DE202008003608U1

DE202008003608U1 - Connection arrangement for a tubular electric heating element

Info

Publication number: DE202008003608U1
Application number: DE202008003608U
Authority: DE
Original assignee: RAUSCHERT STEINBACH GmbH
Current assignee: RAUSCHERT STEINBACH GmbH
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2018-03-15
Also published as: EP2101542B1; EP2101542A3; EP2101542A2; PL2101542T3

Abstract

Anschlussanordnung (1) zum elektrischen Anschluss elektrisch leitender Anschlusskontakte eines elektrischen Heizleiters auf einem rohrförmigen elektrischen Heizelement (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussanordnung (1) mindestens zwei langgestreckte metallische Federkontakte (6a, 6b) und einen elektrisch isolierenden Sockel (2) mit einer Oberseite (2a) und einer Unterseite (2b) umfasst, wobei die Oberseite (2a) des Sockels (2) zur Aufnahme eines Endes des rohrförmigen Heizelements (100) ausgebildet ist, dass der Sockel (2) zwischen der Oberseite (2a) und der Unterseite (2b) mindestens eine durchgehende, durchströmbare Öffnung (3) aufweist, und dass der Sockel (2) mindestens zwei Aussparungen (4a, 4b) aufweist, wobei in jeder der Aussparungen (4a, 4b) je einer der mindestens zwei metallischen Federkontakte (6a, 6b) fixiert ist, wobei die Aussparungen (4a, 4b) derart ausgerichtet sind, dass ein erstes Ende (16a, 16b) eines jeden der Federkontakte (6a, 6b) in Richtung der Oberseite (2a) zeigt und ein zweites Ende (16c, 16d) eines jeden der Federkontakte (6a, 6b) in Richtung...terminal assembly (1) for electrically connecting electrically conductive connection contacts an electrical heating conductor on a tubular electric heating element (100), characterized in that the connection arrangement (1) at least two elongate metallic spring contacts (6a, 6b) and a electrically insulating base (2) having a top (2a) and a Bottom (2b), wherein the top (2a) of the base (2) formed for receiving one end of the tubular heating element (100) is that the base (2) between the top (2a) and the bottom (2b) has at least one continuous, through-flowable opening (3), and that the base (2) has at least two recesses (4a, 4b), wherein in each of the recesses (4a, 4b) one each of the at least two metallic spring contacts (6a, 6b) is fixed, wherein the recesses (4a, 4b) are aligned such that a first end (16a, 16b) of each of the spring contacts (6a, 6b) in the direction of the top (2a) and a second end (16c, 16d) of each of the spring contacts (6a, 6b) towards ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussanordnung zum elektrischen Anschluss elektrisch leitender Anschlusskontakte eines elektrischen Heizleiters auf einem rohrförmigen elektrischen Heizelement.The The invention relates to a connection arrangement for electrical connection electrically conductive connection contacts of an electrical heating conductor on a tubular electric heating element.

Derartige Anschlussanordnungen sind bereits bekannt. Die DE 10 2005 003 269 A1 offenbart ein rohrförmiges elektrisches Heizelement und eine Anschlussanordnung, mit welcher die Elektrodenanschlussflächen bzw. Anschlusskontakte, welche sich auf der äußeren Umfangsoberfläche des Heizelements befinden und elektrisch mit einem Hitze generierenden Widerstandskörper bzw. Heizleiter verbunden sind, elektrisch kontaktiert werden. Dabei werden die Elektrodenanschlussflächen mit einem metallischen Verbindungsteil verlötet, wobei hier ein Hartlotmaterial eingesetzt wird. Ein Weichlot kann bei Einsatztemperaturen der Kontaktstelle von über 300 bis 500°C nicht verwendet werden. Beim Hartlöten ist die einzubringende Temperatur so hoch, dass bei einer punktuellen Erhitzung der Kontaktstelle eine starke lokale thermische Belastung des Heizelements auftritt, die zu einer Schädigung des Heizelements führen kann. Wird das Heizelement inklusive des Verbindungsteils und des Hartlots in einem Ofen auf eine Temperatur von über 900°C erhitzt, um das Hartlot einzubrennen, ist es erforderlich, die Verbindungsteile im Moment des Aufschmelzens des Lotes gegen die Elektrodenanschlussflächen zu drücken, damit ein einwandfreier Lötkontakt zustande kommt. Dies ist nur mit relativ großem Aufwand zu bewerkstelligen.Such connection arrangements are already known. The DE 10 2005 003 269 A1 discloses a tubular electric heating element and a terminal assembly with which the electrode pads located on the outer peripheral surface of the heating element and electrically connected to a heat generating resistor body are electrically contacted. In this case, the electrode pads are soldered to a metal connecting part, in which case a brazing material is used. A soft solder can not be used at contact point temperatures above 300 to 500 ° C. When brazing the temperature to be introduced is so high that at a point heating of the contact point a strong local thermal load of the heating element occurs, which can lead to damage to the heating element. If the heating element including the connecting part and the brazing material in a furnace heated to a temperature above 900 ° C to burn the brazing, it is necessary to press the connecting parts against the electrode pads at the moment of melting the solder, so that a perfect soldering contact comes. This can be done only with relatively great effort.

Alternativ sind Anschlussanordnungen für Heizelemente bekannt, bei welchen Drähte oder Litzen mit den Anschlusskontakten auf dem Heizelement durch Anschweißen, insbesondere durch ein Ultraschall- oder ähnliches Verfahren, verbunden werden. Allerdings ist die mechanische Festigkeit einer solchen Verbindung meist nicht ausreichend und zudem ihre Qualität stark schwankend, so dass ein derartiges Vorgehen zwar für Kleinserien geeignet, für eine Massenfertigung jedoch unbrauchbar ist.alternative are connection arrangements for heating elements known in which wires or strands with the terminals on the heating element welding, in particular by an ultrasonic or similar method. However, the mechanical strength of such a compound usually not sufficient and besides their quality strongly fluctuating, so that Such an approach for Small series suitable, for However, a mass production is useless.

