DE3917873A1 - Heizplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizplatte, insbesondere zur Bildung einer Fußboden- oder Innenwandheizung, unter deren Oberflächenbelag eine oder mehrere Heizschlangen in mäan­ drisch verlaufenden Kanälen eingefaßt sind.

Bei bekannten Heizplatten etwa dieser Art (vgl. Offenle­ gungsschriften DE 30 32 968 und DE 34 41 412) sind in deren eine Fläche oberflächlich verschließbare Rinnen einge­ schnitten, die zur Aufnahme von Wärmeträgerrohren oder ins­ besondere elektrischen Heizleitern dienen. Diese Wärme­ übertrager sind mit einem schlangenförmig gewundenen bzw. mäandrischen Verlauf angeordnet, um eine maximale Flächen­ leistung bei minimaler Energiezufuhr zu erreichen. Da bei diesen bekannten Ausführungen der Durchmesser der rohr- oder schlauchförmigen Wärmeübertrager etwa der Breite der Rinne oder Führungsnut entspricht, steht für die Wärmeüber­ trager bei Dehnung oder beispielsweise altersbedingter Schrumpfung nicht ausreichend Bewegungsspielraum zur Verfü­ gung. Dies kann zu mechanischen Spannungen, Druck oder gar zum Bruch oder Reißen der Wärmeübertrager, vor allem wenn sie als Heizleiter ausgebildet sind, führen.

Hieraus folgt das der Erfindung zugrundeliegende Problem, eine Heizplatte zu entwickeln, welche mit hoher Lebensdauer zuverlässig und betriebssicher arbeitet sowie einfach auf­ gebaut und kostengünstig herstellbar ist. Zur Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einer Heizplatte mit den eingangs genannten Merkmalen eine oder mehrere Kompensati­ onseinrichtungen vorzusehen, die jeweils in den Mäanderbe­ reichen für die Heizschlangen Spielraum zum Dehnen oder Schrumpfen schaffend, angeordnet sind.

Gerade in den gewundenen Heizschlangenabschnitten, wo sich mechanische Zug- oder Druckspannungen am gravierendsten auf die Heizschlangen, insbesondere elektrische Heizleiter, auswirken, sind erfindungsgemäß gesonderte Ausgleichsein­ richtungen vorgesehen, die gleichsam ein "Atmen" der Volu­ men-, insbesondere Längenausdehnung der Heizschlangen er­ möglichen. Eine Konkretisierung dieses Gedankens besteht darin, daß die Kompensationseinrichtungen als ein oder meh­ rere Führungselemente ausgebildet sind, die Heizschlangen­ mäander zur Steuerung von deren Ausgleichsbewegungen hal­ ten, umgeben und/oder ein- bzw. umfassen. Hierbei stellen die Führungselemente Kontrollorgane dar, die das genannte "Atmen" der Heizschlangen gerade in deren kritischen Mäan­ derbereichen in die Funktionszuverlässigkeit gewährlei­ stende Bahnen lenken. Eine zweckmäßige Verwirklichung sol­ cher Führungselemente wird durch die Ausbildung von die Heizschlangen führend einfassenden Nuten erzielt.

Auf der Basis des erfindungsgemäßen Konzeptes existieren viele Möglichkeiten zur Realisierung der Kompensationsein­ richtung.

