DE2849266A1 - Elektrischer heizkoerper fuer fluide medien - Google Patents

Elektrischer heizkoerper fuer fluide medien

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DE2849266A1 DE19782849266 DE2849266A DE2849266A1 DE 2849266 A1 DE2849266 A1 DE 2849266A1 DE 19782849266 DE19782849266 DE 19782849266 DE 2849266 A DE2849266 A DE 2849266A DE 2849266 A1 DE2849266 A1 DE 2849266A1
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Description

DR. INQ. HANS LICHTI · DIPL-INQ. HEINER
ul9266
D-7500 KARLSRUHE 41 (CRÖTZINGENI · DURLACHER STR.31 (HOCHHAUS)
TELEFON (0721) 48511
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4627/78-Lw
13. «.-" ^978
Firma Fritz Eichenauer
K a η d e 1
Elektrischer Heizkörper für fluide Medien
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper für fluide Medien, insbesondere für Warmluftgeräte, mit einem Tragkörper aus Isoliermaterial und mit mindestens zwei den Tragkörper umgebenden Heizleitern aus Widerstandsdraht, wobei die Heizleiter als Wendel ausgebildet und an Abstützkanten des Tragkörpers abgestützt sind.
Heizkörper dieses Aufbaus werden vor allem in gebläsebetriebenen Geräten zur Erwärmung von Luft, beispielsweise bei Haarfönen, Heizlüftern usw. eingesetzt· Bei derartigen
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Warmluftgeräten besteht häufig das Bedürfnis, verschiedene Heizstufen zu wählen, wozu mehrere, getrennt schaltbare Wendeln vorgesehen werden· Ferner sind beispielsweise Haarföne bekanntgeworden, bei deren Betrieb eine gewisse Grundheizleistung konstant aufgebracht wird, und bei denen zusätzlich eine regelbare Zusatzheizleistung verfügbar ist, die beispielsweise so geregelt wird, daß die Temperatur der austretenden, erwärmten Luft sich nach einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf ändert. Auch in solchen Fällen werden Heizkörper mit mehreren, getrennt schaltbaren Wendeln vorgesehen« Üblicherweise sind dabei die Wendeln zueinander und sum Tragkörper koaxial angeordnet und zwar so, daß sie in Achsrichtung von der zu erwärmenden Luft durchströmt werdenο
Bei einem bekannten Heizkörper der beschriebenen Gattung (vgl· DE-OS 22 63 26Ο) besteht der Tragkörper aus einer ebenen Platte aus Isoliermaterial, um welche zwei in ihren elektrischen Eigenschaften gleiche Wendeln bifilar gewickelt sind· Durch Einzel- oder Parallelschaltung dieser beiden Wendeln können unterschiedliche Heizleistungsstufen gewählt werden·
Dieser bekannte Heizkörper erweist sich aus verschiedenen Gründen noch nicht als völlig befriedigend. In fertigungstechnischer Hinsicht ergeben sich Probleme, weil bei der Herstellung der bifilaren Wicklung beide Wendeln gleichzeitig aufgebracht werden müssen· Das erweist sich insbesondere dann als schwierig, wenn die Wendeln - entsprechend der Abstimmung der verschiedenen Leistungsstufen - aus hinsichtlich Drahtstärke, -profil, -beschaffenheit usw. unterschiedlichen Heizleitern bestehen und dementsprechend unterschiedliches
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WickelverhaXteis. aeigeEU Feraisr Qifgebom. sieb im Bsfcrisb dadurch, daß die Wendeln, der Ibifilareia. Wicklung unt©rs in engem thermisefeen Kontakt stefoon nand folglich durch die abgabe der jeweils anderen lisiadel foeanafssifcuLagt x-rsrdcsno Das zur Folge, daß die Betriebseigenschaft©!! jsdsr Wendel in. se*= heblichem Maße davon abhängen, ob die asid©r<3 Wendel in Betrisb ist· Dies ist besonders nachteilig dann,, i-jornm di© ¥s3ad©ln mit unterschiedlichen spezifischen Heizleistungen ausgelegt sinde Das führt dazu, daß bei dieser bekannten Ausbildung0 di© ein© kompakte Bauweise ohnehin nur in begr©aat©im Maß anläßt 0 oiis.® weitere Verringerung der ¥ickeldicht@ -rorgonoiaEasn xYerdan muß, um diese gegenseitigen Störungen der Wendeln au vermeiden»