Zudem sind derzeit keine elektrisch leitfähigen Kleber verfügbar, die einer Einsatztemperaturen von über 300 bis 500°C an Luft standhalten, ohne sich zu zersetzen oder zu oxidieren. Somit ist die Ausbildung einer Klebeverbindung zwischen den Drähten oder Litzen und den Anschlusskontakte eines elektrischen Heizelements derzeit nicht realisierbar.moreover Currently there are no electrically conductive adhesives available an operating temperatures of over 300 to 500 ° C withstand air without decomposing or oxidizing. Consequently is the formation of an adhesive bond between the wires or Strands and the connection contacts of an electric heating element currently not feasible.

Die bisher bekannten Anschlussanordnungen für elektrische Heizelemente stellen keinerlei Berührungsschutz der Kontaktstellen und stromführenden Teile zur Gewährleistung der Sicherheit des Bedienpersonals bereit, da die Anschlusskontakte und die damit verbundenen metallischen Verbindungsteile oder Drähte bzw. Litzen ungeschützt und unbedeckt vorliegen.The previously known connection arrangements for electric heating elements do not provide any protection against contact the contact points and current-carrying Parts for warranty the safety of the operator ready, since the connection contacts and the associated metallic connecting parts or wires or Strands unprotected and uncovered.

Es besteht die Aufgabe, eine verbesserte Anschlussanordnung für rohrförmige elektrische Heizelemente bereitzustellen.It the object is an improved connection arrangement for tubular electrical To provide heating elements.

Die Aufgabe wird für die Anschlussanordnung zum elektrischen Anschluss elektrisch leitender Anschlusskontakte eines elektrischen Heizleiters auf einem rohrförmigen elektrischen Heizelement gelöst, indem die Anschlussanordnung mindestens zwei langgestreckte metallische Federkontakte und einen elektrisch isolierenden Sockel mit einer Unterseite und einer Oberseite umfasst, wobei die Oberseite des Sockels zur Aufnahme eines Endes des rohrförmigen Heizelements ausgebildet ist, und wobei der Sockel zwischen der Unterseite und der Oberseite mindestens eine durchgehende, durchströmbare Öffnung aufweist und der Sockel weiterhin mindestens zwei Aussparungen aufweist, wobei in jeder der Aussparungen je einer der mindestens zwei metallischen Federkontakte fixiert ist, wobei die Aussparungen derart angeordnet sind, dass ein erstes Ende eines jeden der Federkontakte in Richtung der Oberseite zeigt und ein zweites Ende eines jeden der Federkontakte in Richtung der Unterseite zeigt, wobei die ersten Enden der mindestens zwei Federkontakte im Bereich der Oberseite des Sockels frei zugänglich sind.The Task is for the connection arrangement for the electrical connection of electrically conductive connection contacts an electrical heating conductor on a tubular electric heating element solved by the connection arrangement at least two elongate metallic Spring contacts and an electrically insulating base with a Bottom and a top covers, with the top of the Base adapted to receive one end of the tubular heating element is, and wherein the socket between the bottom and the top at least has a continuous, through-flowable opening and the socket further has at least two recesses, wherein in each of the recesses each one of the at least two metallic spring contacts is fixed, wherein the recesses are arranged such that a first end of each of the spring contacts points towards the top and a second end of each of the spring contacts in the direction of Bottom shows, with the first ends of the at least two spring contacts are freely accessible in the area of the top of the socket.

Unter „frei zugänglich" wird hierbei verstanden, dass durch Einschieben oder Einstecken eines Heizelements, das auf seiner äußeren Umfangsfläche elektrisch leitende Anschlusskontakte aufweist, ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen den Anschlusskontakten und den ersten Enden der Federkontakte herstellbar ist.By "freely accessible" is meant that by inserting or inserting a heating element on its outer peripheral surface electrically has conductive terminals, an electrical and mechanical Contact between the terminals and the first ends of the spring contacts can be produced.

Die erfindungegemäße Anschlussanordnung hat den Vorteil, dass die metallischen Federkontakte in dem elektrisch isolierenden Sockel ortsfest mechanisch fixiert und gleichzeitig über ihre gesamte Länge von elektrisch isolierendem Material umgeben sind, so dass der Sockel als Berührungsschutz fungiert und einen zufälligen direkten Kontakt mit stromführenden Teilen zuverlässig verhindert. Das rohrförmige Heizelement wird im Bereich der Oberseite des elektrisch isolierenden Sockels zwischen die Federkontakte geschoben und mit diesen mechanisch fixiert, wobei sich gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den metallischen Federkontakten und den Anschlusskontakten auf dem Heizelement ausbildet, welche auch bei hohen Einsatztemperaturen von über 300 bis 500°C über lange Zeiträume funktionsfähig ist. Beim Zusammenführen von Heizelement und Anschlussanordnung ist es nicht notwendig, später mit Strom beaufschlagte Teile mit der Hand zu berühren oder zu bearbeiten.The has erfindungegemäße connection arrangement the advantage that the metallic spring contacts in the electric insulating base fixed mechanically fixed and at the same time over their entire length of electrically insulating material are surrounded, so that the socket as protection against contact acts and a random one direct contact with live Share reliably prevented. The tubular Heating element is in the area of the top of the electrically insulating Socket pushed between the spring contacts and with these mechanically fixed, at the same time an electrically conductive connection between the metallic spring contacts and the connection contacts formed on the heating element, which also at high operating temperatures from above 300 to 500 ° C over a long time periods functioning is. When merging from heating element and connection arrangement, it is not necessary later with Touch or edit electricity applied parts by hand.

Die zweiten Enden der Federelemente können in einfacher Weise mit Anschlussdrähten verbunden werden. Dies kann entweder vor oder nach dem Fixieren der Federkontakte im Sockel erfolgen. Die Verbindung zwischen dem elektrischen Heizelement und einer Stromzuführung kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung somit besonders schnell und zuverlässig erfolgen, wobei eine langzeitbeständige und elektrisch gut leitende Verbindung ausgebildet wird.The second ends of the spring elements can easily with Leads get connected. This can be done either before or after fixation the spring contacts in the socket done. The connection between the electric heating element and a power supply can by means of the connection arrangement according to the invention thus be particularly fast and reliable, with a long-term stable and electrically good conductive connection is formed.

