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Biegsame elektrische Heizvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf
eine biegsame elektrische Heizvorrichtung.
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Es ist häufig erforderlich, gegossene oder geschweißte Körper bzw.
Konstruktionsteile mittels biegsamer elektrischer Heizvorrichtungen von Spannungen
zu entlasten und dir, Heizvorrichtungen zu diesem. Zweck um die zu erwärmenden Teile
herumzulegen oder sonst in dichte Berührung mit diesen Teilen zu bringen. Dabei
kann es vorkommen, daß die biegsame Heizvorrichtung mit Rücksicht auf den zu erwärmenden
Bereich besonders gestaltet worden ist und nachdem sie ihren Zweck für den gerade
vorliegenden Anwendungsfall erfüllt hat, nicht weiter gebraucht werden kann, bis
wieder ein,ähnlicher Anwendungsfall vorliegt, der eine ähnlich ausgebildete und
bemessene Heizvorrichtung erfordert. Es ist daher erwünscht, eine Heizvorrichtung
dieser Art zu schaffen, die aus mehreren einzelnen Heizvorrichtun-,gen besteht,
die nach dem Gebrauch für einen Anwendungsfall voneinander getrennt und für einen
anderen Anwendungsfall entweder einzeln oder auch zu mehreren oder -insgesamt miteinander
verbunden weiter gebraucht werden,--konnen, wobei je nach Bedarf eine größere
oder kMinere Heizvorrichtung gebildet werden kann.
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Demgemäß hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine elektrische
Heizvorrichtung aus mehreren lösbar miteinander verbindbaren, flächenartigen und
biegsamen Einzelheizvorrichtungen rechteckiger Form derart auszubilden, daß diese
an ihren Rändern in einfacher Weise rasch und sicher miteinander verbunden werden
können, ohne daß irgendwelche störenden Lücken zwischen den Einzelheizvorrichtungen
vorhanden sind. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß es einerseits
bei Heizkissen bereits bekannt ist, mehrere Teilheizkissen lösbar miteinander zu
verbinden, und daß es andererseits auch bekannt ist, biegsame flächenartige Heizvorrichtungen
rechteckiger Form aus einer in haarnadelförmigen Windungen verlaufenden Widerstandsheizleitung
und diese umgebenden, gegeneinander gelenkig beweglichen keramischen Isoliergliedern
zu bilden, die als Blockglieder ausgebildet sind.
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Diesem Stand der Technik gegenüber besteht die Lösung der Aufgabe
in ihrer allgemeinen Form darin, daß jede Einzelheizvorrichtung, die in an sich
bekannter Weise aus einer in haarnadelförmigen Windungen verlaufenden Widerstandsheizleitung
und diese umgebenden, gegeneinander gelenkig beweglichen keramischen Blockgliedern
gebildet ist, mindestens zwei Arten von Blockgliedem enthält, von denen die Blockglieder
der einen Art jeweils für den zweifachen Durchgang der Heizleitung ausgebildet und
innerhalb von quer zur. Längsrichtung der Heizleitung verlaufenden Reihen nebeneinander
so angeordnet sind, daß die Blockglieder aufeinanderfolgender Querreihen seitlich
versetzt zueinander liegen, und von denen die Blockglieder der anderen Art, die
schmaler als die erstgenannten Blockglieder ausgebildet sind, jeweils nur mit einem
Durchlaß für die Heizleitung versehen sind und. jeweils ein Füllblockglied zum Ausfüllen
der infolge der versetzten Anordnung der erstgenannten Blockglieder an den Enden
der Querreihen entstandenen Lücken bilden, und daß die Einzelheizvorrichtungen durch
wenigstens einige der Füllblockglieder ihrer benachbarten Endlängsreihen erfassende
Kupplungsglieder mechanisch in der Weise verbindbar sind, daß die Querreihen der
Einzelheizvorrichtungen ineinander übergehen und jeweils eine Endlängsreihe der
einen Einzelheizvorrichtung dicht nebep der Endlängsreibe der anderen Einzelheizvorrichtung
liegt.
