildet, welche mit dem Flächenelement verbunden sind und dabei das innere stabförmige Element in der Spiralwindung fixieren. Bei entsprechend kleiner Steigung der Heizspirale kann ein Henkel die seitlichen Kontakte von zwei benachbarten Spiralwindungen bilden. Auch hier kann die zusätzliche seitliche Fixierung sowohl an jeder Spiralwindung oder nur an den Endpunkten und/oder kritischen Übergangsbereichen der Heizspirale erfolgen.
• Für die Anwendung des Heizerfelds in Vakuumanlagen ist in einer besonderen Ausgestaltung vorgesehen, dass die Heizspirale ein spiralförmiges Mantelheizrohr ist. Derartige Mantelheizrohre sind regelmäßig dreischalig aufgebaut, wobei der Kern durch einen Heizdraht gebildet wird, der für die Heizung glühend sein kann. Dieser Draht ist von einem thermisch stabilen und gut wärmeleitendem Isolationsmaterial umgeben, das nach außen durch ein Mantelrohr begrenzt wird, welches aus Material mit guten Wärmeübergangseigenschaften besteht. Neben der auf diese Weise optimiert Wärmeabgabe an die Umgebung führt die im Vergleich zum Heizdraht deutlich vergrößerte Mantelfläche des Mantelrohres zur erhöhten Wärmeabgabe und somit zur verbesserten Heizleistung. Da das Material des Mantelrohres im Vergleich zum herkömmlichen Heizmittel empfindlicher gegenüber Spannungen im Verlaufe des Aufheiz- und Abkühlvorganges ist, eignet sich die erfindungsgemäße, spannungsverminderte und spannungsausgleichende Anordnung besonders für Heizspiralen aus Mantelrohrheizern.
• Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in
• 1 ein erfindungsgemäßes Heizerfeld mit zwei Heizspiralen in einer Schnittdarstellung,
• 2 die Unteransicht eines Heizerfeldes und
• 3 die Schnittdarstellung des Heizerfeldes gemäß 2 entlang der Schnittlinie B – B.
• Das Heizerfeld 1 gemäß 1 besteht aus einem Flächenelement 2, an welchem ein Anschlussteil 5 zum elektrischen Anschluss des Heizerfeldes 1 oberseitig angeschraubt ist. Das Flächenelement 2 ist seitlich durch eine Kröpfung 7 begrenzt. Auf dem Flächenelement 2 sind zwei gleichmäßige Heizspiralen 8 aus Mantelrohr angeordnet, die jeweils aus zwei Abschnitten 9, einem hinlaufenden und einem rücklaufenden Abschnitt bestehen und mit elektrischen Anschlussleitungen 6 verbunden sind.
• Die vier Abschnitte der beiden Heizspiralen 8 sind mittels vier halbzylinderförmiger Bodenelemente 10 auf dem Flächenelement 2 fixiert. Die Bodenelemente 10 sind derart zum Flächenelement 2 angeordnet, dass sich ihre Mantellinien parallel zum Flächenelement 2 erstrecken. Sie weisen für jede Spiralwindung 13 einen mittig angeordneten Schlitz 11 auf, der sich senkrecht zu den Mantellinien erstreckt und dessen Länge parallel zum Flächenelement 2 gemessen ungefähr die Hälfte des Außendurchmessers der Spiralwindung 13 beträgt. Die Heizspiralen 8 sind mit jeder ihrer Spiralwindungen 13 in dem korrespondierenden Schlitz 11 gesteckt, so dass sich die Spiralwindung 13 und das Bodenelement 10 nur an den Enden des jeweiligen Schlitzes 11 berühren. Diese Berührungspunkte stellen die äußeren Kontakte 14 dar. Aufgrund der Länge der Schlitze 11 bilden die von den äußeren Kontakten 14 ausgehenden Radien 17 einen spitzen Winkel, der jedoch größer ist als 45°.
