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Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Zu dieser Klasse von elektrischen Heizvorrichtungen gehören insbesondere Rohrwendelpatronen.
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Es gibt eine Vielzahl derartiger elektrischer Heizvorrichtungen, bei denen ein unbeheizter Bereich zur Verfügung gestellt werden soll. Dabei ist der Begriff „unbeheizter Bereich“ nicht in einem idealen Sinn zu verstehen, denn ein Stromfluss durch einen Draht mit einem Widerstand führt bekanntermaßen stets zu einer Erwärmung, sondern in einem realistischen Sinn, d.h. als ein Bereich, in dem die abgegebene Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung deutlich geringer ist, als die Nenn-Heizleistung der Heizvorrichtung pro Längeneinheit der beheizten Zone, für deren Erbringung sie ausgelegt ist. In elektrischen Heizvorrichtungen mit einem von außen mit einem elektrischen Heizelement bewickelten Wickelkörper ist in einem unbeheizten Bereich keine Windung des Heizelements vorhanden.
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In diesen Fällen ist eine übliche Vorgehensweise, das eigentliche elektrische Heizelement, z.B. einen Widerstandsdraht, nicht den gesamten rohrförmigen Metallmantel durchqueren zu lassen, sondern über ebenfalls zumindest abschnittsweise im rohrförmigen Metallmantel angeordnete Anschlussdrähte mit Strom zu versorgen. Ein erstes notorisches Problem, das besonders oft bei Niederspannungsanwendungen anzutreffen ist, besteht dabei darin, eine einfache und prozesssichere elektrische Kontaktierung zwischen Anschlussdraht und elektrischem Heizelement zu gewährleisten. Ein zweites notorisches Problem liegt darin, auf kleinem Bauraum auch in Fällen, in denen hohe Ströme fließen müssen, eine möglichst geringe Erwärmung des unbeheizten Bereichs zu erreichen. Dies gilt insbesondere deshalb, weil die elektrisch gut leitenden Materialien, die sich für eine Verwendung als Anschlussdraht anbieten, wenn man die Erwärmung dieses Bereichs vermeiden, relativ schlecht mit den üblichen Heizleitermaterialien kontaktierbar sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine elektrische Heizvorrichtung mit einem unbeheizten Bereich mit verbesserter elektrischer Kontaktierung und reduzierter Erwärmung des unbeheizten Bereichs auch bei hohen Strömen anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung hat einen rohrförmigen Metallmantel, einen im Inneren des rohrförmigen Metallmantels angeordneten Isolierstoffkörper, der von mindestens einer tunnelartigen Öffnung durchsetzt wird, ein elektrischen Heizelement, das zumindest mit einem Abschnitt in der tunnelartigen Öffnung verläuft und einen Anschlussdraht zur unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Kontaktierung und Versorgung des elektrischen Heizelements, der ebenfalls zumindest mit einem Abschnitt in der tunnelartigen Öffnung verläuft.
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Der guten Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass ein rohrförmiger Metallmantel nicht zwingend einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen muss, sondern dieser frei ist.
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Mit dem Begriff „tunnelartige Öffnung“ ist dabei eine Öffnung gemeint, die den Isolierstoffkörper von einer Stirnseite zur anderen, also im Wesentlichen in Verlaufsrichtung des rohrförmigen Metallmantels durchsetzt. Ein Beispiel wäre beispielsweise eine Bohrung, die den Isolierstoffkörper in der beschriebenen Seite durchsetzt; im Gegensatz zum üblicherweise kreisförmigen Querschnitt einer Bohrung ist aber der Querschnitt einer tunnelartigen Öffnung frei wählbar.
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Zusätzlich ist darauf hinzuweisen, dass eine tunnelartige Öffnung im Sinne dieser Beschreibung durchaus auch Durchbrechungen der Tunnelwand aufweisen kann, insbesondere in radialer Richtung nach außen hin, so dass die tunnelartige Öffnung Stellen aufweisen kann, die aus Richtung der Oberfläche des Isolierstoffkörpers zugänglich sind.
