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Die Erfindung betrifft ein Heißluftgebläse, insbesondere ein akkubetriebenes Heißlufthandgerät sowie einen Heizmittelträger für ein Heißluftgebläse.
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Ein Heißluftgebläse, auch Heißpistole oder Heat Gun genannt, ist ein Elektrowerkzeug, mit dem ein Arbeitsbereich (Werkstück) gezielt erhitzt werden kann. Zu diesem Zweck wird mittels einer Gebläseeinrichtung wie beispielsweise einem Lüfterrad Umgebungsluft angesaugt, mittels einer Heizeinrichtung erhitzt und dann durch ein Austrittsrohr auf den Arbeitsbereich ausgeblasen. Lediglich beispielhaft seien folgende gängigen Einsatzgebiete für Heißluftgebläse genannt: Entfernen von Klebefolien, Verschweißen von Kunststoffen, Verformen von Kunststoffen, Entfernen von Lack- oder Farbschichten, insbesondere auf Holz oder Metall, Desinfizieren von Laborgeräten, Trocknen von Gegenständen.
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Aufgrund der fortschreitenden Entwicklung der Akku-Technologie, insbesondere auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Akkus, ist es erstmals möglich, auch Geräte, die zum Anmeldezeitpunkt noch ausschließlich über eine kabelgebundene externe Stromversorgung mit Energie versorgt wurden, als akkubetriebene Handgeräte vorzusehen. Da eine bei kabelbetriebenen Heißluftgebläsen zur Verfügung stehende übliche Versorgungsleistung im Bereich von 2000 Watt bei akkubetriebenen Handgebläsen nicht möglich ist, sondern mit Leistungen im Bereich von 300 Watt gearbeitet wird, ist eine effiziente Umsetzung von elektrischer Energie in Heißgebläseleistung von essentieller Bedeutung für den Betrieb eines akkubetriebenen Heißluftge bläses.
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Aus dem Stand der Technik sind Heißluftgebläse bekannt, bei welchen elektrische Heizmittel, wie beispielweise Heizwendeln, in durch einen Heizmittelträger verlaufende Heißluftkanäle eingelegt bzw. eingefädelt sind, so dass der vom Heißluftgebläse erzeugte und durch die Heißluftkanäle fließende Luftstrom durch den Kontakt mit den Heizmitteln erwärmt wird. Damit dieser Vorgang effizient verläuft, müssen der Heizmittelträger, die Heißluftkanäle und die Heizmittel so beschaffen sein, dass die Wärmeübertragung zwischen den Heizmitteln und dem Luftstrom sowie das für die Luftströmung zur Verfügung stehende Volumen möglichst optimal sind.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Heißluftgebläse, insbesondere ein akkubetriebenes Handheißluftgebläse sowie einen Heizmittelträger für ein Heißluftgebläse vorzusehen, bei welchen die Wärmeübertragung zwischen den Heizmitteln und dem vom Heißluftgebläse erzeugten Luftstrom möglichst optimal verläuft.
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Diese Aufgabe wird durch den Heizmittelträger nach Anspruch 1 sowie durch das Heißluftgebläse nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist ein Heizmittelträger für ein elektrisch betriebenes Heißluftgebläse vorgesehen, wobei der Heizmittelträger eine in einer Längsrichtung ausgedehnte Mantelfläche und zwei zur Längsrichtung senkrechte Stirnflächen aufweist. Dabei weist die Mantelfläche des Heizmittelträgers von einer Stirnfläche zu der anderen Stirnfläche in die Längsrichtung verlaufende Nuten auf, welche dazu eingerichtet sind, elektrische Heizmittel für das Heißluftgebläse aufzunehmen. Durch eine solche Ausführung können die Heizmittel längsförmig in die Nuten eingelegt werden und müssen nicht eingefädelt werden. Ferner kann die entlang der Nuten strömende Luft an der Seite der an der Mantelfläche gelegenen Nutenöffnungen die Heizmittel ungehindert umströmen, wodurch die Kontaktfläche zwischen den Heizmitteln und der vorbeiströmenden Luft sowie der gesamte Volumenstrom der die Nuten durchströmenden Luft erhöht wird.