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund©„ ©inen elektrischen Heizkörper der eingangs beschriebenen Gattung anaiagoibeim,, der sich in einfacher und unproblematischer Weise herstellen läßt, sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet und frei ist iron nachteiligen gegenseitigen Beeinflussungen der Wendeln«
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst und vor alles dadurch gelöst, daß die Wendeln mit gegenseitigem radialen Ab» stand gewickelt sind. Erfindungsgemäß ist damit vorgesehen, daß die - in der Regel zueinander und zum Tragkörper koaxialen Wendeln nicht in einer gemeinsamen Schicht liegen sondern in jeweils einer eigenen Schicht gewickelt sind und sieb, aufgrund der gegenseitigen radialen Abstände von innen nach außen gegenseitig umgeben· Infolgedessen können die einzelnen Wendeln voneinander unabhängig und gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Steigungen gewickelt werden, wobei Störungen beim WickelVorgang
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hi
durch unterschiedliches Viekelverhalten der verschiedenen Heizleiter nicht auftreten können« Ein erfindungsgemäßer Heiskörper zeichnet sich durch einen außerordentlich kompakten Aufbau aus, wobei insbesondere die Anordnung der Wendeln in verschiedenen, radial getrennten Wickelschichten gegenseitige Beeinflussungen der Heizleiter weitgehend ausschließt· Eine durch die radialen Abstände der Wendeln bedingte gewisse Durchmesservergrößerung des Heizkörpers fällt verhältnismäßig nicht ins Gewicht, weil gewisse Mindestwickelradien auch bei den bekannten Heizkörpern auf keinen Fall unterschritten werden können«
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines elektrischen Heizkörpers erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn nicht nur mehrere Heizleiter vorgesehen sind sondern diese außerdem unterschiedlich ausgelegt sind. Hierfür sieht die Erfindung eine zu bevorzugende Ausgestaltung vor, die gekennzeichnet ist durch eine äußere Wendel aus einem Widerstandsdraht von hoher spezifischer Leistungsaufnahme und durch eine innere Wendel aus einem Widerstandsdraht geringer spezifischer Leistungsaufnahme· Spezifische Leistungsaufnahme bedeutet in diesem Zusammenhang die je Längeneinheit des Heizleiters umgesetzte Heizleistung· Erfindungsgemäß ist somit die radial äußere Wendel als Hochleistungswendel ausgeführt, die einen verhältnismäßig geringen elektrischen Widerstand je Längeneinheit und damit verhältnismäßig großen Drahtquerschnitt aufweist. Die radial innere Wendel ist für geringe Leistungsaufnahme und demgemäß mit verhältnismäßig größerem Widerstand je Längeneinheit ausgelegto Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere bei Warmluftgeräten wie Haarfönen od. dgl.,bei denen
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eine verhältnismäßig geringe und konstante Grundheizung eine verhältnismäßig intensiv© geregelte Zusatsheisung vorgesehen sind· Dabei empfiehlt ©s siea9 für die Grundheizung die innere Niederleistungswendel mit verhältnismäßig geringem Draht— querschnitt und für di© Zusatsheisung die äußere Hochleistungswendel mit großem Drahtquersehnitt wrsEseheiio Der Heisleiter der inneren Wendel besteht vorzugsweise aus einem um eine Tragseele - beispielsweise aus Glasseide = gewickelten Widerstands- draht von geringem Querschnitto Der Heialeiter dar äußeren Wendel kann seinerseits - beispielsweise spiralförmig ■= gewendelt sein, ganz besonders empfiehlt si©la jedoch sine Ausführung aus einem mäanderförmig gebogenen Wid©rstandsdraht von rechteckigem Quer schnitt· Im Hinblick auf die möglichst geringe gegenseitige Be einflussung der Wendeln empfiehlt es sieh besonders, innere und äußere Wendel gegensinnig zu wickeln.
