DE2849629A1 - ELECTRIC RADIATOR FOR FLUID MEDIA - Google Patents
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DR. ING. HANS LICPTI · DTP·. "l^'G. HEFNER LICHTI DI PL.-PHYS. DR. KLAUS LEUTWEINDR. ING. HANS LICPTI · DTP ·. "l ^ 'G. HEFNER LICHTI DI PL.-PHYS. DR. KLAUS LEUTWEIN
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D-6744 Kandel 4626/78-LwD-6744 Kandel 4626/78-Lw
Elektrischer Heizkörper für fluide MedienElectric radiator for fluid media
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper für fluide, insbesondere gasförmige Medien, mit einer Trägerplatte aus Isoliermaterial und mit einem die Trägerplatte umgebenden Heizleiter aus Widerstandsdraht, wobei der Heizleiter als Wendel ausgebildet und an Abstützkanten der Trägerplatte abgestützt ist.The invention relates to an electric heater for fluid, in particular gaseous media, with a carrier plate made of insulating material and with a carrier plate surrounding heating conductor made of resistance wire, the heating conductor being designed as a helix and on support edges the carrier plate is supported.
Heizkörper dieses Aufbaus sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt und werden in Vorrichtungen verschiedenster Größenordnung zur Erwärmung insbesondere von Luft eingesetzt. Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf Heizkörper aller Größenordnungen, vorzugsweise jedoch auf solche, die in.verhältnismäßig kleinen elektrischen Warm— luftgeräten wie Haarfönen, Heizlüftern usw. eingesetzt werden. Üblicherweise, wenn auch nicht notwendig, wird dabei das zu erwärmende Medium durch ein Gebläse od. dgl. an dem Heizkörper vorbeigeführt.Radiators of this structure are known in a wide variety of embodiments and are used in a wide variety of devices Order of magnitude used for heating, in particular, of air. The invention basically relates to Radiators of all sizes, but preferably to those with relatively small electrical heat. air devices such as hair dryers, fan heaters, etc. are used. Usually, although not necessary, it is included the medium to be heated by a fan od. The like. Passed by the radiator.
Der Widerstandsdraht hat je nach Leistungsaufnahme, vorgesehener Temperatur usw. runden oder rechteckigen Querschnitt, kann glatt oder auch seinerseits schrauben- oder mäanderför-The resistance wire has, depending on the power consumption, provided Temperature etc. round or rectangular cross-section, can be smooth or, in turn, screw or meander conveying
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mig gewendelt sein und ist jedenfalls in Form einer Wendel um die Trägerplatte gewickelt. Dabei ist die Wendel an. Ab— stützkanten, in genauer Terminologie an Schmalseiten der Trägerplatte abgestützt. Die Trägerplatte kann eben mit zwei gegenüberliegenden Abstützkanten ausgebildet sein, sie kann auch eine Mehrzahl von Abstützkanten aufweisen, beispielsweise mit kreuzförmigem Querschnitt aus zwei mittels entsprechender Schlitze ineinandergeschobenen Platten aufgebaut sein.be coiled and is in any case in the form of a coil wrapped around the carrier plate. The coil is on. Supporting edges, in precise terminology on the narrow sides of the Support plate supported. The carrier plate can be designed with two opposing support edges, it can also have a plurality of support edges, for example with a cross-shaped cross section made up of two be constructed by means of corresponding slots nested plates.
