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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper zur Beheizung von industriellen Einrichtungen, insbesondere Spritzgießwerkzeugen, in Form einer Heizpatrone oder eines Rohrheizkörpers, die oder der ein metallisches Mantelrohr aufweist, in welchem der oder die Heizleiter in Isoliermasse eingebettet angeordnet sind, wobei der Heizkörper leicht, insbesondere von Hand biegbar ist, um ihn in eine rinnenförmige Kontur einer Wandung der zu beheizenden Einrichtung einzubringen, wobei der Heizkörper einen Außen-Durchmesser oder eine äußere Querschnittsbemessung hat, der oder die kleiner ist als die rinnenförmige Kontur, und auf den Heizkörper ein gut wärmeleitendes Element aufgebracht ist, dessen Außendurchmesser oder äußere Querschnittsbemessung der rinnenförmigen Kontur angepasst ist.
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Ebenso wie bei der Erfindung sind solche Heizkörper dafür bestimmt, in entsprechende nutartige oder rinnenförmige Konturen in der Wandung der zu beheizenden Einrichtung eingesetzt zu werden. Üblicherweise weist diese rinnenförmige Kontur eine lichte Weite von 8 mm, 8,2 mm oder 8,5 mm auf. Gemäß Stand der Technik und ebenso gemäß der Erfindung ist der Durchmesser des Mantelrohres etwa 4 bis 5 mm. Gemäß dieser Ausbildung des elektrischen Heizkörpers, der also in fertiger verdichteter Form einen entsprechenden Durchmesser oder eine entsprechende Querschnittsbemessung aufweist, kann der elektrische Heizkörper leicht gebogen werden, insbesondere auch von Hand, um den Heizkörper an die rinnenförmige Kontur anzupassen. Damit ein guter Wärmeübergang zwischen dem in der Querabmessung kleineren Heizkörper gegenüber der rinnenförmigen Kontur erreicht wird, ist im Stand der Technik auf den Mantel des elektrischen Heizkörpers ein Ring- oder Wendelwellschlauch aufgeschoben, der aus gut wärmeleitendem Material besteht und das gut wärmeleitende Element bildet. Diese Anordnung hat sich zwar als durchaus brauchbar erwiesen, jedoch ist die Anpassung des Ring- oder Wendelwellschlauchs an die Länge des entsprechenden Heizkörpers ein zusätzlicher Aufwand. Zudem entstehen zwangsläufig bei der Anordnung eines Ring- oder Wendelwellschlauchs zwischen diesem und dem Mantel des Heizkörpers Spalte, die zusätzlich mit gut wärmeleitfähigem Metallpulver gefüllt werden müssen, um eine optimale Wärmeübertragung zu erreichen. Diese Ausbildung führt insgesamt dazu, dass zwar ein guter Wärmeübergang erreicht wird, jedoch mit erheblichem technischen Aufwand, wobei zudem die Biegefähigkeit durch diese Anordnung und Ausbildung herabgesetzt wird, so dass ein erhöhter Kraftaufwand zum Biegen des kompletten Heizkörpers erforderlich ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Heizkörper gattungsgemäßer Art zu schaffen, der einem entsprechenden kurvenartigen Verlauf einer Rinne oder Nut einer Werkzeugplatte einachsig oder auch mehrachsig auch manuell leicht angepasst werden kann, wobei die Herstellung vereinfacht und die Biegefähigkeit durch das zusätzlich aufzubringende gut wärmeleitende Element nicht beeinträchtigt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass das gut wärmeleitende Element aus einer Vielzahl von Lochscheiben gebildet ist, die auf dem Mantel des Heizkörpers sitzen und sich aneinander abstützen.
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Vorzugsweise bestehen die gut wärmeleitenden Lochscheiben aus Metall, beispielsweise Edelstahl, was eine preisgünstige Lösung ist. Für Einsätze, bei denen nicht so auf Kosten geachtet werden muss, sind andere Materialien, wie beispielsweise Kupfer, Messing oder auch wärmeleitende Keramik vorteilhaft einsetzbar. Durch die Anordnung einer Vielzahl von Lochscheiben auf dem Mantel des Heizkörpers wird erreicht, dass der Durchmesser des Heizkörpers von beispielsweise 4 bis 5 mm auf den Solldurchmesser von 8 mm, 8,2 mm oder 8,5 mm eingestellt werden kann. Zudem ist je nach Länge des Heizkörpers eine entsprechende Anordnung von mehr oder weniger Lochscheiben möglich. Die Lochscheiben können in einfacher Weise auf den fertigen Heizkörper aufgeschoben und in geeigneter Weise in ihrer Lage arretiert werden, so dass sie unverlierbar auf dem Heizkörper angeordnet sind.
