DE2938099A1

DE2938099A1 - Flexibles heizelement

Info

Publication number: DE2938099A1
Application number: DE19792938099
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1979-09-20
Publication date: 1980-04-10
Also published as: US4255649A; US4320253A

Description

Anmelder; Stuttgart, 18. September 1979 Joseph Fisher P 3771 S/Zr

52 Southover, Daisy Hill
Westhoughton, Bolton
Großbritannien

Vertreter;

Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße U¹
7000 Stuttgart 1

Flexibles Heizelement

Die Erfindung betrifft ein flexibles Heizelement, bestehend aus einem Heizdraht und auf den Heizdraht aufgezogenen Keramikkörpern, die angeformte Vorsprünge und Vertiefungen aufweisen und zusammen mit dem Heizdraht eine flexible Struk tür bilden, in der die Vorsprünge der Keramikkörper in die Vertiefungen benachbarter Keramikkörper eingreifen.

Wenn bei einem solchen flexiblen Heizelement der Heizdraht auf einem gewundenen Weg durch die Keramikkörper hindurchgefUhrt wird, lassen sich mattenartige, flexible Strukturen

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erheblicher Größe herstellen. In der GB-PS 893 125 ist ein Heizelement beschrieben, bei dem zwischen benachbarten Keramikkörpern kleine ovale Keramikperlen angeordnet sind, um die Flexibilität des Heizelementes zu erhöhen, ohne den Heizdraht bloßzulegen. Die kleinen Perlen haben tatsächlich eine Verbesserung der Flexibilität zur Folge, jedoch bereiten sie Handhabungs-Schwierigkeiten bei der Herstellung oder bei späteren Abänderungen des Heizelementes. Um diese Handhabungs-Schwierigkeiten zu vermeiden, schlägt die GB-PS 1 U¹5 002 vor, Keramikkörper zu verwenden, die einteilig angeformte, perlenförmige Voreprungβ aufweisen, um die verbesserte Flexibilität zu erhalten, ohne dazu kleine Keramik-Bauteile anwenden zu müssen. Das in der GB-PS 1 I4.15 002 beschriebene System erfordert jedoch die Anwendung von vier verschiedenen Typen von Keramikkörpern, um im wesentlichen rechteckige Heizelemente herzustellen, wodurch die Kosten für die Herstellung, die Lagerung und das Zusammenfügen der Keramikkörper erhöht werden. Im Vergleich dazu erfordert das Heizelement nach der GB-PS 893 nur drei verschiedene Keramikkörper, einschließlich der kleinen Perlen. Schmale Heizelemente, die nur zwei Reihen solcher Keramikkörper aufweisen, können auch unter Verwendung von nur drei der Keramikkörper nach der GB-PS 1 1+15 hergestellt werden,jedoch können solche schmale Elemente unter Anwendung von nur zwei Komponenten hergestellt werden, wie sie in der GB-PS 893 125 beschrieben sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Heizelement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es leicht aus einer minimalen Anzahl verschiedener Keramik-Komponenten hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß

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das Heizelement Keramikkörper eines ersten Typs, die zwei im wesentlichen parallele Bohrungen aufweisen, die beide mit einem Ende in einen gemeinsamen Schlitz münden und von denen die eine mit dem anderen Ende in einer Vertiefung und die andere mit dem anderen Ende in einem Vorsprung mündet, und Keramikkörpern eines zweiten Typs umfaßt, die eine mit einem Ende in einer Vertiefung und mit dem anderen Ende in einem Vorsprung mündende Bohrung aufweisen, und daß die Keramikkörper des ersten Typs in zwei parallelen Reihen versetzt zueinander angeordnet sind, während die Keramikkörper des zweiten Typs Lücken an den Enden der beiden Reihen der zueinander versetzten Keramikkörper des ersten Typs ausfüllen, wobei die von den Keramikkörpern gebildeten Reihen im wesentlichen die gleiche Länge haben, alle Bohrungen der Keramikkörper einer Reihe mit jeweils einer Bohrung der Keramikkörper der anderen Reihe fluchten und endlich die Keramikkörper so angeordnet sind, daß die Vorsprunge an den Keramikkörpern einer Reihe in die Vertiefungen der Keramikkörper der anderen Reihe eingreifen und der Heizdraht die Bohrungen der Keramikkörper durchlauft und in den Schlitzen der Keramikkörper des ersten Typs liegt.

