DE102019127691A1

DE102019127691A1 - Elektrisches Heizelement, elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung mit einem solchen Heizelement

Info

Publication number: DE102019127691A1
Application number: DE102019127691.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas SCHLIPF
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-04-15
Also published as: US20210112632A1; CN112672451A; US11895743B2

Abstract

Bereitgestellt werden ein elektrisches Heizelement (4,100,200, 300) für eine elektrische Heizvorrichtung (1), wobei das elektrische Heizelement (4,100,200,300) aus einem gewendelten Widerstandsdraht (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie und ein oder zwei Anschlussbaugruppen (6,7,106,106', 206, 206', 306) besteht, wobei der Widerstandsdraht (5,10,20, 105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie in Wendeln (W,404) mit einem Innendurchmesser (D2), einem Außendurchmesser (D1) und einem Abstand (S) zwischen benachbarten Wendeln (W) derart gewendelt ist, dass die flache Seite des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie parallel zur Wendelachse (AW) verläuft, und wobei die Anschlussbaugruppen (6, 7, 106, 106', 206, 206', 306) zumindest ein Anschlusselement aufweisen, das in Flächenkontakt zu einem Abschnitt des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,406) mit Flachbandgeometrie steht sowie eine elektrische Heizvorrichtung (1) mit einem solchen elektrischen Heizelement und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Heizvorrichtung (1).