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Erfindungswesentlich ist, dass die in der tunnelartigen Öffnung verlaufenden Abschnitte des elektrischen Heizelements und des Anschlussdrahts einander in einem Kontaktbereich zumindest abschnittsweise überlappen, wobei der Kontaktbereich in einem unbeheizten Abschnitt der elektrischen Heizvorrichtung liegt.
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Unter dem Begriff „überlappen“ ist dabei zu verstehen, dass die entsprechenden Abschnitte in etwa parallel zueinander verlaufen und in Kontakt miteinander stehen. Im Gegensatz zu bekannten Kontaktierungsmöglichkeiten, bei denen elektrisches Heizelement und unbeheizter Abschnitt mit ihren Stirnbereichen aneinander angrenzend angeordnet und verbunden sind, wird auf diese Weise die Kontaktfläche vergrößert, so dass Übergangswiderstände effektiv reduziert werden und eine zuverlässigere, reproduzierbarere und ausfallsicherere Kontaktierung insbesondere auch bei Materialpaarungen, die schwierig miteinander zu verbinden, insbesondere hochtemperaturbeständig und ohne Verunreinigung von Isolierstoff, beispielsweise MgO, wie sie z.B. bei Verwendung von Flussmitteln beim Löten entstehen, kann schwierig miteinander zu verbinden sind, also beispielsweise schwierig miteinander zu verschweißen sind, zu verschweißen sind, erreicht wird.
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Der Anschlussdraht, der im Kontaktbereich mit dem Abschnitt des elektrischen Heizelements überlappt, muss nicht unbedingt ganz aus dem rohrförmigen Mantel hinausführen, sondern kann mit einem weiteren Anschlussdraht verbunden sein, der dies tut. Eine solche Konstellation ist gemeint, wenn von einer mittelbaren elektrischen Kontaktierung die Rede ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die überlappenden Abschnitte des elektrischen Heizelements und des Anschlussdrahts durch Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen miteinander verbunden. Mit anderen Worten sind also Widerstandsschweißstellen oder Ultraschallschweißstellen vorhanden, die die überlappenden Abschnitte des elektrischen Heizelements und des Anschlussdrahts durch Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen miteinander verbinden. Diese Schweißverfahren sind geeignet, um auch zwischen Widerstandslegierungen und hervorragenden elektrischen Leitern wie Kupfer oder Nickel Schweißverbindungen herzustellen. Zudem kann beim Widerstandsschweißen eine Schweißüberwachung, z.B. durch eine Schweißstrommessung, beim Schweißen einer überlappenden Anordnung von elektrischem Heizelement und Anschlussdraht realisiert werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest im Kontaktbereich zumindest einer der Abschnitte des elektrischen Heizelements oder des Anschlussdrahts auf seiner dem anderen der Abschnitte des Anschlussdrahts oder des elektrischen Heizelements zugewandten Seite abgeflacht ist. Eine Abflachung kann dabei bereits vorliegen, wenn eine geringere Krümmung als die Krümmung eines Kreises mit entsprechendem Radius vorliegt, also z.B. auf der schwächer gekrümmten Seite einer Ellipse; bevorzugt ist allerdings, wenn auf diesem Abschnitt die entsprechende Seite im Wesentlichen eben verläuft und keine Krümmung aufweist.
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Es zeigt sich, dass bereits durch die Abflachung eines der an der Verbindung beteiligten Abschnitte eine signifikante Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Eigenschaften des elektrischen Kontakts bewirkt und somit die Prozesssicherheit entscheidend verbessert wird.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das elektrische Heizelement und/oder der Anschlussdraht aus einem Flachbandmaterial gefertigt sind; also die durch einen rechteckigen Querschnitt gekennzeichnete Geometrie eines Flachbands aufweisen. Auf diese Weise ist eine Nachbearbeitung des Materials nicht mehr notwendig, während gleichzeitig vor dem Herstellen der elektrischen Verbindung, sei es durch Verpressen oder durch Verschweißen, Verlöten oder Vercrimpen, eine exakte Positionierung der zu verbindenden Leiterabschnitte durch simples Aufeinanderlegen auf einfachste Weise realisierbar ist, was noch mehr Prozesssicherheit schafft.
