DE1921938A1

DE1921938A1 - Radiator

Info

Publication number: DE1921938A1
Application number: DE19691921938
Authority: DE
Inventors: Ridley Watts Jun
Original assignee: American Packaging Corp
Current assignee: American Packaging Corp
Priority date: 1968-05-03
Filing date: 1969-04-29
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2007805A1; GB1258084A; NL6906236A

Description

PatentanwaltPatent attorney MÜNCHEN 71 (Solin)MUNICH 71 (Solin)

Franz-Hais-straße 21 München, den 28. April 1969Franz-Hais-Strasse 21 Munich, April 28, 1969

Telefon 796213 *Phone 796213 *

PC 2464PC 2464

American Packaging Corporation Industrial Parkway Hudson, Ohio
U. S. A.American Packaging Corporation Industrial Parkway Hudson, Ohio
United States

Heizkörperradiator

Priorität: U.S.A.; 3'. Mai 1968 U.S.Ser.No. 726 513Priority: U.S.A .; 3 '. May 1968 U.S.Ser.No. 726 513

U.S.A.; 31. Oktober 1968 U.S.Ser.Mo. 772 160UNITED STATES.; October 31, 1968 U.S. Ser.Mo. 772 160

Die Erfindung "betrifft elektrische Heizkörper und Vorrichtungen, in denen elektrische Heizkörper verwendet werden, insbesondere eine mit derartigen Heizkörpern versehene Vakuumverpackungsmaschine.The invention "relates to electrical radiators and devices in which electrical radiators are used , in particular a vacuum packaging machine provided with such heaters.

In Vakuumverpackungs- und Warmverformungseinrichtungen werden verschiedene Arten von elektrischen Heizkörpern verwendet. Alle diese "bekannten Heizkörper haben den Nachteil, daß sie sich nur langsam erwärmen und abkühlen, so daß die Arbeitsspiele relativ lang sind. Zum Verkürzen des Arbeitsspiels ist es schon vorgeschlagen worden, die Heizkörper teilweise oder ganz eingeschaltet zu halten, wenn eine Wärmeabgabe nicht erforderlich oder niaht erwünscht ist. Derartige Anordnungen sind für die Bedienung unangenehm und bedingen eine Vergeudung von elektrischer Sriergie und von Wärme.In vacuum packaging and thermoforming facilities different types of electric radiators are used. All these "known radiators have the disadvantage that they heat up and cool down slowly, so that the Work cycles are relatively long. To shorten the working cycle, it has already been proposed to use the radiators to keep it partially or fully switched on when heat emission is not required or not desired. Such Arrangements are inconvenient to operate and cause a waste of electrical energy and heat.

In derartigen Einrichtungen sind Heizkörper folgender Arten verwendet wordensRadiators of the following types have been used in such facilities

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Bsysjäeiiio Vesreincbank Möadjoa 320883Bsysjäeiiio Vesreincbank Möadjoa 320883

1. Heizkörper mit einem Heizelement, das von einem Quarzrohr umschlossen ist. Bestimmte dieser Quarzheizkörper können für die Verwendung als Wärmas tränier relativ schnell erhitzt und abgekühlt werden.. Andererseits können alle Quarzheizkörper für die Verwendung als Konvektoren nur sehr langsam erhitzt und abgekühlt werden, weil die Quarzrohre für Strahlungsenergie relativ gut durchlässig sind und es ziemlich lange dauert, ehe das Rohr selbst warm wird. Das Quarzrohr muß aber heiß sein, ehe eine Wärmekonvektion mit hohem Wirkungsgrad erzielt werden kann, indem luft über das erhitzte Rohr geführt wird.1. Radiator with a heating element that is controlled by a Quartz tube is enclosed. Certain of these quartz radiators can be used as a heat mask relatively quickly can be heated and cooled. On the other hand, all quartz radiators for use as convectors only heated and cooled down very slowly because the quartz tubes for Radiant energy are relatively permeable and it takes a long time before the pipe itself becomes warm. The quartz tube but must be hot before a heat convection with high efficiency can be achieved by air over the heated Pipe is guided.

2. Metallummantelte Heizkörper. In derartigen Heizkörpern ist ein Widerstandselement in eioiem Isoliermaterial eingebettet, das mit Metall ummantelt ist. Diese Heizkörper erreichen ihre Betriebstemperatur erst nach relativ langer Zeit. Außerdem sind sie im Querschnitt ziemlich groß, einerseits damit sie die für eine freitragende Anordnung erforderliche mechanische Festigkeit besitzen und andererseits angesichts der Materialien, welche das Heizelement umgeben. 2. Metal sheathed radiators. In such radiators a resistance element is in an insulating material embedded, which is sheathed with metal. These radiators only reach their operating temperature after relatively long time. In addition, they are quite large in cross-section, on the one hand, so that they are suitable for a cantilevered arrangement have required mechanical strength and on the other hand given the materials surrounding the heating element.