Der Tragkörper für die Wendeln wird vorzugsweise als Rohrabschnitt mit umfangsseitig radial vorstehenden9 die Abstütz kanten bildenden Leisten ausgeführt« Im Inneren des in der Regel kreiszylindrischen Hohrabssetaitts können in besonders vor teilhafter Weise ein Lüftermotor und/oder eine elektronische Schaltung zur Regelung von Motor und/oder Heizung untergebracht werden· Die Leisten verlaufen üblicherweise parallel zur Längsachse des Rohrabschnitts und sind über den Umfang des Rohrabschnitts gleichmäßig verteilt, wobei die radialen Abstände der Abstützkanten selbstverständlich entsprechend den Wendeldurchmessern eingerichtet sind· Es empfiehlt sich ferner, die Abstützkanten mit Randeinschnitten zu versehen, durch die die einzelnen Windungen der Wendeln in axialer Richtung festgelegt werden·
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Eine besonders zu bevorzugende Ausführungsform des Tragkörpers ist dadurch gekennzeichnet, daß die der äußeren Wendel zugeordneten Außenleisten in Radialebenen ein U-Profil mit dem Rohrabschnitt zugewandten U-Schenkeln und die Abstützkante bildendem U-Steg aufweisen, wobei U-Schenkel und U-Steg einen Durchlaß für die an Innenleisten abgestützte innere Wendel umschließen· Weiter wird vorgesehen, daß mindestens die Außenleisten mittels Haiteelementen an den Rohrabschnitt angeschlossen sind. Das bedeutet mit anderen Worten, daß die Außenleisten - vorzugsweise in-dessen auch die Innenleisten - von dem Rohrabschnitt getrennt gefertigt und im Zuge der Herstellung des Heizkörpers mit dem Rohrabschnitt verbinden werden. Der Rohrabschnitt läßt sich ohne weiteres aus einem thermoplastischen Kunststoff entsprechender Wärmebeständigkeit herstellen, beispielsweise strangpressen, während Außen- und Xnnenleisten vorzugsweise aus synthetischem Glimmer bestehen·
Die Halteelemente können aus endseitig an den Rohrabschnitt angeformten HaltevorSprüngen bestehen, an denen die Leisten abgestützt und/oder befestigt sind. Dabei können insbesondere die HaltevorSprünge zugleich die erläuterten U-Schenkel der Außenleisten bilden, so daß nur die U-Stege an die Haltevorsprünge angeschlossen werden müssen· Andererseits besteht die im Hinblick auf eine Herstellung des Rohrabschnitts durch Strangpressen besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Halteelemente als axial verlaufende Aufnahmeschlitze auszuführen, in die die Leisten eingesetzt werden können· Xn Jedem Fall empfiehlt es sich, die Leisten mit dem Rohrabschnitt bzw· den Haiteelementen zu verkitten·
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Bei der Herstellung eines ©3r£±ndungsgemäßem Heiskös*p®3rs üblicherweise zunächst auf dom wt±t XiiM<smi®±st®m irers®fa.<3nQn körper die innere Wendel gewickelt s werden sodanm die Auißem.=· leisten aufgesetzt und schließlich die Amßsax-jgiad©! gewickelt Festlegung und elektrischer Anschluß dsr Wendeln können bei« spielsweise mittels Ösen oder Nieten am Rohr abs sta.it t odoir am Innen- bzw. Außenleisten erfolgen.» Diese Herstellungsschrxtifce lassen sich in einfacher und unproblematischer ¥©is© ausführen und leicht in einen übersichtlichen Fertigungsablauf einordnen.·
Nachfolgend wird die Erfindung anhand ©ines· lediglich ein. Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen elektrischen Heizkörper in Seiten·» ansicht, teilweise geschnitten.