Die Anschlussanordnung ist somit zur Herstellung von Vorrichtungen enthaltend ein rohrförmiges elektrisches Heizelement und eine erfindungsgemäße Anschlussanordnung in hohen Stückzahlen geeignet.The Terminal arrangement is thus containing for the production of devices a tubular electric heating element and a connection arrangement according to the invention in high Quantities suitable.

Elektrische Überschläge zwischen den Anschlusskontakten oder Federkontakten und benachbarten metallischen Bauteilen, die beispielsweise bei Feuchtigkeitseinwirkung auftreten können, werden mittels des elektrisch isolierenden Sockels wirkungsvoll vermieden.Electric flashovers between the connection contacts or spring contacts and adjacent metallic Components that occur, for example, when exposed to moisture can, become effective by means of the electrically insulating base avoided.

Die mindestens eine durchströmbare Öffnung im Sockel ermöglicht es, ein gasförmiges Medium ausgehend von der Unterseite des Sockels durch diesen hindurch in Richtung eines rohrförmigen Heizelements zu leiten. Sofern das rohrförmige Heizelement ebenfalls mindestens eine durchströmbare Öffnung aufweist, ist es vorteilhaft, die Anordnung der mindestens einen durchströmbaren Öffnung im Sockels auf die Geometrie des rohrförmigen Heizelements und der/den durchströmbaren Rohröffnung(en) im Heizelement abzustimmen, so dass sowohl der Sockel als auch das Heizelement mit dem gasförmigen Medium durchströmbar ist. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die mindestens eine durchströmbare Öffnung im Sockel so angeordnet wird, dass sie fluchtend zu einer durchströmbaren Rohröffnung im rohrförmigen Heizelement angeordnet ist.The at least one through-flow opening in Socket allows it, a gaseous Medium from the bottom of the base through it in the direction of a tubular To conduct heating element. If the tubular heating element also has at least one through-flow opening, It is advantageous to arrange the at least one through-flow opening in the Base on the geometry of the tubular heating element and / the through which Tube opening (s) in the heating element, so that both the base and the Heating element with the gaseous Medium permeable is. It is particularly preferred if the at least one through-flowable opening in Base is arranged so that they are aligned with a through-flow pipe opening in the tubular Heating element is arranged.

Die Durchströmbarkeit des Sockels wird insbesondere genutzt, um den Sockel im Einsatz bei hohen Temperaturen mittels eines gasförmigen Mediums zu kühlen, gegebenenfalls auch um den Heizvorgang zu beschleunigen.The through flow The socket is especially used to insert the socket to cool at high temperatures by means of a gaseous medium, if necessary also to speed up the heating process.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die ersten Enden der mindestens zwei Federkontakte derart ausgebildet sind, dass das eine Ende des rohrförmigen Heizelements zwischen die ersten Enden der Federkontakte derart einschiebbar oder einsteckbar ist, dass eine Klemmverbindung zwischen dem Heizelement und den ersten Enden ausbildbar ist. Wird das Heizelement beim Montieren in die Anschlussanordnung im Bereich der Oberseite des Sockels, vorzugsweise bis zu einem Anschlag, zwischen die ersten Enden eingeschoben, so kommt es zu einer elektrischen leitfähigen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten des elektrischen Heizleiters auf dem Heizelement und den metallischen Federkontakten. Vorzugsweise graben sich die Federkontakte dabei zumindest geringfügig in die elektrisch leitenden Anschlusskontakte ein, damit ein einwandfreier und niedrigohmiger elektrischer Kontakt ausgebildet wird. Das Heizelement kann aus der Anschlussanordnung wieder herausgezogen und erneut eingesteckt werden, so dass ein einziges Heizelement mehrmals in einer oder unterschiedlichen Anschlussanordnungen eingesetzt werden kann. Bei einem Defekt des Heizelements ist dessen Austausch in einfacher Weise möglich, wobei die benutzte Anschlussanordnung wieder verwendbar ist. Die Anschlussanordnung ist demnach für eine Vielzahl von Heizelementen verwendbar und besitzt somit eine Lebenserwartung, die deutlich höher ist als die eines einzelnen Heizelements.Especially it is preferred if the first ends of the at least two spring contacts are formed such that the one end of the tubular heating element between the first ends of the spring contacts inserted in such a way or insertable is that a clamping connection between the heating element and the first ends can be formed. Will the heating element when mounting in the connection arrangement in the region of the upper side of the base, preferably up to a stop, inserted between the first ends, so there is an electrical conductive connection between the Connection contacts of the electric heating element on the heating element and the metallic spring contacts. Preferably, the dig Spring contacts at least slightly into the electrically conductive Connection contacts on, so a perfect and low-impedance electrical contact is formed. The heating element can off the connection assembly pulled out again and plugged again be so that a single heating element several times in one or more different connection arrangements can be used. at a defect of the heating element whose replacement is easier Way possible, wherein the used connection arrangement is reusable. The Connection arrangement is therefore for a plurality of heating elements usable and thus has a Life expectancy, which is significantly higher is than that of a single heating element.

Es hat sich bewährt, wenn die zweiten Enden der Federkontakte jeweils als Hülsen zur Aufnahme eines elektrischen Anschlusskabels und Ausbildung einer elektrisch leitenden Steck- oder Klemm- oder Crimpverbindung zwischen dem jeweiligen Federkontakt und elektrischen Anschlusskabel ausgebildet sind. Dabei ermöglichen Steck- oder Klemmverbindungen einen einfachen Austausch der elektrischen Anschlusskabel, während eine Crimpverbindung nicht mehr ohne weiteres lösbar oder wieder verwendbar ist.It has proved its worth, when the second ends of the spring contacts each as sleeves for Recording an electrical connection cable and training a electrically conductive plug or clamp or crimp between the respective spring contact and electrical connection cable are formed. Make it possible Plug-in or clamp connections a simple replacement of the electrical connection cable, while a crimped connection no longer readily solvable or reusable is.