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Erfindungsgemäß ist also ein Heizmittelträger, beispielweise ein Keramikteil oder ein Keramikscheibe für ein Akku-Heißluftgebläse vorgesehen, bei dem die Heißluftkanäle nicht geschlossen als Bohrungen durch das Keramikteil ausgebildet sind, sondern als umfangsseitige Nuten in Längsrichtung innerhalb des Keramikteils verlaufen. Durch diese Ausbildung können die Heizmittel wie z. B. Heizwendeln längsförmig in die umfangsseitigen länglichen Nuten in das Keramikteil eingelegt und müssen nicht eingefädelt werden, wie es bei als Bohrung ausgebildeten Heißluftkanälen der Fall ist.
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Die Mantelfläche des Heizmittelträgers kann eine zylinderförmige Gestalt aufweisen. Ein Querschnitt des Heizmittelträgers senkrecht zur Längsrichtung kann eine sternförmige Gestalt aufweisen. Dadurch wird das zur Verfügung stehende Volumen des Heizmittelträgers optimal zur Unterbringung der Heizmittel ausgenutzt.
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Die Nuten können einen W-förmigen Querschnitt aufweisen, so dass der Bodenbereich der Nuten eine dreieckige Erhöhung aufweist. Dadurch werden die Heizmittel vom Boden der Nuten beabstandet gehalten und die Kontaktfläche zwischen den Heizmitteln und dem Heizmittelträger wird minimiert, so dass weniger Wärme von den Heizmitteln an den Heizmittelträger abgegeben wird und ein höherer Anteil der Oberfläche der Heizmittel in Kontakt mit der vorbeiströmenden Luft ist.
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Die elektrischen Heizmittel können eine Heizwendel umfassen. Die Heizwendel kann einen Flachdraht umfassen. Der Flachdraht kann mit seiner Flachseite um eine in die Längsrichtung ausgedehnte, gedachte zylindrische Fläche spiral- oder wendelförmig gewunden sein. Dadurch wird eine möglichst große Oberfläche der Heizwendel bei gleichzeitig möglichst geringem Querschnitt erzielt, so dass gleichzeitig die Kontaktfläche zwischen der Heizwendel und der vorbeiströmenden Luft sowie das für die Luftströmung zur Verfügung stehende Volumen erhöht werden. Ferner wird dadurch auch weniger Material für die Heizmittel verbraucht.
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Die Heizmittel können so in den Nuten aufgenommen sein, dass die Enden der Heizmittel an einer gleichen Stirnfläche des Heizmittelträgers elektrisch kontaktierbar sind. Dadurch wird die Montage und die Kontaktierung der Heizmittel im Heißluftgebläse vereinfacht und weniger Material für elektrische Zuleitungen verbraucht.
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Die Heizmittel können durch einen Abstandshalter vom Boden der Nuten beabstandet gehalten werden. Der Heizmittelträger kann so beschaffen sein, dass eine Kontaktflläche zwischen den Heizmitteln und dem Heizmittelträger weniger als 20% der Oberfläche der Nuten beträgt. Dadurch wird weniger Wärme von den Heizmitteln an den Heizmittelträger abgegeben und es wird ein höherer Anteil der Oberfläche der Heizmittel in Kontakt mit der vorbeiströmenden Luft gebracht.
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Der Heizmittelträger kann ein Keramikkörper sein. Dadurch wird eine besondere Hitzebeständigkeit mit gleichzeitig optimalen thermischen Eigenschaften erreicht.
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Weiter ist erfindungsgemäß ein Heißluftgebläse mit einem erfindungsgemäßen Heizmittelträger vorgesehen.
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Das Heißluftgebläse kann Energiespeichermittel umfassen, welche dazu eingerichtet sind, elektrische Energie zu speichern und das Heißluftgebläse mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energiespeichermittel können elektrische Akkumulatoren sein. Dadurch wird die Nutzung des Heißluftgebläses erheblich vereinfacht und die Notwendigkeit einer kabelgebundenen externen Stromversorgung entfällt.
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Das Heißluftgebläse kann ein Handgerät, insbesondere eine Heißluftpistole mit am unteren Ende eines Griffsbereiches der Heißluftpistole befestigbaren elektrischen Akkumulatoren, oder ein Heißluftstab sein.
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Das Heißluftgebläse kann eine maximale Leistung von 600 bis 1200 Watt aufweisen.