• Jedes Bodenelement 10 weist an seiner Unterseite, in Verlängerung der Mantelfläche Segmente 19 auf, die in korrespondierenden Langschlitzen 20 des Flächenelements 2 befestigt sind. Die halbzylinderförmigen Bodenelemente 10 weisen eine solche Run dung auf, dass die in den Schlitzen 11 befindlichen Spiralwindungen 13 nicht das Flächenelement 2 berühren und dass sich zwischen der unteren Fläche des Bodenelements 10, bezüglich der Zeichnungsebene betrachtet, und dem untersten Punkt des Innenumfangs 22 der Spiralwindung ein Zwischenraum 23 ergibt. Solch ein Zwischenraum 23 ist an jeder Spiralwindung 13 gleichermaßen ausgebildet. In alle Zwischenräume 23 eines Abschnittes einer Heizspirale 9 ist ein gemeinsamer, gerader Draht 24 eingeführt, dessen Länge größer ist als ein Abschnitt einer Heizspirale 9, so dass er an beiden Enden des Abschnittes 9 mittels je eines Hakens 25 mit dem Flächenelement 2 verbunden werden kann. Auf diese Weise werden die Abschnitte der Heizspiralen 9 auf dem Bodenelement 10 und somit auch das Bodenelement 10 zusätzlich auf dem Flächenelement 2 fixiert.
• Der Berührungspunkt zwischen dem Draht 24 und dem Innenumfang 22 der Spiralwindung 13 bildet den inneren Kontakt 15. Die nicht aus dieser Figur ersichtlichen seitlichen Kontakte 16 bilden die seitlichen Berührungspunkte zwischen dem Mantelrohr und dem Steg 12 des Bodenelements 10, der zwischen den Schlitzen 11 vorhanden ist. Bereits aufgrund des kreisförmigen Querschnittes des Mantelrohrs sind alle Kontakt 14, 15, 16 nahezu punktförmig.
• 2 zeigt die Ansicht auf ein Heizerfeld 1 von der Seite des Flächenelements 2 her. Auf dem Flächenelement 2 ist das Anschlussteil 5 befestigt. Auf der abgewandten Seite des Flächenelements 2 sind zwei Heizspiralen 8 mit je zwei Abschnitten 9 mittels zwölf Bodenelementen 10 angeordnet. Jeder Abschnitt einer Heizspirale 9 ist somit mittels drei Bodenelementen 10 fixiert. Jedes der Bodenelemente 10 weist die oben beschriebene, geschlitzte Halbzylinderform auf und ist mittels ihrer durch die Langschlitze 20 in den Flächenelementen 2 gesteckten Segmente 19 positioniert und mittels Drahtschlaufen 26 auf der Unterseite des Flächenelements 3 fixiert. Die Drähte 24, die der Befestigung der Heizspiralabschnitte 9 auf den Bodenelementen 10 dienen, sind am Anfang und Ende jedes Bodenelements 10 durch dort angeordnete Öffnungen 4 im Flächenelement geführt und dort gesichert.
• Ersichtlich ist die Sicherung der Bodenelemente 10 und der Heizspiralen 8 auf der Unterseite 3 des Flächenelements in 3, dass einen Ausschnitt der vergrößerten Schnittdarstellung des Heizerfelds 1 gemäß 2 darstellt. Der besseren Übersicht wegen ist die Heizspirale 8 nicht vollständig dargestellt, wodurch auch die Drähte 24 zur Fixierung der Heizspiralen 8 innerhalb der Bodenelemente 10 sichtbar sind. In dieser Schnittdarstellung sind auch die seitlichen Kontakte 16 an jeder Spiralwindung 13 sichtbar, die durch die Berührungspunkte zwischen den Stegen 12 der Bodenelemente 10 und der jeweiligen Spiralwindung 13 gebildet ist.