Vorzugsweise umfaßt das Heizelement zusätzlich Keramikkörper eines dritten Typs, die zwei im wesentlichen parallele Bohrungen aufweisen, die beide mit je einem Ende in einer Vertiefung und mit dem anderen Ende in einem Vorsprung münden, wobei der Vorsprung der einen Bohrung auf der gleichen Seite des Keramikkörpers angeordnet ist wie die Vertiefung der anderen Bohrung. Diese zusätzlichen Keramikkörper sind dann in wenigstens einer Reihe zwischen den beiden parallelen Reihen der Keramikkörper des ersten Typs derart angeordnet, daß die Bohrungen in den Keramikkörpern benachbarter Reihen miteinander fluchten und die Keramikkörper des

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zweiten Typs Lücken an den Enden der zueinander versetzten Reihen ausfüllen, so daß eine in wesentlichen rechteckige Struktur entsteht, in der die Vorsprungβ und Vertiefungen der Keramikkörper, die sich in benachbarten Reihen befinden, ineinandergreifen und der Heizdraht die Bohrungen in den Keramikkörpern durchläuft und in den Schlitzen der Keramikkörper des ersten Typs liegt.

Ee ist ersichtlich, daß ein zweireihiges Heizelement unter Verwendung von nur zwei verschiedenen Typen von Keramikkörpern hergestellt werden kann, während zur Herstellung eines drei- oder mehrreihigen Heizelementes nur drei verschiedene Typen von Keramikkörpern benötigt werden.

Wenn ein solcher Heizkörper montiert ist, können eich die ineinandergreifenden VorsprUnge und Vertiefungen gegeneinander bewegen, so daß ein Biegen des Heizelementes möglich ist. Ein solches Heizelement kann demnach an gekrümmten Flächen dicht zur Anlage gebracht werden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand darin der Zeichnung dargestellten AuefUhrungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 einen ersten Keramikkörper in Seitenansicht, Längsschnitt und Draufsicht,

Fig. 1+, S und 6 einen zweiten Keramikkörper in Seitenansicht, Längsschnitt und Draufsicht,

Fig. 7, Ö und 9 einen dritten Keramikkörper in Seitenansicht, Längsschnitt und Draufsicht und

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Fig. 10 bis 13 vier verschiedene Ausführungsformen von

Heizelementen, die mittels der in den Fig. 1 - 9 dargestellten Keramikkörpern aufgebaut sind.

Der in den Figuren 1-3 dargestellte Keramikkörper eines ersten Typs weist zwei Bohrungen 2 oder Kanäle auf, die einen beliebigen Querschnitt haben können und mit einem Ende in einen gemeinsamen Schlitz 3 munden. Die anderen Enden der Bohrungen 2 münden in einein Vorsprung !4. bzw. in eine Vertiefung 5. Der Vorsprung I4. und die Vertiefung 5 haben zusammenpassende, kegel stumpfförmige Oberflächen.

Die Figuren I4. - 6 zeigen einen Keramikkörper 6 eines zweiten Typs, der eine einzige Bohrung 2 aufweist, die sich zwischen einen Vorsprung I4. und einer Vertiefung 5 erstreckt.

In den Figuren 7-9 ist ein dritter Typ eines Keramikkörpers 7 dargestellt, der wiederum zwei Bohrungen 2 aufweist, von denen jede an einen Ende in einen Vorsprung k und an anderen Ende in eine Vertiefung 5 mundet. Der Vorsprung I4. der einen Bohrung 2 befindet sich auf der gleichen Seite des Keramikkörpers wie die Vertiefung 5 der anderen Bohrung 2.