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Das Heißluftgebläse kann dazu eingerichtet sein, einen Luftstrom zu erzeugen, welcher die Nuten entlang der Längsrichtung (L) des Heizmittelträgers durchströmt.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Heißluftgebläses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine schematische perspektivische Ansicht des Heizmittelträgers,
- 3 eine Vorderansicht des Heizmittelträgers aus 2,
- 4 eine schematische Draufsicht des Heizmittelträgers mit eingelegten Heizmitteln,
- 5 ein schematische perspektivische Ansicht der Heizwendel,
- 6 ein schematische perspektivische Ansicht des Flachdrahts.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen sind einander entsprechende Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische und vereinfachte Ansicht eines Heißluftgebläses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das in 1 dargestellte Heißluftgebläse 100 besitzt ein langgestreckt ausgebildetes Gehäuse 110, an welchem einends ein Luftauslass 120 für erwärmte Luft vorgesehen ist. Diese erwärmte Luft wird erzeugt durch eine Heizeinrichtung 130, durch welche mittels einer Gebläseeinrichtung 140 durch einen Lufteinlass (nicht gezeigt) angesaugte Luft gebracht wird und aus dem Luftauslass 120, auf eine Betriebstemperatur von bis zu ca. 700°C erwärmt, austreten kann. Die Betriebstemperatur liegt hierbei zwischen 300 und 500°C.
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Die Gebläseeinrichtung 140 weist zur Erzeugung des Luftstroms einen Elektromotor 150 und zumindest ein mittels des Elektromotors 150 antreibbares Lüfterrad 160 auf. Der Elektromotor 150 der Gebläseeinrichtung 140 ist als Bürstenmotor ausgebildet.
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Eine schematisch gezeigte Steuereinheit 170 bewirkt sowohl eine Temperaturregelung als auch eine geeignete Ansteuerung der Heizeinrichtung 130 bzw. Gebläseeinrichtung 140. Die Steuereinheit 170 ist elektrisch mit der Gebläseeinrichtung 140 und der Heizeinrichtung 130 verbunden.
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Die elektrische Energieversorgung des Heißluftgebläses 100 erfolgt über ein Akkumulator-Modul 180, welches in bekannter Weise an der Unterseite eines pistolenförmigen Griffabschnitts 190 des Heißluftgebläses 100 angebracht bzw. eingerastet sein kann. Das Akkumulator-Modul 180 weist elektrische Energiespeichermittel 180a auf, welche vorzugsweise als elektrische Akkumulatoren 180a ausgebildet sind.
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Als elektrischer Akkumulator 180a kann hierbei ein Lithium-Ionen-Akku vorgesehen werden, welcher auf eine Betriebsspannung von 18 Volt eingerichtet sein kann. Durch das Vorsehen des Akkumulator-Moduls 180 als Stromversorgung kann eine Heißluftgebläse-Leistung des erfindungsgemäßen Heißluftgebläses 100 im Bereich von beispielsweise 550 Watt bereitgestellt werden.
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Das Heißluftgebläse 100 weist also gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine kabellose Stromversorgung auf. Das kabellose Heißluftgebläse 100 kann als akkubetriebenes Handgerät ausgebildet sein. Die Erfindung soll jedoch nicht auf den Betrieb eines akkubetriebenen Heißluftgebläses beschränkt sein, sondern findet überall dort Anwendung, wo eine optimale Wärmeübertragung zwischen den Heizmitteln und dem Luftstrom zweckmäßig ist.
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Die Heizeinrichtung 130 ist dazu ausgebildet, eine konstante Heizleistung in einem Bereich zwischen 300 Watt und 1200 Watt, vorzugsweise in Bereichen zwischen 400 Watt und 600 Watt bzw. zwischen 800 Watt und 1000 Watt, und insbesondere in Bereichen zwischen 500 Watt und 600 Watt bzw. zwischen 900 Watt und 1000 Watt zu erzeugen. Die Heizeinrichtung 130 weist zumindest einen Heizmittelträger 10 auf, welcher in 2 in einer schematischen perspektivischen Ansicht dargestellt ist. In 3 ist eine Vorderansicht des Heizmittelträgers aus 2 dargestellt.
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Wie aus 2 und 3 ersichtlich, weist der Heizmittelträger 10 eine in einer Längsrichtung L ausgedehnte Mantelfläche 12 und zwei zur Längsrichtung senkrechte Stirnflächen 14a, 14b auf. Die Mantelfläche 12 des Heizmittelträgers 10 weist mehrere von einer Stirnfläche zu der anderen Stirnfläche in die Längsrichtung (L) verlaufende Nuten 16 auf, welche dazu eingerichtet sind, elektrische Heizmittel 18 für das Heißluftgebläse 100 aufzunehmen. Die Mantelfläche 12 des Heizmittelträgers kann beispielweise eine zylinderförmige Gestalt aufweisen. Der Heizmittelträger kann ein Keramikkörper sein.