Es ist bevorzugt, wenn der elektrisch isolierende Sockel aus einem elektrisch isolierenden keramischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebildet ist. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verwendung von Al₂O₃ mit > 95% Al₂O₃-GehaltIt is preferred if the electrically insulating base is formed from an electrically insulating ceramic material, such as alumina (Al ₂ O ₃ ). Particularly preferred here is the use of Al ₂ O ₃ with> 95% Al ₂ O ₃ content

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die metallischen Federkontakte aus einem hochtemperaturbeständigen Metall, insbesondere edelmetallhaltigen oder oxidationsbeständigen Metallen oder Metalllegierungen gebildet sind. Als besonders geeignet hat sich hierbei hochtemperaturbeständiger Edelstahl erwiesen, da dieser bei Einsatztemperaturen von über 300° bis 500°C ausreichend oxidationsbeständig ist und zudem kostengünstig verfügbar ist.Farther It has proved to be advantageous if the metallic spring contacts from a high temperature resistant Metal, in particular precious metal-containing or oxidation-resistant metals or metal alloys are formed. Especially suitable in this case high temperature resistant Stainless steel proven because it is sufficiently resistant to oxidation at temperatures above 300 ° to 500 ° C. and is also available at low cost.

Vorzugsweise weist der Sockel eine Mantelfläche auf, die die Oberseite mit der Unterseite des Sockels verbindet und von der Unterseite oder Oberseite des Sockels aus gesehen einen Umfang des Sockels beschreibt, wobei die Mantelfläche des Sockels von einem metallischen Schutzrohr umgeben ist, das den Sockel zumindest auf Seiten der Unterseite überragt. Ein derart ausgestaltetes Schutzrohr ist mechanisch besonders stabil und schützt den Bereich der Unterseite des Sockels, in welchem die metallischen Federkontakte mit Anschlussdrähten verbunden werden, vor mechanischer Belastung. Sofern das metallische Schutzrohr den Sockel auch auf Seiten der Oberseite des Sockels überragt, so ist es bevorzugt, wenn die Länge des Schutzrohrs zu der Länge des verwendeten elektrischen Heizelements abgestimmt ist. Dabei kann das elektrische Heizelement aus dem beidseitig offenen metallischen Schutzrohr herausragen oder aber von diesem umgeben sein.Preferably, the base has a lateral surface which connects the upper side to the underside of the base and, viewed from the underside or upper side of the base, describes a circumference of the base, the lateral surface of the base being surrounded by a metallic protective tube which at least supports the base Sides of the underside dominated. Such designed protection tube is mechanically very stable and protects the area of the underside of the base, in which ver the metallic spring contacts with connecting wires be bound, before mechanical stress. If the metallic protective tube projects beyond the base on the side of the upper side of the base, then it is preferred if the length of the protective tube is matched to the length of the electrical heating element used. In this case, the electric heating element may protrude from the metallic protective tube open on both sides or be surrounded by it.

Es hat sich bewährt, wenn der elektrisch isolierende Sockel mit dem metallischen Schutzrohr mechanisch fest verbunden ist. Die Verbindung wird dabei insbesondere über eine Verschraubung, eine Quetschung, Splinte oder dergleichen ausgebildet. Sofern das Schutzrohr und der Sockel jeweils mit Gewinden ausgestattet sind, kann auch eine direkte Verschraubung vom Sockel im Schutzrohr erfolgen.It has proved its worth, if the electrically insulating base with the metallic protective tube mechanically firmly connected. The connection is in particular via a Screw, a pinch, cotter pins or the like formed. Provided the protective tube and the socket each equipped with threads can also be a direct screw from the socket in the protective tube respectively.

Alternativ hat sich eine Verbindung bewährt, bei welcher in der Mantelfläche des Sockels eine dem Umfang des Sockels zumindest teilweise folgende Nut angeordnet ist. Insbesondere handelt es sich bei dieser Nut um eine um den Sockel umlaufende Ringnut. In die Nut wird vorzugsweise mindestens eine Metallfolie eingelegt bzw. in die Ringnut eine Metallmanschette eingelegt. Anschließend wird das metallische Schutzrohr vorzugsweise mit der Metallfolie oder der Metallmanschette verschweißt. Das metallische Schutzrohr weist dabei im Bereich der Metallfolie oder Metallmanschette vorzugsweise mindestens zwei kleine Öffnungen auf, durch welche das metallische Schutzrohr mit der Metallfolie oder Metallmanschette über bevorzugt ein Punktschweißverfahren verbunden wird.alternative has proven itself in conjunction with which in the lateral surface of the socket at least partially following the circumference of the socket Nut is arranged. In particular, this groove around an annular groove around the base. In the groove is preferably at least one metal foil inserted or in the annular groove a metal sleeve inserted. Subsequently the metallic protective tube is preferably with the metal foil or the metal sleeve welded. The metallic protective tube in this case preferably has in the region of the metal foil or metal sleeve at least two small openings on, through which the metallic protective tube with the metal foil or metal cuff over preferably a spot welding process is connected.

Weiterhin hat es sich bewährt, wenn der Umfang des Sockels derart ausgebildet ist, dass zwischen dem Sockel und dem metallischen Schutzrohr mindestens eine weitere durchgehende, durchströmbare Öffnung zwischen der Unterseite und der Oberseite des Sockels ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine Einleitung eines gasförmigen Mediums zwischen dem Schutzrohr und dem Sockel ausgehend von der Unterseite des Sockels in Richtung des rohrförmigen Heizelements, so dass das Heizelement von dem gasförmigen Medium auch umströmt werden kann.Farther has it proven when the periphery of the socket is formed such that between the base and the metallic protective tube at least one more continuous, through-flowable opening between the underside and the top of the socket is formed. This allows one Initiation of a gaseous Medium between the protective tube and the base starting from the Bottom of the base in the direction of the tubular heating element, so that the heating element of the gaseous Medium also flows around can be.

Die Umströmbarkeit des Sockels wird insbesondere genutzt, um den Sockel im Einsatz bei hohen Temperaturen mittels eines gasförmigen Mediums zu kühlen, gegebenenfalls auch um den Heizvorgang zu beschleunigen.The flow around The socket is especially used to insert the socket to cool at high temperatures by means of a gaseous medium, if necessary also to speed up the heating process.

Ein elektrisch isolierender Sockel zur Bildung einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung wird insbesondere über ein Keramikspritzguss- oder Heißgießverfahren oder alternativ ein Trockenpressverfahren hergestellt.One electrically insulating base for forming a connection arrangement according to the invention is especially about a ceramic injection molding or hot casting process or alternatively a dry pressing process.