3. Heizwendeln aus wendelförmig gewundenem Chromnickeldräht oder einem anderen Draht von hohem Widerstand. Diese Heizkörper müssen ebenfalls im Querschnitt relativ groß sein, damit sie freitragend angeordnet werden.können, und sie haben ferner den. Nachteil, daß sich der Draht längt und durchhängt. . . .3. Heating coils made of helically wound chromium-nickel wire or another wire of high resistance. These radiators must also be relatively large in cross-section so that they can be arranged in a self-supporting manner, and they also have the. Disadvantage that the wire is elongated and sags. . . .

4. Bänder aus Widerstandsmaterial, die ähnliche Nachteile haben wie Heizwendeln. Daher müssen diese Bänder _: , ebenfalls einen relativ großen Querschnitt haben, damit sie, freitragend angeordnet werden können. . .4. Tapes made of resistance material, which have disadvantages similar to heating coils. Also have a relatively large cross section, so they can be _{cantilevered,:} Therefore, these bands have. . .

Ebenso wie Heizwendelxi trachtet das-Band xiach zahlreichen Erhitzungs- und AbkühlungsZyklen, zur Ermüdung ■ und . Just like heating coils, the tape strives for numerous heating and cooling cycles for fatigue and.

am? Msagsd@linu23.gs, so daß es -durdiauiiängen beginnt. Mas. hat , j, d±©e@s DuroiihärgQa durch die Verwendungat the? Msagsd@linu23.gs so that it begins -durdiauiiiii. Mas. Has , j, d ± © e @ s DuroiihärgQa by using

Federn zu beseitigen, doch ermüden auch die Federn im Laufe der Zeit, u.a. infolge der Wärme, der sie ausgesetzt sind. Ferner beschleunigen die Federn die Längsdehnung des Bandes, weil sie das Band im erhitzten Zustand unter Spannung halten und beim Abkühlen des Heizbandes dessen Rückkehr auf seine ursprüngliche länge behindern.Eliminate feathers, but the feathers also tire as they go over time, partly as a result of the heat to which they are exposed. Furthermore, the springs accelerate the elongation of the belt, because they keep the tape under tension when it is heated and when the heating tape cools it returns to his hinder original length.

Das Durchhängen einer Heizwendel oder eines Heizbandes führt zu mehreren Nachteilen, z.Bo zu einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung, einer Berührung von unterhalb des Heizkörpers befindlichen Gegenständen und einem vorzeitigen Ausfall der Heizelemente.The sagging of a heating coil or a heating tape leads to several disadvantages, e.g. uneven heat distribution, contact from below the Objects located in the radiator and premature failure of the heating elements.

Erfindungsgemäß wird ein sehr dünnes, ebenes Band von hohem Widerstand gewellt. Dieses gewellte Band wird dann wendelförmig um einen Kern gewickelt, der vorzugsweise aus einem Quarzrohr besteht. Dadurch wird erstmalig ein sehr leistungsfähiges Heizelement geschaffen, das über seine ganze Länge eine mechanische Abstützung hat, welche die Wärmeabgabe von dem Heizelement nicht nur nicht beeinträchtigt, sondern sogar noch begünstigt.According to the invention, a very thin, flat band is obtained corrugated by high resistance. This corrugated tape is then helically wrapped around a core, which is preferably made of a quartz tube. As a result, a very powerful heating element is created for the first time, which over its entire Length has a mechanical support that not only does not affect the heat dissipation from the heating element, but even more favored.

Dieses Heizelement hat folgende Vorteile:This heating element has the following advantages:

1. Äußerst große Oberfläche, bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandes. Diese große Oberfläche beschleunigt nicht nur die Erhitzung und Abkühlung, sondern führt auch zu einer sehr guten Ausnutzung des Widerstandsmaterials, sowohl hinsichtlieh der erforderlichen Materialmenge als auch der zur Erzeugung der gewünschten Wärmemenge erforderlichen, elektrischen Energiemenge. Der hohe Wirkungsgrad hinsichtlich des elektrischen Energieverbrauchs ist vor allem darauf zurückzuführen, daß die Heizkörper dann eingeschaltet sind, wenn eine Wärmeabgabe erwünscht ist.1. Extremely large surface in relation to the cross-sectional area of the tape. This large surface not only accelerates heating and cooling, it also leads also to a very good utilization of the resistance material, both with regard to the required amount of material and the amount of electrical energy required to generate the desired amount of heat. The high efficiency in terms of the electrical energy consumption is mainly due to the fact that the radiators are then switched on, when heat emission is desired.

2. Die Oberfläche pro Volumeneinheit des Ofens oder dergleichen ist sehr groß, so daß jeder gegebene Raum sehr schnell und mit hohem Wirkungsgrad erhitzt werden kann.2. The surface area per unit volume of the furnace or the like is very large, so that any given space is very large can be heated quickly and with high efficiency.

