DE3040463A1

DE3040463A1 - Mechanische verbindung eines elektrischen rohrheizkoerpers mit einer zu beheizenden flaeche

Info

Publication number: DE3040463A1
Application number: DE19803040463
Authority: DE
Inventors: Christian 8225 Traunreut Gerolf
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1982-05-13
Also published as: FR2493660A1; FR2493660B1

Description

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BOSCH-SIEMENS .IAUSGERÄTE GMBH 8 München SO, 27.10.1930 Stuttgart Hochstraße 17

TZP 80/651 Vei/ant

Mechanische Verbindung eines elektrischen Rohrheizkörpers mit einer zu beheizenden Fläche

Die Erfindung betrifft eine mechanische Verbindung eines elektrischen Rohrheizkörpers mit einer zu beheizenden, vorzugsweise metallischen, Fläche z.B. einer Wand einer Backofenmuffel .

Es ist bekannt, derartige Verbindungen durch Auflöten des Rohrheizkörpers auf die zu beheizende Fläche herzustellen. Hierzu müssen die zu beheizende Fläche und der aufgelegte Rohrheizkörper zusammen auf Lottemperatur gebracht werden, bis das Lot fließt und durch Kapillarwirkung in die Räume zwibc!.^xi Rohrheizkörper und zu beheizender Fläche eindringt. Der Rohrheizkörper wird dabei durch Spanneinrichtungen auf der zu beheizenden Fläche festgehalten, damit er sich beim Einsetzen in den Ofen nicht verschieben kann. Der Fertigungsaufwand ist aufgrund der verschiedenen durchzuführenden Handgriffe und der benötigten Geräte, z.B. des Ofens erheblich.

ORIGINAL IMSPECTED

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Es ist ferner bekannt, Rohrheizkörper mit Metallmantel, z.B. aus Aluminium mit einer zu beheizenden Fläche aus Metall, z.B. Aluminium dadurch zu verbinden, daß sie durch Pressen mit hohem Druck kalt aufeinander gepreßt werden, wobei entweder eine Preßschweißung erfolgt oder zwischengelegte Stahlgitter sich sowohl im Rohrheizkörper als auch in der zu beheizenden Fläche verankern. Zur Herstellung dieser Verbindung sind z.B. für die relativ großen Heizkörper von Herdmuffeln sehr große teuere Pressen erforderlich, so daß der Fertigungsaufwand auch hier hoch ist.

Der Erfindung liegt mn die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Verbindung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen geringeren Fertigungsaufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Verbindungsmittel ein hochtemperaturbeständiger Silikonklebstoff dient. Diese Verbindungsart hat den Vorteil, daß keinerlei teuere Werkzeuge zu ihrer Herstellung erforderlich sind und die Teile auch nicht auf hohe Temperaturen gebracht werden müssen, die die Gefahr des Verziehens mit sich bringen. Es kann ganz ohne Temperaturbehandlung gearbeitet werden oder es kann der Rohrheizkörper elektrisch angeschlossen werden und durch seine eigene Wärme eine Aushärtung des Klebstoffes bewirken, bzw. falls erforderlich die Aushärtung beschleunigen.

Der Klebstoff ist zweckmäßigerweise gut warmeleitfähig und kann hierzu gut wärmeleitende Füllstoffe enthalten.

Zweckmäßigerweise bildet der Klebstoff zwischen dem Rohrheizkörper und der zu beheizenden Fläche eine durchgehende Schicht,

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wobei zur Erzielung eines guten Wärmeüberganges und einer guten Verbindung diese Scnicht vorzugsweise sehr dünn ist und sowohl der Rohrheizkörper als auch die zu beheizende Fläche im Bereich der Vei'bindungsstelle möglichst ebene Flächen aufweisen.

Es kann jedoch auch zweckmäßig sein die Klebstoffnähte, im Querschnitt durch den Rohrheizkörper gesehen, in den Randbereichen des Rohrheizkörpers anzuordnen, wobei die der zu beheizenden Flächen zugewandte Fläche des Rohrheizkörpers fast ganz oder ganz frei von Klebstoff sein kann.