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Das Biegen des so gebildeten Gesamtheizkörpers entsprechend der Kontur des Werkzeuges ist einfach auch in mehreren Achsrichtungen möglich.
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Insbesondere wird die Biegefähigkeit des Heizkörpers durch die Anordnung der Lochscheiben nicht oder nur unwesentlich behindert.
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Der vorzugsweise metallische Mantel des Rohrheizkörpers oder der Heizpatrone kann beispielsweise aus Edelstahl, Nickel, Messing oder Kupfer bestehen. Der Querschnitt des Rohrheizkörpers oder der Heizpatrone kann vorzugsweise rund aber auch rechteckig, quadratisch, polygonal, oval oder elliptisch sein. Entsprechend ist die Lochung der Lochscheiben dem Querschnitt des Rohrheizkörpers angepasst, so dass ein satter Sitz auf dem Mantel des Heizkörpers erreicht wird.
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Der elektrische Heizkörper kann die elektrischen Zuleitungen und Anschlüsse an einem Ende oder an beiden Enden aufweisen. Zusätzlich kann auch für Schutzkleinspannungen eine Rückführung über den Patronenmantel möglich sein. Der eigentliche Anschluss an dem Heizkörper kann durch flexible Anschlussleitungen wie Litzen oder auch starre Anschlussenden in Form von Drähten oder Gewindestiften gebildet sein. Zusätzlich kann der Heizkörper mit einem integrierten Thermoelement ausgestattet sein.
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Entsprechend der Querschnittsform der rinnenförmigen Kontur können die Lochscheiben einen angepassten Außenumfang aufweisen, so können sie beispielsweise rund, rechteckig, quadratisch, polygonal, oval, elliptisch oder sternförmig sein.
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Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Lochscheiben mit geringem radialen Spiel auf dem Mantel angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind die Löcher der Lochscheiben geringfügig, beispielsweise um einen Zehntel Millimeter größer als der Außenabmessung der Heizpatrone oder des Rohrheizkörpers entspricht. Diese Abmessung kann noch mit Fertigungstoleranzen von beispielsweise +0,1 mm behaftet sein.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Lochscheiben als Kegel- oder Konusscheiben ausgebildet sind und dass sie wechselweise mit abwechselnder Kegel- oder Konusrichtung auf dem Mantel angeordnet sind.
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Durch die Anordnung von konischen oder kegelförmigen Lochscheiben, die wechselweise mit unterschiedlicher Orientierung auf dem Heizkörper aufgebracht werden, wird bei materialsparender Anordnung einerseits eine erhebliche Durchmesservergrößerung des Heizkörpers erreicht, andererseits wird dadurch die Biegefähigkeit des Heizkörpers nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
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Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass der Kegel- oder Konuswinkel 10° bis 15° beträgt.
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Um die Fertigung zu vereinfachen und insbesondere das richtige Zuführen der Lochscheiben auf den Mantel des Heizkörpers sicherzustellen, ist vorgesehen, dass jeweils mindestens zwei Lochscheiben über einen Materialstreifen oder -film an einer Stelle ihres Umfangs miteinander verbunden sind und dass sie um den Materialstreifen oder -film aus einer Vormontage oder Herstellungslage, in der sie nebeneinander angeordnet sind, in eine Gebrauchslage verbringbar sind, in der ihre Lochmittelachsen koaxial verlaufen.