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Wie aus 3 ersichtlich, sind die Nuten 16 so ausgebildet, dass der Querschnitt des Heizmittelträgers 10 senkrecht zur Längsrichtung L eine sternförmige Gestalt aufweist. Dabei weist der Querschnitt des Heizmittelträgers 10 einen kreisförmigen inneren Abschnitt 20 mit dem Innenradius r, sowie mehrere aus dem inneren Abschnitt 20 in radialer Richtung nach außen hervorragende T-förmigen Vorsprünge 22 auf, wobei sich die T-förmigen Vorsprünge 22 bis zu einem Außenradius R erstrecken. Zwischen den T-förmigen Vorsprüngen befinden sich kleinere, aus dem inneren Abschnitt 20 in radialer Richtung nach außen hervorragende dreieckige bzw. spitzenartige Vorsprünge 24 oder Erhöhungen 24. Die Nuten 16 werden also durch den zwischen zwei benachbarten T-förmigen Vorsprüngen 22 befindlichen Raum definiert und weisen einen W-förmigen Querschnitt auf, so dass der Bodenbereich der Nuten 16 eine dreieckige Erhöhung 24 aufweist.
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Der Heizmittelträger 10 mit aufgenommenen Heizmitteln 18 wird außen durch eine Außenhülle 25 elektrisch und thermisch von der äußeren Umgebung isoliert. Die Außenhülle 25 grenzt unmittelbar an die Mantelfläche 12 des Heizmittelträgers 10 an. Beispielweise kann die Außenhülle 25 ein in die Längsrichtung L ausgedehnter Zylinder mit Radius R sein. Die Außenhülle 25 kann beispielweise aus mehreren Schichten Glimmerpapier (Micanit) bestehen. Der durch die Gebläseeinrichtung 140 erzeugte Luftstrom LS fließt durch die von den Nuten 16 und die Außenhülle 25 begrenzten Heißluftkanäle 25a in die Längsrichtung L. Dabei umströmt der Luftstrom LS die Heizmittel 18.
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Durch die oben beschriebene Ausführung der Heißluftkanäle 25a wird der unmittelbar an die Außenhülle 25 angrenzende Bereich zwischen den äußeren Enden zweier T-förmiger Vorsprünge für den Luftstrom LS zugänglich. Dadurch vergrößert sich das pro Zeiteinheit transportierte Luftvolumen, während gleichzeitig auch die Kontaktfläche zwischen den Heizmitteln 18 und dem Luftstrom LS vergrößert wird. Die Heizmittel 18 werden durch als Abstandshalter dienende dreieckige Erhöhungen 24 vom Boden der Nuten 16 beabstandet gehalten, so dass die Kontaktfläche zwischen den Heizmitteln 18 und dem Heizmittelträger 10 minimiert wird.
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Der Heizmittelträger 10 weist ferner eine mittige, in die Längsrichtung L verlaufende Bohrung 26 mit quadratischem Querschnitt auf, sowie eine oder mehrere in die Längsrichtung L verlaufende runde Bohrungen 28 auf. Die Bohrung 26 dient der Befestigung des Heizmittelträgers 10 im Gehäuse 110. Die runden Bohrungen dienen dazu, (nicht dargestellte) Thermoelemente unterzubringen, welche der Temperaturmessung dienen und mit der Steuereinheit 170 elektrisch verbunden sind.
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4 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Heizmittelträger 10 mit den in den Nuten 16 aufgenommenen, rein schematisch dargestellten elektrischen Heizmitteln 18. Wie aus 4 ersichtlich, sind die elektrischen Heizmittel 18 so in den Nuten 16 aufgenommen, dass die Enden der Heizmittel an einer gleichen Stirnfläche 14a des Heizmittelträgers 10 mittels der Kontakte 30a, 30b elektrisch kontaktierbar sind.
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Die elektrischen Heizmittel 18 können eine Heizwendel 32 umfassen, wie in 5 in einer schematischen perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Heizwendel 32 umfasst einen Heizdraht 34, wobei der Heizdraht 34 ein Runddraht oder ein Draht mit einem beliebigen anderen Querschnitt sein kann. Der Heizdraht 34 kann beispielsweise aus einer Nickel-Chrom-Legierung gefertigt sein.