Der Rohrheizkörper besitzt im Querschnitt gesehen, vorzugsweise etwa Dreiecksform und ist mit einer seiner Flächen der zu beheizenden Flächen zugewandt. Hierdurch ergibt sich eine breite Wärmeübergangs-und bei Verwendung einer durchgehenden Klebeschicht breite. Verbindungsstelle. Es kann genügen den Rohrheizkörper nur an einzelnen Stellen entlang seiner Länge mit der zu beheizenden Fläche zu verkleben und dazwischenliegende Längenabschnitte klebstoff-frei zu lassen. Der Wärmeübergang erfolgt sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Strahlung.

Die zu beheizende Fläche kann eine den Rohrheizkörper aufnehmende Nut, z.B. in Fora einer Sicke aufweisen, wobei vorzugsweise Räume zwischen der Nut und dem Rohrheizkörper mit Klebstoff ausgegossen sind. Dabei kann die Öffnung der Nut nach Einlegen des Rohiiiexzkörpers im wesentlichen ganz durch Klebstoff verschlossen werden, wodurch der Rohrheizkörper mindestens auf seiner der Nutöffnung zugewandten Seite in den Klebstoff eingebettet ist. Die Nut kann sich ferner hinter einer mindestens der Dicke des einzufügenden Teiles des Rohrheizkörpers entsprechenden Eingangsöffnung ins Innere hin erweitern, wobei Klebstoffnähte zwischen dem vorzugsweise dreieckigen Rohrheizkörper und den Seiten-

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wandungen der Nut liegen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Wärmedehnungen nicht zu allzugroßen Scherkräften im Klebstoff "bzw. dessen Angriffsstellen am Rohrheizkörper und an der zu "beheizenden Fläche führen können. Selbst wenn sich die Klebeverbindung zu einer dieser Flächen löst, bleibt der Durchlauferhitzer durch eine Art Keilwirkung in der Nut verankert. Bei dieser Verbindung kann es zweckmäßig sein, wenn der Klebstoff dauerelastisch ist und beim Aushärten sein Volumen geringfügig vergrößert um ein festes Einpressen des Rohrheizkörpers bewirkt. Bei anderen Ausführungsformen, vor allem bei der Verwendung von Verbindungsnähten seitlich einer Anlagefläche des Rohrheizkörpers kann es zweckmäßiger sein, wenn das Volumen des dauerelastischen Klebstoffes beim Aushärten etwas schrumpft.

Klebstoffnaht bzw. die Klebstoffnähte können so angeordnet und dimensioniert sein, daß ihre Elastizität ein starkes Nachgeben erlaubt als die Differenzen der Wärmeausdehnungen von Rohrheizkörper und der zu beheizenden Fläche erfordern, wodurch ein Abschälen oder Aufreißen der Klebeverbindung vermieden wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Muffel eines Backofens;

Fig. 2 ausschnittsweise einen Schnitt im

wesentlichen entlang der Linie II-II in Fig. 1;

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Fig. 3 «3ine abgewandelte Ans führung s form in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 3;

Fig. 4 eine weitere abgewandelte Ausführungsform in einem Schnitt entsprechend dein der Fig. 2 und

Fig. 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Muffel eines Back- und Bratofens j ohne die sie umgebende ¥ärmeisolation_;besitzt Seitenwände 2 und 3, eine Deckseite 5 und eine Bodenseite 6. Die Deckseite 5 und die Bodenseite 6 der Muffel 1 weisen an ihrer Außenseite jeweils einen Rohrheizkörper 9 bzw. 12 auf, der mittels eines temperaturbeständigen Silikonklebers auf diese zu beheizenden Flächen geklebt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt besitzt der Rohrheizkörper 9 einen runden Querschnitt und liegt auf der ebenen Fläche der Deckseite 5 auf, wobei die verbindende Klebstoffschicht im mittleren Bereich, in dem der Rohrheizkörper 9 und die Deckseite 5 sich am nächsten kommen, sehr dünn ist und im Schnitt gesehen rechts und links davon dicker werdende keilförmige Nähte bildet. Als Klebstoff dient ein hochtemperaturbeständiger Silikonklebstoff, der eine Dauerbeleistung von etwa 260 C oder mehr und Spitzenbelastungen von etwi. 36O⁰C oder mehr verträgt ohne dabei durch Alterung seine Festigkeit und Haftfähigkeit zu verlieren.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein im Querschnitt dreieckiger Rohrheizkörper 319 mit einer seiner Flächen auf die Oberflache einer Deckseite 305 einer Muffel aufgelegt und entlang seinen, der zu beheizenden Fläche 305 benachbarten Kanten mit

