DE2513094B2 - Elektrische Isolierstoffgehäuse-Heizpatrone - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Isolierstoffgehäuse-Heizpatrone, insbesondere für Heißwassergeräte wie Durchlauferhitzer, Kaffee- oder Spülmaschinen od. dgl, zur Erhitzung flüssiger Medien wie Wasser, Ol usw, mit einem Kanalsystem für das zu erhitzende Medium, das über unisolierte Heizwendel in dem Kanalsystem fließt, und bei dem das Heizkörpergehäuse so zweiteilig ausgebildet ist, ein mantelartiges Außenteil ein das Kanalsystem tragendes Innenteil schubladenartig im leicht lösbaren Schiebesitz unter sattem Anliegen der Berührungsteile aufnimmt, wobei die das Kanalsystem bildenden Heizkanäle mindestens einseitig offen, ihre Umlenkstellen in dem Innenteil ausgebildet sind und zwischen Innenteil und Außenteil eine Nut-Feder-Verbindung vorgesehen ist.

Bekannte Heizpatronen (DE-GM 18 10 419) bestehen im wesentlichen aus einem quaderförmigen Gießharzkörper, in dem die Wasser- und damit Heizkanäle in Form sich im wesentlichen in Längsrichtung des Patronenkörpers erstreckender Hohlräume nebeneinanderliegend vorgesehen sind. Um eine genügende Kanallänge zu erzielen, sind die Kanäle hin- und hergehend angeordnet Das Kanalsystem ist von einer Schmalseite des Quaders her durch Bohren von Sacklöchern erzeugt. Diese Schmalseite wird durch eine vorgeschraubte Kopfplatte und zwischengesetzte Isolierung abgedichtet. Auf der gegenüberliegenden Seite befinden sich je eine Eintritts- und eine Austrittsbohrung für das Wasser. Außerdem sind an dieser Quaderschmalseite die elektrischen Kontaktanschlüsse vorgesehen.

Solche Patronen haben zwar ziemlich hohe Heizleistungen bis zu größenordnungsmäßig 10 bis 12 kW, jedoch sind sie relativ kompliziert aufgebaut, was ein Austauschen des Heizwendeis bei dessen Durchbrennen fast unmöglich und die Herstellung, speziell des Kanalsystems, aufwendig macht So müssen die Kanäle in den Quader gebohrt werden, weil dessen einstückige Ausbildung ein Entformen einer Spritz- oder Gießform, in der die Kanäle mit eingeformt würden, unmöglich macht So müssen drei Sacklöcher in Quaderlängsrichtung gebohrt werden, deren beide äußeren gleichen Durchmesser aufweisen, ein zentrales jedoch einen größeren Durchmesser als jene hat Diese zentrale Bohrung wird mittels einer Einsteckplatte geteilt Das Einführen der Heizwendel in ein so hergestelltes Kanalsystem erfordert hohe handwerkliche Fähigkeiten und spezielle Werkzeuge, um die Heizleiterwindungen beim Einschieben nicht zu beschädigen; zudem muß an den Umkehrpunkten der Heizleiter gereckt und geknickt werden, wodurch er dort eine zusätzliche Belastung erleidet und infolge engen Anliegens an die Wandung leicht in die Wandung »einbrennt«. Da auch ein Herausnehmen des Heizleiters nicht ohne weiteres möglich ist, kommt nur der Austausch der kompletten Heizpatrone in Frage. Nun muß man jedoch bedenken, daß bei derartigen Heizpatronen ein Durchbrennen der Heizwendel gar zu leicht eintritt, wenn z. B. aus irgendwelchen funktionstechnischen Gründen der Wasserstrom unterbrochen ist, gleichzeitig aber der Schalter für die Stromzufuhr eingeschaltet bleibt Außerdem entstehen durch das Anbohren der Heizkanäle an den Umlenkstellen Ecken, in denen die Flüssigkeit einen Stau bildet und sich Luftblasen anlagern können, die insbesondere bei niedrigem Wasserdruck bzw. geringem Durchsatz leicht zu einem Ausglühen und Durchbrennen der hochbelasteten Heizwendel führen können. Schließlich müssen nach dem Bohren die Kanäle peinlich genau gesäubert werden, da verbliebene Bohrspäne entweder zu Stauungen im Flüssigkeitsfluß oder zum Verschmoren und damit zu einem leichteren Durchbrennen des Heizleiter^ führen.