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Die Erfindung ist zum besseren Verständnis an Hand der in der Zeichnung
als Beispiele dargestellten Ausführungsforinen näher beschrieben. Es zeigt Fi
g. 1 eine elektrische Einzelheizvorrichtung gemäß der Erfindung in Seitenansicht,
F i g. 2 eine erste Ausführungsform eines einen Teil der Heizvorrichtung
nach F i g. 1 bildenden hitzebeständigen Blockgliedes ebenfalls in Seitenansicht,
F i g. 3 das hitzebeständige Blockglied nach F i g. 2 in Stirnansicht,
F
i g. 4 eine Schnittansicht einer als Umkehrglied ausgebildeten zweiten Ausführungsform
des hitzebeständgen Blockgliedes, F i g. 5 die Draufsicht zu F i
g. 4 mit den zur Befestigung einer Umkehrschleife der Heizleitung dienenden
Verbindungsteilen, F i g. 6 eine Stimansicht zu F i g. 4 und
5,
F i g. 7 eine weitere Schnittansicht des Umkehrblockgliedes nach
F i g. 4 bis 6 mit Umkehrschleife und anderen Teilen, F i
g. 8 ein als Füllblockglied ausgebildetes hitzebeständiges Blockglied in
Seitenansicht, F i g. 9 die zugehörige Stirnansicht, F i g. 10 einen
Schnitt durch ein Raupenglied der Heizvorrichtung, F i g. 11 eine
Stirnansicht zu F i g. 10,
F i g. 12 eine Schnittansicht, die eine
elektrische Verbindung innerhalb der Heizvorrichtung zeigt, F i g. 13 eine
schaubildliche Ansicht der entsprechend den vorherigen Figuren ausgebildeten Teile
von zwei mechanisch miteinander verbundenen Heizvorrichtungen und F i
g. 14 ein mechanisches Verbindungsglied ebenfalls in schaubildlicher Ansicht.
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Die in F i g. 1 insgesamt und in den F i g. 2 bis 12
mit ihren Einzelheiten dargestellte Einzelheizvorrichtung ist mit Blockgliedern
und Raupengliedem aus einem Material versehen, das bis über 600' C hitzebeständig
ist. Zum Beispiel kann dieses Material aus gesintertem Aluminumoxyd oder Speckstein
bestehen. Die Blockglieder sind in drei verschiedenen, mit 1, 2 und
3 bezeichneten Ausführungsformen und die Raupenglieder ebenfalls in drei
Ausführungsformen angewendet, die mit 4, 5 und 6 bezeichnet sind.
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Der Einfachheit halber ist in F i g. 1 nur eine kleine Einzelheizvorrichtung
mit einer entsprechend kleinen Zahl von Blockgliedern und Raupengliedern dargestellt.
Die Blockglieder sind in neun Längsreihen mit einer ersten Reihe A, sieben
Zwischenreihen B bis H und einer letzten Reihe I angeordnet. Die Endlängsreihen
A und I enthalten zwei Blockglieder 1, zwei Füllblockglieder 2 und
ein Umkehrblockglied 3. In jeder Zwischenlängsreihe sind die die Reihe bildenden
Blockglieder in ausgerichteter Lage versetzt zueinander angeordnet, wobei zwischen
je zwei benachbarten Blockgliedern ein Teil eines Blockgliedes aus jeder
der benachbarten Reihen liegt. Die Blockglieder bilden ferner Querreihen L,
M, N, P und Q, die senkrecht zu den Reihen
A
bis I verlaufen und jeweils vier oder fünf Blockglieder enthalten. Die Abmessung
jedes Füllblockgliedes 2 in Richtung der Querreihen (d. h. der horizontalen
Reihen in F i g. 1) ist geringer als die entsprechende Abmessung jedes Blockgliedes
1 oder 3,
und zwar um ein solches Maß, daß die Gesamtlänge aller Querreihen
im wesentlichen gleich ist. Auf diese Weise ist eine mit zahnartigen Vorsprüngen
und Lücken versehene Randgestaltung, die auf beiden Seiten der Heizvorrichtung vorhanden
wäre, wenn alle Blockglieder in Richtung der Querreihen die gleichen Abmessungen
hätten, vermieden.
