DE20118050U1

DE20118050U1 - Elektrischer Flachheizkörper

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Publication number: DE20118050U1
Application number: DE20118050U
Authority: DE
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2011-11-07

Description

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte * , , *7^<l52*VUIingf j-^dy^uiin^fepj:»E)_r J

Ne - 05. November 2001

TH 166 22. Oktober 2001

Anmelder: Türk + Hillinger GmbH, 78532 Tuttlingen Anmelder-Nr.: 1522213

Bezeichnung: Elektrischer Flachheizkörper

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Flachheizkörper zum Beheizen von Werkzeugen, Maschinenteilen und Geräten, bestehend aus wenigstens einem gerade und/oder mäanderförmig verlaufenden, mit wenigstens einem Plattenkörper (2) versehenen, verpreßten Heizelement (1), dessen elektrische Anschlüsse (10) aus einer gemeinsamen Randkante (5) des Plattenkörpers (2) heraustreten.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 72 25 341 ist bereits ein elektrischer Flachheizkörper bekannt, der zum Beheizen von Geräten oder dgl. verwendet wird.

Dieser bekannte elektrische Flachheizkörper besteht aus wenigstens zwei Isolierplatten, zwischen denen ein Heizleiter eingelegt ist. Dabei ist der Heizleiter in einer verformbaren Isolierplatte eingebettet und diese mit wenigstens einer mit dieser mit üblichen Verbindungselementen verbundenen Deckplatte abgedeckt. Der Heizleiter ist

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auf einen flexiblen Träger aufgewickelt und zusammen mit diesem in der Isolierplatte eingebettet.

Zweckmäßigerweise ist die Isolierplatte beiderseits durch eine Deckplatte aus hartem Isolierwerkstoff abgedeckt. Die Isolierplatte und die beiden Deckplatten sind mittels mehrerer Niete miteinander verbunden. Beim Herstellen wird der Heizleiter zwischen die Isolierplatte und die Deckplatte gelegt. In einem anschließenden Preßvorgang wird der Heizleiter in die Isolierplatte eingedrückt.

Abgesehen davon, daß sowohl die Isolierplatte als auch die aus härteren Isolierstoffen bestehenden Deckplatten relativ schlechte Wärmeleiter sind, besteht bei diesen bekannten Flachheizkörpern die Gefahr, daß der Heizleiter beim Preßvorgang beschädigt wird, was Ursache für einen sofortigen Ausfall oder aber für eine nur kurze Lebensdauer des Flachheizkörpers sein kann.

Bei einem anderen bekannten Flachheizkörper (DE-Gbm 71 10 939) der weitgehend auf automatisch arbeitenden Maschinen herstellbar sein soll und bei dem die Wärmeabgabe in einer bevorzugten Richtung stattfinden soll, sind zwei Isolierplatten vorgesehen, zwischen denen ein auf einem flexiblen Träger gewickelter Heizleiter eingepreßt und

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mit den Platten verklebt ist. Dabei soll der Heizleiter in wenigstens eine der Isolierstoffplatten eingebettet sein.

Durch geeignete Wahl der Werkstoffe für die Isolierplatten kann der Wärmeübergang bevorzugt nach einer Seite gerichtet werden. Es ist auch vorgesehen, für den einseitig ausgerichteten Wärmeübergang für die Isolierplatten unterschiedlich harte Werkstoffe zu verwenden, so daß der zunächst runde Heizleiterträger an der härteren Platte flachgedrückt wird und somit der Heizleiter mit einer erheblich größeren Fläche an dieser Platte anliegt.