Demgegenüber verbessert sind Heizpatronen der eingangs beschriebenen Art, die einem älteren Vorschlag der Anmelderin (DE-OS 23 16 425) entsprechen und die ihnen zugrunde liegende Aufgabe, insbesondere in fertigungstechnischer Hinsicht, sehr gut erfüllen, so daß mit ihnen eine Vielzahl von Vorteilen zu erreichen ist, jedoch können bei dieser schubladenartigen Ausbildung unter bestimmten Umständen Schwierigkeiten in der exakten Abdichtung des Kanalsystems eintreten. Durch den satten Schiebesitz läßt sich zwar ein gewisser Dichtungseffekt erzielen, aber gerade im Rahmen einer Massenherstellung der Heizpatronenteile beispielsweise im Spritzgußverfahren ergeben sich doch häufig Ungenauigkeiten in der Passung, wobei schon sehr geringe Abweichungen zu erheblichen Leckstellen innerhalb des Kanalsystems führen. Auch entstehen durch die Abnutzung der Werkzeuge oftmals Abweichungen, ebenso infolge längerer Benutzung, während wegen der auftretenden Temperaturunterschiede ohnehin Formänderungen zu berücksichtigen sind. Auch ist ein allzu satter Schiebesitz, durch den die Dichtwirkung

natürlich erhöht werden kann, nicht immer wünschenswert und überhaupt möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizpatrone der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln unter nur geringfügiger Abwandlung der vorgegebenen Konstruktionselemente eine wirkungsvolle Abdichtung des Kanalsystems innerhalb des Außenteils erzielt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Nut-Feder-Verbindung sowohl zwischen den umeren Flächen als auch zwischen den oberen Flächen von Außenteil und Innenteil vorgesehen ist, wobei sich obere Nuten und obere Federn mindestens über die gesrjnte Länge des Kanalsystems entlang dessen Trennwänden und untere Nuten und untere Federn über die Anlagelänge der unteren Flächen von Außenteil und Innenteil erstrecken. Auf diese Weise wird die bei dem älteren Vorschlag allerdings nur fakultativ vorgesehene Nut-Feder-Verbindung, die dort der Vermeidung eines Einschiebens des Innenteils in das Außenteil in um 180° verdrehter Lage dient, in ihrem Aufbau wesentlich abgewandelt und einem weiteren, völlig neuen Verwendungszweck zugänglich gemacht, nämlich der einwandfreien formschlüssigen Abdichtung des Kanalsystems. So erreicht man in einfacher Weise, daß auch bei Abweichungen in dem satten Schiebesitz zwischen Außenteil und Innenteil das Wasser immer entlang der im Innenteil ausgebildeten Kanäle und der darin angeordneten Heizwendel strömt, ohne daß es zu einem »Kurzschluß« zwischen Zulauf und Ablauf des Wassers kommen kann. Mit anderen Worten sind die Heizwendel immer voll umströmt. Die unteren Nuten und unteren Federn sorgen dafür, daß auch auf dem Umweg über die unteren Anlageflächen von Innenteil und Außenteil, die ja an sich nur glatt gegeneinander liegen, kein »Kurzschluß« zwischen Wassereinlaß und -auslaß erfolgen kann und somit in jedem Fall infolge der beidseitipen Formschluß-Sperren ein Durchströmen des Kanalsystems von allem in die Heizpatrone eintretenden Wasser sichergestellt ist. Damit wird mit Sicherheit verhindert, daß es, wie in Extremfällen festgestellt, zu einem Durchbrennen der Heizwendel infolge zu geringer Wasserbeaufschlagung kommen kann. Gleichzeitig dienen die Nut-Feder-Verbindungen weiterhin dem Zweck, ein Einschieben des Innenteils in das Außenteil in falscher Lage zu vermeiden.

Vorteilhaft können die oberen Nuten im Außenteil und die oberen Federn als durchgehende Erhöhungen der Trennwände des Kanalsystems am Innenteil vorgesehen sein, was besonders fertigungstechnisch sehr zweckmäßig ist. So sind alle wesentlichen Vorsprünge nur am Innenteil vorgesehen, das man wiederum leichter in die Einschuböffnung des Außenteils, das ausschließlich Nuten und Rezesse aufweist, einpassen kann. In diesem Zusammenhang sollten auch für die Abdichtung der unteren Anlageflächen jeweils zwei untere Nuten am Außenteil und zwei untere Federn am Innenteil vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

^Fig-1 die beiden Hauptteile, nämlich Außenteil und Innenteil der Heizpatrone in schaubildlicher Explosionsdarstellung,

Fig.2 eine Stirnansicht des Außenteils, in Richtung des Pfeiles II der F i g. 1 gesehen, und

Fig.3 einen Schnitt durch das Innenteil entlang der Linie III/III in F i g. t.

Die Heizpatrone besteht im wesentlichen aus einem Außenteil 1 und einem Innenteil Z Das Innenteil 2 trägt das Kanalsystem, das sich aus einzelnen, hintereinandergeschalteten Kanälen oder Kanalarmen 21, 22, 23 und 24 zusammensetzt, die in gut abgerundeten Umlenkstellen ineinander übergehen. Das Innenteil 2 ist in das Außenteil 1 schubladenartig einschiebbar und wird von diesem bis auf einen flanschartigen Anschlag völlig aufgenommen. Das Außenteil 1 weist einen Hohlraum mit einer hier nicht näher bezeichneten Einschuböffnung an seiner einen Schmalseite auf. Die gesamte Heizpatrone ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet, und das Innenteil 2 hat auf seiner im eingeschobenen Zustand die Einschuböffnung abdeckenden Seite in ebenfalls nicht näher bezeichneter Weise einen flanschartigen Anschlag mit einer Dichtung, die zur Anlage gegen die Schmalkanten des Außenteils 1 gelangt

In den Kanälen 21 bis 24 liegen hier nicht dargestellte HeizwendeL Das Wasser tritt in das Kanalsystem über eine Eintrittsbohrung 3 ein und, nach Durchlaufen der Kanäle 21 bis 24, durch eine Austrittsbohrung 4 wieder aus. Diese Bohrungen decken sich mit den entsprechenden Enden der Kanäle 21 und 24, die durch Wände 212, 5 223 und 234 gegeneinander abgegrenzt sind.