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Jedes Blockglied 1 ist, wie aus F i g. 2 und
3 ersichtlich ist, mit zwei Durchlässen 6 versehen, die an ihren Enden
7 so aufgeweitet und abgerundet sind, daß sich konkave Erweiterungsflächen
8 ergeben. Die aufgeweiteten Enden 8 dienen zur Aufnahme der entsprechend
abgerundeten Enden der Raupenglieder 4, wie sie in F i g. 10 und
11 vergrößert dargestellt sind, oder für die ersten und letzten Reihen
A
und I der Blockglieder zur Aufnahme der Enden der Füllblockglieder 2 nach
F i g. 8 und 9. Diese Ausbildung begünstigt die Biegsamkeit der Heizvorrichtung.
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Jedes Umkehrblockglied 3 ist mit einer tiefen Ausnehmung
10 versehen, die von einer Stirnseite ausgeht. Das äußere Ende der Ausnehmung
10 ist an zwei Seiten 12 zur Bildung von Sitzflächen für die Raupenglieder
4 oder für die Füllblockglieder 2 abgeschrägt. Von zwei gegenüberliegenden Seiten
des Umkehrblockgliedes 3 her münden ferner zwei Durchbrechungen
13 in die Ausnehmung 10, und an diesen Seiten des Umkehrblockgliedes
3 sind flache Rinnen 14 angeordnet, die sich bis zu dem einen Stimende des
Umkehrblockgliedes 3 erstrecken. Jedem Blockglied 3 ist schließlich
ein anfänglich L-förmiger Streifen 15 aus Chromnickel oder Molybdän von rechteckigem
Querschnitt sowie ein RalTetiglied 16 in Form eines kurzen Hohlzylinders
zugeordnet, das in die Ausnehmung 10 des Blockgliedes 3 so einsetzbar
ist, daß seine Bohrung mit den Durchbrechungen 13 des Blockgliedes
3 gleichachsig ist.
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Zur Bildung der Heizleitung sind mehrere Längen Widerstandsdraht
17 miteinander verbunden. Jede Drahtlänge ist haarnadelförmig und in der
in Fig. 1
mit gestrichelten Linien dargestellten Weise durch die Durchlässe
in den Blockgliedern und Raupengliedern durchgezogen. Die beiden Enden jeder Drahtlänge
sind durch Schweißung mit den Enden zweier benachbarter Drahtlängen verbunden, wobei
die geschweißten Enden jeweils in den Ausnehmungen 10 der Umkehrblockglieder
3 an einem Ende der Heizvorrichtung, z. B. dem in F i g. 1 obersten
Ende, angeordnet sind. In F i g. 7 ist diese Anordnung in vergrößerter Darstellung
für das eine Ende einer Drahtlänge 17A gezeigt, das an das eine Ende einer
anderen Drahtlänge 17B angeschweißt ist. Alle Drahtlängen sind in der gleichen
Weise miteinander verbunden und bilden eine zusammenhängende Heizleitung. Nachdem
die einzelnen geschweißten Verbindungsstellen jeweils in die Ausnehmung
10 eines Umkehrblockgliedes 3 eingeführt worden sind, wird das kurze
Raupenglied 16 zwischen die beiden zusammengeschweißten Drahtenden in die
Ausnehmung 10 eingesetzt, worauf der Streifen 15 durch eine der Durchbrechungen
13, die öffnung des Raupengliedes 16 und die andere Durchbrechung
13
des Blockgliedes 3 durchgesteckt und schließlich mit dem geraden
Ende in die in F i g. 5 oben mit strichpunktierten Linien dargestellte
Lage 15B umgebogen wird. Die beiden umgebogenen Enden 15A und 15B
des
Streifens 15 lieaen dann in den beiden Rinnen 14 des Blockgliedes
3. An dem in F i g. 1 unteren Ende der Heizvorrichtung sind die Verbindungsstellen
der Drahtlängen in ähnlicher Weise in den Umkehrblockgliedern 3 angeordnet.
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In F i g. 12 ist die Verbindung des Widerstandsdrahtes
17 mit einer biegsamen Zuführung 18 unter Zuhilfenahme eines Chromnickel-
oder Molybdänröhrchens 19 gezeigt, das an den Draht 17 und an die
Zuführung 18 angeschmolzen ist. Das Röhrchen 19 sowie die Zuführung
18 außerhalb des Röhrchens 19 bis zu einem Blockglied 20 sind von
den Wandungen von Raupengliedern 5 umgeben, die mit ihren Enden ineinandergreifen
und durch das an der Zuführung
18 befestigte Blockglied
20 in ihrer Lage gehalten werden.