Die in Fig. 10 dargestellte Ausfuhrungsform eines Heizelementes nach der Erfindung umfaßt eine Reihe 8 aus drei Keramikkörpern 1 des ersten Typs (Fig. 1-3) und eine Reihe 9, die aus zwei Keramikkörpern 6 des zweiten Typs (Fig. Ij. - 6) und zwei Keramikkörpern 1 des ersten Typs besteht. Die Keramikkörper 1 der beiden Reihen 8 und 9 sind gegeneinander versetzt angeordnet und es füllen die Keramikkörper 6 LUcken an den Enden der Reihe 9 aus, die sich auf Qrund der Tatsache ergeben, daß die Reihe 8 einen Keramikkörper 1 mehr umfaßt als die Reihe 9. Ein Heizdraht 10 ist

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durch zwei weitere Einführungs-Keramikkörper 6 hindurchgeführt und durchläuft die Keramikkörper auf de» durch gestrichelte Linien dargestellten Weg.

Fig. 11 zeigt eine alternative, zweireihige Anordnung. Dieses Heizelement ist demjenigen nach Fig. 10 ähnlich, jedoch enthält die Reihe θ einenzusätzlichen Keramikkörper 6, während in der Reihe 9 einer der Keramikkörper 6 durch einen Keramikkörper 1 ersetzt ist. Das Heizelement nach Fig. 11 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 10 darin, daß die beiden Enden des Heizdrahtes 10 von entgegengesetzten Seiten in das Heizelement eingeführt wird anstatt von der gleichen Seite.

Die in den Figuren 10 und 11 dargestellten AusfUhrungsformen der Erfindung, die nur zwei Reihen Keramikkörper aufweisen, werden als kreuzgewickelte Schlangenheizeleaente (cross wound snake heaters) bezeichnet. Es ist zu bemerken, daß diese Ausführung·formen aus nur zwei verschiedenen Typen von Keramikkörpern hergestellt sind. Allgemein besteht jedoch ein Bedarf nach Heizelementen größerer Breite. Die Figuren 12 und 13 veranschaulichen AusfUhrungsformen der Erfindung, deren grundsätzlicher Aufbau die Herstellung von rechteckigen Heizelementen beliebiger Größe gestattet.

Das in Fig. 12 dargestellte Heizelement besteht aus einer Reihe 11 aus drei Keramikkörpern 1 des ersten Typs, einer Reihe 12 aus zwei Keramikkörpern 7 des dritten Typs (Fig. 7-9) und zwei Keramikkörpern 6 des zweiten Typs, einer Reihe 13 aus drei Keramikkörpern 7 dee dritten Typs und einer Reihe 1j| aus zwei Keramikkörpern 1 des ersten Typs und zwei Keramikkörpern 6 des zweiten Typs. Die beiden weiteren

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Keramikkörper 6 des zweiten Typs dienen zum Einfuhren des Heizdrahtes 10. Wie ersichtlich, füllen die Keramikkörper 6 des zweiten Typs in den Reihen 12 und Ilj. Lücken aus, die in der von den Keramikkörpern 1 und 7 gebildeten rechteckigen Anordnung entstehen. Die Anordnung nach Fig. 12 kann vergrößert werden, indem einfach zu den Reihen 11 und Mi ein Keramikkörper 1 des ersten Typs und zu den Reihen 12 und 13 ein Keramikkörper 7 des dritten Typs hinzugefügt wird, oder auch indem zusätzliche Reihenpaare hinzugefügt werden, die den Reihen 12 und 13 entsprechen. Fig. 12 ist demnach typisch für jedes Heizelement, das eine geradzahlige Anzahl von Reihen mit Keramikkörpern des dritten Typs umfaßt.