Da auch hier wegen des direkten Kontaktes mit dem Heizleiter nur Platten aus elektrisch isolierendem Material verwendet werden können, das bekanntlich in der Regel schlechte Wärmeleitfähigkeiten aufweist, muß der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die Wärmeübertragung sehr mangelhaft ist und nur unter hoher Zeitverzögerung stattfindet.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE 201 08 963.7), das aus einem hochverdichteten Rohrheizkörper bestehende Heizelement durch einen Preßvorgang in zwei weichere, unmittelbar aufeinander liegende Metallplatten aus Alumini-

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um derart einzubetten, daß jeweils ein Teil des Heizkörperquerschnitts in einer entsprechend tiefen Preßnut der einen Metallplatte und der andere Teil in einer entsprechenden Preßnut der anderen Metallplatte liegt, ohne daß auf den Außenseiten der Metallplatten Ausbuchtungen entstehen. Dazu sind nicht nur hohe Preßkräfte erforderlich, sondern auch Materialdicken der Metallplatten, die etwa dem Rohrdurchmesser des Heizelements entsprechen. Außerdem lassen sich solche Metallplatten leicht verformen. Aluminium, das ja gewöhnlich nur als Legierung zum Einsatz kommt, darf jedoch bekanntlich höchstens bis 400⁰C erhitzt werden. Als Plattenmaterial ist es deshalb für Flachheizkörper mit höheren Betriebstemperaturen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Flachheizkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der nicht nur eine gute, über seine Fläche gleichmäßige Wärmeabgabe gewährleistet und einfach herstellbar ist sondern der bei minimaler Raumbeanspruchung auch leicht an Umfangsformen von zu beheizenden Maschinenteilen anpaßbar und somit auch bei beengten Raumverhältnissen variabel einsetzbar ist.

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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das aus einem hochverdichteten Rohrheizkörper bestehende Heizelement, dessen Heizleiter in einen von einem rohrförmigen Stahlmantel umschlossenen, zentralen Magnesiumoxidkern eingebettet ist, durch Pressen derart in ein metallenes Umfassungsblech eingedrückt ist, daß im Umfassungsblech auf der einen Flachseite eine dem Verlauf und der Dicke des Rohrheizkörpers entsprechende Rille und auf der anderen Flachseite eine den Rücken dieser Rille bildende Wölbung gebildet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand eines der Unteransprüche 2 bis 8.

Derartige Heizkörper lassen sich sehr flach und massearm gestalten. Sie eignen sich insbesondere gut zum Beheizen von Werkzeugen, sowie von Werkzeug- oder Maschinenteilen in engen Raumverhältnissen, und sie lassen sich leicht an vorgegebene Oberflächenformen der zu beheizenden Bauteile anpassen. Auch ihre Herstellung ist einfach und kostengünstig. Insbesondere lassen sich Umfassungsbleche verwenden, die wesentlich dünner sind als der Rohrheizkörper und sich deshalb mit wenig Kraftaufwand in eine gewünschte räumliche Form bringen lassen. In der jeweils angepaßten Form' lassen sich solche Heizkörper auch leicht an den zu beheizenden Werkzeugen, Maschinenteilen oder Geräten

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befestigen.

In Verbindung mit der Ausgestaltung nach den Ansprüchen und 6 sind sie für Temperaturen bis zu 75O⁰C einsetzbar.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 läßt sich der Rohrheizkörper sehr einfach in der von ihm selbst erzeugten Rille fixieren, wobei die Ausgestaltung nach Anspruch 3 eine vorzügliche Alternative bildet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Flachheizkörper in rillenseitiger Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 im Schnitt einen nach dem Verpressen zu einem nahezu geschlossenen kreisförmigen Ringkörper geformten Flachheizkörper der Fig. 1 und 2;

Fig.4 im Schnitt den Flachheizkörper der Fig. 1 und mit einem Deckblech;

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Fig. 5 im Schnitt den ringförmig gebogenen Flachheizkörper der Fig. 4;

Fig. 6 in stark vergrößerter Schnittdarstellung ein Heizelement mit runder Querschnittsform;

Fig. 7 in Draufsicht einen Flachheizkörper mit spiralförmigem Heizelement;

Fig. 8 einen Schnitt VIII - VIII aus Fig. 7

Fig. 9 in stark vergrößerter Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Flachheizkörpers mit quadratischer Querschnittsform des Heizelements und

Fig. 10 in stark vergrößerter Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Flachheizkörpers mit einer dreieckigen Querschnittsform des Heizelements.