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Gemäß dieser Anordnung sind jeweils mindestens zwei Lochscheiben über einen Materialstreifen oder Materialfilm an einer Stelle ihres Umfangs miteinander verbunden. Gefertigt werden die Lochscheiben in einer gemeinsamen Ebene, so dass die Lochscheiben nebeneinander liegen und über den Materialstreifen oder Materialfilm verbunden sind. Nach der entsprechenden Fertigung werden die über den Materialstreifen verbundenen Lochscheiben um den Materialstreifen gebogen, so dass sie in entgegengesetzter Orientierung aneinander liegen. Sämtliche Lochscheiben, die so paarweise gefertigt werden, können automatisch zugeführt und auf dem Heizkörper montiert werden, da stets die gleiche Ausrichtung dieser Lochscheibenpaare zwangsläufig erfolgt.
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Es sei noch erwähnt, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung beim Biegen eine nur geringe Streckung des Heizkörpers beim Einformen in die entsprechende Werkzeugkontur erfolgt, was somit für die Präzision und Lebensdauer des Heizkörpers vorteilhaft ist.
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Unter Umständen kann bevorzugt sein, dass die Lochscheiben eine sternartige Umfangskontur mit vorstehenden Spitzen aufweisen, deren Endkante der Form der rinnenförmigen Kontur angepasst ist, und zwischen den Spitzen vorgesehenen Ausnehmungen, wobei die Lochscheiben derart angeordnet sind, dass die Spitzen einer ersten Lochscheibe jeweils einer Ausnehmung der benachbarten Lochscheibe gegenüber positioniert ist.
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Hierdurch kann die Biegefähigkeit des Gesamtelementes noch verbessert werden, es können also noch größere Biegungen realisiert werden.
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Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Lochscheiben auf dem Mantelrohr des Heizkörpers axial verschiebbar und vorzugsweise unverdrehbar, zum Beispiel durch Nuten und Stege an den zusammenwirkenden Flächen der Lochlaibung und des Mantelrohres, angeordnet sind.
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Insbesondere bei Lochscheiben mit sternartiger Umfangskontur muss dafür Sorge getragen werden, dass die Lochscheiben nach der Montage sich nicht auf dem Mantelrohr des Heizkörpers verdrehen können. Hierzu ist die entsprechende Anordnung hilfreich. Beispielsweise kann der Mantel des Heizkörpers eine Führungsnut aufweisen und die Lochlaibung der Lochscheiben kann eine Art Führungsnase aufweisen, die in dieser Führungsnut geführt ist. Auch die umgekehrte Anordnung ist möglich, bei der also der Heizkörper im Mantel einen Führungssteg aufweist und die Lochscheiben im Bereich der Lochlaibung eine kleine Aussparung entsprechend diesem Führungssteg aufweisen.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Enden des durch die Lochscheiben gebildeten Elementes auf dem Heizkörper fixiert sind.
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Beispielsweise können zwei an den Enden angeordnete Lochscheiben in geeigneter Weise auf dem Mantel des Heizkörpers fixiert werden, beispielsweise durch Lötpunkte. Es ist aber auch möglich, an beiden Enden eine Abschlusshülse vorzusehen, die sich an den Lochscheiben abstützt, die an den Enden vorgesehen sind, um die Gesamteinheit zu stabilisieren und zu fixieren.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die Lochscheiben eine Dicke von wenigen Zehntel Millimetern vorzugsweise von 0,5 bis 0,2 mm aufweisen.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass die Lochscheiben im ihre Lochung umgebenden Bereich einen welligen oder zick-zack-artigen Seitenflächenbereich auf beiden axial gerichteten Seitenflächen aufweisen, deren axial vorragende Spitzen oder Wellenberge jeweils in radialer Richtung gesehen den Spitzen der sternartigen Umfangskontur zugeordnet sind und deren Wellentäler oder zurückspringende Ausnehmungen den Ausnehmungen benachbart sind, so dass bei aneinander liegenden Seitenflächen der Lochscheiben jeweils eine deren Spitzen einer Lochscheibe einer Ausnehmung der benachbarten Lochscheibe benachbart zwangsausgerichtet ist.
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Hierdurch wird erreicht, dass beim Aufschieben der Lochscheiben auf den Mantel des Heizkörpers sich die Lochscheiben, wenn sie mit ihren Seitenflächen aneinander liegen, zwangsweise so ausrichten, dass jeweils eine Spitze einer ersten Lochscheibe einer Ausnehmung einer an dieser anliegenden zweiten Lochscheibe benachbart ist. Auch ist hierdurch sichergestellt, dass die Lochscheiben sich in der angegebenen Montagesolllage nicht gegeneinander verdrehen können.