Vorrichtungen, die eine erfindungsgemäße Anschlussanordnung und ein rohrförmiges elektrisches Heizelement, insbesondere zum Zünden von festem Brennstoff, vorzugsweise zum Zünden von nachwachsenden Brennstoffen, wie Pellets, Hackschnitzeln oder Scheiten aus Holz oder sonstiger Biomasse umfassen, haben sich bewährt. Elektrische Heizelemente zum Zünden von festem Brennstoff werden auch Zündelemente genannt und werden auf Temperaturen von mindestens 900°C, insbesondere auf Temperaturen im Bereich von 900° bis 1200°C, erhitzt.devices, the a connection arrangement according to the invention and a tubular electric heating element, in particular for igniting solid fuel, preferably for ignition of renewable fuels, such as pellets, wood chips or Logs made of wood or other biomass include, have proven themselves. Electric heating elements to ignite solid fuel is also called and will become ignition elements to temperatures of at least 900 ° C, in particular to temperatures in the range of 900 ° to 1200 ° C, heated.

Die 1a bis 3 sollen die erfindungsgemäße Anschlussanordnung und eine Vorrichtung umfassend eine erfindungsgemäße Anschlussanordnung sowie ein rohrförmiges Heizelement beispielhaft erläutern. So zeigtThe 1a to 3 the connection arrangement according to the invention and a device comprising a connection arrangement according to the invention as well as a tubular heating element are to be explained by way of example. So shows

1a einen Querschnitt durch eine Anschlussanordnung gemäß 1b, 1a a cross section through a connection arrangement according to 1b .

1b eine Draufsicht auf eine Anschlussanordnung gemäß 1a, 1b a plan view of a connection arrangement according to 1a .

2 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung umfassend eine Anschlussanordnung und ein rohrförmiges Heizelement, und 2 a cross-section through a device comprising a connection arrangement and a tubular heating element, and

3 die Vorrichtung gemäß 2 in einer dreidimensionalen Seitenansicht. 3 the device according to 2 in a three-dimensional side view.

1a zeigt einen Querschnitt A-A' durch eine Anschlussanordnung 1 gemäß 1b. Die Anschlussanordnung 1 umfasst einen elektrisch isolierenden Sockel 2, der hier aus Al₂O₃ gebildet ist, sowie zwei metallische Federkontakte 6a, 6b, die aus Edelstahl gebildet sind. Der Sockel 2 weist eine Oberseite 2a, eine Unterseite 2b und eine Mantelfläche 2c auf, welche die Oberseite 2a und die Unterseite 2b verbindet. Die Mantelfläche 2c bildet von Seiten der Oberseite 2a oder Unterseite 2b aus gesehen den Umfang des Sockels 2. 1a shows a cross section AA 'through a connection arrangement 1 according to 1b , The connection arrangement 1 includes an electrically insulating base 2 , which is made of Al ₂ O ₃ here, and two metallic spring contacts 6a . 6b made of stainless steel. The base 2 has a top 2a , a bottom 2 B and a lateral surface 2c on top of that 2a and the bottom 2 B combines. The lateral surface 2c forms from the side of the top 2a or bottom 2 B seen from the scope of the base 2 ,

Der Sockel 2 weist weiterhin zentrisch eine kreisrunde durchströmbare Öffnung 3 auf, die sich von der Oberseite 2a bis zur Unterseite 2b erstreckt. Der Sockel 2 weist im Bereich der Öffnung 3 eine Anschlagsfläche 2d auf, bis zu der ein rohrförmiges Heizelement mit einem kreisringförmigen Querschnitt im Bereich der Oberseite 2a des Sockels 2 in den Sockel 2 gesteckt werden kann. Der Durchmesser der kreisrunden Öffnung 3 ändert sich somit sprunghaft im Bereich der Anschlagsfläche 2d. Auf der Anschlagsfläche 2d des Sockels 2 befinden sich Nasen 5a, die als Verdrehschutz für ein eingestecktes Heizelement dienen. Die Nasen 5a können aber auch weggelassen werden. Ausgehend von der Unterseite 2b des Sockels 2 kann ein gasförmiges Medium durch die Öffnung 3 im Sockel 2 in Richtung der Oberseite 2b des Sockels 2 geleitet werden.The base 2 also has a centric circular through-flow opening 3 up, extending from the top 2a to the bottom 2 B extends. The base 2 points in the area of the opening 3 a stop surface 2d up to which a tubular heating element with a circular cross-section in the region of the top 2a of the pedestal 2 in the pedestal 2 can be plugged. The diameter of the circular opening 3 thus changes abruptly in the area of the stop surface 2d , On the stop surface 2d of the pedestal 2 there are noses 5a , which serve as torsion protection for an inserted heating element. The noses 5a but can also be omitted. Starting from the bottom 2 B of the pedestal 2 can be a gaseous medium through the opening 3 in the pedestal 2 in the direction of top 2 B of the pedestal 2 be directed.

Weiterhin weist der Sockel 2 zwei Aussparungen 4a, 4b auf, in welche jeweils ein metallischer Federkontakt 6a, 6b gesteckt ist. Die Federkontakte 6a, 6b befinden sich über ihre gesamte Länge innerhalb des elektrisch isolierenden Sockels 2, der als Berührungsschutz fungiert und das Bedienpersonal vor einem Kontakt mit den Federkontakten 6a, 6b schützt. Die Federkontakte 6a, 6b sind in den Aussparungen 4a, 4b mechanisch fixiert.Furthermore, the pedestal has 2 two recesses 4a . 4b on, in each of which a metallic spring contact 6a . 6b is plugged. The spring contacts 6a . 6b are located over their entire length within the electrically insulating base 2 , which acts as a contact protection and the operator from contact with the spring contacts 6a . 6b protects. The spring contacts 6a . 6b are in the recesses 4a . 4b mechanically fixed.