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Fig. 13 zeigt Teile von zwei elektrischen Einzelheizvorrichtungen
21 und 22, die entsprechend Fig. 1 bis 12 ausgebildet sind. Die Blockgliederquerreihen
der beiden Heizvorrichtungen befinden sich dabei in ausgerichteter Lage, während
ihre Blockgliederseitenreihen dicht aneinander anschließend so angeordnet sind,
daß jeweils ein Füllblockglied 2 der einen Heizvorrichtung neben dem entsprechenden
Füllblockglied 2 der anderen Heizvorrichtung liegt. Die beiden Heizvorrichtungen
sind mittels der Kupplungsglieder 23 miteinander verbunden, von denen eines
in F i g. 14 in vergrößerter Darstellung gezeigt ist. Das Kupplungsglied
23
besteht aus einem rechteckigen Blechstück aus rostfreiem Stahl oder einer
hitzebeständigen Legierung, das an beiden Seitenrändern mit T-förmigen Ausschnitten
24 versehen und so gebogen ist, daß es einen U-förmigen Querschnitt mit den Schenkeln
25
und 26 bildet. In der Gebrauchslage greift der eine Schenkel
25 des Kupplungsgliedes 23 zwischen den Blockgliedern 1 und
2 der einen Heizvorrichtung und der andere Schenkel 26 zwischen den benachbarten
Blockgliedern 1 und 2 der anderen Heizvorrichtung auf die andere Seite der
Heizvorrichtungen durch. Dabei werden jeweils der mit 27 bezeichnete Zungenteil
des einen Schenkels des Kupplungsgliedes 23 gegen den anderen Schenkel und
von diesem der Zungenteil 28 umgekehrt abgebogen, so daß jedes Füllblockglied
2 von der einen Seite her von dem einen Zungenteil oder dem anderen Zungenteil
28 des Kupplungsgliedes 23 umfaßt und damit die beiden Heizvorrichtungen
21 und 22 zusammengehalten werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einzelheizvorrichtungen
und der Kupplungsglieder werden Zwischenräume an den Verbindungsstellen der Heizvorrichtungen,
wie sie auftreten könnten, wenn die Seiten der Heizvorrichtungen mit zahnartig vorspringenden
Blockgliedern und entsprechenden Lücken versehen wären, vermieden, so daß an den
Verbindungsstellen der Heizvorrichtungen Lücken vermieden und auch an diesen Stellen
eine gleichmäßige Erhitzung des zu erwärmenden Körpers gewährleistet ist. In der
beschriebenen Weise können beliebig viele Einzelheizvorrichtungen nebeneinander
mechanisch miteinander verbunden werden. Dabei können sie im Bedarfsfall auch elektrisch
miteinander verbunden werden, indem ihre Heizleitungen in Reihe oder parallel miteinander
verbunden werden.
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Durch Kupplung von Einzelheizvorrichtungen in der beschriebenen Weise
können beliebig große elektrische Heizvorrichtungen aus verhältnismäßig kleinen
Einzelvorrichtungen gebildet werden. Dabei kann eine große Heizvorrichtung nach
Gebrauch durch Wegnehmen der Kupplungsglieder 23 in die Einzelvorrichtungen
zerlegt und diese für sich oder auch in anderer Zusammenstellung weiter verwendet
werden.
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Da auch die Endquerreihen der einzelnen Heizvorrichtungen geradlinig
und ohne Lücken gestaltet sind, können im Bedarfsfall zwei oder mehr Einzelvorrichtungen
mit ihren Enden aneinanderstoßend angeordnet werden, wobei wiederum in der Gesamtvorrichtung
keine Spalten entstehen.
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Eine biegsame elektrische Heizvorrichtung, die, wie beschrieben, aus
zwei oder mehr Einzelvorrichtungen zusammengesetzt ist, kann z. B. zur Spannungsentlastung
von gegossenen oder geschweißten Konstruktionsteilen angewendet werden, sie kann
aber auch um ein Rohr oder einen Behälter herumgelegt werden, um das Rohr bzw. den
Behälter zu erwärmen.