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Der erfindungsgemäße Heizkörper kann demzufolge in einfacher Weise in die entsprechende Kontur der zu beheizenden Einrichtung eingeformt werden, wobei es dennoch gegebenenfalls nötig oder vorteilhaft ist, wenn anschließend mittels eines Pressvorganges der Heizkörper noch in die Kontur verpresst wird, wobei sich die Lochscheiben geringfügig verformen, so dass ein vorzüglicher Übergang sowohl zu der umgebenden Kontur als auch zwischen Lochscheiben und Rohrheizkörper gebildet ist.
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Schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung gezeigt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform eines elektrischen Heizkörpers in Seitenansicht, teilweise geschnitten;
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2 einen vergrößerten Ausschnitt II der 1;
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3 zwei zu einer Einheit verbundenen Lochscheiben in Ansicht;
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4 eine erfindungsgemäße Lochscheibe im Querschnitt gesehen;
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5 eine Variante in der Blickrichtung gemäß 2 gesehen;
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6 die zugehörige Lochscheibe zu der Ausführungsform gemäß 5;
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7 und 8 Varianten in den Ansichten gemäß 5 und 6 gesehen;
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9 und 10 eine weitere Variante in gleicher Ansicht;
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11 und 12 eine weitere Variante einer Lochscheibe.
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In den Zeichnungsfiguren ist ein elektrischer Heizkörper 1 zur Beheizung von industriellen Einrichtungen, insbesondere Spritzgießwerkzeugen gezeigt. Der Heizkörper 1 ist in Form einer Heizpatrone oder eines Rohrheizkörpers realisiert, der ein metallisches Mantelrohr aufweist, in welchem ein oder mehrere Heizleiter vorzugsweise als gewendelte Elemente in Isoliermasse, insbesondere MgO-Pulver, eingebettet angeordnet sind. Solche Heizkörper sind üblich und werden nach der Herstellung im Durchmesser reduziert, um eine feste Verpressung der Materialien zu erreichen.
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Aufgrund seiner Materialauswahl und insbesondere seiner Abmessung, von beispielsweise maximal 5 mm im Durchmesser, ist ein solcher Heizkörper 1 leicht, insbesondere auch von Hand biegbar, um ihn in eine rinnenförmige Kontur einer Wandung der zu beheizenden Einrichtung oder dergleichen einzubringen.
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Der Heizkörper 1 hat einen Außendurchmesser oder eine äußere Querschnittsabmessung der oder die kleiner ist als die zugehörige rinnenförmige Kontur. Beispielsweise weist der Heizkörper einen Durchmesser von 5 mm auf, wohingegen die Kontur, in die der Heizkörper eingefügt werden soll, eine Querschnittsbemessung von 8 mm, 8,2 mm oder 8,5 mm aufweist. Um eine gute Wärmeübertragung von dem Heizkörper 1 auf die Wandung der Kontur zu erreichen, ist ein gut wärmeleitendes Element auf den Heizkörper aufgebracht, dessen Außendurchmesser oder äußere Querschnittsabmessung der rinnenförmigen Kontur angepasst ist. Im Ergebnis soll also dieses wärmeleitende Element der Abmessung der Kontur angepasst sein, also eine Querabmessung von beispielsweise 8 mm, 8,2 mm oder 8,5 mm aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist das gut wärmeleitende Element aus einer Vielzahl von Lochscheiben 2 gebildet, die auf dem Mantel des Heizkörpers 1 sitzen und sich in Längsrichtung des Heizkörpers aneinander abstützen.
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Vorzugsweise sind diese Lochscheiben 2 mit geringem radialen Spiel auf den Mantel angeordnet.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 sind die Lochscheiben 2 als Kegel- oder Konusscheiben ausgebildet, wie insbesondere in 1 und 2 und 4 ersichtlich ist. Dabei sind sie wechselweise mit abwechselnder Kegel- oder Konusrichtung auf dem Mantel des Heizkörpers 1 angeordnet, wie insbesondere in 1 und 2 gezeigt ist.
