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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von ein
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Kühlblocklamellenpaket durchsetzenden elektrischen Heizstäben an einer
Endplatte des Lamellenpakets.
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Es ist bekannt, daß die von den Kühlmittel führenden Leitungen durchzogenen
Lamellenpakete von Verdampfern immer wieder abgetaut werden müssen, und daß zur
Durchführung dieser benötigten Abtauvorgänge elektrische Heizstäbe verwendet werden.
Zur Aufnahme dieser Heizstäbe sind in den Lamellenpaketen parallel zu den Kühlmittelleitungen
verlaufende Kanäle ausgebildet, die vorzugsweise mit Rohrbüchsen ausgestattet sind,
so daß das Einführen der Heizstäbe erleichtert und die Wärmeübertragung vom Heizstab
auf das Lamellenpaket verbessert wird.
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Da die elektrischen Heizstäbe nicht immer exakt gerade sind, ergibt
sich bei ihrer Einführung in die Rohrbüchsen häufig ein gewisser Klemmeffekt, der
in manchen Fällen als zur Heizstabbefestigung ausreichend angesehen wurde. Um diese
auf Heizstabverformungen beruhende Fixierung zu verbessern, ist es auch bekannt,
die Heizstäbe an ihren Austrittsstellen an den Endplatten des Lamellenpakets leicht
abzuknicken und damit eine zusätzliche Fixierung zu erreichen.
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Die wesentlichsten Nachteile dieser bekannten Heizstabfixierungen
bestehen darin, daß einerseits im Laufe des Betriebs ein Wandern der Heizstäbe nicht
verhindert werden kann und andererseits ein Auswechseln defekter Heizstäbe häufig
auf große Schwierigkeiten stößt.
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Das Wandern der Heizstäbe ist deshalb besonders problematisch, weil
dabei die elektrischen Anschlußleitungen derart stark gegen benachbarte Wandungen
gedrückt werden können, daß nach Beschädigung der elektrischen Isolierumhüllung
zu Betriebsausfällen führende Kurzschlüsse auftreten.
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Zu erheblichen Schwierigkeiten führt bei den bekannten Befestigungsmethoden
auch das Auswechseln defekter Heizstäbe, da diese Heizstäbe insbesondere dann, wenn
sie in ihrer Längsachse durch einen Knick an der Austrittsstelle an der Endplatte
verformt sind, auch nach einem versuchten Ausrichten kaum mehr aus dem Rohrbüchsen
gezogen werden können. In der'Praxis versucht man daher häufig, einen defekten Heizstab
an der Knickstelle abzuschneiden, um ihn am gegenüberliegenden Ende aus der Rohrbüchse
ziehen zu können. Dies ist aber nicht nur wegen der im Regelfall beengten Platzverhältnisse
schwierig, sondern führt auch stets zur Gefahr der Beschädigung der unmittelbar
benachbart liegenden Kühlmittelleitungen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die bei einfacher und schnell durchzuführender Montage
einen sicheren Halt des jeweiligen Heizstabes gewährleistet und auch eine problemfreie
Heizstabauswechslung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Heizstab
durch wenigstens eine zweischenklige Steckklemmschelle fixiert ist, die in einem
Endplattenloch spreizverankert und mit einem zwischen ihrem Fußteil und einer Spannschraubenanordnung
gelegenen Klemmaufnahmebereich für den Heizstab versehen ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit in der Ausnutzung der
Wechselwirkung zwischen zu fixierendem Heizstab und an der Endplatte zu befestigender
Schelle, d.h. es wird eine sich bei der Einspannung des Heizstabes ergebende Spreizung
der Steckklemmschellenschenkel zur sicheren Fixierung dieser Steckklemmschelle an
der jeweiligen Endplatte ausgenutzt,
so daß durch einen einfachen,
vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung erhaltenen Spannvorgang sowohl der
Heizstab als auch die Steckklemmschelle in ihrer Lage fixiert werden.
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Durch die Verwendung einer derartigen Steckklemmschelle ist es möglich,
den jeweiligen Heizstab ohne jegliche Verformung in die zugehörige Rohrbüchse zu
schieben, und er kann demgemäß im Falle eines Defektes nach Lösen der Steckklemmschelle
auch wieder problemfrei herausgezogen und durch einen neuen Heizstab ersetzt werden.
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Von besonderem Vorteil ist es auch, daß in den Lamellenpaketen und
damit auch in den jeweiligen Endplatten neben den zur Aufnahme der Kühlmittelleitungen
bestimmten Kanälen eine Mehrzahl von symmetrisch verteilten Le-erkanälen vorhanden
ist, so daß in den Endplatten die zur Steckklemmschellenbefestigung benötigten Löcher
bereits vorhanden sind und beispielsweise auch bei einem späteren Einsetzen von
Heizstäben die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ohne jeglichen zusätzlichen
Aufwand Verwendung finden kann.