Description

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Konstruktion einer elektrischen Heizvorrichtung für eine bestimmte Anwendung besteht darin, ein elektrisches Heizelement zu entwickeln, das die gewünschte Heizleistung bei den vorgegebenen Parametern erfüllen kann und zudem auch noch prozesssicher gefertigt werden und die während des Langzeitbetriebs auftretenden Belastungen -beispielsweise das mechanische Arbeiten als Reaktion auf das Durchlaufen von Heizzyklen und daraus resultierende Materialermüdungen- verkraften kann.
Man muss insbesondere bei elektrischen Heizvorrichtungen, die mit niedrigen Spannungen von z.B. 12 Volt arbeiten und daher mit hohen Strömen betrieben werden müssen, auf engem Raum einen kleinen Widerstand und damit einen hohen Drahtquerschnitt so unterbringen, dass dieser auch thermischer Wechselbeanspruchung über einen langen Zeitraum standhält. Zudem muss prozesssicher eine Verbindung auf engem Querschnitt zwischen unbeheizter Zone und beheizter Zone sichergestellt werden, die insbesondere für die hohen Strombelastungen geeignet ist.
Ein Problem besteht beispielsweise darin, ein geeignetes elektrisches Heizelement für hohe Strombelastungen von mehreren zig Ampere bereitzustellen, das für eine elektrische Heizvorrichtung mit einem kleinen Querschnitt von insbesondere weniger als einem cm geeignet ist und hohen thermischen Wechselbeanspruchungen Stand halten kann.
Diese Aufgabe wird gelöst von einem elektrischen Heizelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einer elektrischen Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 und ein Verfahren zur Herstellung zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung mit einem solchen elektrischen Heizelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.
Das erfindungsgemäße elektrische Heizelement für eine elektrische Heizvorrichtung besteht aus einem gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie und mindestens einer, im Regelfall ein oder zwei Anschlussbaugruppen. Dabei ist der Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie in Wendeln, die -wie üblich- einen Innendurchmesser, einen Außendurchmesser und einen Abstand zwischen benachbarten Wendeln aufweisen, derart gewendelt, dass die flachen Seiten des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie im Wesentlichen parallel zur Wendelachse verlaufen. Dabei wird der Begriff „im Wesentlichen“ verwendet, weil streng genommen die Breitenausdehnung des Flachbands in etwa unter dem Winkel der Wendelsteigung verläuft; zudem kann beim Wendeln zu Verformungen des Flachbands kommen. Mit noch anderen Worten formuliert bedeutet dies, dass es jeweils einen Zylindermantel eines gedachten Zylinders gibt, dessen Zylinderachse durch die Wendelachse gebildet wird, auf dem jeweils eine der breiten Seiten des Widerstandsdrahts liegen, wobei sich die jeweils gedachten Zylinder durch ihren Radius unterscheiden (und zwar im Wesentlichen um die Höhe des Widerstandsdrahts in Flachbandgeometrie).
Während in den meisten Fällen zwei Anschlussbaugruppen an den beiden Enden des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie Verwendung finden, kann auch eine Ausführungsform mit nur einer Anschlussbaugruppe realisiert werden, wenn der elektrische Metallmantel einer elektrischen Heizvorrichtung, in die das elektrische Heizelement eingebaut ist, als Rückleiter dient und daher direkt oder indirekt mit einem Ende des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie elektrisch verbunden ist, oder es kann Ausführungsformen mit zwei Anschlussbaugruppen auf derselben Seite geben.
Die Anschlussbaugruppen weisen zumindest ein Anschlusselement auf, das in Flächenkontakt zu einem Abschnitt des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie steht. Dieses Anschlusselement kann, wie unten noch genauer erläutert wird, insbesondere ein Anschlussbolzen oder ein Rohr sein.
Auch wenn der Begriff eigentlich nicht erläuterungsbedürftig ist soll hier trotzdem erwähnt werden, dass Flachbandgeometrie des Widerstandsdrahts dabei im Sinne einer Eigenschaft des Querschnitts des Widerstandsdrahts ist, der senkrecht auf der Verlaufsrichtung des Widerstandsdrahts steht. Dieser Querschnitt ist im Wesentlichen rechteckförmig mit einer langen Ausdehnungsrichtung, die die Breite definiert und einer kurzen Ausdehnungsrichtung, welche die Höhe definiert. Allerdings können die Ecken abgerundet sein und der Verlauf der Seiten insbesondere in Richtung der Höhe, aber auch in Richtung der Breite muss nicht exakt linear sein. Tatsächlich kann es beim Aufwendeln eines Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie zu einer leichten Beeinflussung der ideal im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnittsgeometrie kommen, die aber immer noch die Anwendung des Begriffs Flachbandgeometrie rechtfertig.
Unter der flachen Seite des Widerstandsdrahts ist die Seite zu verstehen, die im Wesentlichen parallel zur langen Ausdehnungsrichtung seines Querschnitts verläuft.
Die Verwendung des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie in der Orientierung, in der die flache Seite parallel zur Wendelachse verläuft führt einerseits dazu, dass auch wenn die elektrische Heizvorrichtung, in der das elektrische Heizelement verwendet wird nur einen geringen Durchmesser haben darf ein Widerstandsdraht, der einen erheblichen Querschnitt hat, eingesetzt werden kann, was bei hohen Strombelastungen wichtig ist. Im Gegensatz zu gestreckten Widerstandsdrähten mit relativ hohem Querschnitt, die bislang in solchen Situationen Verwendung fanden, ermöglicht aber die gewendelte Struktur eine elastischere Reaktion des elektrischen Heizelements auf die thermische Wechselbelastung, was zu wesentliche langsamerer Versprödung und Materialermüdung und geringerer Bruchgefahr bei der erfindungsgemäßen Lösung führt.
Hinzu kommt aber noch ein zweiter sehr wichtiger Aspekt, nämlich die Tatsache, dass ein gewendelter Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie in der beanspruchten Konfiguration automatisch größere Oberflächen als Kontaktflächen aufweist, die einen Flächenkontakt mit der Anschlussbaugruppe ermöglichen, was große Vorteile im Hinblick auf die prozesssichere Herstellung der Verbindung insbesondere mit geringem Übergangswiderstand bei hoher Strombelastung mit sich bringt, während bekannte Lösungen entweder mit Linienkontakten arbeiten oder den benötigten Bauraum und damit den erreichbaren Mindestdurchmesser der elektrischen Heizvorrichtung, in der das elektrische Heizelement zum Einsatz kommen soll, vergrößern. Optional können diese Kontaktflächen auch beispielsweise durch Umformen oder Modifikation von Endabschnitten des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie optimiert werden, beispielsweise durch Umformen von Wendeln mit Flachbandgeometrie, aber auch durch Vereinigung von Wendeln mit Flachbandgeometrie, die dann zu einem rohrförmigen Endabschnitt des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie führen.
Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Breite des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie mindestens 30% des Wendelinnendurchmessers entspricht. Als besonders bevorzugt hat es sich herausgestellt, wenn die Breite des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie dem Wendelaußendurchmesser entspricht.