-G-

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Klebstoffwülsten 316 und 318 mit der Oberfläche der vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Dockseite 305 verbunden. Per Rohrheizkörper liegt mit seiner Anlagefläche an der Deckseite 305 an, ohne daß sich eine Klebstoff schicht dazwischen "befindet. Der Wärmeübergang erfolgt an den Berührungsstellen durch Wärmeleitung und im übrigen durch Wärmestrahlung. Der Mantel des Rohrheizkörpers 309 kann aus Aluminium sein, da die Klebstoffverbindung im Gegensatz zur Lötverbindung kaum Probleme bei der Verbindung verschiedener Werkstoffe ergibt, solang sie ausreichend elastisch ist um die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen ohne Ablösungen oder Reißen zu verkraften. Dies erlaubt den Fertigungsaufwand durch Verwendung preiswerterer Materialien weiter zu verringern oder für die Wandungen der Muffel und den Rohrheizkörper das jeweils optimale Material/zu verwenden.

oder optimale Oberflächenbehandlung

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zeigt einen runden Rohrheizkörper 409, der völlig in eine Nut 420 eingelassen ist, die durch Bildung einer Sicke 422 in einer Deckseite 405 einer Muffel ausgebildet ist. Die Nut ist ganz mit Klebstoff 416 ausgegossen, der den Rohrheizkörper völlig umgibt und die Nut völlig ausfüllt. Auf diese Weise wird mehr Wärme durch Wärmeleitung an die Muffel abgegeben und weniger Wärme gegen die, die Muffel umgebende Isolierung abgestrahlt, wodurch diese weniger temperaturfest sein muß und aus einem preiswerterem Material bestehen kann. In Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 4 kann der untere Bereich der Nut in seiner Form der Kontur des Rohrheizkörpers angepaßt sein und direkt an diesem anliegen und lediglich der äußere Bereich der Nut durch Klebstoff ausgegossen sein.

Fig. 5 zeigt eine Verbindungsstelle, bei der eine Deckseite 505 einer Muffel eine sich nach unten hin schwalbenschwanzförmig erweiternde Nut 520 aufweist. Ein im Querschnitt dreieckiger Rohrheizkörper liegt mit einer seiner Flächen auf dem ebenen

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Boden 526 d'.-r Nut ohne Zwischenlage von Klebstoff. Rochts und links des Rohrheizkörpers 509 ergeben sich relativ breite Räume, da die Eingangsbreite der Nut ausreichend sein muß um den Rohrheizkörper einzuführen. Diese Räume sind jeweils mit einer Klebstoffüllung 53-6 und 518 ausgegossen und Iralte-n den Rohrheizkörper 509 durch eine Art Keilwirkung in der Nut 520 fest. Die Dicke der Klebstoffschichten kann bei im Prinzip gleicher Wirkung verringert werden wenn der Rohrheizkörper eine trapezförmige Querschnittsform aufweist, die Seitenwände geringerer Neigung als die Dreiecksform ergibt. Bei Verbindung eines stabförmigen Rohrheizkörpers mit einer zu beheizenden Fläche kann der Heizkörper unter Drehung in die Nut eingesetzt werden, wodurch die Eingangsbreite der Nut und damit die Dicke der Klebstoff schichten geringer gehalten sein kann.

In AbwandlUxig der Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann zwischen dem Rohrheizkörper und der zu beheizenden Fläche bei ebener Ausbildung derselben eine sehr dünne Schicht eines gut wärmeleitenden Silikonklebstoffes angeordnet sein, wobei die dünne Schicht durch kräftiges Aufeinanderpressen von Rohrheizkörper und zu beheizender Fläche erzielt wird, wobei überschüssiger Klebstoff zur Seite verdrängt wird und seitliche Verbindungsnähte bildet, wie sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 gezeigt sind. Bei dieser Ausführungsform entfällt der Vorteil, des Arbeitens ohne Spannwerkzeuge jedoch bleibt der Vorteil der beliebigen Werkstoffwahl weiter bestehen. Sowohl der Wärmeübergang wie auch die Festigkeit der Verbindung sind in diesem Fall besonders günstig.

