DE2929533A1

DE2929533A1 - Modulartiges heizelement

Info

Publication number: DE2929533A1
Application number: DE19792929533
Authority: DE
Inventors: Peter John Loniello
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1978-08-07
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1980-02-21
Also published as: GB2027569A; US4299364A; MX5747E; JPS6255599B2; GB2027569B; JPS5523900A; CA1127219A

Description

Genera j. Signal TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER LT-1 07

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein modulartiges Heizelement für einen Ofen, mit einem von einem Isolierkörper getragenenen Heizeinsatz. Derartige Heizelemente sind vorzugsweise mit einem elektrischen Heizeinsatz bestückt und werden beispielsweise an der Decke einer Ofenkammer montiert.

Aus der US-Patentschrift 3 500 444 ist eine leichte Keramikfaserisolierung bekannt, die wegen ihrer energiesparenden Eigenschaften oft anstelle der dichteren feuerfesten Steine für Ofenauskleidüngen verwendet wird. Derartige Isolierelemente werden meist für mit öl oder Gas beheizte öfen verwendet, können aber auch in Verbindung mit elektrischen Heizelementen verwendet werden, wie aus der zuvor genannten Patentschrift oder der US-PS 3 870 861 hervorgeht. In diesen Fällen sind elektrische Heizwicklungen in die Keramikfasern eingebettet.

Eine bevorzugte Form elektrischer Heizeinsätze für öfen bilden die sogenannten "gitterförmig gebogenen Heizstäbe¹¹.

Ein solcher Heizeinsatz besteht aus einem einzigen relativ steifen Heizstab, der von elektrischem Strom durchflossen und dadurch aufgeheizt wird. Dieser Stab wird in einer Vorrichtung zu mehreren paralellen Bahnen hin- und zurückgebogen, so daß derin Fig. 4 der anliegenden Zeichnung dargestellte gitterförmige Heizstab 42 entsteht. Selbstverständlich kann anstelle dieser parallelläufigen Gitterform auch ein nach anderen Methoden gebogenes oder geformtes Heizelement verwendet werden,* wesentlich ist, daß es gleich oder ähnlich gestaltet i3t.

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Bei steigender Verwendung von Isolierblöcken aus Keramikfasern zur Isolierung von Ecken und Wänden von öfen ist auch der Bedarf entstanden, ein geeignetes Mittel zur Aufhängung gitterförmig gebogener Heizstäbe unter einer Keramikfaser-Ofendecke aufzuhängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Befestigungselement für einen Heizeinsatz aufzuzeigen, welches eine zuverlässige Unterstützung gewährt und eine schnel-Ie Montage sowie Demontage des Heizeinsatzes erlaubt, damit dieser bei Bedarf schnell und ohne Beschädigung des Ofens ausgetauscht werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung sind im Isolierkörper verankerte, nach unten ragende Heizstabträger, welche die parallelen Bahnen des gitterförmigen Heizstabes durchgreifen und eine drehbare Halterung aufweisen, deren parallel und entgegengesetzt verlaufende Haltefinger aus einer das Aufschieben des Heizstabes erlaubende Montagestellung in eine horizontale Haltestellung verdrehbar sind. In dieser Haltestellung ruht das Heizelement sicher auf den querliegenden Haltefingern und ist dabei in einem bestimmten Abstand unterhalb des Isolierkörpers aufgehängt.

Vorzugsweise ist die drehbare Halterung aus einem Stift gebildet, der durch ein Loch des Heizstabträgers hindurchgesteckt und dann nach entgegengesetzten Richtungen zur Bildung der Haltefinger abgebogen wird.

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Durch einfaches Verdrehen der Haltefinger in die Vertikalstellung kann der Heizstab schnell demontiert werden.

Vorteilhafterweise sind die einzelnen Heizstabträger an ihrem der Halterung entgegengesetzten Ende mit einer Querleiste versehen, die in dem Isolierkörper eingebettet und verankert ist.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Isolierkörper mit einem darin eingebetteten Heizstabträger; Fig. 2 und 3 Einzeldarstellungen des Heizstabträgers

von Fig. 1, einmal mit Vertikal- und einmal mit horizontal gestellter drehbarer Halterung; Fig. 4 eine Ansicht von unten auf ein modulartiges

Heizelement, an dessen Isolierkörper ein gebogener Heizstab mittels mehrerer drehbarer Halte

rungen unterstützt ist;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Isolierkörper des Heizelementes mit drei sichtbaren Säulen, an denen die Halterungen zur Aufnahme des gebogenen Heizstabes vertikal gestellt sind/

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht, mit über die Halterungen angehobenem Heizstab und in Horizontalrichtung verdrehten Halterungen; und

Fig. 7 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 6, jedoch mit endgültig auf den Halterungen aufliegendem

Heizstab.