Eine besteht darin, daß die Kompensationseinrichtung wenig­ stens einen Ausgleichskörper aufweist, der in der Heiz­ platte beweglich, gegebenenfalls gegen Federkraft verstell­ bar gelagert und mit Heizschlangenmäander umfassenden Füh­ rungskanälen versehen ist. Dieser Ausgleichskörper wird dann bei einem etwaigen Dehnungs- oder Schrumpfungsprozeß in der Heizschlange entsprechend verschoben, wobei deren Führung und Halterung unbeeinträchtigt bleibt. Eine zweck­ mäßige Realisierungsmöglichkeit für den Ausgleichskörper besteht in der Form einer flachen Leiste, die in Ausgangs­ stellung zu einer Heizplatten-Außenkante parallel verlau­ fend angeordnet ist.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Vereinfachung bzw. Verbilligung der Herstellung wird mit besonderem Vorteil die verschiebbare Lagerung eines derartigen Ausgleichskör­ pers dadurch realisiert, daß er in Sand oder sonstigem pul­ verförmigen Material, das vor allem feuerfest bzw. nicht brennbar ist, eingebettet liegt. Ein solches zur Einbettung dienendes Pulver stellt eine an sich formlose Masse dar, welche Volumen- bzw. Längenänderungen der Heizschlange fol­ gende Bewegungen der Kompensationseinrichtungen bzw. Füh­ rungselemente für Heizschlangenmäander zwar zuläßt, aber im übrigen die Heizschlangenanordnung ausreichend stabil hält.

Eine andere Alternative zur Realisierung der Kompensationseinrichtung besteht darin, diese mit wenig­ stens einem Ausgleichskörper aus elastischem Material zu versehen, der mit einem Heizschlangenmäander bewegungsmäßig gekoppelt ist. Solche elastisch-reversibel zusammendrückba­ ren Ausgleichskörper lassen sich auf vielfache Art kosten­ günstig herstellen. Zur Bewegungskopplung mit der Volumen- bzw. Längen-"Atmung" der Heizschlange sind mit Vorteil die Ausgleichskörper als elastische Kissen am Ende eines Füll­ stabes befestigt, der gegen eine Innenwand der Heizplatte abgestützt einen Heizschlangenmäander gegen die gegenüber­ liegende Innenwand drückt. Die Füllstäbe können gleichzei­ tig dazu dienen, nebeneinander gelegt Führungsrinnen bzw. -kanäle für zwischen den Mäandern befindliche, geradlinige Abschnitte der Heizschlangen zu bilden. Vorzugsweise liegt ein Füllstab mit demjenigen Ende an einem Heizschlangenmä­ ander an, welches dem mit dem elastischen Ausgleichskissen versehenen Ende abgewandt ist; dann ist das Kissen - von der Heizschlange ausreichend entfernt - gegen eine Heiz­ platten-Innenwand gepreßt und mithin keinem beeinträchti­ genden Wärmestreß ausgesetzt.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Kompensati­ onseinrichtung besteht darin, wenigstens eine im Mäanderbe­ reich der Heizschlange bzw. des (Führungs-)Kanals liegende Kanalerweiterung, insbesondere -verbreiterung auszubilden. Diese Alternative zeichnet sich vor allem durch einfachen Aufbau und Herstellbarkeit in wenig aufwendigen Arbeits­ schritten aus. So kann eine derartige Kanalerweiterung bei­ spielsweise mittels eines scheibenförmigen Fräsers (z. B. ähnlich einem kreisrunden Sägeblatt), der quer zu seiner Drehebene bzw. in Richtung seiner Drehachse bewegt wird, hergestellt werden; eine entsprechende, alternative Herstellungsmöglichkeit besteht darin, ein um eine zur Plattenfläche senkrechte Achse rotierendes Werkzeug, wie z. B. ein kreisringförmiger Schneidkopf eines Kronenfräsers auf die Oberfläche zu fixieren und zu drücken und in vorbe­ stimmtem Bewegungsspiel umzusetzen, je nach Anzahl der an­ zubringenden Kanalerweiterungen für Heizschlangenmäander. Die genannten Herstellungsmethoden führen zu der erfin­ dungsgemäßen Ausbildung mit eckigen und/oder rundlichen Grundformen der Kanalerweiterungen.