Versuche haben weiter gezeigt, dass die Breite des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie mindestens doppelt so breit ist wie seine Höhe, für manche Anwednungen kann sie auch das zehnfache der Höhe erreichen. Bevorzugt sollte die Höhe ausreichend groß gewählt werden, damit der gewendelte Widerstandsdraht sein eigenes Gewicht tragen kann, so dass er auch wenn er lediglich an einem Ende unterstützt wird seine Form wahrt und nicht unter dem Einfluss der Schwerkraft an Stellen, an denen er nicht unterstützt wird, ändert. Nach oben wird die Höhe insbesondere dadurch begrenzt, dass der Widerstandsdraht noch mit dem jeweils durch die Anwendung vorgegebenen Wendeldurchmesser wendelbar sein muss. Zu breite Flachbänder lassen sich nicht mehr gut mit ausreichenden Steigungen wendeln.
Ebenfalls experimentell ermittelt wurde, dass der Abstand zwischen benachbarten Wendeln vorzugsweise kleiner ist als die Breite des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie. Als realistisch wird ein Abstandswert von etwa 15% der Breite angesehen, man strebt nach geringen Abstandswerten.
Eine erste, bevorzugte Möglichkeit, den Flächenkontakt zwischen Anschlussbaugruppe und dem Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie herzustellen besteht darin, dass die Anschlussbaugruppe als Anschlusselement einen Anschlussbolzen aufweist, der entweder in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite mindestens einer Wendel des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie oder in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite eines umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie steht. In besonders bevorzugter Weise kann dies erreicht werden, wenn der Außendurchmesser des Anschlussbolzens entweder dem Innendurchmesser der Wendeln des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie entspricht oder einer Wölbung an der Innenseite des umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie entspricht, wobei die Krümmungsrichtung der Wölbung der Krümmungsrichtung des Außendurchmessers des Anschlussbolzens entspricht.
Grundsätzlich kann es aber auch schon ausreichen, wenn Abschnitte der Außenkontur des Anschlussbolzen an den Innendurchmesser der Wendeln des Widerstandsdrahts angepasst sind und dort der Flächenkontakt entsteht, beispielsweise bei einem viertelkreisförmigen Querschnitt des Anschlussbolzen, bei dem der Radius an den Innendurchmesser der Wendeln des Widerstandsdrahts angepasst ist.
Ein noch sicherer Flächenkontakt ist gewährleistet, wenn der Anschlussbolzens in elektrischem Flächenkontakt zu den gesamten Innenflächen von ein oder mehr Wendeln des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie steht. Dies kann insbesondere auch so realisiert werden, dass mehrere Wendeln des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie miteinander verbunden sind, so dass sich ein rohrförmiger Abschnitt ergibt.
Auch wenn gegebenenfalls schon eine Presskontaktierung ausreichend sein kann, wird bevorzugt, wenn der Anschlussbolzen mit einem Abschnitt einer Innenseite einer Wendel des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie oder mit der Innenseite des umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie verschweißt oder verlötet ist. Dies vereinfacht insbesondere auch die Handhabung des elektrischen Heizelements als zusammenhängende Baugruppe beim Zusammenbau einer elektrischen Heizvorrichtung mit einem solchen elektrischen Heizelement.
Ein bevorzugtes Material für den Anschlussbolzen ist z.B. Nickel wegen seiner guten Schweißbarkeit bei gleichzeitiger relativ hoher elektrischer Leitfähigkeit; Normalstahl und Kupfer sind auch für viele Anwendungen geeignet.
Um unerwünschte Wärmeerzeugung im Bereich der Anschlußbaugruppen so gering wie möglich zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Anschlussbaugruppe ferner ein Rohr aufweist, das aus einem Werkstoff mit mindestens dem gleichen, bevorzugt einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der Anschlussbolzen besteht, gefertigt ist, wobei das Rohr eine zumindest abschnittsweise an die Außenkontur des Anschlussbolzens angepasste Rohrinnenwand aufweist, so dass zwischen Rohr und Anschlussbolzen ein elektrischer Flächenkontakt besteht. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Rohrs nicht größer als der Außendurchmesser der Heizdrahtwendel, um den Bauraumbedarf nicht zu vergrößern. Das Rohr kann insbesondere aus Kupfer sein.
Im Bedarfsfall kann die Wärmeerzeugung im Bereich der Anschlussbaugruppe durch eine Weiterbildung dieser Konfiguration noch weiter erhöht werden, bei der innerhalb des Rohrs von der von dem gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie abgewandten Seite her ein zweiter Anschlussbolzen angeordnet ist, der aus einem Werkstoff mit mindestens dem gleichen, bevorzugt einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der Anschlussbolzen besteht, gefertigt ist.
Eine alternative Möglichkeit, einen Flächenkontakt zwischen Anschlussbaugruppe und gewendeltem Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie zu realisieren und gleichzeitig die unerwünschte Wärmeentwicklung im Bereich der Anschlussbaugruppe nach Möglichkeit zu vermeiden besteht darin, dass die Anschlussbaugruppe als Anschlusselement ein Rohr aufweist, dessen Rohrinnenseite in einem elektrischen Flächenkontakt zur Außenseite eines umgeformten Endabschnitts des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie, der in das Rohr eintaucht, steht, wobei das Rohr aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff aus dem der gewendelte Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie besteht, gefertigt ist.
Dieser umgeformte Endabschnitt kann beispielsweise in eine runde oder ovale Form gebracht sein, besonders einfach herstellbar ist jedoch eine Variante, bei welcher der umgeformte Endabschnitt durch Wendeln des gewendelten Widerstands mit Flachbandgeometrie, die einen reduzierten Außendurchmesser aufweisen, gebildet wird.
Noch weiter verringert werden kann die ungewollte Wärmeentwicklung im Bereich der Anschlussbaugruppe, indem man die eben beschriebene Ausgestaltung so abwandelt, dass innerhalb des Rohrs von der von dem gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie abgewandten Seite her ein zweiter Anschlussbolzen angeordnet ist, der insbesondere aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff, der gewendelte Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie besteht, gefertigt ist.
Um den Bauraum, der für das elektrische Heizelement in einer elektrischen Heizvorrichtung zur Verfügung steht, optimal zu nutzen, ist es vorteilhaft, wenn der größte Außendurchmesser der Anschlussbaugruppe dem Außendurchmesser des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie entspricht.
Die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung weist einen rohrförmigen Metallmantel und ein erfindungsgemäßes elektrisches Heizelement auf, wobei im Innenraum des rohrförmigen Metallmantels zumindest der gewendelte Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie des elektrischen Heizelements so angeordnet ist, dass er zumindest abschnittsweise vom rohrförmigen Metallmantel elektrisch isoliert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung mit einem rohrförmigen Metallmantel umfasst die Schritte