■0 09845/1002■ 0 09845/1002

3. Sehr gute Strahlungsheizwirkung. Da der Quarzkern, für Strahlungsenergie im wesentlichen vollständig durchlässig ist, verhält sich das wendelförmig gewickelte Heizelement hinsichtlich der Abgabe von Strahlungsenergie ebenso als wenn es in der luft aufgehängt wäre. Wenn der Reflektor hinter dem Element angeordnet ist, kann die ganze große Oberfläche Strahlungswärme an einen zu erwärmenden Gegenstand abgeben. Dieser Gegenstand erhält daher Strahlungswärme von allen Flächenteilen des Heizelements entweder direkt oder durch die Reflexion von dem Reflektor.3. Very good radiant heating effect. Since the quartz core is essentially completely transparent to radiant energy is, the helically wound heating element behaves with regard to the emission of radiant energy as well as if it were suspended in the air. When the reflector is arranged behind the element, the entire large surface can radiate heat to an object to be heated hand over. This object therefore receives radiant heat from all surface parts of the heating element either directly or by reflection from the reflector.

4. Das Heizelement hat als Wärmekonvektor einen sehr hohen Wirkungsgrad. Wenn luft über den Heizkörper streicht, verursachen die Wellen des Heizelements eine Turbulenz. Ferner steht die luft direkt mit dem Heizelement in Berührung. Man erhält daher einen sehr guten Wärmeübergang von dem Heizelement zu der darüberstreichenden luft.4. The heating element has a very high efficiency as a heat convector. When there is air over the radiator strokes, the waves in the heating element cause turbulence. Furthermore, the air is in direct contact with the heating element Contact. A very good heat transfer is therefore obtained from the heating element to the air sweeping over it.

5. Die Arbeitsspiele der mit den Heizkörpern versehenen Maschinen sind kürzer als bei den bekannten Maschinen, und zwar infolge der schnellen Erhitzung und Abkühlung und des hohen Konvektionsheizungs-Wirkungsgrades.5. The work cycles of the machines equipped with the radiators are shorter than those of the known machines, due to the rapid heating and cooling and the high convection heating efficiency.

6. Die Dehnung und Schrumpfung des Heizelements erfolgt längs des Kerns. Dadurch wird weder die Gesamtlänge des Heizkörpers verändert noch eine Ermüdung des Heizelements herbeigeführt. Jeder Teil einer Welle dehnt sich und schrumpft längs seiner eigenen Achse. Da sich zahlreiche Teile der Wellen quer zu dem Kern erstrecken, haben die Dehnung und Schrumpfung radiale und axiale Vektoren. Das ganze gewundene Band wirkt wie eine schwache Feder, so daß es sich bei der Dehnung etwas verschieben kann und dabei einen großen Teil der Dehnung' aufnimmt. Beim Erhitzen des Heizelements kann es sich auf dem Kern etwas lockern, doch bewirkt das Dehnen und Schrumpfen des Heizelements insgesamt nur eine geringe Veränderung seiner Stellung auf dem Kern.6. The expansion and contraction of the heating element occurs along the core. This will neither reduce the overall length of the radiator changed nor caused fatigue of the heating element. Every part of a wave expands and shrinks along its own axis. Since numerous parts of the corrugations extend across the core, the elongation and have Shrinkage radial and axial vectors. The whole sinuous band acts like a weak spring, so that the Stretch can shift something and thereby absorb a large part of the stretch. When heating the heating element it can loosen somewhat on the core, but the expansion and shrinkage of the heating element causes little change overall its position on the core.

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7. Aus verschiedenen. Gründen hat der Heizkörper eine sehr lange Lebensdauer. Einer dieser Gründe besteht darin, daß das Heizelement über seine ganze Länge mechanisch vollständig abgestützt ist, so daß seine Dehnung und Schrumpfung aus den vorstehend angegebenen Gründen nicht zu seiner Ermüdung führt. Ein weiterer Grund für die erhöhte lebensdauer ist die Tatsache, daß das Heizelement infolge seiner geringen Dicke schnell erhitzt und abgekühlt wird. Versuche haben gezeigt, daß der Heizkörper in 0,75 sek oder weniger von einer Umgebungstemperatur von etwa 21° G auf seine Betriebstemperatur von. 930° oder 980° 0 gebracht werden kann. Infolgedessen werden die Heizkörper ausgeschaltet, wenn sie nicht benötigt werden, und werden sie nicht durch Abgabe nicht benötigter Wärme abgenutzt.7. From different. Because of this, the radiator has a very long service life. One of those reasons is there in that the heating element is mechanically completely supported over its entire length, so that its expansion and shrinkage does not lead to its fatigue for the reasons given above. Another reason for the increased service life is the fact that the heating element is quickly heated and cooled due to its small thickness. try have shown that the radiator goes from an ambient temperature of about 21 ° G to its Operating temperature from. 930 ° or 980 ° 0 can be brought. As a result, the radiators are turned off when not needed and are not turned off by dispensing unneeded heat worn out.