Zur Lösung der eingangs genannten Probleme eignet sich auch eine Erfindungsalternative, nach welcher eine Heizplatte insbesondere zur Bildung einer Fußboden- oder Innenwandhei­ zung mit einem Thermostaten gekoppelt, der einen oder meh­ rere von seinem Gehäuse vorstehende Fühlerkörper zur Wärme­ kopplung sowie ein auf der Gehäuseaußenfläche angeordnetes Sollwert-Einstellorgan aufweist. Die Erhöhung des Ge­ brauchswertes der mit einem derartigen Thermostaten verbun­ denen einzelnen Heizplatte liegt auf der Hand. Zudem können mehrere Heizplatten jeweils mit einem Thermostaten im Ver­ band angeordnet werden, innerhalb welchem Bereiche mit unterschiedlicher Heizleistung gezielt eingestellt werden können. Eine baulich zweckmäßige Realisierung für einen Fühlerkörper besteht darin, daß er als von einer Schmal­ seite des Gehäuses auskragende Lasche verwirklicht ist, die teilweise sandwichartig in Gehäuseteile eingebettet befestigt liegt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Darin zeigen

Fig. 1 in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Heizplatte,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 3 eine abgebrochen dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung den Herstellungs­ vorgang für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3,

Fig. 5 in abgebrochen dargestellter Draufsicht ein weite­ res Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Thermostaten zur Kopplung mit einer Heizplatte und

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6.

Die Darstellung in Fig. 1 geht von einer Heizplatte 2 aus, die aus sandwichartig zusammengelegten "Wandscheiben" mit dazwischen geklemmter Heizschlange besteht. Gemäß Fig. 1 ist eine Wand entnommen, so daß in der Draufsicht eine In­ nenseite 1 der Heizplatte 2 mit darauf befindlicher Heiz­ schlange 3 erkennbar ist. Diese weist eine Vielzahl von Ab­ schnitten auf, die in Form von Mäandern 4 verlaufen; diese bilden einen Umschlingungswinkel von etwa 180° und gehen an ihren Enden jeweils in geradlinige Abschnitte 5 über. An einem Rand der Innenseite 1 der Heizplatte 2 ist eine Hal­ teleiste 6 ortsfest angebracht, z. B. mit Nieten 7 befe­ stigt, in welcher ein Teil der Heizschlangenmäander 4 auf­ genommen ist. Im Bereich des gegenüberliegenden Randes ist eine Ausgleichsleiste 8 angeordnet, welche vor allem in Be­ wegungsrichtung 9 gegenüber der Halteleiste 6 verschiebbar gelagert ist. Die bewegliche Lagerung kommt dadurch zu­ stande, daß zwischen den beiden Leisten 6, 8 eine verform­ bare Masse bildende Pulverkörner 10, z. B. Quarzsand-Körner eingestreut sind. Diese erlauben bei Kontraktion der Heiz­ schlange 3 in ihrer Längsrichtung ein Verstellen der Aus­ gleichsleiste 8 in Bewegungsrichtung 9. Zudem gewährleisten die Pulverkörner 10 eine ausreichend stabile Halterung und Führung der geradlinigen Abschnitte 5 der Heizschlange 3. Zum Einfassen der Mäanderabschnitte 4 sind die Halteleiste 6 sowie die Kompensations- bzw. Ausgleichsleiste 8 jeweils mit (angedeutet gezeichneten) Nuten 11 versehen, die für die Heizschlange gleichsam Führungskanäle bilden. Deren Breite entspricht etwa dem Durchmesser der Heizschlange 3. In Fig. 1 ist die Ausgleichsleiste 8 in ihrer Ausgangsstel­ lung gezeigt, in der sie (noch) etwa parallel zur Außen­ kante 12 der Heizplatte 2 verläuft.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind auf der Innen­ seite 1 der Heizplatte 2 zueinander parallel verlaufend eine Mehrzahl von Füllstäben 13 angeordnet, die jeweils mit ihren einander parallel gegenüberliegenden Außenseiten Füh­ rungskanäle für die geradlinigen Abschnitte 5 der Heiz­ schlangen 3 bilden. Das eine Ende jedes Füllstabes 13 ist halbkreisförmig abgerundet und kann so von einem Heiz­ schlangenmäander 4 umschlungen werden. Das dem abgerundeten Ende entgegengesetzte Ende ist jeweils mit einem befestig­ ten Kissen 14 aus elastischem Material versehen, mittels welchem der Füllstab 13 gegen eine Wandleiste 15 anliegt.