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Gleichzeitig ist die verfügbare Kontaktfläche deutlich vergrößert. Während zwei überlappende Leiter mit kreisförmigem Querschnitt im Wesentlichen einen Linienkontakt bilden (was im Vergleich zum punktförmigen Kontakt bei einer Verbindung der Stirnseiten auf Stoß miteinander bereits eine Verbesserung darstellt), kann so ein Flächenkontakt hergestellt werden, der zudem relativ unempfindlich gegenüber kleinen Positionsabweichungen ist.
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Insbesondere können bei einer Ausgestaltung als Flachbandmaterial zumindest abschnittsweise das elektrische Heizelement und/oder ein oder mehrere Anschlussdrähte aus Flachbandmaterial übereinander angeordnet werden, um unter optimaler Ausnutzung des Querschnitts der tunnelartigen Öffnung die Eigenschaften eines unbeheizten Bereichs zu optimieren. So können beispielsweise zwei, drei oder vier Anschlussdrähte aus Flachbandmaterial übereinander angeordnet und miteinander elektrisch kontaktiert werden.
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Dabei können insbesondere übereinander angeordnete Anschlussdrähte aus Flachbandmaterial aus gleichen oder aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das elektrische Heizelement U-förmig und beide Schenkel des U sind jeweils in eine tunnelartige Öffnung des Isolierstoffkörpers eingeführt und dort in einem Kontaktbereich mit einem Anschlussdraht kontaktiert, wobei in jedem Kontaktbereich zumindest einer der Abschnitte des elektrischen Heizelements oder des Anschlussdrahts auf seiner dem anderen der Abschnitte des Anschlussdrahts oder des elektrischen Heizelements zugewandten Seite abgeflacht ist. Das Hindurchführen von langen Leiterabschnitten durch die tunnelartigen Öffnungen im Isolierstoffkörper ist mit einem hohen Zeitaufwand verbunden, der auf die beschriebene Weise erheblich reduziert werden kann. Zudem können auf diese Weise auch elektrische Heizvorrichtungen geschaffen werden, bei denen das Anschlusskabel direkt aus dem rohrförmigen Mantel herausgeführt wird, ohne dass eine weitere elektrische Verbindung hergestellt werden muss.
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Sieht man im Kontaktbereich des tunnelartigen Öffnungen ein Fenster im Isolierstoffkörper vor, das den Zugang zur tunnelartigen Öffnung insbesondere aus radialer Richtung an dieser Stelle erlaubt, kann auch eine Verbindung durch Schweißen, Löten oder Crimpen an dieser Stelle realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weicht der Querschnitt mindestens einer tunnelartigen Öffnung von einer Kreisform ab. Beispielsweise kann er oval oder halbkreisförmig geformt sein. Dadurch wird eine Optimierung des Querschnitts der Leiter, also des elektrischen Heizelements und des Anschlussdrahts, möglich, was wichtig ist, um einen möglichst hohen Stromtransport bei möglichst geringer Erwärmung realisieren zu können. Solche komplexer gestalteten Isolierstoffkörper lassen sich beispielsweise als Strangpressprofil oder mittels Keramik-Spritzgussverfahren realisieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Anschlussdrähte mit demselben Abschnitt eines Heizelements verbunden sind, von denen einer stirnseitig an das Heizelement stößt und der andere zumindest abschnittsweise mit dem Heizelement überlappt. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der stirnseitig an das Heizelement anstoßende Anschlussdraht, der insbesondere vorzugsweise dieselbe Dicke wie das elektrische Heizelement aufweist, dann den zweiten Anschlussdraht, der im Kontaktbereich mit dem elektrischen Heizelement überlappt, positioniert und stabilisiert, so dass ein ebenes Aufeinanderliegen abgeflachter Flächen im Kontaktbereich weiter gefördert wird.