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Im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Heizwendel 32 einen Flachdraht 34, wobei der Flachdraht 34 mit seiner Flachseite um eine in die Längsrichtung (L) ausgedehnte, gedachte zylindrische Fläche spiral- oder wendelförmig gewunden ist. Die Ausführung der elektrischen Heizmittel 18 in Form einer oben beschriebenen Heizwendel 32 aus Flachdraht 34 hat mehrere Vorteile.
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Wie aus 3 ersichtlich, beträgt die Kontaktfläche zwischen den Heizmitteln 18 und dem Heizmittelträger 10 weniger als 20 %, oder weniger als 15%, oder weniger als 10%, oder weniger als 8%, oder weniger als 5%, oder weniger als 1%, oder weniger als 0,5% der Oberfläche der Nuten 16. Dadurch, dass der Flachdraht mit der Flachseite um eine in die Längsrichtung (L) ausgedehnte, gedachte zylindrische Fläche spiralförmig gewunden ist, sind sowohl das innerhalb der gedachten zylindrischen Fläche befindliche Volumen als auch das außerhalb der gedachten zylindrischen Fläche befindliche Volumen für den Luftstrom LS zugänglich. Gleichzeitig kommt der Luftstrom sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite der gedachten zylindrischen Fläche mit der Flachseitenoberfäche des Flachdrahtes in Kontakt. Dabei ist die Richtung des Luftstroms L parallel (tangential) zur Flachseitenoberfäche des Flachdrahtes, wodurch zusätzlich der Strömungswiderstand minimiert wird.
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Dadurch, dass im Heizmittelträger 10 Nuten zur Aufnahme der Heizmittel 18 vorgesehen sind, ergeben sich auch Vorteile bei der Montage der Heizeinrichtung 130. So lässt sich die Heizwendel 32 längsförmig von außen in die Nuten einlegen bzw. eindrücken, und muss nicht, wie etwa bei einer Bohrung, eingefädelt bzw. durchgeschoben werden. Speziell bei einer Ausführung der Heizmittel 18 als Heizwendel 32 aus Flachdraht 34 kann das Einfädeln der Heizwendel 32 in eine Bohrung sehr mühsam wenn nicht gar unmöglich werden, während beim Aufnehmen der Heizwendel 32 in einer Nut 16 mögliche Fertigungstoleranzen problemlos überbrückt werden können.
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6 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht den Flachdraht
34. Der Flachdraht
34 ist dadurch gekennzeichnet, dass er keinen runden Querschnitt hat, so dass zwischen seiner Querschnittsfläche A und seinem Querschnittsumfang U die folgende Beziehung (isoperimetrische Ungleichung) gilt:
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Die Größe K kann beispielweise weniger als 0.8, weniger als 0.6, weniger als 0.4, weniger als 0.2, weniger als 0.1, weniger als 0.05, weniger als 0.025 oder weniger als 0.01 betragen.
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Der Querschnitt des Flachdrahtes 34 kann beispielweise eine elliptische Gestalt mit einer kleinen Halbachse a und einer großen Halbachse b oder eine rechteckige Gestalt mit den Seiten a und b aufweisen. Dabei kann das Verhältnis von a und b kleiner als 1, kleiner als 0.8, kleiner als 0.6, kleiner als 0.4, kleiner als 0.2, kleiner als 0.1, kleiner als 0.05, kleiner als 0.025 oder kleiner als 0.01 sein. Beispielweise können a=1.5 mm und b=0.25 mm sein.
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Bei dem hier beschriebenen Heizmittelträger 10 für ein Akku-Heißluftgebläse 100 werden also die Heißluftkanäle 25a nicht mehr geschlossen als Bohrungen durch das Keramikteil 10 ausgebildet, sondern sind als umfangsseitige Nuten 16 in Längsrichtung L innerhalb des Keramikteils 10 vorgesehen. Durch diese Ausbildung können die Heizwendeln 32 längsförmig in die umfangsseitigen längsförmigen Nuten 16 in das Keramikteil eingelegt und müssen nicht mehr, wie derzeit im Stand der Technik, eingefädelt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Luft auf in diesem Bereich ungehindert strömen kann, es ist weniger Fläche versperrt, und ein höherer Volumenstrom ist möglich.