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Der Klemmaufnahmebereich für den jeweiligen Heizstab ist zweckmäßigerweise
von zwei sich gegenüberliegenden, quer zur Längsachse der Steckklemmschelle verlaufenden
Ausbauchungen gebildet. Dieser Klemmaufnahmebereich eignet sich demgemäß sowohl
für U-förmige Heizstäbe als auch für die in sehr vielen Fällen verwendeten geraden
Heizstäbe, die dann in einem vorgebbaren Abstand von der Endplatte rechtwinklig
gebogen und im Klemmaufnahmebereich der Steckklemmschelle fixiert werden.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Steckklemmschelle nach der Erfindung
besteht darin, daß unter Beibehaltung der Klemm-und Fixierfunktion die axiale Länge
der Steckklemmschelle jeweils so gewählt werden kann, daß zumindest die Spannschraube
außerhalb der Kühlrohrbögen gelegen und damit bequem zugänglich ist. Dieser Gesichtspunkt
spielt nicht nur für die
Erstmontage, sondern vor allem auch für
Reparaturen eine ganz wesentliche Rolle.
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Die zweckmäßigerweise aus verzinktem Stahlblech bestehende Steckklemmschelle
ist zumindest im Bereich des Fußteils mit einer in Längsrichtung verlaufenden Sicke
versehen, durch die eine wesentliche Erhöhung der Steifheit und damit eine Verbesserung
der Spreizverankerung erreicht wird.
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Die fußseitigen Enden der Steckklemmschelle sind bevorzugt mit Einhaknasen
versehen, wobei die Einhaknasen der beiden Steckklemmschellenschenkel entgegengesetzt
gerichtet sind.
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Diese Einhaknasen erhöhen nicht nur die Sicherheit der Steckklemmschellenbefestigung,
sondern sie erleichtern auch die Montage, da nach erfolgtem Einhakvorgang der Steckschelle
in der entsprechenden Öffnung der Endplatte eine Vorfixierung gegeben ist, die das
anschließende Einbringen des Heizstabes in den Klemmaufnahmebereich und das endgültige
Klemmverspannen erleichtert.
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Der Abstand zwischen einer Einhaknase und der ihr gegenüberliegenden
Stützfläche des jeweiligen Schenkels der Steckklemmschelle ist im Regelfall etwas
größer als die Wandstärke der üblichen Endplatte, so daß auch bei gewissen Schwankungen
in der Endplattenstärke keine Fixierschwierigkeiten auftreten.
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Da die durch die Endplattenöffnung gesteckten Schenkel der Steckklemmschelle
aus relativ scharfkantigem Stahlblech bestehen, die Endplatten aber im Regelfall
von Aluminiumplatten gebildet sind, drücken sich die Kanten der Steckklemmschellenschenkel
beim Spannvorgang zumindest etwas in die Innenwand der Endplattenöffnung ein, und
dieses Eindringen ist hinsichtlich der angestrebten dauerhaften Fixierung sehr erwünscht.
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Durch die Erfindung wird somit eine Heizstabbefestigung geschaffen,
die unter Ausschaltung aller bisher vorhandenen Unsicherheiten und Gefahren eine
dauerhafte, problemfrei vorzunehmende und zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit
führende Fixierung der einzelnen Heizstäbe ermöglicht und auch deren Auswechslung
im Defektfalle selbst unter beengten räumlichen Verhältnissen ohne Schwierigkeiten
durchführbar macht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Teil-Seitenansicht
einer Heizstabbefestigung an einem Verdampfer, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Endplatte
des Verdampfers nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Teilschnittdarstellung der
Heizstabbefestigung nach Fig. 1 in Vorderansicht, Fig. 4 die Heizstabbefestigung
nach Fig. 3 in Seitenansicht, und Fig. 5 eine etwas vergrößerte Darstellung des
Verklemmungsprinzips der Befestigungsvorrichtung in einer Verdampfer-Endplatte.
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In der Zeichnung ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 das Lamellenpaket
eines Verdampfers bezeichnet, der in üblicher Weise von Kühlmittelleitungen 2 durchzogen
ist. Die Rohre 2 sind durch Rundbögen 3 außerhalb von das Lamellenpaket seitlich
begrenzenden Endplatten 4 miteinander verbunden.
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Parallel zu den Rohren 2 erstrecken sich durch das Lamellenpaket 1
mehrere Rohrbüchsen 5, von denen in Fig. 1 nur eine beispielsweise gezeigt ist.
Diese Rohrbüchsen 5 dienen zur Aufnahme von geradlinigen Heizstäben 6, die handelsüblich
erhältlich sind und über eine flexible Anschlußleitung 7 mit einer Stromquelle verbindbar
sind.