Figur 2 den Gegenstand der Figur 1 in Stirnansicht;
Figur 3 - eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform des Gegenstands der Figur 2;
Figur k eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Gegenstands der Figur 2.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte, für einen Haarfön vorgesehene elektrische Heizkörper besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Tragkörper 1 aus Isoliermaterial und zwei den Tragkörper 1 umgebenden Heisleit©rn 2, 3 aus Widerstandsdraht. Die Heizleiter 2, 3 sind χει Form von zueinander
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und zum Tragkörper 1 koaxialen Wendeln um den Tragkörper 1 gewickelt und an Abstützkanten k, 5 des Tragkörpers 1 abgestützt. Beide Heizleiter sind (in im einzelnen nicht dargestellter Weise) voneinander unabhängig schaltbar und an eine elektrische Stromquelle anschließbar·
Die beiden Wendeln 29 3 sind mit gegenseitigem radialem Abstand gewickelt, so daß zueinander koaxial eine äußere Wendel 2 und eine innere Wendel 3 vorhanden sind und entsprechend an äußeren Abstützkanten 4 und inneren Abstützkanten 5 abgestützt sind* Die Figur 2 zeigt, wie die Wendeln 2, 3 gleichsam in zwei konzentrischen Wickelschichten liegen, deren äußere die innere umgibt.
Die äußere Wendel 2 besteht aus einem Widerstandsdraht 6 von hoher spezifischer Leistungsaufnahme, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mäanderförmig gebogen ist, einen rechteckigen Querschnitt aufweist und an den äußeren Abstützkanten k dadurch festgelegt ist, daß jeweils ein Mäanderbogen die Abstützkante überfaßt* Die innere Wendel 3 besteht aus einem Widerstandsdraht 7 von geringer spezifischer Leistungsaufnahme, der entsprechend geringen Querschnitt aufweist und um eine Tragseele 8 aus Glasseide gewickelt ist, die ihrerseits über die inneren Abstützkanten 5 gespannt ist. Zur Festlegung der Windungen der Wendeln 2, 3 in axialer Richtung sind die Abstützkanten 4, 5 mit Randeinschnitten 9 versehen, die zugleich die (für innere und äußere Wendel unterschiedliche) WindungsSteigung definieren. Im übrigen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel äußere Wendel 2 und innere Wendel 3 gegensinnig gewickelt, was in der Figur 1 deutlich au erkennen ist.
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Der Tragkörper 1 besteht im einzelnen aus einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt 10 mit Leisten 11, 12, die umfangsseitig radial vorstehen, über den Umfang des Rohrabschnitts 10 gleichmäßig verteilt sind und die Abstützkanten kt bilden. Entlang dem Umfang des Rohrabschnitts 10 folgen abwechselnd aufeinander Außenleisten Il mit der äußeren Wendel 2 zugeordneter äußerer Abstützkante k und Innenleisten 12 mit der inneren Wendel 3 zugeordneter innerer Abstützkante 5 (vgl. Figur 2)
Xn den Figuren ist nicht dargestellt, daß im Inneren des Rohrabschnitts 10 der Lüftermotor des Haarföns sowie eine Regelelektronik untergebracht werden können. Die für geringe Leistungsaufnahme ausgelegte innere Wendel 3 ist für eine verhältnismäßig niedrige, konstante Grundheizung vorgesehen, während die für hohe Leistungsaufnahme ausgelegte äußere Wendel 2 eine zunächst beträchtliche und nach einem vorbestimmten Programm zeitlich abnehmende Zusatzheizung bietet. Die Regelung der Zusatzheizung erfolgt nach Maßgabe der mittels eines (nicht dargestellten) Temperaturfühlers gemessenen Austrittstemperatur der erwärmten Luft durch die Regelelektronik, die im Inneren des RohrabSchnitts untergebracht sein kann.
Die der äußeren Wendel 2 zugeordneten Außenleisten 11 weisen in Radialebenen, von denen eine mit der Zeichenebene der Figur übereinstimmt, ein U-Profil mit dem Rohrabschnitt 10 zugewandten U-Schenkeln 13 und mit einem die äußere Abstützkante k bildenden U-Steg Ik auf. U-Schenkel 13 und U-Steg Ik umschließen einen Durchlaß 151 durch den die Windungen der inneren Wendel 3 verlaufen (vgl. Figur 2).