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Vorzugsweise beträgt der Kegel- oder Konuswinkel der Lochscheiben 2 10° bis 15°. Um bei der Herstellung das Auffädeln der Lochscheiben 2 auf den Heizkörper 1 automatisieren zu können und zu erleichtern, sind vorzugsweise mindestens jeweils zwei Lochscheiben 2 über einen Materialstreifen 3 an einer Stelle ihres Umfangs miteinander verbunden, wie in 3 gezeigt.
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Gefertigt werden diese Lochscheiben 2 in der Position, wie in 3 gezeigt ist. Danach werden sie um den Materialstreifen 3 in die Gebrauchslage verbracht, indem sie zueinander verschwenkt werden, so dass ihre Lochmittelachsen dann koaxial zueinander verlaufen. Auf diese Weise ist ein Pärchen von Lochscheiben 2 gebildet, welches entsprechend der Anordnung nach 1 und 2 auf den Heizkörper 1 aufgeschoben werden kann. Infolge dieser Anordnung sind die entsprechenden Paare von Lochscheiben 2 jeweils identisch ausgebildet, so dass sie mit einer automatisierten Einrichtung in einfacher Weise auf den Rohrheizkörper 1 aufgefädelt werden können.
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Wie in 1 und 2 ersichtlich, können die Lochscheiben 2 eine kreisrunde Lochung aufweisen, wobei dann der Rohrheizkörper 1 ebenfalls kreisrunde Querschnittsabmessung aufweist. Bei der Ausbildung nach 5 und 6 weisen die Scheiben 2 wiederum eine kreisrunde Lochung auf, während die Außenkontur der Scheiben nicht kreisrund ist, wie in 1 bis 4, sondern quadratisch, entsprechend der entsprechenden Geometrie der Kontur, in die der Heizkörper eingelegt werden soll.
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Bei der Ausführungsform nach 7 und 8 ist die Lochung der Scheiben 2 quadratisch und ebenso die Querschnittsabmessung des Heizkörpers 1. Die Scheiben 2 weisen eine Außenkontur in quadratischer Form auf, ähnlich der 5 und 6.
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Bei der Ausführungsform nach 9 und 10 weisen die Lochscheiben 2 eine sternartige Umfangskontur mit vorstehenden Spitzen und zwischen den Spitzen vorgesehenen Konkaven-Ausnehmungen 5 auf. Dabei sind die Lochscheiben 2 derart angeordnet, dass jeweils die Spitzen 4 einer ersten Lochscheibe 2 Ausnehmungen 5 einer benachbarten Lochscheibe 2 gegenüber positioniert sind. Hierdurch ist die Biegefähigkeit des Gesamtelementes verbessert. Die Außenkontur der Spitzen ist entsprechend der Form der Kontur, in die der Heizkörper eingelegt werden soll, gerundet oder in sonstiger Weise angepasst.
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Bei der in 9 und 10 dargestellten Ausführungsform ist die durch die Lochscheiben 2 umfasste Mittellochung polygonal ausgebildet, ebenso wie die Querschnittskontur des dazugehörigen Heizkörpers 1.
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Um die jeweils endseitigen Lochscheiben 2 auf dem Heizkörper 1 zu fixieren, sind im Ausführungsbeispiel gemäß 1 Abschlusshülsen 6 auf dem Mantel des Rohrheizkörpers 1 fixiert, so dass eine unverschiebliche Anordnung (in Längsrichtung) der Scheiben 2 erreicht ist.
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Bei der Ausführungsform nach 11 und 12 ist eine Lochscheibe 2 gezeigt, die ebenfalls eine sternartige Umfangskontur mit radial vorragenden Spitzen 4 und zwischen den Spitzen 4 vorgesehenen Ausnehmungen 5 aufweist. Dabei ist der die Lochung umgebenden Bereich mit zick-zack-artigen Seitenflächenbereichen auf beiden Seiten der Lochscheibe 2 versehen, deren axial vorragende Spitzen oder Wellenberge 7 jeweils mittig zu den Spitzen 4 ausgerichtet sind, während die Wellentäler oder zurückspringende Ausnehmungen 8 den Ausnehmungen 5 benachbart sind.
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In Montagesolllage richten sich dadurch die aneinander liegenden Scheiben 2 zwangsweise so aus, dass die Spitzen 4 einer ersten Scheibe 2 den Ausnehmungen 5 einer benachbarten Scheibe 2 gegenüberstehen.
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Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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