8. Der Heizkörper kann sehr schnell eingebaut und ausgetauscht werden. Quarz hat einen sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten. Beim zyklischen Erwärmen und Abkühlen des Heizelements wird daher die Baulänge des Heizkörpers nur minimal verändert. Die Anschlußteile für die Heizelemente bestehen aus napfförmigen Endkappen. Infolge der relativ konstanten Länge des Heizkörpers und der Verwendung vom Endkappen kann der Heizkörper in einer Halterung angeordnet werden, die einer Halterung für eine Sicherungspatrone ähnelt. Der Einbau und Austausch können daher leicht vorgenommen werden«8. The radiator can be installed and replaced very quickly. Quartz has a very small coefficient of expansion. With the cyclical heating and cooling of the heating element, the overall length of the radiator is only minimally changed. The connecting parts for the heating elements consist of cup-shaped end caps. As a result of the relatively constant length of the radiator and the use of end caps, the radiator can be arranged in a holder similar to a holder for a fuse cartridge. Installation and replacement can therefore be carried out easily «

9. Die Leistungsverteilung ist wählbar. Das heißt, daß die in Wärme umzuwandelnde Leistung, in Watt, über die Länge des Heizkörpers nicht gleichmäßig verteilt zu sein braucht. Zu diesem Zweck wird die Ganghöhe der um den Kern gewickelten Heizwendel entsprecheiad verändert. In jenem Teil des Heizkörpers, in dem die Windungszahl des Elements pro Längeneinheit größer ist, ist die aufgenommene Leistung und die abgegebene Wärmemenge größer»9. The power distribution is selectable. This means that the power to be converted into heat, in watts, over the The length of the radiator need not be evenly distributed. For this purpose, the pitch is used around the core coiled heating coil changed accordingly. In that part of the radiator, in which the number of turns of the element per Unit of length is greater, the power consumed is and the amount of heat given off is greater »

10. Das Heizelement ist sehr billig, weil es mit viel geringerem Aufwand hergestellt und eingebaut werden kann als alle vorstehend bee ehr i ebenem., bekanntem Heizkörper.10. The heating element is very cheap because it can be manufactured and installed with much less effort than any of the above rather flat., Known radiators.

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11 . Die durch. Wärmeabgabe an den Heizkörper umgebende und ihn tragende Konstruktionsteile verursachten Verluste sind minimal. Da sich die Wellen, quer zu dem Band erstrecken und dieses spiralförmig gewickelt ist, steht jede Welle an ihrer tiefsten Stelle im wesentlichen nur in Punktberührung mit dem Kern. Durch diese Punktberührung wird beim Dehnen des Heizelements die Reibung zwischen ihm und dem Kern auf ein Minimum herabgesetzt, ebenso die Abgabe von Wärme von dem Heizelement an den Kern; infolgedessen wird der Wirkungsgrad des Heizkörpers weiter erhöht.11. By. Heat dissipation to the surrounding radiator and structural parts supporting it are minimal. As the waves move across the belt extend and this is spirally wound, each wave is at its deepest point essentially only in point contact with the core. This point contact reduces the friction between it and the core when the heating element is stretched minimized as well as the dissipation of heat from the heating element to the core; as a result, the The efficiency of the radiator is further increased.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine ungewellte Wendel auf einem Kern aufgewickelt, der im Querschnitt allgemein sternförmig ist. Auch hier ist die Berührung zwischen dem Heizelement und dem Kern im wesentlichen punktförmig und werden alle oder im wesentlichen alle vorstehend angegebenen Vorteile erzielt.In another embodiment of the invention is a non-corrugated helix is wound on a core that is generally star-shaped in cross-section. Here, too, is the touch substantially point-like between the heating element and the core and all or substantially all of them become protruding given advantages achieved.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer neuartigen, verbesserten Elektrowärmequelle.The main object of the invention is therefore Creation of a novel, improved electrical heating source.

Weitere Aufgaben und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor. In diesen zeigtFurther objects and advantages of the subject matter of the invention emerge from the detailed description below based on the drawings. In these shows

Fig. 1 schaubildlich eine erfindungsgemäße Vakuumverpackungsmaschine,1 is a diagram of a vacuum packaging machine according to the invention,

Fig. 2 schaubildlich eine Heizkörperanordnung,Fig. 2 is a diagram of a radiator arrangement,

Fig. 3 in Ansicht, teilweise im Querschnitt, ein erfindungsgemäßes Heizelement, wobei Teile entfernt sind,Fig. 3 in view, partially in cross section heating element according to the invention, with parts removed,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 ia Fig. 4 undFig. 4 is a cross section along the line 5-5 ia Fig. 4 and

Fig. 5 im Schnitt eine andere Ausführungsfonn desFig. 5 shows in section another embodiment of the

Heizkörpers. .-- ■ . .Radiator. .-- ■. .