Das in Fig. 13 dargestellte Heizelement umfaßt eine Reihe "\$ aus drei Keramikkörpern 1 des ersten Typs, eine Reihe aus zwei Keramikkörpern 7 des dritten Typs und zwei Keramikkörpern 6 des zweiten Type und eine Reihe 17 aus zwei Keramikkörpern 1 des ersten Typs und zwei Keramikkörpern 6 des zweiten Typs. Zwei weitere Keramikkörper 6 des zweiten Typs dienen zum Einführen des Heizdrahtes 10. Auch hier ist wieder festzustellen, daß die Keramikkörper 6 des zweiten Typs in den Reihen 16 und 17 die Lücken in der rechteckigen Anordnung ausfüllen, die von den Keramikkörpern 1 und 7 gebildet wird. Die Anordnung nach Fig. 13 kann dadurch erweitert werden, daß in den Reihen 15 und 17 ein Keramikkörper 1 und in der Reihe 16 einKeramikkörper 7 hinzugefügt wird. Weiterhin kann eine Erweiterung durch Hinzufügen zweier Reihen erfolgen, von denen die eine drei Keramikkörper 7 umfaßt und die andere der Reihe 16 gleicht. Demgemäß veranschaulicht Fig. 13 eine Anordnung, die für einHeizelement typisch ist, welches eine ungerade Anzahl von Reihen mit Keramikkörpern des dritten Typs aufweist.

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Das Ineinandergreifen der Vorsprunge und Vertiefungen bei den zusammengesetzten Heizelementen lassen die Figuren 10-13 erkennen. Das Anfertigen der Heizelemente 1st äußerst einfach, weil höchstens drei verschiedene Keramikkörper benötigt werden und weil außerdem der Heizdraht in der Welse durch die Keramikkörper hindurchgefUhrt werden kann, daß er in die jeweilige Bohrung jeweils von dem mit der Vertiefung versehenen Ende her eingeführt werden kann. So kann beispielsweise das Heizelement nach Fig. 12 dadurch hergestellt werden, daß der Heizdraht durch die Keramikkörper in der nachstehend angegebenen Folge eingeführt wird, beginnend mit der in Fig. 12 linken unteren Ecke: 6, 6, 7, 6, 1, 7, 7, 1, 7, 7, 1» 7, 7, 1, 7, 7, 1, 6, 7, 6, 6. Dabei ist es nicht erforderlich, über die Orientierung der einzelnen Keramikkörper nachzudenken. Unter der Voraussetzung, daß die Keramikkörper in der richtigen Ordnung ausgewählt werden, braucht die mit der Montage beschBftigte Person lediglich den Draht in das mit einer Vertiefung versehene Ende eines Loches in dem ausgewählten Keramikkörper einzuführen und es wird die richtige Orientierung automatisch erzielt.

Es versteht sich, daß die Verwendung einer Vorrichtung zum Halten der Keramikkörper das Einführen des Heizdrahtes erleichtern kann.