-Herstellung eines gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie,
-Bereitstellen von Anschlussbaugruppen oder Komponenten von Anschlussbaugruppen und eines rohrförmigen Metallmantels
-Zusammenfügen der Anschlussbaugruppen und des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie zur Bildung eines elektrischen Heizelements,
-Herstellen eines Flächenkontakts zwischen Endabschnitten des gewendelten Widerstandsdrahts und Teilen -insbesondere den Anschlusselementen- der Anschlussbaugruppen,
-zumindest abschnittsweises Einführen des elektrischen Heizelements in einen Innenraum des rohrförmigen Metallmantels,
-Einbringen eines elektrisch isolierenden Materials in das verbleibende Leervolumen des Innenraums des rohrförmigen Metallmantels, und
-Verdichten der so vorkonfigurierten elektrischen Heizvorrichtung.

Zu beachten ist dabei, dass die Reihenfolge des Verfahrens nur teilweise fest vorgegeben ist. Die beiden erstgenannten Schritte des Verfahrens können natürlich auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, sie müssen aber logischerweise vor den anderen Schritten erfolgen. Es ist wichtig, dies zu betonen, weil bereits das verwendete elektrische Heizelement um der Erfindung zu entsprechen einen gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie aufweisen muss. Eine Verformung eines gewendelten Widerstandsdrahts darf also nicht erst im installierten Zustand erfolgen. Auch muss der letztgenannte Verfahrensschritt zwingend nach dem Einbringen des elektrisch leitenden Materials erfolgen.
Die anderen oben genannten Schritte des Verfahrens müssen jedoch nicht zwingend in dieser Reihenfolge erfolgen und können teilweise auch parallel oder gemeinsam ausgeführt werden. Grundsätzlich kann beispielsweise das Zusammenfügen einer Anschlussbaugruppe und des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie zur Bildung eines elektrischen Heizelements auch zeitgleich mit dem Herstellen eines Flächenkontakts zwischen Endabschnitten des gewendelten Widerstandsdrahts und Teilen einer Anschlussbaugruppe, erfolgen, beispielsweise wenn Teile der Anschlussbaugruppe und Abschnitte des Widerstandsdrahts durch Verpressen, Verlöten oder Verschweißen miteinander verbunden werden.
Zu berücksichtigen ist noch weiter, dass auch das Einführen nur des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie ganz ohne oder mit noch unvollständigen Anschlussbaugruppen jedenfalls ein abschnittsweises Einführen des elektrischen Heizelements in einen Innenraum des rohrförmigen Metallmantels darstellt, da dieser ja einen Abschnitt des elektrischen Heizelements darstellt.
Die Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie kann durch Aufwendeln eines Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie bzw. genauer gesagt eines Abschnitts eines mit Flachbandgeometrie, der in dieser Form als Endlosmaterial hergestellt wurde, erfolgen, was beispielsweise auf einem Dorn mit dem gewünschten Wendelinnendurchmesser erfolgen kann. Bei dieser Vorgehensweise sind aber teilweise erhebliche Kräfte für das Aufwendeln nötig, was insbesondere für den Vorschub zum Erreichen der Wendelsteigung gilt.
Eine mögliche Alternative besteht darin, dass die Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie durch Aufwendeln eines beliebigen Widerstandsdrahts, beispielsweise auf einen Dorn, der die gewünschten Wendelinnendurchmesser vorgibt und anschließendes Umformen des Widerstandsdrahts in die Flachbandgeometrie erfolgt. Hierbei kann das Aufwendeln einfacher sein, der Verpressschritt muss aber mit sehr hoher Präzision erfolgen, um tatsächlich die gewünschte Wendelgeometrie nicht wieder zunichte zu machen und um sicherzustellen, dass die Flachbandgeometrie die gewünschten Eigenschaften aufweist.
Eine dritte Möglichkeit, den gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie bereitzustellen, besteht darin, einen rohrförmigen Widerstandsdraht mit einer die Rohrwand durchsetzenden Nut in Form einer Schraubenlinie zu versehen, was beispielsweise durch Laserschneiden erreicht werden kann. Diese Schraubenlinie kann sich über die gesamte Rohrlänge hinweg erstrecken; wird sie hingegen in den Endbereichen des rohrförmigen Widerstandsdrahts nicht eingebracht, sind auf diese Weise auch gleich rohrförmige Anschlussabschnitte, die der Verbindung (bzw. Auslassung der Trennung) mehrere Wendeln des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie entsprechen.
Eine Vorgehensweise bei der Herstellung des Flächenkontakts besteht darin, dass eine Anschlussbaugruppe mit einem Anschlussbolzen, dessen Außendurchmesser vorzugsweise dem Innendurchmesser der Wendeln des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie entspricht, bereitgestellt wird und dass zum Herstellen des Flächenkontakts der Anschlussbolzen entweder so in den gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie eingeschoben wird oder so mit der Innenseite eines umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie in Kontakt gebracht wird, dass er in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite mindestens einer Wendel des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie steht. Hier ist es ratsam, den Flächenkontakt durch Schweißen oder Löten zu stabilisieren.
Bei einer zweiten Vorgehensweise ist vorgesehen, dass eine Anschlussbaugruppe bereitgestellt wird, welche ein Rohr aufweist, dass ein Endabschnitt des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie so umgeformt wird, dass er an die Rohröffnung angepasst ist, und dass der elektrische Flächenkontakt hergestellt wird, indem der Endabschnitt in die Rohröffnung eingeführt wird, wobei vorzugsweise nachträglich durch einen Verpressschritt der Flächenkontakt stabilisiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläutert. Es zeigt:

1a: einen gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie,
1b: einen Schnitt durch den gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie aus 1a,
2a: eine beispielhafte Möglichkeit, einen gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie bereitzustellen,
2b: eine Detaildarstellung aus 2a,
3a: eine Querschnittsdarstellung eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen ersten Aufbau der Anschlussbaugruppe,
3b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 3a,
4a: eine Querschnittsdarstellung eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen zweiten Aufbau der Anschlussbaugruppe,
4b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 4a,
5a: eine Querschnittsdarstellung eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen dritten Aufbau der Anschlussbaugruppe,
5b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 5a,
6a: eine Querschnittsdarstellung eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen vierten Aufbau der Anschlussbaugruppe,
6b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 6a,
7a: eine Querschnittsdarstellung eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen fünften Aufbau der Anschlussbaugruppe,
7b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 7a,
8a: eine perspektivische Ansicht eines Bereichs eines elektrischen Heizelements für einen sechsten Aufbau der Anschlussbaugruppe,
8b: eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 8a,
9a: einen Querschnitt durch eine elektrische Heizvorrichtung vor dem Verdichten,
9b: einen Querschnitt durch die elektrische Heizvorrichtung aus 9a nach dem Verdichten, und
10: eine weitere beispielhafte Möglichkeit, einen gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie bereitzustellen.