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Besonders bevorzugt ist es dann, wenn man sicherstellen möchte, dass möglichst wenig Heizleistung in einem gegebenen Abschnitt der elektrischen Heizvorrichtung abgegeben wird, dass es einen Abschnitt im Inneren des rohrförmigen Metallmantels gibt, in dem das Heizelement und ein Anschlussdraht oder zwei Anschlussdrähte parallel zueinander und in elektrischem Kontakt miteinander verlaufen, um eine unbeheizte Zone zu bilden.
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Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der Kontaktbereich in keramische Isoliermasse oder Magnesiumoxid eingebettet und vorzugsweise verdichtet ist.
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Die Kontaktfläche kann maximiert und somit der Einfluss etwaiger lokaler Kontaktprobleme minimierte werden, wenn der Kontaktbereich eine größere Länge als Breite aufweist.
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Besonders hoch ist die Relevanz der Erfindung für solche elektrischen Heizvorrichtungen, bei denen Heizelement und der Anschlussdraht oder die Anschlussdrähte nicht gewickelt sondern gerade verlaufen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
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1a: Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elektrische Heizvorrichtung,
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1b: eine erste Detailvergrößerung eines Schnitts in der Bildebene durch das Ausführungsbeispiel aus 1a,
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1c: eine zweite Detailvergrößerung eines Schnitts in der Bildebene durch das Ausführungsbeispiel aus 1a,
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1d: die elektrische Heizvorrichtung aus 1a in einer möglichen Einsatzkonfiguration,
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1e: einen Querschnitt durch einen Kontaktbereich der elektrischen Heizvorrichtung aus 1a in Richtung senkrecht zu ihrer Verlaufsrichtung,
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2a: ein zweites Ausführungsbeispiel für eine elektrische Heizvorrichtung,
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2b: eine erste Detailvergrößerung eines Schnitts in der Bildebene durch das Ausführungsbeispiel aus 2a,
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2c: eine zweite Detailvergrößerung eines Schnitts in der Bildebene durch das Ausführungsbeispiel aus 2a,
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2d: die Anordnung von elektrischem Heizelement und Anschlussdrähten der elektrischen Heizvorrichtung aus 2a, und
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2e: eine Variante der Anordnung aus 2d.
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3a: einen Querschnitt durch ein erstes Beispiel für einen Isolierstoffkörper einer elektrischen Heizvorrichtung,
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3b: einen Querschnitt durch ein zweites Beispiel für einen Isolierstoffkörper einer elektrischen Heizvorrichtung,
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3c: einen Querschnitt durch ein drittes Beispiel für einen Isolierstoffkörper einer elektrischen Heizvorrichtung,
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3d: einen Querschnitt durch ein viertes Beispiel für einen Isolierstoffkörper einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
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3e: einen Querschnitt durch ein fünftes Beispiel für einen Isolierstoffkörper einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung,
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4a: ein erstes Beispiel für einen Kontaktbereich zwischen elektrischem Heizelement und Anschlussdraht,
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4b: ein zweites Beispiel für einen Kontaktbereich zwischen elektrischem Heizelement und Anschlussdraht,
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4c: ein drittes Beispiel für einen Kontaktbereich zwischen elektrischem Heizelement und Anschlussdraht,
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4d: ein viertes Beispiel für einen Kontaktbereich zwischen elektrischem Heizelement und Anschlussdraht, und
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4e: ein fünftes Beispiel für einen Kontaktbereich zwischen elektrischem Heizelement und Anschlussdraht.