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In Fig. 1 ist in einem Teilschnitt ein zu einem modulartigen Heizelement 12 gehörender Isolierkörper 14 aus Keramikfasern geschnitten dargestellt. In diesen Isolierkörper sind mehrere Heizstabträger 16 zur Hälfte eingebettet, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. Er besteht im wesentlichen aus einer Säule 18 mit einer sicher und stabil im Isolierkörper 14 eingebetteten Querleiste 20 und einer drehbaren Halterung 22 am anderen Ende, die dort durch ein Loch der Säule 18 hindurchgeführt ist und gegenüber dem Mittelabschnitt der Halterung im wesentlichen rechtwinklig abgebogene und in entgegengesetzte Richtung weisende Finger 28 und 30 aufweist. Diese beiden Finger 28, 30 und ein durch das Loch 26 geführter zentraler Lagerabschnitt 24 der drehbaren Halterung 22 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Bei der Herstellung eines Heizstabträgers 16 wird die drehbare Halterung zunächst erwärmt und dann beispielsweise der eine Finger 28 abgebogen, dann wird das andere Ende durch das Loch 26 gesteckt, erwärmt und der zweite Finger 30 ab-0 gebogen.

Der Isolierkörper 14 kann einer Ausführung entsprechen, die in der US-Patentschrift 3 500 444 erläutert ist. Aus dieser Druckschrift geht hervor, daß bei der Herstellung eines solchen Isolierkörpers zunächst Keramikfasern mit einem flüssigen Binder vermischt in eine Form gelegt werden. Dann wird die Flüssigkeit aus der Form gesaugt, und es verbleibt ein harter geformter Keramikfaserkörper.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Isolierkörpers werden während des Formprozesses mehrere Heiζstabträger 16 mit ihren Querleisten 20 in gewünschter Tiefe in der Form unterstützt und dann die flüssige Nasse eingefüllt, so daß

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sie die Säulenenden mit den Querleisten 20 umgibt. Sobald die Flüssigkeit aus der Masse entzogen ist, bleiben die Heizstabträger 16 dauerhaft im Keramikfaserkörper eingebettet.
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Aus den Fig. 2 und 3 lassen sich die Verstellmöglichkeiten der Halterungen 22 in Vertikal- und Horizontalrichtung entnehmen. Normalerweise lassen sich die drehbaren Halterungen 22 frei um ihre zentralen Lagerabschnitte 24 verdrehen, jedoch werden sie im Fertigzustand des modulartigen Heizelementes 12 durch das auf den Fingern 28, 30 lastende Gewicht des abgebogenen Heizstabes 42 in der in Fig. 3 dargestellten Hroizontalposition gehalten.

Gemäß Fig. 4 hat der Isolierkörper 14 eine rechteckige untere Oberfläche 40. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, kann der Isolierkörper 14 seitlich Konturen zum überlappenden Eingriff in ähnliche Isolierkörper beim fertigen Ofen aufweisen, beispielsweise in Form von Nut und Feder oder nach Art von Dachziegeln. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung des Isolierkörpers 14 hat insgesamt reun aus der unteren Oberfläche 40 herausragende Heizstabträger 16. Auf den Fingern 28, 30 der einzelnen Halterungen 22 ruht ein gitterförmig gebogener Heizstab 42, dessen parallel verlaufende Bahnen 44 jeweils an den Enden durch Bögen 52 verbunden sind.

Das Auflegen des gitterförmig gebogenen

Heizstabes 42 auf die Halterungen ist in den Figuren 5 bis in drei Phasen dargestellt. Zunächst sind gemäß Fig. 5 sämtliche Finger 28 und 30 im wesentlichen parallel zu ihren Säulen 18 gestellt, und der gitterförmig gebogene Heizstab 42 liegt in Bereitschaftstellung darunter, wobei seine

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parallel verlaufenden Bahnen 44 senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen. Zur besseren Unterscheidung sind in den Fig. 5 bis 7 die einzelnen Heizstabträger mit den drehbaren Halterungen mit 36, 38 und 40 bezeichnet, sie liegen jeweils im Bereich eines Bogens 48 des gebogenen Heizstabes. Normalerweise wären zwischen diesen Halterungen gestaffelt dahinterliegend die Heizstabträger der zweiten hinteren Gruppe sichtbar; sie sind jedoch aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.