1a zeigt einen gewendelten Widerstandsdraht 10 mit Flachbandgeometrie, wie er in einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizelements zum Einsatz kommen könnte; 1b einen Schnitt durch den gewendelten Widerstandsdraht 10 mit Flachbandgeometrie aus 1a, wobei zusätzlich eine Reihe von Größen, mit denen die Flachbandgeometrie und die gewendelte Anordnung charakterisierbar sind, eingezeichnet sind. Man erkennt die im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnittsflächen Q mit einer langen Ausdehnungsrichtung, die die Breite B definiert und einer kurzen Ausdehnungsrichtung, welche die Höhe H definiert. Die einzelnen Wendeln W, die jeweils um die strichliert eingezeichnete Wendelachse Aw herum verlaufen, weisen jeweils einen Außendurchmesser D1 und einen Innendurchmesser D2 auf und benachbarte Wendeln W sind jeweils um einen Abstand S voneinander beabstandet.
Insbesondere sieht man in dem dargestellten gewendelten Widerstandsdraht 10 in Flachbandgeometrie

• dass die Breite B des Widerstandsdrahts 10 mit Flachbandgeometrie in etwa dem Wendelaußendurchmesser D1 entspricht,
• dass die Breite B des Widerstandsdrahts 10 mit Flachbandgeometrie etwa fünfmal so groß ist wie seine Höhe H, und
• dass der Abstand S zwischen benachbarten Wendeln W kleiner ist als die Breite B des Widerstandsdrahts W mit Flachbandgeometrie, genauer gesagt etwa 25 Prozent der Breite B beträgt.