Bei den bekannten Heizkörpern der beschriebenen Gattung (vgl. DE-PS16 15 246) besteht das Problem, daß aufgrund der funktionsbedingten Temperaturwechselbeanspruchung die Heizleiterwindungen sich in Folge thermischer Ausdehnung lockern und an den Abstützkanten verschieben können, so daß die Einhaltung der vorgesehenen Windungsabstände im Betrieb nicht gewährleistet ist. Infolgedessen kann es zu Windungsschlüssen kommen, die unerwünscht sind und unter Umständen zur Zerstörung des Heizkörpers führen können» Entsprechendes gilt auch für bereits vorgeschlagene gattungsgemäße Heizkörper, bei denen der Heizleiter in sich mäanderförmig gewendelt ist. (vgl. Patentanmeldungen P 28 3o 532.o, P 28 3o 533.1). Diese Gefahr besteht selbst dann, wenn die Heizleiterwindungen in Randeinschnitten der Trägerplatte festgelegt sind. Selbst hierbei kann thermische Ausdehnung dazu führen, daß die Heizleiterwindungen aus den Randeinschnitten heraustreten und mit benachbarten Windungen in Kontakt geraten. Eine Ausführung der Randeinschnitte mit solcher Tiefe, daß derartige Windungsverlagerungen mit Sicherheit ausgeschlossen sind ,verursacht erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten und kommt daher in der Praxis nicht in Betracht.In the known radiators of the type described (see. DE-PS16 15 246) there is the problem that due to the function-related thermal shock stress, the heating conductor windings as a result of thermal expansion loosen and move on the support edges, so that compliance with the intended winding distances during operation is not guaranteed. As a result, turns shorts can occur, which are undesirable and under certain circumstances can lead to the destruction of the radiator »The same applies to the generic ones that have already been proposed Radiators in which the heating conductor is coiled in a meandering manner. (see patent applications P 28 3o 532.o, P 28 3o 533.1). This risk exists even if the heating conductor windings are set in edge incisions in the carrier plate are. Even in this case, thermal expansion can lead to the heating conductor windings coming out of the edge incisions step out and come into contact with neighboring turns. An execution of the marginal incisions with such Depth that such winding displacements are definitely excluded, causes considerable manufacturing engineering Difficulties and is therefore out of the question in practice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Heizkörper der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, der sich in fertigungstechnisch einfacher und unproblematischer Weise herstellen läßt und bei dem unter allen Umständen eine eindeutige Fixierung der Heizleiterwindungen gewährleistet ist.The invention is based on the object of specifying an electric heater of the type described at the outset, which is simpler and less problematic in terms of production technology Wise can be produced and in which a clear fixation of the heating conductor windings is guaranteed under all circumstances.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerplatte mit einer die Heizleiterwindungen im Bereich der Abstützkanten überdeckenden Auflage aus einem wärmebeständigen Kitt versehen ist. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß der Kitt mit der Trägerplatte, die beispielsweise aus synthetischem Glimmer bestehen mag, eine Klebverbindung eingeht, die auch bei Betriebstemperatur des Heizkörpers entsprechende Festigkeit aufweist. Derartige Kitte sind dem Fachmann bekannt. Diese erfindungsgeroäß vorgesehene Kittauflage, die sich vorzugsweise über die ganze Länge der Abstützkanten erstreckt, bildet gleichsam eine Schiene, durch die die Heizleiterwindungen an den Abstützkanten eindeutig fixiert sind.This object is achieved according to the invention in that the carrier plate with a support covering the heating conductor windings in the area of the supporting edges heat-resistant putty is provided. The invention assumes that the putty with the carrier plate, the for example, may consist of synthetic mica, an adhesive bond is formed that also works at operating temperature of the radiator has the appropriate strength. Such putties are known to the person skilled in the art. This erfindungsgeroäß provided putty layer, which preferably extends over the entire length of the support edges a rail, as it were, through which the heating conductor windings are clearly fixed to the supporting edges.
Die Heizleiterwindungen können im Bereich der Abstützkanten mehr oder weniger ausgeprägt in die Kittauflage eingebettet sein. Dabei ergibt sich indessen eine vergrößerte Wärmeableitung in die Trägerplatte, die in der Regel nicht erwünscht ist. Zugleich verringert die Kittauflage die Wärmeabstrahlung vom Heizleiter im Bereich der Abstützkanten. unter diesen Gesichtspunkten ist eine Ausführungsform zu bevorzugen, bei der die (in zur Trägerplattenebene senkrechter Richtung gemessene) Breite der Kittauflage so bemessen ist, daß die Kittauflage im wesentlichen auf die Schmalseiten der Trägerplatte, ggfls. auch die unmittelbar angrenzenden Bereiche der Breitseiten beschränkt ist, sich jedoch nicht nennenswert über die Breitseiten der Trägerplatte erstreckt. In thermischer Hinsicht optimal ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Breite der Kittauflage im wesentlichen der Dicke der Trägerplatte entspricht. Wo dies auf fertigungstechnische oder festigkeitsmäßige Schwierigkeiten stößt, empfiehlt sich eine Ausführungsform, bei der die Breite der Kittauflage im wesentlichen der Breite des die Abstützkante überfassenden Heizleiterabschnitt, beispielsweise also einer Käanderwindung, entspricht. In jedem Fall läßt sich erreichen, daß der Heizleiter nur im Bereich der Abstützkanten von Kitt bedeckt ist und die Wärmeabstrahlung auf einem größtmöglichen Teil seiner Länge unbehindert erfolgen kann.The heating conductor windings can be embedded in the putty layer to a greater or lesser extent in the area of the support edges be. This, however, results in increased heat dissipation into the carrier plate, which is usually is not wanted. At the same time, the putty layer reduces the heat radiation from the heating conductor in the area of the support edges. From this point of view, an embodiment is to be preferred in which the (in to the carrier plate plane measured in the vertical direction) width of the putty is dimensioned so that the putty is essentially on the Narrow sides of the carrier plate, if necessary. also the immediately adjacent areas of the broadsides is limited to itself but does not extend appreciably over the broad sides of the carrier plate. This is optimal from a thermal point of view an embodiment in which the width of the cement layer corresponds essentially to the thickness of the carrier plate. Where this manufacturing or strength-related difficulties comes across, an embodiment is recommended in which the Width of the putty layer is essentially the width of the support edge overlapping heating conductor section, for example a kander turn. In any case, can achieve that the heating conductor is covered by putty only in the area of the supporting edges and that the heat radiation is as large as possible Part of its length can be done unhindered.