In hier teilweise nur angedeuteter, jedoch nicht im Detail dargestellter und bezeichneter Weise, die näher der DE-OS 23 16 425 entnommen werden kann, weist das Außenteil 2 auf der der Einschuböffnung gegenüberliegenden Fläche Löcher auf, die einen Durchlaß für Schraubbolzen bilden. Diese sind mit den Heizwendeln verbunden und stellen den elektrischen Kontakt von außen her zur Verfügung. Von außen her sitzen auf den Schraubbolzen Muttern, durch die der elektrische Kontakt an den Schraubbolzen befestigt werden kann.

Die Verspannung des Innenteiles 2 gegenüber dem Außenteil 1 erfolgt gleichfalls nach Art der DE-OS 23 16 425 auf der Seite des Anschlagflansches durch Verschraubung mittels Schrauben, die durch Löcher im -to Anschlagflansch hindurch reichen und in Gewindebohrungen in dem Außenteil 1 zu befestigen sind.

Zur Vermeidung eines direkten Wasserübertritts über die Trennwände 212, 223 und 234 hinweg oder entlang der unteren Anlageflächen 61 des Außenteils und 62 des Innenteils sind mehrere Nut-Feder-Verbindungen vorgesehen. So sind die Trennwände 212, 223 und 234 des Innenteils über die Höhe der übrigen Teile und die lichte Höhe der Einschuböffnung des Außenteils hinweg hochgezogen und bilden Federn 721,722 und 723, die in entsprechende Nuten 711, 712 und 713 im Außenteil eingreifen. An der Unterseite des Innenteils befinden sich zwei weitere Federn 724 und 725, die in entsprechenden Nuten 714 und 715 des Außenteils eingreifen.

Infolge dieser mehrfachen Nut-Feder-Verbindungen wird sichergestellt, daß das bei 3 eintretende Wasser nacheinander die Kanäle 21, 22, 23, 24 durchfließt und bei 4 wieder austritt, weil durch die Formschlüsse ein Querverlaufen des Wassers verhindert wird, wie es bo möglich wäre, wenn nur ebene Anlageflächen vorhanden wären. Außerdem erleichtern die Nuten und Federn die Zentrierung des Innenteiles 2 im Außenteil 1.

Natürlich ist zu beachten, daß die Federn im wesentlichen die Nuten ausfüllen und vor allem eine f>5 Anlage gegen den Grund der Nuten gewährleistet ist, d. h. die Federn genügende Höhe haben. Hier sollte also ein satter Paßsitz vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Isolierstoffgehäuse-Heizpatrone, insbesondere für Heißwassergeräte wie Durchlauferhitzer, Kaffee- oder Spulmaschinen od. dgl, zur Erhitzung flüssiger Medien wie Wasser, öl usw., mit einem Kanalsystem für das zu erhitzende Medium, das über unisolierte Heizwendel in dem Kanalsystem fließt, und bei dem das Heizkörpergehäuse zweiteilig ausgebildet ist, ein mantelartiges ι ο Außenteil ein das Kanalsystem tragendes Innenteil schubladenartig im leicht lösbaren Schiebesitz unter sattem Anliegen der Berührungsteile aufnimmt, wobei die das Kanalsystem bildenden Heizkanäle mindestens einseitig offen, ihre Umlenkstellen in dem innenteil ausgebildet sind und zwischen Innenteil und Außenteil eine Nut-Feder-Verbindung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut-Feder-Verbindung sowohl zwischen den unteren Flächen (61, 62) als auch zwischen den oberen Flächen (81, 82) von Außenteil (1) und Innenteil (2) vorgesehen ist, wobei sich obere Nuten (711, 712, 713) und obere Federn (721, 722, 723) mindestens über die gesamte Länge des Kanalsystems (21, 22, 23, 24) entlang dessen Trennwänden (212, 223, 234) und untere Nuten (714, 715) und untere Federn (724, 725) über die Anlagelänge der unteren Flächen (61,62) von Außenteil und Innenteil (2) erstrecken.

2. Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Nuten (711, 712, 713) am Außenteil (1) und die oberen Federn (721, 722, 723) als durchgehende Erhöhungen der Trennwände (212, 223, 234) des Kanalsystems (21, 22,23,24) am Innenteil (2) vorgesehen sind.

3. Heizpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei untere Nuten (714, 715) am Außenteil (1) und zwei untere Federn (724, 725) am Innenteil (2) vorgesehen sind.

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