Bei uer Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann ein weniger gut "wärmeleitender Klebstoff verwendet werden, da der Hauptteil des Wärmeüberganges durch Berührung und Strahlung zwischen den beiden Klebstoff nähten 316 und 318 stattfindet. Ferner kann eine, in unterbrochenen Linien angedeutete, den Rohrheizkörper an der, der Fläche 305 abgewandten Seite überziehende Klebstoffschicht 3^0 oder eine z.b. in den Wülsten 316,318 festgeklebte entsprechende Isoliermaterialhaube eine thermische Isolierung nach außen bilden.und die Heizleistung nach innen erhöhen. «.

ORIGINAL IN8PEC5TSS .
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Claims

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Ansprüche

Mechanische Verbindung eines elektrischen Rohrheizkörpers mit einer zu beheizenden, vorzugsweise metallischen Fläche, z.B. einer Wand einer Backofenmuffel, mittels eines Verbindungsmittels, dadurch gekennzeichnet , daß als Verbindiingsmittel ein hochtemperaturbeständiger Klebstoff (16;316,318;4l6; 516,518) dient.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Silikonklebstoff ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (l6;3l6,318;4l6;5l6,5I8) gut wärmeleitfähig ist.
4. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit gut wärmeleitende Füllstoffe enthält.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (l6;4l6) zwischen dem Rohrheizkörper (9;409) und der zu beheizenden Fläche (5>5O5) eine durchgehende Schicht bildetju/i.B-ret^enficMtiK* t4e&
6. Verbindung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper, vorzugsweise mit dreieckigem Querschnitt, und die zu beheizende Fläche im Bereich der Verbindungsstelle ebene Flächen aufweisen, zwischen denen eine durchgehende, sehr dünne Klebstoffschicht angeordnet ist (ähnlich Fig.3)·

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7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt durch den Rohrheizkörper (3O9;5O9) gesehen in den Randbereieheii des Rohrheizkörpers angeordnete Klebstoffnähte (316,318; 516,518) diesen mit der zu beheizenden Fläche verbinden.
8. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die, der zu beheizenden Fläche (305;505) zugewandte Fläche des Rohrheizkörpers (309;509) frei von Klebstoff ist.
9. Verbindung nach einem der Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Länge des Rohrheizkörpers nur einzelne Stellen mit der zu beheizenden Fläche verklebt und dazwischenliegende Längenabschnitte ■klebstofffrei sind.
10. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (309;509) im Querschnitt gesehen etwa Dreiecksform besitzt, und eine seiner Flächen der zu beheizenden Fläche (305;505) zugewandt ist.
11. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beheizende Fläche (405;505) den rohrheizkörper (4O9;5O9) aufnehmende Nuten (420;52C) z.B. in Form von Sicken (422) aufweist, wobei vorzugsweise Räume zwischen der Nut und dem Rohrheizkörper mit Klebstoff (416; 516,518) ausgegossen sind.
12. Verbindung nach Anspruch Ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Nut (420) über dem Rohrheizkörper (409) im wesentlichen ganz durch Klebstoff (416) verschlossen ist«

ORIGINAL

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13. Verbindung nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (520) sich von einem mindestens der Dicke des Rohrheizkörpers (509) entsprechenden Eingangsoi'fnung ins Innere erweitert und Klebstoff zwischen den sich vorzugsweise nutauswärts verjüngenden Rohrheizkörper und die Seitenwände der Nut gegossen ist.
Ik. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff wärmeaushärtend ist.
15. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis Ik, dadurch ge-

Mrteti Aushärtung kennzeichnet, daß der Klebstoff/dauerelastisch ist.
16. Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffnähte so angeordne^und bemessen sind, daß ihre Elastizität ein stärkeres Nachgeben erlaubt als die Differenzen der Wärmeausdehnungen des Rohrheizkörpers und der zu beheizenden Fläche erfordern.