Der elektrische Flachheizkörper, der zum Beheizen von kleinen Werkzeugen, Maschinenteilen oder Geräten verwendet werden kann, weist ein mäanderförmig verlaufendes Heizelements 1 auf. Das Heizelement 1 besteht aus einem hochverdichteten Rohrheizkörper 11, dessen Heizleiter 12 zentral in einen von einem rohrförmigen Stahlmantel 13 umschlossenen, zentralen Magnesiumoxidkern 14 eingebettet ist. Der Rohrheizkörper 11 selbst weist vier gerade und parallel zueinander verlaufende Abschnitte 21, 22, 23 und

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24 auf, die durch bogenförmige Abschnitte 25, 2 6 und 27 miteinander verbunden sind. Es ist zweckmäßig, den Stahlmantel 13 aus Chrom-Nickel-Stahl zu fertigen, um Heiztemperaturen von bis zu 75O⁰C erreichen zu können.

Dieser Rohrheizkörper 11 ist durch einen Preß- Tiefziehvorgang derart in ein dünnes, aus Metall, vorzugsweise auch aus Chrom-Nickel-Stahl bestehendes Umfassungsblech 2 eingedrückt, daß in diesem Umfassungsblech 2 auf der einen Flachseiteite eine dem mäanderförmigen Verlauf und der Dicke (D) des Rohrheizkörpers 11 entsprechende Rille 3 und auf der anderen Flachseite eine den Rücken dieser Rille 3 bildende Wölbung 4 gebildet ist.

Dieses Eindrücken des Rohrheizkörpers 11 in das Umfassungsblech 2 läßt sich sehr einfach damit bewerkstelligen, daß als Preßunterlage für das Umfassungsblech 2 ein verformbarer Kunststoffkörper verwendet wird, in den die sich bildende Wölbung 4 eindringen kann.

Um den Rohrheizkörper 11 in dieser Rille 3 zu fixieren, ist bei einer Ausführungsform gem. Fig. 2 der Rohrheizkörper 11 mittels eines hochtemperaturbeständigen und gut wärmeleitenden Klebers 5, der den den Rohrheizkörper umschließenden Hohlraum der Rille 3 zumindest annähernd planeben ausfüllt, in die Rille 3 eingebettet.

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Gemäß der Darstellung in Fig. 4 kann zur Fixierung des Rohrheizkörpers 11 in der Rille 3 des Umfassungsbleches 2 ein dünnes Deckblech 6 vorgesehen sein, das vorzugsweise aus demselben Material besteht wie das Umfassungsblech 2, das beispielsweise durch Punktschweißen mit diesem verbunden ist.

Die Flächenform des Umfassungsbleches 2 und des diesem angepaßten Deckblechs 6 kann beliebig gewählt werden. Statt der in Fig. 1 und 7 dargestellten Rechteckform könnten auch polygonale, runde oder elliptische Flächenformen vorgesehen sein, wenn es für den vorgesehenen Anwendungsfall zweckmäßig ist.

Wie die Fig. 3 und 5 zeigen, ist es ohne weiteres möglich, aus einem ebenflächigen Flachheizkörper, wie ihn die Fig. 1, 2 und 4 zeigen, einen zylindrisch gebogenen Heizkörper gemäß Fig. 3 oder 5 herzustellen. Es ist leicht vorstellbar, daß auch andere Biegeformen, z.B. ellipsenförmige oder rechteckige Biegeformen herstellbar sind. Jedenfalls lassen sich derartige Flachheizköper leicht in Formen bringen, die den jeweils zu beheizenden Werkzeugen, Maschinenteilen oder Geräten angepaßt sind. Dabei besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß das Umfassungsblech 2 und das ggf. vorhandene Deckblech 6 eine Dicke d aufweisen, die wesentlich geringer ist als die Dicke D des Rohrheizkörpers 11.