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Fig. 1 zeigt eine Vakuumverpackungsmaschine 10, die auf einem lisch oder einem Untergestell angeordnet werden kann. Mit Ausnahme der Heizkörper und der ihnen zugeordneten Konstruktionsteile entspricht die in den Zeichnungen'dargestellte Maschine der in der schwebenden deutschen Patentanmeldung P 18 09 231.4 (entsprechende USA-Patentanmeldung Serial Έο. 668 372 "Film Packaging Machine and Method" des Ridley Watts, Hr₀, eingereicht am 18. September 1967) beschriebenen und unter Schutz gestellten Maschine und wird hier daher nur kurz beschrieben. Die Maschine 10 hat einen rechteckigen.Unterteil 12, der auf einer Vorderfläche mit einer Bedienungstafel 14 versehen ist. Ton den hinteren Ecken des Unterteils 12 erstrecken sich zwei im Abstand voneinander angeordnete Ständer 18, 19 aufwärts, die eine Heizeinrichtung 20 tragen, die im Abstand oberhalb des Unterteils 12 vor den Ständern 18, 19 vorkragend angeordnet ist.Fig. 1 shows a vacuum packaging machine 10 which can be arranged on a table or an underframe. With the exception of the heating elements and their associated structural parts in the Zeichnungen'dargestellte machine in the pending German patent application P 18 09 231.4 (corresponding to US Patent Application Serial Έο equivalent. 668372 "Film Packaging Machine and Method" of Ridley Watts, Hr ₀ , filed on September 18, 1967) and is therefore only briefly described here. The machine 10 has a rectangular lower part 12 which is provided with an operating panel 14 on a front surface. At the rear corners of the lower part 12, two uprights 18, 19 which are arranged at a distance from one another and which carry a heating device 20 which is arranged cantilevered at a distance above the lower part 12 in front of the uprights 18, 19.

Im Betrieb werden auf dem Unterteil 12 ein Stück Karton und zu verpackendes Gut angeordnet. An dem Rahmen 24 wird ein Blatt aus thermoplastischem Film angebracht. Die Heizeinrichtung 20 erweicht den Film durch Wärmeeinwirkung. Danach wird der Rahmen 24 gesenkt und ein Vakuum angelegt, so daß der Umgebungsluftdruck den Film gegen den Karton drückt.In operation, a piece of cardboard and goods to be packaged are arranged on the lower part 12. On the frame 24 a sheet of thermoplastic film is attached. The heater 20 softens the film by applying heat. The frame 24 is then lowered and a vacuum is applied so that the ambient air pressure presses the film against the carton.

Die Heizeinrichtung 20 besitzt eine rechteckige Haube 26 und einen rechteckigen Ofen 28, der unterhalb der Haube 26 angeordnet ist und von ihr getragen wird. Hinter dem Ofen 28 und der Haube 26 ist ein mit einem Motor versehenes Gebläse 29 angeordnet, das zum Abkühlen der Heizkörper nach jedem Arbeitsspiel dient. Die Haube ist an den sie tragenden Ständern 18, 19 vertikal verschiebbar» Um einen Zugang zu ermöglichen, ist der Ofen 28 gegenüber dem Unterteil 12 in die gezeigte Stellung verschwenkbar. Im Betrieb ist der Ofen parallel zu dem Unterteil 12 angeordnet.The heater 20 has a rectangular hood 26 and a rectangular oven 28, which is below the Hood 26 is arranged and carried by her. Behind the furnace 28 and hood 26 is a motorized one Fan 29 is arranged, which is used to cool the radiator after each work cycle. The hood is attached to the one wearing it Stands 18, 19 vertically displaceable »Around an entrance To enable the furnace 28 to be pivoted relative to the lower part 12 into the position shown. In operation is the Oven arranged parallel to the lower part 12.

Der Ofen 28 besitzt einen Reflektor 30, der ferner als Tragplatte für die Heizelemente dient und an seinem Umfang einen abwärtsgerichteten Flansch 30a hat. In dem ReflektorThe furnace 28 has a reflector 30, which also serves as a support plate for the heating elements and on its periphery has a downward flange 30a. In the reflector

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30 sind Ausnehmungen 32 vorgesehen, die Tragstücke 34 für Heizelemente aufnehmen und Luftumwälzkanäle "bilden. Auf der Unterseite des Reflektors 30 sind Heizelemente 36 angeordnet, die von den Tragstücken 34 getragen werden. Die Konstruktion der Heizkörper 36 wird nachstehend ausführlich beschrieben.30 recesses 32 are provided, the support pieces 34 for Take up heating elements and form air circulation channels ". On the Heating elements 36 are arranged on the underside of the reflector 30, which are carried by the support pieces 34. The construction of the radiators 36 will be described in detail below.