Die 2a und 2b illustrieren schematisch eine Möglicheit der Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie. Hier wird auf der Trommel 21 ein Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie, der in dieser Form als Endlosmaterial hergestellt wurde, erfolgen, was beispielsweise auf einem nicht dargestellten Dorn mit dem gewünschten Wendelinnendurchmesser erfolgen kann, um den gewendelten Widerstandsdraht 20 mit Flachbandgeometrie herzustellen. Bei dieser Vorgehensweise sind aber teilweise erhebliche Kräfte für das Aufwendeln nötig, was insbesondere in der Detaildarstellung der 2b am Querschnitt Q' deutlich wird, der anders als im teilgeöffneten Bereich der 2a von einer idealen Rechteckform an allen Seitenlinien und den Ecken abweicht, aber immer noch eine nahezu identische Breite und Dicke aufweist.
Die 3a und 3b veranschaulichen eine Möglichkeit, bei einem abschnittsweise dargestellten elektrischen Heizelement 100 den Flächenkontakt zwischen gewendeltem Widerstandsdraht 105 mit Flachbandgeometrie und einer Anschlussbaugruppe 106 herzustellen. Die Anschlussbaugruppe 106 besteht in diesem Beispiel einerseits aus dem beispielsweise aus Nickel gefertigten Anschlussbolzen 106a als Anschlusselement, dessen Durchmesser an den Innendurchmesser D2 des gewendelten Widerstandsdrahts 105 mit Flachbandgeometrie angepasst ist, und andererseits aus dem beispielsweise aus Kupfer gefertigten Rohr 106b, dessen Rohröffnung 107 ebenfalls dem Innendurchmesser D2 des gewendelten Widerstandsdrahts 105 mit Flachbandgeometrie entspricht und dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser D2 des gewendelten Widerstandsdrahts 105 mit Flachbandgeometrie angepasst ist. Ein Abschnitt des Anschlussbolzens 106a ist in den Innenraum des gewendelten Widerstandsdrahts 105 mit Flachbandgeometrie so weit eingeschoben, dass er zwei Wendeln fast vollständig durchsetzt und, wie die schematisch dargestellten Schweißnähte 108 zeigen sollen, mit diesen verschweißt. Zur Leitwerterhöhung ist der Rest des Anschlussbolzens 106a in das Rohr 106b eingeschoben; hier kann z.B. eine Presskontaktierung vorliegen.
Die in 4a und 4b gezeigte Variante unterscheidet sich nur dadurch, dass dort die Anschlussbaugruppe 106' als weitere Komponente einen aus Kupfer gefertigten, an den Innendurchmesser des Rohrs 106b angepassten zweiten Anschlussbolzen 106c aufweist, der auf Stoß mit dem Anschlussbolzen 106a von der von dem gewendelten Widerstandsdraht mit Flachbandgeometrie abgewandten Seite her in das Rohr 106b eingeschoben ist und den Leitwert der Anschlussbaugruppe 106 weiter verbessert. Da dies der einzige Unterschied ist, werden ansonsten identische Bezugszeichen verwendet und auf die Beschreibung der 3a und 3b verwiesen.
Die 5a und 5b veranschaulichen eine weitere Möglichkeit, bei einem abschnittsweise dargestellten elektrischen Heizelement 200 den Flächenkontakt zwischen gewendeltem Widerstandsdraht 205 mit Flachbandgeometrie und einer Anschlussbaugruppe 206 herzustellen, die in diesem Beispiel lediglich aus einem beispielsweise aus Kupfer gefertigten Rohr, dem Anschlusselement, besteht. Hier ist ein Endabschnitt 205a des gewendelten Widerstandsdrahts 205 mit Flachbandgeometrie so umgeformt, dass er an die Rohröffnung 207 des Rohrs angepasst ist, und der elektrische Flächenkontakt wird hergestellt, indem der Endabschnitt in die Rohröffnung 207 eingeführt und verpresst wird.
Die 6a und 6b zeigen eine Alternative zum Ausführungsbeispiels der 5a und 5b. Wie dort wird auch hier bei dem abschnittsweise dargestellten elektrischen Heizelement 200 ein Flächenkontakt zwischen gewendeltem Widerstandsdraht 205 mit Flachbandgeometrie und einer Anschlussbaugruppe 206, die wieder lediglich aus einem beispielsweise aus Kupfer gefertigten Rohr, dem Anschlusselement, besteht.
Der Unterschied besteht lediglich darin, dass der Endabschnitt 205b des gewendelten Widerstandsdrahts 205 mit Flachbandgeometrie dadurch an die Rohröffnung 207 des Rohrs angepasst ist, dass in diesem Endabschnitt der Wendelaußendurchmesser derart reduziert ist, dass er dem Durchmesser der Rohröffnung 207 des Rohrs entspricht. Der elektrische Flächenkontakt kann wieder hergestellt werden, indem der Endabschnitt 205b des gewendelten Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie in die Rohröffnung 207 eingeführt und verpresst wird.
Die Variante des elektrischen Heizelements 200, die in den 7a und 7b gezeigt ist, unterscheidet sich in zwei wesentlichen Aspekten von der Variante der 6a und 6b: Erstens ist auch hier der Endabschnitt 205c des gewendelten Widerstandsdrahts 205 mit Flachbandgeometrie dadurch an die Rohröffnung 207 des Rohrs angepasst, dass in diesem Endabschnitt der Wendelaußendurchmesser derart reduziert ist, dass er dem Durchmesser der Rohröffnung 207 des Rohrs entspricht.