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Zur Befestigung solcher Heizkörper an den zu beheizenden Werkzeugen, Maschinenteilen oder Geräten lassen sich alle herkömmlichen Befestigungsmittel, wie Schrauben, Niete, Rohrschellen und dgl. verwenden.

Wie Fig. 7 zeigt, kann der das Heizelement 1 bildende Rohrheizkörper 11 auch die Form einer ebenen Spirale aufweisen und auf die gleiche Art in ein Umfassungsblech 2 eingebettet sein wie das Heizelement 1 der Fig. 1 und 2 bzw. 3. Auch ein solcher Flachheizkörper läßt sich mit oder ohne Deckblech 6 durch Biegen in die für seine Anwendung jeweils günstigste Form bringen und auf einfache Weise befestigen.

Das anschlußseitige Ende 7 des Heizelements 1 ragt aus der oberen Endkante 8 bzw. aus der unteren Endkante 9 des Umfassungsblechs 2 heraus und ist mit einem elektrischen Anschlußstecker 10 versehen.

Wie die Fig. 9 und 10 zeigen kann es für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein, für den Rohrheizkörper 11/1 bzw. 11/2 eine quadratische oder dreieckige Querschnittsform zu wählen, um eine bessere Flächenberührung mit dem Umfassungsblech und/oder einer ebenen Fläche eines zu beheizenden Teils zu erreichen. Daß die unrunden Querschnittsformen des Rohrheizkörpers 11 auch andere Quer-

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schnittsformen der Rillen 3/1 und 3/2 bzw. Wölbungen 4/1 und 4/2 ergeben, läßt sich den Fig. 9 und 10 ebenfalls entnehmen.

Claims

1. Elektrischer Flachheizkörper zum Beheizen von Werkzeugen, Maschinenteilen und Geräten, bestehend aus wenigstens einem gerade und/oder mäanderförmig verlaufenden, mit wenigstens einem Plattenkörper (2) versehenen verpreßten Heizelement (1), dessen elektrische Anschlüsse (10) aus einer gemeinsamen Randkante (5) des Plattenkörpers (2) heraustreten, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem hochverdichteten Rohrheizkörper (11) bestehende Heizelement (1), dessen Heizleiter (12) in einen von einem rohrförmigen Stahlmantel (13) umschlossenen, zentralen Magnesiumoxidkern (14) eingebettet ist, durch Pressen derart in ein metallenes Umfassungsblech (2) eingedrückt ist, daß im Umfassungsblech (2) auf der einen Flachseite eine dem Verlauf und der Dicke (D) des Rohrheizkörpers (11) entsprechende Rille (3) und auf der anderen Flachseite eine den Rücken dieser Rille (3) bildende Wölbung (4) gebildet ist.

2. Elektrischer Flachheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (11) mittels eines hochtemperaturbeständigen und gut wärmeleitfähigen Klebers (5), der den den Rohrheizkörper umschließenden Hohlraum der Rille (3) zumindest annähernd planeben ausfüllt, in die Rille (3) eingebettet ist.

3. Elektrischer Flachheizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfassungsblech (2) rillenseitig mit einem Deckblech (6) versehen ist.

4. Elektrischer Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfassungsblech (2) mit dem Deckblech (6) und/oder dem eingebetteten Rohrheizkörper (11) in eine elliptische oder kreisförmige Querschnittsform gebogen ist.

5. Elektrischer Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfassungsblech (2) und das ggf. vorgesehene Deckblech (6) aus Chrom-Nickel-Stahl besteht.

6. Elektrischer Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (13) des Rohrheizkörpers (11) aus Chrom-Nickel-Stahl besteht.

7. Elektrischer Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) die Form einer ebenen Spirale aufweist.

8. Elektrischer Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (11/1 bzw. 11/2) eine rechteckige oder dreieckige Querschnittsform aufweist.