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Nach weiterer Lehre der Erfindung kann die Festlegung der Heizleiterwindungen noch verbessert werden, wenn der Heizleiter - in ansich bekannter Weise - in Randeinschnitten der Trägerplatten festgelegt ist und die Kittauflage sich höchstens bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt.Damit wird bei geringster Störung der Wärmeabgabe eine sichere Festlegung der Heizleiterwindungen erreicht, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, daß mit Randeinschnitten von außerordentlich geringer Tiefe gearbeitet werden kann. Das ist im Hinblick auf Herstellung und Bewicklung der Trägerplatten vorteilhaft, außerdem verringert sich dadurch die Gefahr, daß die zwischen den Randeinschnitten stehenden Stege brechen. Mit Rücksicht auf eine unproblematische Bewicklung der Trägerplatte mit dem Heizleiter sind Randeinschnitte mit verhältnismäßig weit geöffnetem dreieckigem Profil zu bevorzugen. Damit dabei die Windungen nicht aus den Randeinschnitten heraustreten können, wäre es notwendig, die Stege zwischen den Randeinschnitten entsprechend hoch und damit auch die Windungsabstände entsprechend groß auszuführen, was im Hinblick auf kleine Bauweise und hohe Leistungsdichte unerwünscht ist. Hier schafft die erfindungsgemäß vorgesehene Kittauflage die vorteilhafte Möglichkeit, mit Randeinschnitten geringer Tiefe zu arbeiten und dennoch eine sichere Fixierung der Heizleiterwindungen zu gewährleisten. Dadurch daß die Kittauflage sich höchstens bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt, wird die Bedeckung des Heizleiters durch die Kittauflage auf den unmittelbaren Bereich der Abstützkanten beschränkt.According to a further teaching of the invention, the definition of the heating conductor windings can be improved if the heating conductor - in a manner known per se - is set in edge incisions of the carrier plates and the The putty layer extends to the bottom of the edge incisions at the most the heat dissipation a secure fixing of the heating conductor windings is achieved, with a particular advantage in this exists that it is possible to work with marginal incisions of extremely shallow depth. That is in view advantageous for the production and wrapping of the carrier plates; this also reduces the risk of that the webs standing between the edge incisions break. With regard to an unproblematic winding the carrier plate with the heating conductor are edge incisions with a relatively wide open triangular Prefer profile. So that the turns cannot come out of the edge incisions, it would be necessary to the webs between the edge incisions are correspondingly high and thus also the winding spacings accordingly perform large, which is undesirable in terms of small size and high power density. This is where the invention creates provided putty the advantageous possibility to work with marginal incisions of shallow depth and yet to ensure a secure fixation of the heating conductor windings. By the fact that the putty is extends at most to the bottom of the edge incisions, the covering of the heating conductor by the putty layer on the immediate area of the support edges is limited.
Vorzugsweise wird die Kittauflage jedoch noch wesentlich weniger mächtig ausgeführt, sodaß sie sich erheblich weniger tief als bis zum Grund der Randeinschnitte erstreckt. Bei der üblichen Ausführungsform, bei der die Stege zwischen den Randeinschnitten über die Außenseite des HeizleitersHowever, the putty layer is preferably made much less thick, so that it is considerably less thick deeper than extends to the base of the marginal incisions. In the usual embodiment in which the webs between the edge incisions over the outside of the heating conductor
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vorstehen, ist mit Rücksicht auf optimale Wärmeabgabe anzustreben, daß die Kittauflage an keiner Stelle wesentlich tiefer als bis zur Außenseite der Heizleiterwindungen reicht. In dieser Hinsicht besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Kittaüflage sich nicht einmal wesentlich über die Kontur der Trägerplatte hinaus in die Randeinschnitte erstreckt. Damit bildet die Kittauflage im Bereich der Randeinschnitte gleichsam Brücken, die mit dem Heizleiter keine oder allenfalls vernachlassigbare Berührung haben und damit die Wärmeabgabe im geringstmöglichen Maß beeinträchtigen. Diese Maßnahmen werden dadurch unterstützt, daß ein Kitt verwendet wird, der das Material des Heizleiters nicht benetzt.protrude, it should be strived for with regard to optimal heat emission that the putty layer is not essential at any point extends deeper than to the outside of the heating conductor windings. Particularly advantageous in this regard is an embodiment in which the putty layer does not even extend significantly beyond the contour of the carrier plate into the edge incisions. So that forms the putty in the area of the edge incisions, as it were Bridges that have no or negligible contact with the heating conductor and thus the heat dissipation affect as little as possible. These measures are supported by the fact that a putty is used that does not wet the material of the heating conductor.