Allerdings ist der Übergang des Wendelaußendurchmessers hier so gestaltet, dass der Übergang nicht zwischen zwei Wendeln erfolgt, sondern eine Wendel 205d, deren Wendelaußendurchmesser an den einander gegenüberliegenden Rändern der Wendel unterschiedlich ist, vorhanden ist.
Zweitens umfasst die Anschlussbaugruppe 206' außer dem Rohr 206a einen Anschlussdraht 206c aus elektrisch gut leitendem Material und der Wendelinnendurchmesser im Endabschnitt 205c des gewendelten Widerstandsdrahts 205 ist so dimensioniert, dass der Anschlussdraht 206c in die Wendeln des Endabschnitts 205c des gewendelten Widerstandsdrahts 205 mit Flachbandgeometrie eingeführt werden kann. Anschließend kann das Rohr 206a der Anschlussbaugruppe 206 außen auf den Endabschnitt 205c des gewendelten Widerstandsdrahts 205 aufgeschoben werden und der Kontakt durch Verpressen hergestellt werden, so dass das Rohr 206a und der Anschlussdraht 206c die Anschlusselemente bilden.
Grundsätzlich sind diese beiden Änderungen gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 6a und 6b voneinander unabhängig und können einzeln zur Modifikation des Ausführungsbeispiels eingesetzt werden. So kann auch ohne den Anschlussdraht 206c der Übergang zum Endabschnitt 205a des gewendelten Widerstandsdrahts 205 mit Flachbandgeometrie in der Ausführungsform gemäß 6a und 6b mit einer Wendel, die wie die Wendel 205d geformt ist, erfolgen. Ebenso kann der Endabschnitt 205b aus 6a und 6b so umgeformt werden, dass die zu ihm gehörenden Wendeln einen lichten Innendurchmesser haben, der die Verwendung einer Anschlussbaugruppe 206' mit Rohr 206a und Anschlussdraht 206c erlaubt.
Noch eine weitere Variante zeigt die Ausführungsform der 8a und 8b. Das elektrische Heizelement 300 gemäß dieser Variante hat eine Anschlussbaugruppe 306, welche nur aus einem Anschlussbolzen als Anschlusselement besteht, der beispielsweise aus Nickel bestehen kann, sowie einen gewendelten Widerstandsdraht 305 mit Flachbandgeometrie, dessen Endabschnitt 305a umgeformt ist, um einen elektrischen Flächenkontakt mit der Anschlussbaugruppe 306 ausbilden zu können.
Dazu ist der umgeformte Endabschnitt 305a des gewendelten Widerstandsdrahts 305 mit Flachbandgemometrie mit einer Wölbung 305b an seiner Innenseite versehen, deren Krümmungsrichtung der Wölbung 305b der Krümmungsrichtung des Außendurchmessers des Anschlussbolzens der Anschlussbaugruppe 306 entspricht und an diesen Außendurchmesser angepasst ist.
Die 9a und 9b zeigen eine elektrische Heizvorrichtung 1 vor und nach dem Verpressen. Die elektrische Heizvorrichtung 1 weist einen rohrförmigen Metallmantel 2 auf, in dessen Innenraum ein elektrisches Heizelement 4, das aus einem gewendelten Widerstandsdraht 5 mit Flachbandgeometrie und Anschlussbaugruppen 6,7 besteht, abschnittsweise eingeführt und mit elektrisch isolierendem Material 3, z.B. Magnesiumoxid, vom rohrförmigen Metallmantel 2 elektrisch isoliert ist. Die flache Seite des Flachbands verläuft dabei parallel zur nicht eingezeichneten Wendelachse. Der elektrische Flächenkontakt zwischen gewendeltem Widerstandsdraht 5 und den Anschlussbaugruppen ist über Anschlussbolzen 6a,7a, die Bestandteile der Anschlussbaugruppen 6,7 sind, hergestellt, und zwar auf im Wesentlichen gleiche Weise wie oben anhand der 3a,3b beschrieben wurde. Ein Unterschied besteht allerdings darin, dass hier auf das grundsätzlich ebenfalls mögliche Verschweißen verzichtet wurde, sondern auf eine Presskontaktierung beim Verpressen gesetzt wird.
10 zeigt eine weitere beispielhafte Möglichkeit, einen gewendelten Widerstandsdraht 405 mit Flachbandgeometrie bereitzustellen. Ausgegangen wird hier von einem rohrförmigen Widerstandsdraht 401, in den mit einem Laser 402 eine die Rohrwand durchsetzende, schraubenlinienförmige Nut 403 eingeschnitten wird, um die Wendeln 404 zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Heizvorrichtung
2: Metallmantel
3: elektrisch isolierendes Material
4,100,200,300: elektrisches Heizelement
5,10,20,105,205,305,405: Widerstandsdraht
6,7,106,106',206,206',306: Anschlussbaugruppe
6a,7a,106a: Anschlussbolzen
21: Trommel
106b,206b: Rohr
106c: zweiter Anschlussbolzen
107,207: Rohröffnung
108: Schweißnaht
205a,205b,205c,305a: Endabschnitt
205d: Wendel
206c: Anschlussdraht
305b: Wölbung
401: rohrförmiger Widerstandsdraht
402: Laser
403: schraubenlinienförmige Nut
404: Wendel
Q,Q': Querschnittsfläche
B: Breite
D1: Außendurchmesser
D2: Innendurchmesser
H: Höhe
S: Abstand
W: Wendel
Aw: Wendelachse