Es versteht sich, daß aus den Keramikkörpern nach den Figuren 1-9 andere Heizelemente hergestellt werden können als in den Figuren 10 - 13 dargestellt sind. Auch kann die Form der Keramikkörper von der in den Figuren 1 - 9 dargestellten Form abweichen. Beispielsweise können die Vorsprungβ und Vertiefungen kugelförmig anstatt kegelig ausgebildet sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Flexibles Heizelement, bestehend aus einem Heizdraht ^-^ iind auf den Heizdraht aufgezogenen Keramikkörpern, die angeformt* Vorsprungβ und Vertiefungen aufweisen und zusammen mit dem Heizdraht eine flexible Struktur bilden, in der die Vorsprung* der Keramikkörper in die Vertiefungen benachbarter Keramikkörper eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß es Keramikkörper (1) eines ersten Typs, die zwei im wesentlichen parallele Bohrungen (2) aufweisen, die beide mit einem Ende in einen gemeinsamen Schlitz (3) münden und von denen die eine mit dom anderen Ende in einer Vertiefung (5) und die andere mit dem anderen Ende in einem Vorsprung (Μ mündet, und Keramikkörper (6) eines zweiten Typs umfaßt, die eine mit einem find· in einer Vertiefung (5) und mit dem anderen Ende in einem Vorsprung (I4.) mündende Bohrung (2) aufweisen, und daß die Keramikkörper (1) des ersten Typs in zwei parallelen Reihen (6,9) versetzt zueinander angeordnet sind, während die Keramikkörper (6) des zweiten Typs Lücken an den Enden der beiden Reihen (8,9) der zueinander versetzten Keramikkörper (1) des ersten Typs ausfüllen, wobei die von den Keramikkörpern (1,6) gebildeten Reihen (6,9) im wesentlichen die gleiche Länge haben, alle Bohrungen (2) der Keramikkörper (1) einer Reihe (8) mit jeweils einer Bohrung (2) der Keramikkörper (1,6) der anderen Reihe (9) fluchten und endlich die Keramikkörper (1,6) so angeordnet sind, daß die VorsprUnge (i|) an den Keramikkörpern einer Reihe in die Vertiefungen (5) der Keramikkörper der anderen Reihe eingreifen und

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der Heizdraht (10) die Bohrungen (2) der Keramikkörper (1,6) durchläuft und in den Schlitzen (3) der Keramikkörper (1) des ersten Typs liegt.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Keramikkörper (7) eines dritten Typs umfaßt, die zwei Im wesentlichen parallele Bohrungen (2) aufweisen, die beide mit je einem Ende in einer Vertiefung (5) und mit dem anderen Ende in einem Vorsprung (I4.) münden, wobei der Vorsprung der einen Bohrung auf der gleichen Seite des Keramikkörpers angeordnet ist wie die Vertiefung der anderen Bohrung, daß die zusätzlichen Keramikkörper (7) in wenigstens einer Reihe (16) zwischen den beiden parallelen Reihen (15* 17) der Keramikkörper (1) des ersten Typs derart angeordnet sind, daß die Bohrungen (2) in den Keramikkörpern (1,6,7) benachbarter Reihen (15 - 17) miteinander fluchten und die Keramikkörper (6) des zweiten Typs Lücken an den Enden der versetzten Reihen (16,17) ausfüllen, so daß eine im wesentlichen rechteckige Struktur entsteht, in der die Vorsprung e (Ij.) und Vertiefungen (5) der Keramikkörper (1,6, 7), die sich in benachbarten Reihen befinden, ineinandergreifen und der Heizdraht (10) die Bohrungen (2) in den Keramikkörpern (1,6,7) durchläuft und in den Schlitzen (3) der Keramikkörper (1) des ersten Typs liegt.

3. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Reihen (8,9) der Keramikkörper (1) des ersten Typs besteht, τοη denen eine Reihe (9) einen solchen Keramikkörper (1) weniger aufweist als die andere Reihe (Ö) und an jedem Ende durch einen Keramikkörper (6) des zweiten Typs ergänzt ist.

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k. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Reihen (8,9) Keramikkörpern (1) des ersten Typs besteht, die beide die gleiche Anzahl von solchen Kerajnikkörpern (1) aufweisen und jeweils an einem Ende durch einen Keramikkörper (6) des zweiten Typs ergänzt sind.

S* Heizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine geradzahlige Anzahl von Reihen (12,13) mit Keramikkörpern (7) des dritten Typs umfaßt.

6. Heizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine ungeradzahlige Anzahl von Reihen (16) mit Keramikkörpern (7) des dritten Typs umfaßt.

7. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die VorsprUnge (\\) die Form eines Kegelstumpfes aufweisen, dessen Längsachse mit der Längsachse der zugeordneten Bohrung (2) zusammenfällt.

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