Die Dauer des Arbeitsspiels einer Maschine 10 der beschriebenen Art ist von dem Material und der Dicke des Films abhängig. Die bekannten Arbeitsspiele sind sehr lang, u.a. deshalb, weil ein Film aus Polyäthylen oder dergleichen für die Infrarotstrahlung im wesentlichen vollständig durchlässig ist, so daß die Wärmeübertragung von den Heizelementen an den W Film vor allem durch Konvektion erfolgen, muß.The duration of the working cycle of a machine 10 of the type described depends on the material and the thickness of the film. The known working cycles are very long, partly because a film made of polyethylene or the like is essentially completely permeable to infrared radiation, so that the heat transfer from the heating elements to the W film must take place primarily by convection.

In den bekannten Ausführungsformen brauchen die Heizkörper mindestens 4-6 Sekunden zum Errreichen einer Betriebstemperatur von etwa 980° C.In the known embodiments, the radiators need at least 4-6 seconds to reach a Operating temperature of around 980 ° C.

Each dem Ausschalten dauert es wesentlich langer, die bekannten Heizkörper von 21° C auf 980° C zu erhitzen.Each time it is switched off, it takes much longer to heat the known radiators from 21 ° C to 980 ° C.

Die Erfindung schafft einen neuen, verbesserten, schnell aufheizbaren Lufterhitzer, bei dem die Verluste durch Strahlungs- und Leitungswärmeabgabe von dem Heizelement nur k minimal sind, so daß eine maximale Übertragung von, Strahluiigs- und Konvektionswärme erzielt wird. Der Heizkörper kann so schnell erhitzt werden, daß die Heizelemente in jedem Arbeitsspiel durch das Gebläse 29 abgekühlt werden, damit die Arbeitsspiele gleich lang bleiben, unabhängig davon, ob die Maschine mit Unterbrechungen oder im wesentlichen ununterbrochen arbeitet.The invention creates a new, improved, quickly heatable air heater, in which the losses through Radiation and conduction heat emission from the heating element are only k minimal, so that a maximum transfer of, Strahluiigs- and convection heat is achieved. The radiator can be heated up so quickly that the heating elements can be used in every working cycle be cooled by the fan 29 so that the work cycles remain the same length, regardless of whether the Machine operates intermittently or essentially continuously.

Das Heizelement wird über seine ganze Länge von einem strahlungsdurchlässigen Glied getragen, so daß die Oberfläche des Heizelements pro Volumeneinheit des relativ dünnen Widerstandsmaterials sehr groß ist. Außerdem wirkt das Heizelement mit seinem Träger derart zusammen, daß ein Ausfall des Heizelements infolge von Wärme spannungen nicht stati»-The heating element is supported along its entire length by a radiolucent member so that the surface of the heating element per unit volume of the relatively thin Resistance material is very large. The heating element also works together with its carrier in such a way that failure of the heating element due to thermal stresses does not occur.

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findet, aber auch ein Durchbrennen des Heizelements infolge eines Kurzschlusses vermieden wird.finds, but also a burnout of the heating element as a result a short circuit is avoided.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizkörpers. Der Heiz.-körper 36 besitzt einen Tragkörper 101 mit einem rohrförmigen Kern 102 und Endkappen 103, 104. Die Endkappen 103, 104 bestehen aus elektrisch leitendem Material und sind mit dem Reflektor 30 durch die elektrisch leitenden, federnden Tragstücke 34 verbunden, die Klemmfedern für Sicherungen ähneln.Figures 3 and 4 show a preferred embodiment a radiator according to the invention. The radiator 36 has a support body 101 with a tubular core 102 and end caps 103, 104. The end caps 103, 104 consist of electrically conductive material and are with the reflector 30 through the electrically conductive, resilient support pieces 34 connected, which are similar to spring clips for fuses.

Auf dem Träger 102 ist ein wendeiförmiges Heizelement 105 aufgewickelt, das sich zwischen den Endkappen erstreckt, vorzugsweise aus Chromnickel oder einem anderen Material von hohem elektrischem Widerstand besteht und einen kleinen, rechteckigen Querschnitt besitzt.On the carrier 102 is a helical heating element 105 wound, which extends between the end caps, preferably made of chrome-nickel or another Material is made of high electrical resistance and has a small, rectangular cross-section.