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Zur Heizstabbefestigung sind Steckklemmschellen 8 vorgesehen, die
mit ihrem Fußteil 9 in einer Bohrung der Endplatte 4 spreizverankert sind, wobei
der Aufspreizeffekt durch ein vorzugsweise aus einer Schraube mit Mutter bestehendes
Spannelement 11 aufgrund des Einklemmens des Heizstabes 6 erhalten wird.
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Fig. 1 zeigt auch deutlich, daß die axiale Länge der Steckklemmschelle
8 so gewählt werden kann, daß zumindest das Spannelement außerhalb der Rohrbögen
3 gelegen und damit bequem zugänglich ist.
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Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß bei Verwendung gelochter Endplatten
eine weitgehende Freiheit in der Wahl der Befestigungsstelle für die Steckklemmschelle
8 besteht und daß die Lage des aus dem Lamellenpaket ragenden Teils des Heizstabes
6 jeweils unter Berücksichtigung des Verlaufs der Rohrbögen 3 gewählt werden kann.
Damit ergibt sich eine erwünschte Variabilität, sowie der zusätzliche Vorteil, daß
auch ein nachträgliches Einsetzen von Heizstäben in Kanäle oder Rohrbuchsen möglich
ist, die zunächst noch nicht zur Aufnahme eines Heizstabes vorgesehen waren.
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Die Funktionsweise der Steckklemmschelle nach der Erfindung ist besonders
klar aus Fig. 3 ersichtlich.
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Die beiden Schenkel der Steckklemmschelle 8 besitzen jeweils einen
Spannlaschenbereich 13, einen Klemmaufnahmebereich 10
für den jeweiligen
Heizstab 6, einen sich an den Klemmaufnahmebereich 10 anschließenden Mittelbereich
14 sowie einen sich daran nach einem gekröpften Übergang anschließenden Fußteil
9, dessen unteres Ende jeweils von einem Klemmschenkel 15 gebildet wird.
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Zur Erhöhung der Steifigkeit ist zumindest der Fußteil 9 eines jeden
Schenkels mit einer Versteifungssicke 16 versehen.
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Durch Zusammenspannen der Laschen 13 mittels der Schraubverbindung
11 wird aufgrund der Stütz-Schwenklagerbildung zwischen Heizstab 6 und Klemmaufnahmebereich
10 ein Spreizen der Schenkel der Fußteile 9 bewirkt, das zu einem sicheren Verklemmen
der Klemmschenkel 15 in der Öffnung 12 der Endplatte 4 führt.
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Die Fig. 4 zeigt die Verklemmung der Steckklemmschelle 8 in der Öffnung
12 der Endplatte 4.
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Zur Erleichterung der Montage und zur Erhöhung der Sicherheit der
Befestigung sind an den fußseitigen Enden der Steckklemmschelle 8 im Anschluß an
die Klemmschenkel 15 Einhaknasen 17 vorgesehen. Der Abstand dieser Einhaknasen 17
von den ihnen gegenüberliegenden Stützflächen des Fußteils 9 ist so gewählt, daß
sich Ausnehmungen 18 ergeben, deren Höhe im wesentlichen der Stärke der Endplatte
4 entspricht, jedoch vorzugsweise etwas größer ist. Gegenüber den Einhaknasen 17
ist an den fußseitigen Enden der Klemmschenkel zweckmäßigerweise eine Abschrägung
vorgesehen, um das Einführen der Anordnung in das jeweilige Loch 12 zu erleichtern.
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Fig. 5 zeigt das Verklemmprinzip im Bereich der Öffnung 12, in die
die Klemmschenkel 15 der Steckklemmschelle eingeführt sind. Durch das Anziehen der
Schrauben-Mutteranordnung 11 im Klemmlaschenbereich 13 werden die Klemmschenkel
15 in der bereits beschriebenen Weise gespreizt und dringen dabei unter
Schaffung
einer festen und dauerhaften Verankerung mit ihren Kanten unter Ausbildung von Kerbstellen
19 in das vorzugsweise aus Aluminium bestehende Material der Endplatte 4 ein. Auf
diese Weise ergibt sich eine stabile, auch unter Berücksichtigung der auftretenden
starken Temperaturschwankungen dauerhafte 4-Punkt-Verankerung der Steckklemmschelle
und damit eine entsprechend sichere Fixierung des jeweiligen Heizstabes 6.
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Zum Auswechseln eines Heizstabes ist es lediglich erforderlich, eine
einzige, leicht zugängliche Schraubverbindung zu lösen, worauf dann die Steckklemmschelle
entfernt und der Heizstab aus seiner Büchse gezogen werden kann. Das Einsetzen eines
neuen Heizstabes geht vergleichbar einfach vor sich und erfordert ebenfalls nur
das Anziehen einer einzigen Schraubverbindung.
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