Aufgrund dieser Anordnung wird das entgegengesetzte, abge­ rundete Ende elastisch federnd gegen eine weitere, gegen­ überliegende Wandleiste 16 gedrückt, wobei der Heizschlan­ genmäander 4 zwischen diesem Ende und der weiteren Wandlei­ ste 16 eingeklemmt ist. Kommt es aufgrund etwaiger Alte­ rungsprozesse zu einer Schrumpfung der Länge der Heiz­ schlange 3, führt dies zu einem Zusammendrücken der elasti­ schen Kissen 4, so daß diese als Kompensations- bzw. Aus­ gleichskörper für Heizschlangen-Längenänderungen dienen. Der Vorgang des Zusammendrückens der elastischen Kissen 14 ist mittels des Pfeiles 17 in Fig. 2 veranschaulicht. Fer­ ner ist anhand des noch lose gezeichneten Abschluß-Füllsta­ bes 13 a ersichtlich, daß die gesamte Anordnung der Heiz­ schlange 3 mit Mäanderabschnitten 4 und geraden Abschnitten 5 einfach dadurch hergestellt werden kann, daß bei hochkant stehender, geöffneter Heizplatte 2 die geraden Heizschlan­ genabschnitte 5 und die Füllstäbe 13 abwechselnd aufeinan­ dergelegt werden; wegen der Mäanderstruktur 5 sind dabei die elastischen Kissen 14 abwechselnd entweder an die eine Wandleiste 15 oder an die andere, gegenüberliegende Wand­ leiste 16 anzulegen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind in die Innenflä­ che bzw. Innenseite 1 der Heizplatte 2 als Führungskanäle (Einfaß-)Nuten 11 eingeschnitten, die jeweils in den Mäan­ derbereichen 4 auf eine bestimmte Breite b erweitert sind. Diese Verbreiterung b schafft Spielraum für die Heiz­ schlange 3 zur Schrumpfung oder Ausdehnung: Liegt zunächst ein Mäanderabschnitt 4 mit seinem Umfang an der äußeren In­ nenwand einer entsprechend verbreiterten Nut 11 an (wie in der oberen Hälfte der Fig. 3 angedeutet), und erfolgt ein Schrumpfungsprozeß der Heizschlange, führt deren Längenver­ kürzung dazu, daß der Heizschlangenmäander 4 mit seiner vorher frei verbliebenen Umfangsfläche zur Anlage an die innere Innenwand des verbreiterten Nutenabschnitts kommt (wie in der unteren Hälfte in Fig. 3 angedeutet). Gemäß Fig. 4 läßt sich die Erweiterung der Nut 11 im Mäander­ bereich durch eine Schneidvorrichtung, z. B. einen Scheiben­ fräser 18, leicht herstellen: Dieser wird - gemäß Fig. 4 - zunächst in Richtung 19 zur Bildung eines geradlinigen Nu­ tenabschnittes, dann senkrecht hierzu in Richtung 20 und dann in zur Richtung 19 entgegengesetzten Richtung 21 ge­ führt. Die Besonderheit besteht darin, daß bei mittlerer Arbeitsbewegung in Richtung 20 die Richtung der Drehebene des Scheibenfräsers 18 nicht verändert wird, wodurch eine Ausnehmung/Nut mit der erweiterten Breite b gebildet wird. Gemäß Fig. 5 sind die Nuten 11 in den Mäanderabschnitten 4 rundlich verbreitert, um im Fall von durchströmten Heiz­ rohren die Strömung nicht zu beeinträchtigen, oder im Fall von elektrischen Heizleitern keine Knicke und damit verbun­ dene Risse zu verursachen. Beim Aufsetzen eines Kronenfrä­ sers in einem Mäanderbereich 4 verbleibt eine kreisrunde Insel bzw. ein Zapfen 22 (vgl. Fig. 5).