Die Federkontakte 6a, 6b weisen jeweils ein erstes Ende 16a, 16b auf, das zur Oberseite 2a des Sockels 2 zeigt. Die ersten Enden 16a, 16b liegen in der Öffnung 3 frei zugänglich vor, so dass ein Heizelement dazwischen eingeschoben werden kann und Anschlusskontakte, die auf der äußeren Umfangsfläche des Heizelements angeordnet sind, mit den Federkontakten 6a, 6b unmittelbar zusammentreffen und mit diesen kontaktiert werden können. Die Federkontakte 6a, 6b weisen weiterhin jeweils ein zweites Ende 16c, 16d auf, das zur Unterseite 2b des Sockels 2 zeigt und als Hülse ausgebildet ist, die zur Aufnahme und Kontaktierung eines elektrischen Anschlussdrahts dient.The spring contacts 6a . 6b each have a first end 16a . 16b on that to the top 2a of the pedestal 2 shows. The first ends 16a . 16b lie in the opening 3 freely accessible, so that a heating element can be inserted therebetween and terminal contacts, which are arranged on the outer peripheral surface of the heating element, with the spring contacts 6a . 6b can meet directly and be contacted with them. The spring contacts 6a . 6b continue to each have a second end 16c . 16d on that to the bottom 2 B of the pedestal 2 shows and is designed as a sleeve which serves for receiving and contacting an electrical connection wire.

In der Mantelfläche 2b des Sockels 2 befindet sich hier eine Nut 2e, die als Ringnut ausgebildet ist und in welche eine Metallmanschette 7 eingelegt ist. Die Ringnut und die Metallmanschette 7 sind zur Bildung der Anschlussanordnung 1 nicht unbedingt erforderlich und können auch weggelassen werden.In the lateral surface 2 B of the pedestal 2 there is a groove here 2e , which is formed as an annular groove and in which a metal sleeve 7 is inserted. The annular groove and the metal collar 7 are for forming the terminal assembly 1 not essential and can be omitted.

1b zeigt eine Draufsicht auf die Anschlussanordnung 1, wie sie in 1a beschrieben ist. In dieser Ansicht sind der Umfang des Sockels 2, welcher durch die Mantelfläche 2c bestimmt ist, sowie die zentrisch angeordnete durchgehende Öffnung 3 deutlich zu erkennen. Der Umfang des Sockels 2 beschreibt hier keinen Kreis, sondern weist im Hinblick auf die von der Metallmanschette 7 vorgegebene Kreisform weitere Öffnungen 30a, 30b, 30c, 30d auf. Wird die Anschlussanordnung 1 in ein Schutzrohr eingesetzt (siehe 2), so ermöglichen es die weiteren Öffnungen 30a–d, ein gasförmiges Medium nicht nur durch die zentrische Öffnung 3, sondern auch zwischen dem Schutzrohr und dem Sockel 2 durch die weiteren Öffnungen 30a–d ausgehend von der Unterseite 2b des Sockels 2 in Richtung eines Heizelements hindurchströmen zu lassen. Ein in die Anschlussanordnung eingestecktes rohrförmiges Heizelement ist somit von einem gasförmigen Medium, das durch die zentrische Öffnung 3 im Sockel 2 geleitet wird, durchströmbar und von einem gasförmigen Medium, das durch die weiteren Öffnungen 30a–d im Sockel 2 geleitet wird, umströmbar. 1b shows a plan view of the terminal assembly 1 as they are in 1a is described. In this view are the perimeter of the pedestal 2 , which through the lateral surface 2c is determined, and the centrally arranged through opening 3 clearly visible. The circumference of the pedestal 2 here does not describe a circle, but points with respect to that of the metal cuff 7 given circular shape further openings 30a . 30b . 30c . 30d on. Will the connection arrangement 1 inserted into a protective tube (see 2 ), so allow the other openings 30a -D, a gaseous medium not only through the centric opening 3 but also between the protective tube and the base 2 through the other openings 30a -D starting from the bottom 2 B of the pedestal 2 to flow in the direction of a heating element. A tubular heating element inserted in the connection arrangement is thus of a gaseous medium passing through the centric opening 3 in the pedestal 2 is passed, permeable and by a gaseous medium through the other openings 30a -D in the socket 2 is passed, umströmbar.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung 200 umfassend eine Anschlussanordnung 1 gemäß den 1a und 1b sowie ein rohrförmiges elektrisches Heizelement 100. Das Heizelement 100 weist in Richtung seiner Längsachse gesehen einen kreisrunden Querschnitt auf und besitzt zwei Enden, wobei ein Ende zwischen die ersten Enden 16a, 16b der Federkontakte 6a, 6b in den Sockel 2 der Anschlussanordnung 1 bis zur Anschlagsfläche 2b eingesteckt ist. Das eingesteckte Ende des Heizelements 100 ist in der Anschlussanordnung 1 durch Klemmung mechanisch fixiert und weist an seiner Stirnfläche Ausnehmungen auf, in welche die Nasen 5a des Sockels 2 einrasten und das Heizelement 100 gegen ein Verdrehen in der Anschlussanordnung 1 sichern. An dem, der Anschlussanordung 1 abgewandten Ende des Heizelements 100 befindet sich ein hier nicht im Detail dargestellter elektrischer Heizleiter, der über ebenfalls nicht gesondert dargestellte Anschlusskontakte elektrisch kontaktiert ist, welche sich auf der äußeren Umfangsfläche des Heizelements 100 im Bereich des in die Anschlussanordnung 1 eingesteckten Endes des Heizelements 100 befinden. Die ersten Enden 16a, 16b der Federkontakte 6a, 6b befinden sich in direktem mechanischen und elektrischen Kontakt mit den Anschlusskontakten des Heizleiters. 2 shows a cross section through a device 200 comprising a connection arrangement 1 according to the 1a and 1b and a tubular electric heating element 100 , The heating element 100 As seen in the direction of its longitudinal axis has a circular cross-section and has two ends, with one end between the first ends 16a . 16b the spring contacts 6a . 6b in the pedestal 2 the connection arrangement 1 up to the stop surface 2 B is plugged in. The inserted end of the heating element 100 is in the connection arrangement 1 mechanically fixed by clamping and has recesses on its end face into which the noses 5a of the pedestal 2 engage and the heating element 100 against twisting in the connection arrangement 1 to back up. At that, the connection arrangement 1 remote end of the heating element 100 There is a not shown here in detail electrical heating conductor, which is contacted via likewise not separately shown terminal contacts, which are located on the outer peripheral surface of the heating element 100 in the area of the in the connection arrangement 1 inserted end of the heating element 100 are located. The first ends 16a . 16b the spring contacts 6a . 6b are in direct mechanical and electrical contact with the connecting contacts of the heating conductor.