Claims

Elektrisches Heizelement (4,100,200,300) für eine elektrische Heizvorrichtung (1), wobei das elektrische Heizelement (4,100,200,300) aus einem gewendelten Widerstandsdraht (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie und mindestens einer, bevorzugt ein oder zwei, Anschlussbaugruppen (6, 7, 106, 106', 206, 206',306) besteht, wobei der Widerstandsdraht (5,10,20,105,205, 305,405) mit Flachbandgeometrie in Wendeln (W,404) mit einem Innendurchmesser (D2), einem Außendurchmesser (D1) und einem Abstand (S) zwischen benachbarten Wendeln (W,404) derart gewendelt ist, dass die flache Seite des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie parallel zur Wendelachse (A_W) verläuft, und wobei die Anschlussbaugruppen (6, 7, 106, 106', 206, 206', 306) zumindest ein Anschlusselement aufweisen, das in Flächenkontakt zu einem Abschnitt des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205, 305,405) mit Flachbandgeometrie steht.
Elektrisches Heizelement (4,100,200,300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie mindestens 30% des Innendurchmessers (D2) der Wendeln (W,404) entspricht.
Elektrisches Heizelement (4,100,200,300) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie dem Außendurchmesser (D1) der Wendeln (W,404) entspricht.
Elektrisches Heizelement (4,100,200,300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie mindestens doppelt so groß ist wie seine Höhe (H).
Elektrisches Heizelement (4,100,200,300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (S) zwischen benachbarten Wendeln (W,404) kleiner ist als die Breite (B) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105, 205,305,405) mit Flachbandgeometrie.
Elektrisches Heizelement (4,100,300) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (6, 7, 106, 106', 306) als Anschlusselement einen Anschlussbolzen (6a,7a,106a) aufweist, der entweder in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite mindestens einer Wendel (W,400) des Widerstandsdrahts (5,10, 20,105,405) mit Flachbandgeometrie steht oder in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite eines umgeformten Endabschnitts (305a) des Widerstandsdrahts (305) mit Flachbandgeometrie steht.
Elektrisches Heizelement (4,100,300) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Anschlussbolzens (6a,7a,106a) entweder dem Innendurchmesser (D2) der Wendeln (W,404) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,405) mit Flachbandgeometrie entspricht oder einer Wölbung (305b) an der Innenseite des umgeformten Endabschnitts (305a) des Widerstandsdrahts (305) mit Flachbandgeometrie entspricht, wobei die Krümmungsrichtung der Wölbung (305b) der Krümmungsrichtung des Außendurchmessers des Anschlussbolzens entspricht.
Elektrisches Heizelement (4,100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) in elektrischem Flächenkontakt zu den gesamten Innenflächen von ein oder mehr Wendeln (W,404) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,405) mit Flachbandgeometrie steht.
Elektrisches Heizelement (4,100,300) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) mit einem Abschnitt einer Innenseite einer Wendel (W,404) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,305,405) mit Flachbandgeometrie oder mit der Innenseite des umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,305) mit Flachbandgeometrie verschweißt oder verlötet ist.
Elektrisches Heizelement (4,100,300) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) aus Nickel ist.
Elektrisches Heizelement (4,100,300) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe ferner ein Rohr (106b) aufweist, das aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) besteht, gefertigt ist und das eine zumindest abschnittsweise an die Außenkontur des Anschlussbolzens (6a,7a,106a) angepasste Rohröffnung (107) aufweist, so dass zwischen Rohr (106b) und Anschlussbolzen (6a,7a,106a) ein elektrischer Flächenkontakt besteht.
Elektrisches Heizelement (4,100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rohrs (106b) von der von dem gewendelten Widerstandsdraht (5,10,20,105) mit Flachbandgeometrie abgewandten Seite her ein zweiter Anschlussbolzen (106c) angeordnet ist, der aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) besteht, gefertigt ist.
Elektrisches Heizelement (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (206,206') als Anschlusselement ein Rohr (206b) aufweist, dessen Rohrinnenseite in einem elektrischen Flächenkontakt zur Außenseite eines umgeformten Endabschnitts (205a) des gewendelten Widerstandsdrahts (205) mit Flachbandgeometrie, der in das Rohr (206a) eintaucht, steht, wobei das Rohr aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der gewendelte Widerstandsdraht (205) mit Flachbandgeometrie besteht, gefertigt ist.
Elektrisches Heizelement (200) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Endabschnitt durch Wendeln (205b) des gewendelten Widerstandsdrahts (200) mit Flachbandgeometrie, die einen reduzierten Außendurchmesser aufweisen, gebildet wird.
Elektrisches Heizelement (200) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rohrs von der von dem gewendelten Widerstandsdraht (205) mit Flachbandgeometrie abgewandten Seite her ein zweiter Anschlussbolzen angeordnet ist, der aus einem Werkstoff mit einem höheren Leitwert als der Werkstoff, aus dem der gewendelte Widerstandsdraht (205) mit Flachbandgeometrie besteht, gefertigt ist.
Elektrisches Heizelement (4,100,200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Außendurchmesser der Anschlussbaugruppe (6,7,106, 106', 206) dem Außendurchmesser (D1) des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305) mit Flachbandgeometrie entspricht.
Elektrische Heizvorrichtung (1) mit einem rohrförmigen Metallmantel (2) und einem elektrischen Heizelement (4,100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei im Innenraum des rohrförmigen Metallmantels (2) zumindest der gewendelte Widerstandsdraht (5,10,20,105,205,305) mit Flachbandgeometrie des elektrischen Heizelements (4,100,200) so angeordnet ist, dass er zumindest abschnittsweise vom rohrförmigen Metallmantel (2) elektrisch isoliert ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung (1) mit einem rohrförmigen Metallmantel (2) mit den Schritten -Herstellung eines gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20, 105,205,305,405) mit Flachbandgeometrie, -Bereitstellen von Anschlussbaugruppen (6, 7, 106, 106', 206) oder Komponenten von Anschlussbaugruppen (6,7,106,106', 206) und eines rohrförmigen Metallmantels (2) -Zusammenfügen der Anschlussbaugruppen (6, 7, 106, 106', 206) und des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205, 305,405) mit Flachbandgeometrie zur Bildung eines elektrischen Heizelements (4,100,200), -Herstellen eines Flächenkontakts zwischen Endabschnitten des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305, 405) und mindestens einem Anschlusselement jeder Anschlussbaugruppe (6, 7, 106, 106', 206), -zumindest abschnittsweises Einführen des elektrischen Heizelements (4,100,200) in einen Innenraum des rohrförmigen Metallmantels (2), -Einbringen eines elektrisch isolierenden Materials (3) in das verbleibende Leervolumen des Innenraums des rohrförmigen Metallmantels (2), und -Verdichten der so vorkonfigurierten elektrischen Heizvorrichtung (1).
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105, 205,305,405) mit Flachbandgeometrie durch Aufwendeln eines Widerstandsdrahts mit Flachbandgeometrie erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105, 205,305,405) mit Flachbandgeometrie durch Aufwendeln eines beliebigen Widerstandsdrahts und anschließendes Umformen des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,205,305,405) in die Flachbandgeometrie erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des gewendelten Widerstandsdrahts (405) mit Flachbandgeometrie dadurch erfolgt, dass ein rohrförmiger Widerstandsdraht (401) mit einer seine Rohrwand durchsetzenden schraubenlinienförmigen Nut (403) versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussbaugruppe (6,7,106,106') mit einem Anschlussbolzen, (6a,7a,106a) dessen Außendurchmesser vorzugsweise dem Innendurchmesser (D2) der Wendeln (W,404) des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,305,405) mit Flachbandgeometrie entspricht, bereitgestellt wird und dass zum Herstellen des Flächenkontakts der Anschlussbolzen (6a,7a,106a) entweder so in den gewendelten Widerstandsdraht (5,10,20,105,305, 405) mit Flachbandgeometrie eingeschoben wird, oder so mit der Innenseite eines umgeformten Endabschnitts des Widerstandsdrahts (5,10,20,105,305,405) mit Flachbandgeometrie in Kontakt gebracht wird, dass er in einem elektrischen Flächenkontakt zur Innenseite mindestens einer Wendel (W, 404) des gewendelten Widerstandsdrahts (5,10,20,105,305, 405) mit Flachbandgeometrie steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussbaugruppe (206,206') bereitgestellt wird, welche ein Rohr aufweist, dass ein Endabschnitt (205a) des gewendelten Widerstandsdrahts (205) mit Flachbandgeometrie so umgeformt wird, dass er an die Rohröffnung (207) angepasst ist, und dass der elektrische Flächenkontakt hergestellt wird, indem der Endabschnitt (205a) des gewendelten Widerstandsdrahts (205) in die Rohröffnung (207) eingeführt wird.