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1a zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine elektrische Heizvorrichtung 100 in Form einer Rohrwendelpatrone, die, wie in 1d dargestellt, für eine Anwendung z.B. in eine gewünschte Form gebogen und/oder gewendelt werden kann und einen unbeheizten Bereich, der in allen Figuren, in denen er erkennbar ist, mit u gekennzeichnet ist, aufweist, sowie mit beidseitigen Anschlüssen 110, 111. Wie man insbesondere der Schnittdarstellung der 1b entnimmt, weist die elektrische Heizvorrichtung 100 einen rohrförmigen Metallmantel 120 auf, in dessen Inneren ein Isolierstoffkörper 130 angeordnet ist, der von einer tunnelartigen Öffnung 140 durchsetzt wird.
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Innerhalb der tunnelartigen Öffnung 140 ist verläuft ein elektrisches Heizelement 141, das an seinem in 1b gezeigten Ende und an seinem anderen Ende, das beispielsweise in demselben Abstand vom Anschluss 111 angeordnet sein kann wie das in 1b gezeigte Ende vom Anschluss 110, jeweils in einem Kontaktbereich K mit einem Abschnitt eines Anschlussdrahts 145 überlappt und mit diesem verbunden, beispielsweise verschweißt ist. Dabei ist im Kontaktbereich K mindestens einer der verbundenen Leiter, also das elektrische Heizelement 141 und/oder der Anschlussdraht 145, abgeflacht ist, wie man besonders gut in der Querschnittsdarstellung der 1e erkennt.
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Weitere mögliche Ausführungen der Querschnitte von elektrischem Heizelement 141 und Anschlussdraht 145 lassen sich beispielsweise den 3a bis 3e entnehmen, wo Anschlussdrähte 315, 316, 325, 326, 335, 336, 345, 346, 355, 356 und Heizelemente 311, 312, 321, 322, 331, 332, 341, 342, 351, 352 angeordnet in Isolierstoffkörpern 310, 320, 330, 340, 350 mit jeweils zwei tunnelartigen Öffnungen 317, 318, 327, 328, 337, 338, 347, 348, 357, 358 dargestellt sind.
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Das in der tunnelartigen Öffnung 140 verbleibende Leervolumen kann mit Isoliermaterial, z.B. MgO-Pulver, gefüllt werden.
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Exemplarisch sind im Isolierstoffkörper 130 im Kontaktbereich K zwei einander gegenüberliegende Fenster 131, 132 dargestellt. Wenn solche Fenster vorhanden sind, ist es möglich, zumindest einen der elektrischen Kontakte zwischen elektrischem Heizelement 141 und Anschlussdraht 145 erst nach dem Einführen dieser Komponenten von verschiedenen Seiten in die tunnelartige Öffnung 140 herzustellen, auch wenn dieser kein Presskontakt sein soll sondern geschweißt, gelötet oder gecrimpt sein soll.
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Wie in der 1c gezeigt ist, führt eine Versorgungsleitung 190 mit elektrischem Leiter 191 in den mit Magnesiumoxid 192 gefüllten Innenraum des Anschlusses 110. Der elektrische Leiter 191 ist dann mit einem Crimpelement 193 mit dem Anschlussdraht 145 verbunden.
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Der Kontaktbereich und der Anschluss 111 auf der rechten Seite der in 1a bis 1e dargestellten elektrischen Heizvorrichtung 100 sind analog aufgebaut.
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Die 2a bis 2e zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektrischen Heizvorrichtung 200, mit rohrförmigem Metallmantel 220 mit Boden 221, im Innenraum des rohrförmigen Metallmantels 220 angeordnetem Isolierstoffkörper 230 mit diesen von Stirnseite zu Stirnseite durchsetzenden tunnelartigen Öffnungen 240, 260, einem U-förmigen elektrischen Heizelement 241 und Anschlussdrähten 245a, 245b, 246a, 246b bei dem nur auf einer Seite ein Anschluss 210 zu einer Versorgungsleitung 290 vorhanden ist.