Die zweiten Enden 16c, 16d der Federkontakte 6a, 6b sind als Hülsen ausgebildet, welche mit Anschlussdrähten 20a, 20b elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden sind. Die Anschlussanordnung 1 weist hier weiterhin ein metallisches Schutzrohr 10 auf, das den Sockel 2 umgibt und im Bereich der Unterseite 2b des Sockels 2 überragt. Hierbei sind entweder Anschlussdrähte 20a, 20b zu verwenden, die eine elektrisch isolierende Oberfläche aufweisen, um einen elektrisch leitenden Kontakt zum metallischen Schutzrohr 10 zu verhindern. Alternativ dazu kann das Schutzrohr 10 zumindest auf seiner Innenseite eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweisen. Eine weitere Möglichkeit besteht auch darin, den Hohlraum zwischen dem Schutzrohr 10 und den Anschlussdrähten 20a, 20b mit einem elektrisch isolierenden und temperaturbeständigen Material, wie beispielsweise oxidmetallischen Pulverschüttungen oder Sauereisenzement, auszufüllen, um einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen den Anschlussdrähten 20a, 20b und dem metallischen Schutzrohr 10 zu verhindernThe second ends 16c . 16d the spring contacts 6a . 6b are formed as sleeves, which with connecting wires 20a . 20b electrically conductive and mechanically firmly connected. The connection arrangement 1 here still has a metallic protective tube 10 on top of that, the pedestal 2 surrounds and in the area of the bottom 2 B of the pedestal 2 surmounted. These are either connecting wires 20a . 20b to use, which have an electrically insulating surface to an electrically conductive contact with the metallic protective tube 10 to prevent. Alternatively, the protective tube 10 have at least on its inside an electrically insulating coating. Another possibility is the cavity between the protective tube 10 and the connecting wires 20a . 20b with an electrically insulating and temperature-resistant material, such as oxide-metallic powder beds or Sauereisenzement filled to make an electrically conductive contact between the leads 20a . 20b and the metallic protective tube 10 to prevent

Der vergrößerte Bereich der Vorrichtung 200 zeigt die Metallmanschette 7 in der Ringnut des Sockels 2, welche mit dem metallischen Schutzrohr 10 im Bereich der im Schutzrohr 10 vorgesehenen Öffnungen 10a durch Punktschweißen verschweißt ist. Das Schutzrohr 10 ist dadurch mechanisch fest am Sockel 2 fixiert.The enlarged area of the device 200 shows the metal cuff 7 in the annular groove of the base 2 , which with the metallic protective tube 10 in the area of the protective tube 10 provided openings 10a welded by spot welding. The protective tube 10 is thus mechanically fixed to the base 2 fixed.

Das rohrförmige Heizelement 100 ist zentrisch in der Anschlussanordnung fixiert, so dass die zentrische Öffnung 3 im Sockel 2 mit der Rohröffnung 101 im Heizelement 100 fluchtend angeordnet ist. Ein gasförmiges Medium, das von der Unterseite 2b des Sockels 2 in die Öffnung 3 im Sockel 2 geleitet wird, durchströmt somit die Rohröffnung 101 des Heizelements 100 und verlässt das Heizelement 100 an seinem der Anschlussanordnung 1 abgewandten Ende.The tubular heating element 100 is centrally fixed in the connection arrangement, so that the centric opening 3 in the pedestal 2 with the pipe opening 101 in the heating element 100 is arranged in alignment. A gaseous medium coming from the bottom 2 B of the pedestal 2 in the opening 3 in the pedestal 2 is passed, thus flows through the pipe opening 101 of the heating element 100 and leaves the heating element 100 at its the connection arrangement 1 opposite end.

3 zeigt die Vorrichtung gemäß 2 in einer dreidimensionalen Seitenansicht. In dieser Ansicht sind die weiteren Öffnungen 30a–d zu erkennen, die sich zwischen dem Sockel 2 und dem Schutzrohr 10 erstrecken. Ein gasförmiges Medium, das von der Unterseite 2b des Sockels 2 in die weiteren Öffnungen 30a–d im Sockel 2 geleitet wird (siehe auch 2), umströmt somit den Sockel 2 und tritt im Bereich der Oberseite 2a des Sockels 2 aus dem Schutzrohr 10 aus. Ist das Schutzrohr 10 derart ausgebildet, dass es die Oberseite 2a des Sockels 2 überragt und das Heizelement 100 zumindest über einen Teil seiner Länge umgibt (hier nicht dargestellt), so umströmt das gasförmige Medium die äußere Umfangsfläche des Heizelements 100 in dem vom Schutzrohr 10 umhüllten Bereich. 3 shows the device according to 2 in a three-dimensional side view. In this view are the other openings 30a -D to recognize itself between the pedestal 2 and the protective tube 10 extend. A gaseous medium coming from the bottom 2 B of the pedestal 2 in the other openings 30a -D in the socket 2 is directed (see also 2 ), thus flows around the base 2 and occurs in the area of the top 2a of the pedestal 2 from the protective tube 10 out. Is the protective tube 10 designed so that it is the top 2a of the pedestal 2 surmounted and the heating element 100 surrounds at least over part of its length (not shown here), so flows around the gaseous medium, the outer peripheral surface of the heating element 100 in the protective tube 10 covered area.

Die Vorrichtung 200 wird beispielsweise zum Zünden von festen Brennstoffen verwendet. Dazu werden die Anschlussdrähte 20a, 20b mit einer Stromquelle (230 V) verbunden. Der Strom fließt durch einen der Anschlussdrähte 20a, 20b, in das damit verbundene Federelement 6a, 6b, weiter in den mit dem jeweiligen Federelement 6a, 6b kontaktierten Anschlusskontakt des Heizleiters, durch den Heizleiter des Heizelements hindurch, welcher sich dadurch erhitzt, und schließlich zurück in den anderen Federkontakt und Anschlussdraht.The device 200 For example, it is used to ignite solid fuels. These are the connecting wires 20a . 20b connected to a power source (230 V). The current flows through one of the connecting wires 20a . 20b , in the associated spring element 6a . 6b , continue in with the respective spring element 6a . 6b contacted terminal of the heating conductor, through the heating conductor of the heating element through which heats up, and finally back into the other spring contact and connecting wire.