In dem Band 105 sind quer zu seiner Länge Wellen oder Rippen 106 ausgebildet. In dem auf dem Träger 102 aufgewickelten Band 105 erstrecken sich die Wellen unter einem kleinen Winkel gegenüber der Achse des Wendeis. Diese Wellen erhöhen die mechanische und G-estaltfestigkeit des Bandes und führen zu weiteren "Vorteilen, die nachstehend erläutert werden.Waves or ribs 106 are formed in the band 105 across its length. In that wound on the carrier 102 Band 105, the shafts extend at a small angle with respect to the axis of the turning egg. These waves increase the mechanical and structural strength of the belt and lead to further "advantages, which are explained below.

Das Band 105 wird ziemlich satt um den tragenden Kern 102 herumgewickelt. Die Windungen können gleiche Abstände voneinander haben. Wenn beispielsweise am einen Ende des Heizelements mehr Wärme abgegeben werden soll als am anderen, kann man an dem erstgenannten Ende mehr Windungen vorsehen. Auf diese Weise kann· man die leistungs- und Wärmeverteilung längs des Heizkörpers beeinflussen.The tape 105 is wrapped around the supporting core 102 fairly snugly. The turns can be equally spaced have from each other. For example, if more heat is to be given off at one end of the heating element than at the other, you can provide more turns at the first-mentioned end. In this way · you can see the power and heat distribution affect along the radiator.

Die Form, des gewickelten Bandes wird unter ¥ärmeeinwirkung fixiert. Zu diesem Zweck wird das Band über seine normale Betriebstemperatur hinaus erhitzt und dadurch spannungsfrei gemacht. Nach diesem Überhitzen behält das Band die Form, die es beim Aufwickeln angenommen hat, unabhängig davon, ob der Heizkörper liegend oder stehend verwendet wird.The shape of the wound tape is under the influence of the poor fixed. For this purpose, the belt is heated above its normal operating temperature and is thus tension-free made. After this overheating, the ribbon independently maintains the shape it assumed when it was wound whether the radiator is used horizontally or vertically.

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- ίο -- ίο -

Jede Endkappe I03, 104 besitzt eine Umfangsnut 110, die ein Ende des Bandes I05 aufnimmt. In der Nut 110 ist ein Sicherungsring 111 angeordnet, der fest an dem Band angreift und dadurch einen elektrischen Kontakt zwischen dem betreffenden Bandende und der Endkappe gewährleistet. Es wurde vorstehend erwähnt, daß die Endkappen vorzugsweise aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Material bestehen, so daß ein Stromkreis durch das Band I05 hergestellt wird, wenn die Endkappen an eine elektrische Stromquelle angeschlossen werden. Da die Endkappen gleichzeitig als Anschlußteile dienen, sind weitere Anschlußteile nicht erforderlich.' Man kann auch nichtleitende Endkappen verwenden; in diesem Fall dienen die Sicherungsringe 111 als Anschlußteile.Each end cap I03, 104 has a circumferential groove 110, which picks up one end of tape I05. In the groove 110 a locking ring 111 is arranged, which firmly engages the band and thereby an electrical contact between the relevant Tape end and the end cap guaranteed. It was mentioned above that the end caps preferably consist of one suitable electrically conductive material so that a circuit is established through the tape I05 when the End caps can be connected to a source of electrical power. Since the end caps also serve as connecting parts, are further connection parts are not required. ' One can also use non-conductive end caps; in this case the Circlips 111 as connecting parts.

Wie am besten aus den Figuren 4- und 5 hervorgeht, ist das Band 105 derart auf dem Träger 102 aufgewickelt, daß dieser jede Welle berührt. Da die Wellen schräg zur Wendelachse liegen und das Rohr zylindrisch ist, berührt das Band 105 den Träger an berührungspunkten oder höchstens an relativ kurzen Berührungslinien. Infolge der kleinen Gesamtberührungsfläche zwischen dem Band I05 und dem Träger 102 ist auch die Wärmeabgabe an den Träger sehr klein.As best shown in Figures 4 and 5, the tape 105 is wound on the carrier 102 such that this touches every wave. Since the shafts are inclined to the helix axis and the tube is cylindrical, the belt is in contact 105 the wearer at points of contact or at most at relative short lines of contact. As a result of the small total contact area between the tape I05 and the carrier 102 is also the Very little heat transfer to the wearer.