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Wie in den Darstellungen 2d und der Variante der Darstellung 2e, die sich nur durch die Form des bogenförmigen Endabschnitts 241a, 241b des elektrischen Heizelements unterscheiden, besonders deutlich wird ist, sind bei dieser Ausführungsform sowohl das elektrische Heizelement 241 als auch die Anschlussdrähte 245a, 245b, 246a, 246b jeweils aus einem Flachband-Material hergestellt, dessen Querschnitt gleich ist. Dabei wird für das elektrische Heizelement 241 bevorzugt ein Heizleiter-Werkstoff, wie z.B. eine Nickel-Kupfer-Legierung, eine Nickel-Chrom-Legierung oder eine geeignete Dreistofflegierung verwendet, während die Anschlussdrähte 245a, 245b, 246a, 246b bevorzugt aus gut elektrisch leitenden Materialien, z.B. Cu oder Ni hergestellt sind, um die Leistungsabgabe im Bereich der Anschlussdrähte 245a, 245b, 246a, 246b zu verringern.
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Wie man in den 2d und 2e besonders gut erkennt, sind jeweils zwei Anschlussdrähte 245a, 245b bzw. 246a, 246b jeweils mit einem Endabschnitt des Heizelements 241 verbunden, von denen der Anschlussdraht 245a bzw. 246a jeweils stirnseitig an das Heizelement 241 stößt und der andere Anschlussdraht 245b bzw. 246b im Kontaktbereich K mit dem Heizelement 241 überlappt. Dieser Aufbau macht es besonders einfach, einen definierten und gut leitenden elektrischen Kontakt herzustellen.
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Ferner erkennt man insbesondere in Zusammenschau mit 2c, dass in einem Abschnitt im Inneren des rohrförmigen Metallmantels 220 zwei Anschlussdrähte 245a, 245b bzw. 246a, 246b parallel zueinander und in elektrischem Kontakt miteinander verlaufen, um eine unbeheizte Zone zu bilden, in der der Querschnitt vergrößert und somit der Heizleistungsanfall gering ist.
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In den 3a und 3b sind jeweils Anordnungen von Heizelementen 311, 312, 321, 322 und mit den Heizelementen 311, 312, 321, 322 abschnittsweise überlappenden Anschlussdrähten 315, 316, 325, 326 in tunnelartigen Öffnungen 317, 318, 327, 328 von Isolierstoffkörpern 310, 320 dargestellt. Während dies einen guten Linienkontakt sicherstellen kann, verbleibt noch eine gewisse Problematik für die Prozesssicherheit, die sich daraus ergibt, das hier jeweils zwei runde Leiterabschnitte von Heizelementen 311, 312, 321, 322 und Anschlussdrähten 315, 316, 325, 326 in einer kreisförmigen Bohrung positioniert werden müssen und ein elektrischer Kontakt zwischen ihnen hergestellt werden muss, da ein Verrutschen der relativen Position der Leiterabschnitte leicht möglich ist. Zudem wird der Innenraum 313, 314, 323, 324 der tunnelartigen Öffnungen 317, 318, 327, 328 nicht optimal genutzt.
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Diese Probleme werden in den Ausführungsformen der 3c bis 3e, wo ebenfalls Anschlussdrähte 335, 336, 345, 346, 355, 356 und Heizelemente 331, 332, 341, 342, 351, 352 angeordnet in Isolierstoffkörpern 330, 340, 350 mit jeweils zwei tunnelartigen Öffnungen 337, 338, 347, 348, 357, 358 im Querschnitt durch einen Kontaktbereich K dargestellt sind, vermieden.