Bei der Montage wird nun der gitterförmig gebogene Heizstab 42 nach oben über die unteren Enden der Heizstabträger 16 hinweggestreift und oberhalb der drehbaren Halterungen solange festgehalten, bis die Finger 28, 30 gemäß Fig. 6 in ihre Horizontalposition gedreht sind. Jetzt wird der Heizstab 42 abgesenkt und auf die entgegengesetzt gerichteten Finger 28, 30 aufgelegt; siehe Fig. 7.

Das Gewicht des Heizstabes 42 hält die Finger 28, 30 in ihren Horizontalpositionen gemäß Fig. 7 fest, ein unbeabsichtigtes Verdrehen ist nicht möglich. Wie sich aus Fig. 4 entnehmen läßt, werden auch seitliche Verschiebungen des gitterförmig gebogenen Heizstabes 42 beispielsweise aufgrund von Vibrationen verhindert, weil die Heizstabträger 16 von den Bögen 52 und den parallelen Bahnen 46 eingeschlossen sind. Die Finger 28 und 30 sind ausreichend lang, damit ein unerwünschtes Abgleiten des Heizstabes verhindert wird.

Somit wird der Heizstab an den Trägern des Isolierkörpers 14 sicher fixiert und ein zuverlässig arbeitendes modulartiges Heizelement 12 gebildet. Der Heizstab läßt sich leicht abnehmen und ersetzen, beispielsweise zum Zwecke der

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Wartung oder beim Austausch. Dabei braucht man nur den Heizstab vertikal anzuheben, dann die Halterungen in ihre Vertikalstellung zu verdrehen und den Heizstab nach unten herauszunehmen. Das Einsetzen eines neuen oder überholten Heizstabes erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

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Claims

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassena Vertreter Prof. Representatives before lh· European Patent Office - Mandatalree agree» pres !'Office europeen de« brevet*

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister

?lSlÄ^Fe4^{EMÜller 8}^" ⁷·

D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

LI-107 20. JuIi 1979

Mü/Gdt/vL

GENERAL SIGNAL CORPORATION

HIGH RIDGE PARK
STAMFORD, CONNECTICUT 06904 U.S.A.

Modulartiges Heizelement

Priorität: 7. August 1978, U.S.A., Ser.Nr. 931 757

PATENTANSPRÜCHE

Modulartiges Heizelement für einen Ofen, mit einem von nem Isolierkörper getragenen Heizeinsatz, dadu rch gekennzeichnet, daß in dem Isolierkörper (14) mehrere Säulen (18) durch eine Isolierkörper-Oberfläche (40) nach außen ragend mit einem Ende verankert sind und an ihrem anderen Ende (26) eine mit zwischen einer säulenparallelen und einer dazu quergestellten Position

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ORIGINAL INSPECTED

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verstellbaren und in entgegengesetzte Richtungen weisenden fingerartigen Enden (28, 30) versehene Halterung (22) tragen; und daß der Heizeinsatz (42) gebogene Abschnitte (52) aufweist, an denen er durch die Halterungen (22) der Säule (18) erfaßt und unterstützt ist, wenn die Halterungen (22) ihre quergestellten Positionen einnehmen, jedoch durch Verstellung der Halterungen in ihre säulenparallelen Positionen von dem Isolierkörper (14) abnehmbar ist.
2. Heizelement nach Anspruch 1, mit einem aus einem Keramikfasermaterial hergestellten Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (18) an dem in dem Keramikf as'erraaterial eingebetteten Ende eine miteingebettete Querleiste (20) aufweisen, welche ei'ne Verankerung in dem Keramikfasermaterial gewährleistet.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Halterungen (22) durch einen Stift gebildet ist, der durch ein Loch (26) an dem von dem Isolierkörper (14) entfernten Ende der Säule (18) gesteckt ist und von dessen in dem Loch (26) drehbar gelagerten Zentralabschnitt (24) die fingerartigen Enden (28, 30) in der Weise nach entgegengesetzten Richtungen abgebogen sind, daß sie in die säulenparallelen und quergestellten Positionen verdrehbar sind.

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