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Die Leisten 11, 12 bestehen im Ausführungsbeispiel aus synthetischem Glimmer, sind separat von dem aus thermoplastischem Kunststoff ausreichender Wärmebeständigkeit bestehenden Rohrabschnitt 10 hergestellt und im Zuge der Fertigstellung des Heizkörpers mittels Halteelementen an den Rohrabschnitt 10 angeschlossen.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 2 und 3 bestehen die Halteelemente für die Außenleisten 11 aus Haltevorsprüngen 16, die an den Enden des Rohrabschnitts 10 an diesen angeformt sind. Die Außenleisten 11 sind an diesen Haltevorsprüngen 16 abgestützt und zusätzlich verkittet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur sind die Außenleisten 11 in der erläuterten Weise mit einem vollständigen U-Profil ausgebildet und an den Haltevorsprüngen 16 abgestützt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind die U— Schenkel 13 durch die Haltevorsprünge 16 gebildet und sind lediglich gerade durchgehende U-Stege 14 aus synthetischem Glimmer zur Bildung der Abstützkanten 4 vorgesehen und an Absätzen 17 der Haltevorsprünge 16 abgestützt. Bei diesen beiden Ausführungsbeispielen sind die Innenleisten 12, an deren Abstützkanten 5 die innere Wendel 3 abgestützt ist, unmittelbar flach auf den Umfang des Rohrabschnitts 10 aufgesetzt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind als Halteelemente axial verlaufende Aufnahmeschlitze 18 vorgesehen, die in vorteilhafter Weise durch Strangpressen angeformt werden können. Sowohl Innen- als auch Außenleisten 11, 12 sind in solche Aufnahmeschlitze l8 eingesetzt. Im übrigen sind bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen die Leisten 11, 12 mit Rohrabschnitt 10 bzw. Halteelementen 16, 18 verkittet.
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Claims (1)

  1. DR. INQ. HANS LICHTI · DIPL-INQ. HEINER LICHTI Dipl,-Phys. Dr0 Klaus Leutwein PATENTANWÄLTE
    D-7500 KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS)
    TELEFON (0721) -48511
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    Firma Fritz Eichenauer
    K a η d e 1
    Pat ent ansprüche
    Elektrischer Heizkörper für fluide Medien, insbesondere für Warmluft geräte, mit einem Tragkörper aus Isolier·· material und mit mindestens zwei den Tragkörper umgeben· den Heizleitern aus Widerstandsdraht, wobei die Heizleiter als Wendeln ausgebildet und an Abstützkanten des Tragkörpers abgestützt sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln (2, 3) mit gegenseitigem radialem Ab« stand gewickelt sind·
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    2. Heizkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine äußere Wendel (2) aus einem Widerstandsdrafet (6) von hoher spezifischer Leistungsaufnahme und durch eine innere Wendel (3) aus einem Widerst andsdraiit (7) von geringer spezifischer Leistungsaufnahmee
    3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter der inneren Wendel (3) aus einem um eine Tragseele (8) gewickelten Widerstandsdraht (7) von geringem Querschnitt besteht·
    4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter der äußeren Wendel (2) aus einem mäanderförmig gebogenen Widerstandsdraht (6) von rechteckigem Querschnitt besteht.
    5. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Wendel (2) und innere Wendel (3) gegensinnig gewickelt sind.
    6· Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Tragkörper (1) aus einem Rohrabschnitt (10) mit umfangsseitig radial vorstehenden, die Abstützkanten (4, 5) bildenden Leisten (11, 12) besteht·
    · Heizkörper nach. Anspruch 6, dadurch gekenn ζ ei chnet, daß die der äußeren Wendel (2) zugeordneten Außenleisten (11) in Radialebenen ein U-Profil mit dem Rohrabschnitt (10) zugewandten U-Schenkeln(l3) und die Abstützkante (4) bildendem U-Steg (l4) aufweisen, wobei U=Schenkel (I3) und U-Steg (14) einen Durchlaß (I5) für dia an Innenleisten (12) abgestützte innere Wendel (3) umschließen.
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    8. Heizkörper nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Außenleisten (11) mittels Halteelementen (16, 18) an den Rohrabschnitt (10) angeschlossen sind.
    9· Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet! daß die Halteelemente aus endseitig an den Rohrabschnitt (10) angeformten HaltevorSprüngen (l6) bestehen, an denen die Leisten (11, 12) abgestützt und/oder befestigt sind·
    10. Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus axial verlaufenden Aufnahmeschlitzen (18) bestehen, in die die Leisten (11, 12) eingesetzt sind.
    11. Heizkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (11« 12) mit dem Rohrabschnitt (10) bzw. den Halteelementen (16, 18) verkittet sind.
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