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Bedingt dadurch dass im Kontaktbereich mindestens einer der Leiter, also ein Anschlussdraht 335, 336, 345, 346, 355, 356 und/oder ein Heizelement 331, 332, 341, 342, 351, 352 auf seiner dem Leiter, mit dem der Kontakt hergestellt wird, also dem Heizelement 331, 332, 341, 342, 351, 352 oder dem Anschlussdraht 335, 336, 345, 346, 355, 356 zugewandte Seite abgeflacht ist, ist die Positionierung und dementsprechend auch die nachfolgende Kontaktierung sehr viel präziser und viel besser reproduzierbar. Zudem kann durch die Anpassung des Querschnitts der tunnelartigen Öffnungen 337, 338, 347, 348, 357, 358 dieser einerseits besser genutzt werden und andererseits die Einführposition genau definiert werden.
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Wie in den 4a bis 4e dargestellt ist, kann der Kontaktbereich zwischen elektrischen Heizelementen 411, 421, 431, 441, 451 aus einem Heizleiterwerkstoff und gut elektrisch leitenden Anschlussdrähten 415, 425, 426, 435, 445, 446, 455, 456, 457 unterschiedlich ausgestaltet werden. Die einfachste und mit dem geringsten Materialaufwand verbundene Möglichkeit ist in 4a dargestellt, in der einfach ein Überlapp abgeflachter Abschnitte von elektrischem Heizelement 411 und Anschlussdraht 415 hergestellt wird. Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen der 4b bis 4d kann es dabei aber noch dazu kommen, dass wegen einer Verkippung beim Einführen kein flächiger Kontakt vorhanden ist.
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Dies kann dadurch vermieden werden, dass ein zweiter, bevorzugt hinsichtlich seines Querschnitts dem Querschnitt des elektrischen Heizelements 421, 441 angepasster Anschlussdraht 426, 446 verwendet wird, der in stirnseitigen Kontakt mit dem elektrischen Heizelement 421, 441 gebracht ist. Die in 4b dargestellte Variante führt zu unbeheizten Abschnitten der elektrischen Heizvorrichtung, die dem Ideal besonders nahe kommen, bringt aber einen höheren Materialaufwand mit sich als die Variante der 4d. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Heizelement 431 auch im unbeheizten Bereich u weiterzuführen, dort aber im elektrischen Kontakt mit dem gut leitenden Anschlussdraht 435.
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Wird ein noch größerer Querschnitt im unbeheizten Bereich u benötigt, besteht auch, wie in 4e dargestellt ist, die Möglichkeit, neben einem hinsichtlich seines Querschnitts dem Querschnitt des elektrischen Heizelements 451 angepassten Anschlussdraht 456, der in stirnseitigen Kontakt mit dem elektrischen Heizelement 451 gebracht ist und wahlweise aus dem Material des elektrischen Heizelements 451 oder einem elektrisch gut leitenden Material, wie z.B. Kupfer besteht, auch oberhalb und unterhalb jeweils im Überlapp zum elektrischen Heizelement 451 und dem Anschlussdraht 456 angeordnete zusätzliche Anschlussdrähte 455, 457 aus elektrisch gut leitendem Material vorzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100, 200
- elektrische Heizvorrichtung
- 110, 111, 210
- Anschluss
- 120, 220
- rohrförmiger Metallmantel
- 130, 230, 310, 320, 330, 340, 350
- Isolierstoffkörper
- 131, 132
- Fenster
- 140, 240, 260, 317, 318, 327, 328, 337, 338, 347, 348, 357, 358
- tunnelartige Öffnung
- 141, 241, 311, 321, 331, 341, 351, 411, 421, 431, 441, 451
- elektrisches Heizelement
- 145, 245a, 245b, 246a, 246b, 315, 316, 325, 326, 335, 336, 345, 346, 355, 356, 415, 425, 426, 435, 445, 446, 455, 456, 457
- Anschlussdraht
- 190, 290
- Versorgungsleitung
- 191
- elektrischer Leiter
- 192
- Magnesiumoxid
- 193
- Crimpelement
- 221
- Boden
- K
- Kontaktbereich
- u
- unbeheizter Bereich
- A, B
- Detail