Der Auftrag der erfindungsgemäß vorgesehenen Kittauflage kann in einfacher Weise und mit geringem Arbeitsaufwand von Hand erfolgen. Es besteht auch die im Rahmen einer Großserxenanfertigung vorteilhafte Möglichkeit, den Kitt mittels einer Schlitzdüse aufzubringen, deren Länge der Länge der jeweiligen Abstützkanten entspricht und deren Breite auf die vorgesehene Breite der Kittauflage eingestellt ist.The application of the putty layer provided according to the invention can be done in a simple manner and with little effort done by hand. There is also the under a Großserxenanproduktion advantageous option to apply the putty by means of a slot nozzle, the length of which is the Corresponds to the length of the respective support edges and their width is adjusted to the intended width of the putty layer is.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention is based on only one Exemplary embodiments illustrated drawing explained in more detail. Show it
Figur 1 einen elektrischen Heizkörper in Seitenansicht Figur 2 den Gegenstand der Figur 1 in Stirnansicht,Figure 1 shows an electric heater in side view FIG. 2 shows the object of FIG. 1 in an end view,
Figur 3 einen Ausschnitt des Gegenstands der Figur 1 in vergrößerter Darstellung,FIG. 3 shows a detail of the object of FIG. 1 in an enlarged view,
Figur 4 den Gegenstand der Figur 3 im Querschnitt IV-IV,FIG. 4 shows the object of FIG. 3 in cross section IV-IV,
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Figur 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstands der Figur 3,FIG. 5 shows another embodiment of the subject matter of FIG Figure 3,
Figur 6 den Gegenstand der Figur 5 im Querschnitt VI-Vl.Figure 6 shows the subject of Figure 5 in cross section VI-VI.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrische Heizkörper besteht im wesentlichen aus einer Trägerplatte 1 aus Isoliermaterial von kreuzförmigem Querschnitt und einem Heizleiter 2 aus Widerstandsdraht. Der Heizleiter 2 ist in Form einer Wendel um die Trägerplatte 1 gewickelt, seinerseits mäanderförmig gewendelt (Vgl. Fig.2) und an den hier als Abstützkanten 3 bezeichneten Schmalseiten der Trägerplatte 1 abgestützt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 1 an den Abstützkanten 3 Randeinschnitte 4 auf, in deren Bereich jeweils ein Mäanderbogen 5 des Heizleiters die Trägerplatte 1 überfaßt.The electrical heating element shown in FIGS. 1 and 2 essentially consists of a carrier plate 1 made of insulating material of cruciform cross-section and one Heating conductor 2 made of resistance wire. The heating conductor 2 is wound around the carrier plate 1 in the form of a helix, in turn meandering (see Fig. 2) and on the narrow sides of the carrier plate 1, designated here as support edges 3, are supported. In the exemplary embodiment shown, the carrier plate 1 has the support edges 3 Edge incisions 4, in the area of which a meander curve 5 of the heating conductor overlaps the carrier plate 1.