1

Heizerfeld

2

Flächenelement

3

Unterseite des Flächenelements

4

Öffnungen im Flächenelement

5

Anschlussteil

6

Anschlussleitungen

7

Kröpfung

8

Heizspirale

9

Abschnitt einer Heizspirale

10

Bodenelement

11

Schlitz

12

Steg

13

Spiralwindung

14

äußere Kontakte

15

innere Kontakte

16

seitlicher Kontakt, weitere Kontaktstellen

17

Radien

18

Winkel

19

Segment

20

Langschlitz

21

Außenumfang

22

Innenumfang

23

Zwischenraum

24

Draht, bügelförmiges Element

25

Haken

26

Drahtschlaufe

Claims (11)

1. Heizerfeld eines Strahlungsheizers mit einer Heizspirale, ein Flächenelement und die darauf angeordnete Heizspirale umfassend, wobei die Heizspirale mit einem dem Flächenelement des Heizerfeldes zugewandten Abschnitt einer Spiralwindung mit dem Flächenelement mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spiralwindung (13) mit dem Flächenelement (2) lösbar verbunden ist und dass die Verbindung mittels drei, voneinander beabstandeter Kontaktstellen (14, 15) hergestellt ist, von denen zwei auf dem Außenumfang (21) der Spiralwindung mit einem solchen Abstand zueinander liegen, dass die von ihnen ausgehenden Radien (17) einen Winkel (18) kleiner 180° einschließen, und dass die dritte Kontaktstelle (15) auf dem Innenumfang (22) der Spiralwindung (13) innerhalb jenes dem Flächenelement (2) zugewandten Abschnittes der Spiralwindung (13) liegt, welcher durch die beiden äußeren Kontakte (14) begrenzt wird.
2. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Spiralwindungen (13) der Heizspirale (8) durch weitere Kontaktstellen (16) gegen seitliches Kippen stabilisiert sind, die sich, in Richtung der Längsausdehnung der Heizspirale (8) betrachtet, an der vorderen und/oder der hinteren Seite und auf dem dem Flächenelement (2) zugewandten Abschnitt der Spiralwindung (13) befinden.
3. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (14, 15, 16) annähernd punktförmig sind.
4. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (18) größer oder gleich 45° und kleiner oder gleich 120° ist.
5. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Kontakte (14) durch einen Schlitz (11) in dem Flächenelement (2) oder in einem Bodenelement (10) gebildet sind, welches sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zum Flächenelement (2) erstreckt und mit diesem verbunden ist, wobei die Länge des Schlitzes (11) kleiner ist als der äußere Durchmesser der korrespondierenden Spiralwindung (13) und dessen Breite gerade soviel größer ist als die Breite des zur Spirale gewundene Materials, um die Spiralwindung (13) in den Schlitz (11) führen zu können, und dass der innere Kontakt (15) durch ein bügelähnliches Element (24) gebildet ist, welches sich in die Spiralwindung (13) erstreckt und mit dem Flächenelement (2) oder dem Bodenelement (10) verbunden ist.
6. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das bügelähnliche Element (24) durch mehrere benachbarte Spiralwindungen (13) erstreckt und dabei zwischen seiner ersten und letzten Spiralwindung (13) parallel zum Flächenelement (2) verläuft.
7. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil der Stege (12) des Bodenelements (10), welche sich zwischen den Schlitzen (11) befinden, über die Oberfläche des Flächenelements (2) oder des Bodenelements (10) erhe ben.
8. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stege (12) um ein Maß über den tiefsten Punkt des Innenumfangs (22) der Spiralwindung erheben, welches der Höhe des Querschnitts des bügelförmigen Elements (25) entspricht.
9. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kontakte (14) durch äußere stabförmige Elemente gebildet sind, die sich beidseitig neben der Heizspirale (8) entlang erstrecken und/oder dass die inneren Kontakte (15) durch ein inneres stabförmiges Element gebildet sind, das sich durch mehrere Spiralwindungen (13) hindurch erstreckt, wobei äußere und/oder innere stabförmige Elemente mit dem Flächenelement (2) verbunden sind.
10. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass seitliche Kontakte (16) durch zumindest zwei Henkel gebildet werden, welche mit dem Flächenelement (2) verbunden sind und dabei das innere stabförmige Element in der Spiralwindung (13) fixieren.
11. Heizerfeld eines Strahlungsheizers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizspirale (8) ein spiralförmiges Mantelheizrohr ist.