Gemäß Draufsicht nach Fig. 6 ist ein Thermostat 29 auf der Außenseite seines Gehäuses 28 mit einem Einstellorgan 23 für eine mit der Heizplatte 2 gekoppelte Thermostateinrich­ tung versehen. Zur Erfassung der Außentemperatur weist die Thermostateinrichtung ferner zwei Fühlerkörper 24 auf, die im Beispiel als von der Schmalseite des Gehäuses 28 vorste­ hende Laschen realisiert sind. Gemäß der Schnittdarstellung der Fig. 7 sind die Fühlerkörper 24 zwischen zwei flächige Abdeckteile 26 des Gehäuses 28 teilweise sandwichartig ein­ gebettet, wobei im Inneren der Heizplatte 2 sich vom Füh­ lerkörper 24 eine Verbindungseinrichtung 27 zur (nicht ge­ zeichneten) Thermostateinrichtung erstreckt.

Claims (13)

1. Heizplatte, insbesondere zur Bildung einer Fußboden- oder Innenwandheizung unter deren Oberflächenbelag ein oder mehrere Heizschlangen in mäandrisch verlau­ fenden Kanälen eingefaßt sind, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Kompensationseinrichtungen (8, 14), die jeweils in den Mäanderbereichen (4) für die Heiz­ schlangen (3) Spielraum zum Dehnen oder Schrumpfen (9) schaffend angeordnet sind.

2. Heizplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtungen als ein oder meh­ rere Führungselemente (8) ausgebildet sind, die Heiz­ schlangenmäander (4) zur Steuerung von deren Aus­ gleichsbewegung (9) halten, umgeben und/oder ein- bzw. umfassen.

3. Heizplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente als Führungsnuten realisiert sind.

4. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung we­ nigstens einen Ausgleichskörper (8) aufweist, der in der Heizplatte (2) beweglich (9), gegebenenfalls ge­ gen Federkraft verstellbar gelagert und mit Heiz­ schlangenmäander (4) umfassenden Führungskanälen (11) versehen ist.

5. Heizplatte nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen flachen Ausgleichskörper in Form einer Leiste (8), die in Ausgangsstellung parallel zu einer Heiz­ platten-Außenkante (12) angeordnet ist.

6. Heizplatte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgleichskörper in Sand oder son­ stigem pulverförmigen Material (10) eingebettet liegt.

7. Heizplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kompensationseinrichtung wenigstens einen Ausgleichskörper (14) aus elastischem Material aufweist, der mit einem Heizschlangenmäander (4) be­ wegungsmäßig gekoppelt ist.

8. Heizplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Ausgleichskörper als elastisches Kissen (14) realisiert und am Ende eines Füllstabes (13) befestigt ist, der gegen eine Innenwand (15) der Heizplatte (2) abgestützt einen Heizschlangenmäander (4) gegen die gegenüberliegende Innenwand (16) drückt.

9. Heizplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung durch wenigstens eine im Mäanderbereich (4) ausgebil­ dete Kanalerweiterung, insbesondere -verbreiterung (b) verwirklicht ist.

10. Heizplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalerweiterung mittels eines Scheiben­ fräsers (18), der quer zu seiner Drehebene bewegt (20) wird, oder mittels eines Kronenfräsers mit ring­ förmigem Schneidkopf hergestellt wird, welche Fräser jeweils eine Innenfläche (1) der Heizplatte (2) ver­ tiefend gehandhabt werden.

11. Heizplatte nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet, durch eine eckige und/oder rundliche Grundform der Kanalerweiterung.

12. Heizplatte, insbesondere zur Bildung einer Fußboden- oder Innenwandheizung, gekennzeichnet durch die Kopp­ lung mit einem Thermostat (29), der einen oder meh­ rere von seinem Gehäuse (28) vorstehende Wärme-Füh­ lerkörper (24) sowie ein auf der Gehäuseaußenfläche angeordnetes Sollwert-Einstellorgan (23) aufweist.

13. Heizplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerkörper (24) als von einer Schmalseite (25) des Gehäuses (28) auskragende Lasche verwirk­ licht ist, die teilweise sandwichartig in dem Gehäuse (28) eingebettet befestigt ist.