Wenn die Temperatur des an eine Stromquelle angeschlossenen Bandes I05 auf etwa 980° C steigt, dehnt sich das Band aus. Infolgedessen wird die Wendel langer und werden die Wellen größer. Die Vergrößerung der Wellen ist auf die vorstehend erläuterten Radialvektoren zurückzuführen. Der Sitz des Bandes auf dem Kern wird dadurch zwar etwas gelockert, doch ist dieser Effekt mit dem Auge kaum erkennbar. Da die. Bandwendel einer Feder ähnelt, wird die Berührung zwischen dem Band und seinem Träger aufrechterhalten und findet eine gewisse ' Axialbewegung der Windungen der Wendel gegenüber dem Träger 102 statt. Daher wird die Ausdehnung des Widerstandselements von diesem selbst ohne Ermüdung aufgenommen. Die Abstände zwischen den Windungen der Wendel sind so groß, daß die Ausdehnung nicht zu einer Berührung zwischen einander benachbarten Windungen führt. Q09845/1002When the temperature of the connected to a power source Band I05 rises to around 980 ° C, it stretches Tape off. As a result, the helix becomes longer and the waves become larger. The magnification of the waves is on the above explained radial vectors. The seat the tape on the core is loosened somewhat, but this effect is hardly noticeable to the eye. Since the. Tape coil resembles a spring, the contact between the tape and its support is maintained and finds a certain ' Axial movement of the turns of the helix relative to the carrier 102 takes place. Therefore, the expansion of the resistance element becomes from absorbed this myself without fatigue. The distances between the turns of the helix are so large that the expansion does not lead to contact between adjacent turns. Q09845 / 1002

. Wie vorstehend angegeben wurde, ist der Träger langgestreckt. Er hat vorzugsweise die Form eines Rohres oder Stabes und besteht vorzugsweise aus Quarz oder einem anderen Material, das für Infrarotstrahlung, d.h. Wärmestrahlung, im wesentlichen vollständig durchlässig ist. Der Träger hat eine glatte Außenfläche, so daß die Reibung an den Berührungsstellen zwischen den Wellen des Bandes 105 und dem Träger relativ klein ist. Infolgedessen ist bei der Ausdehnung und Schrumpfung des Bandes dieses gegenüber dem Träger 102 axial frei beweglich, ohne daß dadurch Spannungen in dem Band erzeugt werden.. As indicated above, the carrier is elongated. It is preferably in the form of a tube or Rod and is preferably made of quartz or another material suitable for infrared radiation, i.e. thermal radiation, is essentially completely permeable. The carrier has a smooth outer surface, so that there is friction at the points of contact between the corrugations of the belt 105 and the carrier is relatively small. As a result, it is in the process of expansion and shrinkage of the tape, allowing it to move axially with respect to the carrier 102 without causing tension in the tape be generated.

Die Wellen des Bandes 105 haben nicht nur die vorstehend angegebenen Punktionen, sondern verstärken ferner die Turbulenz der den Heizkörper 100 bestreichenden Luft. .Ferner bilden die Wellen Abstrahlrippen, so daß die Wärmeübergangsflächen größer sind als bei der Verwendung einer ungewellten Bandwendel derselben Größe.The corrugations of the band 105 not only have the punctures indicated above, but also reinforce the turbulence of the air brushing the radiator 100. .Furthermore, the waves form radiation fins, so that the heat transfer surfaces are larger than when using a non-corrugated coil of the same size.

Die Wirkungsweise des in 3?ig. 5 gezeigten Heizkörpers ähnelt sehr der des Heizkörpers nach den Figuren 3 und 4· Der Träger oder Kern 150 ist hier annähernd sternförmig, so daß die Berührungspunkte 151 für die Bandwendel 152 in Abständen voneinander liegen. Das Band 152 kann gewellt sein, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aber ungewellt .How the in 3? Ig. 5 radiator shown is very similar to that of the radiator according to Figures 3 and 4. The carrier or core 150 is approximately star-shaped here, so that the points of contact 151 for the spiral tape 152 are spaced apart from one another. The tape 152 can be curled be, but is not curled in the illustrated embodiment.

Vorstehend wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführlich beschrieben, doch kann dieses Ausfuhrungsbeispiel hinsichtlich der Ausbildung, Kombination und Anordnung von Teilen im Rahmen der Erfindung verschiedentlich abgeändert werden.The foregoing has been a preferred embodiment the invention described in detail, but this exemplary embodiment variously with regard to the training, combination and arrangement of parts within the scope of the invention be modified.

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Claims

Patent claims:

Radiator with an -electric resistance heating element and contacts for connecting the element to a source of electrical energy, characterized in that the Heating element (105; 152) in the form of a helix is wound around an elongated core (1o2; 150) and with this is only in contact at points that are spaced apart (e.g. 151).

2. Heater according to claim 1, characterized in that the heating element (105) has <iuer lying waves, which determine the points of contact at a distance from each other.

3 · Radiator according to claim 1 or 2, characterized in that the contacts of two at a distance from each other arranged caps (103, 104) are formed, which are each pushed onto one end of the core (102).

4. Heater according to claim 3, characterized in that each cap (103, 104) has a circumferential knob (110) has, in which a part of the heating element (1C5) engages, wherein the heating element by locking rings (111) in electrical Contact with the caps is maintained.

5 · Radiator according to one of the preceding claims, characterized in that the core (150) generally is star-shaped.

6. Radiator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the core (10g) is a cylindrical Profile has.

7. Radiator according to one of the preceding claims, characterized in that the core (10 $ j 15; 0) for radiant energy is permeable.

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