Die 1a bis 3 zeigen eine Anschlussanordnung 1, die zur Kontaktierung eines rohrförmigen Heizelements 100 mit einem kreisringförmigen Querschnitt eingerichtet ist. Diese Ausführungsform ist aufgrund ihrer hohen mechanischen Stabilität bevorzugt.The 1a to 3 show a connection arrangement 1 for contacting a tubular heating element 100 is set up with a circular cross-section. This embodiment is preferred because of its high mechanical stability.

Für einen Fachmann ist es allerdings in Kenntnis der Erfindung ohne weiteres möglich, andere Anschlussanordnungen, die zur Aufnahme von rohrförmigen Heizelementen mit anderen Querschnitten, wie beispielsweise rechteckigen, vieleckigen, ovalen Querschnitten, bereitzustellen.For one A person skilled in the art, however, is readily aware of the invention possible, other connection arrangements for receiving tubular heating elements with other cross sections, such as rectangular, polygonal, oval cross sections, provide.

Ein rohrförmiges Heizelement kann dabei generell eine einzelne Rohröffnung oder eine Vielzahl an Rohröffnungen, insbesondere wabenförmige Rohröffnungen, aufweisen, wobei gegebenenfalls eine Anpassung des Designs und der Anordnung der mindestens einen durchströmbaren Öffnung im Sockel zu erfolgen hat. Auch eine derartige Maßnahme ist vom Fachmann ohne weiteres durchführbar.One tubular Heating element can generally a single pipe opening or a variety of tube openings, in particular honeycomb pipe openings, where appropriate, an adaptation of the design and the Arrangement of at least one permeable opening in the base to be done Has. Such a measure is also by the skilled person readily feasible.

Claims

Connection arrangement ( 1 ) for the electrical connection of electrically conductive connection contacts of an electrical heating conductor on a tubular electric heating element ( 100 ), characterized in that the connection arrangement ( 1 ) at least two elongate metallic spring contacts ( 6a . 6b ) and an electrically insulating base ( 2 ) with a top side ( 2a ) and a bottom ( 2 B ), wherein the upper side ( 2a ) of the socket ( 2 ) for receiving one end of the tubular heating element ( 100 ) is formed, that the base ( 2 ) between the top ( 2a ) and the underside ( 2 B ) at least one continuous, through-flowable opening ( 3 ), and that the base ( 2 ) at least two recesses ( 4a . 4b ), wherein in each of the recesses ( 4a . 4b ) one each of the at least two metallic spring contacts ( 6a . 6b ) is fixed, wherein the recesses ( 4a . 4b ) are aligned such that a first end ( 16a . 16b ) of each of the spring contacts ( 6a . 6b ) in the direction of the top ( 2a ) and a second end ( 16c . 16d ) of each of the spring contacts ( 6a . 6b ) towards the bottom ( 2 B ), the first ends ( 16a . 16b ) of the at least two spring contacts ( 6a . 6b ) in the area of the upper side ( 2a ) of the socket ( 2 ) are freely accessible.

Connection arrangement according to claim 1, characterized in that the first ends ( 16a . 16b ) of the at least two spring contacts ( 6a . 6b ) are formed such that one end of the tubular heating element ( 100 ) between the first ends ( 16a . 16b ) of the spring contacts ( 6a . 6b ) is inserted in such a way that a clamping connection between the heating element ( 100 ) and the first ends ( 16a . 16b ) can be formed.

Connection arrangement according to claim 1 or claim 2, characterized in that the second ends ( 16c . 16d ) of the spring contacts ( 6a . 6b ) each as sleeves for receiving an electrical connection cable ( 20a . 20b ) and forming an electrically conductive plug-in or crimp or crimp connection between the respective spring contact ( 6a . 6b ) and electrical connection cable ( 20a . 20b ) are formed.

Connection arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base ( 2 ) is formed of an electrically insulating ceramic material.

Connection arrangement according to claim 4, characterized in that the base ( 2 ) is formed of Al ₂ O ₃ .

Connection arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metal elastic spring contacts ( 6a . 6b ) are formed of high temperature resistant metal, in particular high temperature resistant stainless steel.

Connection arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the base ( 2 ) a lateral surface ( 2c ) having the top side ( 2a ) with the underside ( 2 B ) of the socket ( 2 ) and from the bottom ( 2 B ) or top side ( 2a ) of the socket ( 2 ) seen from a perimeter of the base ( 2 ), wherein the lateral surface ( 2c ) of the socket ( 2 ) of a metallic protective tube ( 10 ) that surrounds the pedestal ( 2 ) at least on the underside ( 2 B ) surmounted.

Connection arrangement according to claim 7, characterized in that the base ( 2 ) with the protective tube ( 10 ) is mechanically firmly connected.

Connection arrangement according to claim 7, characterized in that in the lateral surface ( 2c ) of the socket ( 2 ) one the size of the base ( 2 ) at least partially following groove ( 2e ) is arranged.

Connection arrangement according to claim 9, characterized in that the groove ( 2e ) one around the base ( 2 ) is circumferential annular groove.

Connection arrangement according to one of claims 9 or 10, characterized in that in the groove ( 2e ) at least one metal foil is inserted.

Connection arrangement according to claim 10, characterized in that in the annular groove a metal sleeve ( 7 ) is inserted.

Connection arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the protective tube ( 10 ) with the metal foil or the metal sleeve ( 7 ) is welded.

Connection arrangement according to one of claims 7 to 13, characterized in that the circumference of the base ( 2 ) is formed such that between the base ( 2 ) and the metallic protective tube ( 10 ) at least one further continuous through-flowable opening ( 30a . 30b . 30c . 30d ) between the top ( 2a ) and the underside ( 2 B ) of the socket ( 2 ) is trained.

Contraption ( 200 ) comprising a connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 14 and a tubular electric heating element ( 100 ) for firing solid fuel, in particular for igniting renewable fuels, in particular pellets, wood chips or logs made of wood or other biomass.