Wie die Figuren deutlich erkennen lassen, ist die Trägerplatte 1 mit den Auflagen 6 in Form eines jeweils verhältnismäßig schmalen Streifen Kitt versehen, die die Windungen des Heizleiters 2 im Bereich der Abstützkanten 3 überdecken. Der Kitt besteht aus einem ansich bekannten, geeigneten Material hinreichender Wärmebeständigkeit, das mit dem Material der Trägerplatte 1 eine Klebverbindung eingeht und die Windungen des Heizleiters 2 an den Abstützkanten 3 fixiert. Die Kittauflagen 6 erstrecken sich über die ganze Länge der Abstützkanten 3.As the figures clearly show, the carrier plate is 1 provided with the pads 6 in the form of a relatively narrow strip of putty, which the turns of the heating conductor 2 in the area of the supporting edges 3. The putty consists of a known, suitable one Material of sufficient heat resistance that forms an adhesive bond with the material of the carrier plate 1 and the turns of the heating conductor 2 are fixed to the support edges 3. The putty 6 extend over the whole Length of the support edges 3.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Figuren 3 bis 6. Die Querschnittsdarstellungen der Figuren 4 bzw. 6 zeigen, daß die Kittauflage 6 im wesentlichen auf den Bereich der Abstützkanten 3 beschränkt ist und sich nennenswert auf die Breitseiten der Trägerplatte 1 erstreckt. Das hat zur Folge, daß der Heizleiter 2 nur im Bereich der Abstützkanten 3 von Kitt bedeckt ist und im übrigen die V/ärmeabgabe nicht behindert.Further details emerge from FIGS. 3 to 6. The cross-sectional representations of FIGS. 4 and 6 show that the putty 6 is essentially limited to the area of the support edges 3 and is notably limited to the broad sides the carrier plate 1 extends. This has the consequence that the heating conductor 2 is only in the area of the support edges 3 of putty is covered and otherwise does not hinder the emission of heat.
Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei-In the embodiment shown in Figures 3 and 4
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spiel ist der Heizleiter 2 im Querschnitt rechteckig ausgebildet und in rechteckigen Randeinschnitten 4 der Trägerplatte 1 festgelegt, "was anhand der Teilschni^darstellung der Figur 3 erkennbar ist- Die Tiefe der Randeinschnitte 4 ist verhältnismäßig gering und entspricht im wesentlichen der Querschnittshöhe des Heizleiters 2. Eine unter allen Umständen sichere Festlegung des Heizleiters 2 wird durch die Kittauflage 6 erreicht, deren Breite b Im wesentlichen der Breite des die Trägerplatte iiberfassenden Fiäanderbogens 5 entspricht (vgl- Fig. 4)· In Tiefenrichtung,, d.h. in Richtung der Trägerplattenebene, erstreckt die Kittauflage 6 sich nicht ganz bis zum Grund der Randeinschnitte 4.game, the heating conductor 2 has a rectangular cross-section and is fixed in rectangular edge incisions 4 of the carrier plate 1, "which can be seen from the partial section in FIG. a safe under all circumstances determination of the heat conductor 2 is achieved by the Kittauflage 6 whose width B is substantially the width of the support plate iiberfassenden Fiäanderbogens 5 corresponds to (vgl- Fig. 4) · in depth direction ,, that is, in the direction of the carrier plate plane, extends the The putty layer 6 does not extend all the way to the bottom of the edge incisions 4.
Bei dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungs— beispiel weist der Heizleiter 2 kreisrunden Querschnitt auf und ist die Trägerplatte 1 mit dreieckigen Randeinschnitten 4 versehen. Die Kittaüflage 6, deren Breite b hier nur im wesentlichen der Dicke der Trägerplatte 1 entspricht(vgl. Fig. 6 ), erstreckt sich in Tiefenrichtung der Trägerplattel im wesentlichen nur bis zur Außenseite der Windungen des Heizleiters 2.In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 For example, the heating conductor 2 has a circular cross-section and the carrier plate 1 has triangular edge incisions 4 provided. The cement layer 6, the width b of which here only essentially corresponds to the thickness of the carrier plate 1 (cf. Fig. 6), extends in the depth direction of the carrier plate essentially only up to the outside of the turns of the heating conductor 2.
In den Figuren ist nicht dargestellt die Möglichkeit, die Ausdehnung der Kittauflage 6 in Brei~tenrichtung noch weiter zu verringern, so daß diese sich nicht wesentlich über die Kontur der Trägerplatte 1 hinaus in die Randeinschnitte 4 erstreckt. Bei einer solchen Ausführungsform, mit der ohne weiteres gleichfalls eine hinreichend sichere Festlegung des Heizleiters 2 erreicht werden kann, beschränkt der Bereich der Verbindung zwischen Trägerplatte 1 und Kittaüflage 6 sich -praktisch nur auf die Schmalseiten der Trägerplatte 1, so daß die Kittauflage 6 gleichsam Brücken über die Randeinschnitte 4 bildet.The figures do not show the possibility of extending the putty layer 6 even further in the width direction to be reduced, so that these do not extend significantly beyond the contour of the carrier plate 1 into the edge incisions 4 extends. In such an embodiment, with the without furthermore, a sufficiently secure fixing of the heating conductor 2 can also be achieved, the range is limited the connection between carrier plate 1 and putty layer 6 itself -Practically only on the narrow sides of the carrier plate 1, so that the putty 6 bridges as it were over the edge incisions 4 forms.
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