DE3917873C2 - - Google Patents
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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.
Diese Beanspruchungen werden auch nicht dadurch reduziert,
daß man - wie die AT-PS 3 25 726 vorschlägt - an den äußeren
Begrenzungsflächen des Heizplattengrundkörpers eine Wärmedehnschicht
aus einem zusammendrückbaren, vorzugsweise elastischen
Material flächig anbringt. Diese Anordnung hat
ausschließlich den Zweck, Materialschäden aufgrund unterschiedlicher
Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials
des Heizplattengrundkörpers und des Baumaterials, in welchem
die Heizplatten eingebettet sind, zu vermeiden, insbesondere
einer Rißbildung im Einbettungsmaterial vorzubeugen.
Zwischen Heizschlangen und Heizplatten bei Erwärmung
auftretende mechanische Spannungen lassen sich durch Anbringen
einer solchen Wärmedehnschicht jedoch nicht vermeiden.
Demzufolge ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem,
die Lebensdauer der Heizplatten dadurch zu erhöhen, daß die
den Werkstoff des Heizplattengrundkörpers belastenden Einflüsse
des Heizbetriebs vermieden oder zumindest auf annehmbare
Werte reduziert werden. Diese schädigenden Einflüsse
resultieren vor allem aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Werkstoffe von Heizplatte
und Heizschlange. Mit einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung ist es darüber hinaus möglich, einer Überhitzung
der Heizplatte entgegenzuwirken, um chemische Veränderungen
und/oder vorzeitiges Altern der Heizplatte zu verhindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mehrere alternative
Maßnahmen vor, welche das gemeinsame Merkmal aufweisen,
daß eine oder mehrere Kompensationseinrichtungen
vorhanden sind, die jeweils in den Mäanderbereichen, für
die Heizschlangen Spielraum zum Dehnen oder Schrumpfen
schaffend, angeordnet sind.
Eine erste Möglichkeit zur Realisierung dieser Kompensationseinrichtung
besteht darin, wenigstens eine im Mäanderbereich
der Heizschlange bzw. des (Führungs-) Kanals liegende
Kanalerweiterung, insbesondere -verbreiterung auszubilden.
Diese Anordnung zeichnet sich vor allem durch einfachen
Aufbau und Herstellbarkeit in wenig aufwendigen Arbeitsschritten
aus. So kann eine derartige Kanalerweiterung beispielsweise
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.
einen kreisringförmigen Schneidkopf eines Kronenfräsers,
auf die Oberfläche zu fixieren und zu drücken und in vorbestimmtem
Bewegungsspiel umzusetzen, je nach Anzahl der anzubringenden
Kanalerweiterungen für Heizschlangenmäander.
Die genannten Herstellungsmethoden führen zu der erfindungsgemäßen
Ausbildung mit eckigen und/oder rundlichen
Grundformen der Kanalerweiterungen.
Andererseits ist es möglich, die erfindungsgemäße Kompensationseinrichtung
in Form von zumindest im Bereich der auf
einer Seite der Heizplatte befindlichen Mäander angeordneten,
gegenüber der Heizplatte beweglichen Lagerungen zur
Aufnahme der in Richtung der geraden Teilstücke der Heizschlangen
auftretenden Wärmedehnungen auszubilden. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung besteht die Konkretisierung
des Erfindungsgedankens darin, daß die Kompensationseinrichtung
als ein oder mehrere Lagerungselemente ausgebildet
ist, welche die Heizschlangenmäander unter Aufnahme
von deren Ausgleichsbewegungen halten, umgeben und/oder
ein- bzw. umfassen. Hierbei ist es der primäre Zweck dieser
Lagerungselemente, die temperaturbedingten Längenänderungen
der Heizschlangen besonders in deren kritischen Mäanderbereichen
in die Funktionszuverlässigkeit gewährleistende
Bahnen zu lenken.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können
die beweglichen Lagerungen
von innerhalb der Heizschleifen angeordneten, in
Richtung der geraden Teilstücke der Heizschlangen beweglichen
Ausgleichskörpern gebildet werden, wobei die Ausgleichskörper
durch elastische Elemente, die in einem bestimmten
Ausmaß zusammengedrückt werden können, an die Mäander
der Heizschleifen gepreßt werden. Solche elastisch-reversibel
zusammendrückbaren Ausgleichskörper lassen sich
auf vielfache Art kostengünstig herstellen. Zur Bewegungskopplung
mit der temperaturabhängigen Volumen- bzw. Längenänderung
der Heizschlange stützen sich die aus Füllstäben
bestehenden Ausgleichskörper mit Vorteil über je ein
elastisches Kissen an einer Innenwand der Heizplatte ab und
drücken je einen Heizschlangenmäander in Richtung auf die
gegenüberliegende Innenwand. Die Füllstäbe können gleichzeitig
dazu dienen, nebeneinandergelegt Führungsrinnen bzw.
-kanäle für zwischen den Mäandern befindliche, geradlinige
Abschnitte der Heizschlangen zu bilden. Vorzugsweise liegt
ein Füllstab mit demjenigen Ende an einem Heizschlangenmäander
an, welches dem mit dem elastischen Ausgleichskissen
versehenen Ende abgewandt ist; dadurch wird das von der
Heizschlange ausreichend entfernte Kissen gegen eine Heizplatteninnenwand
gepreßt und mithin keinem beeinträchtigenden
Wärmestreß ausgesetzt.
Bei Verwendung von gegenüber der Heizplatte beweglichen Lagerungen
der Heizschlangenmäander ist es auch möglich, daß
die Heizschleifen an einer ortsfesten Halteleiste einseitig
fixiert und mit ihren gegenüberliegenden Mäanderbereichen
in dafür vorgesehenen Führungskanälen eines in der Heizplatte
beweglich, gegebenenfalls gegen eine Federkraft verstellbar
gelagerten Ausgleichskörpers aufgenommen sind.
Dieser Ausgleichskörper wird dann bei einem etwaigen Dehnungs-
oder Schrumpfungsprozeß von der Heizschlange entsprechend
verschoben, wobei deren Führung und Halterung unbeeinträchtigt
bleibt. Eine zweckmäßige Realisierungsmöglichkeit
für den Ausgleichskörper besteht in der Form einer
flachen Leiste, die in Ausgangsstellung zu einer Heizplattenaußenkante
parallel verlaufend 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 des Ausgleichskörpers zwar zuläßt, aber im
übrigen die Heizschlangenanordnung ausreichend stabil hält.
Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Lage des Ausgleichskörpers
durch eine mechanische Kopplung auf ein
Thermostat übertragen wird. Die Lage des Ausgleichskörpers
ist aufgrund der Wärmeausdehnung der Heizschlange proportional
zu deren Temperatur und eignet sich daher sehr gut
zur Erfassung des Temperaturistwerts der Heizplatte. Somit
ist mittels eines Thermostats, welches auf die zugeführte
Heizleistung einwirkt, eine Regelung und/oder Begrenzung
der Heizplattentemperatur möglich. Dadurch wird zum einen
die infolge der Wärmeausdehnung variierende Länge der Heizschleifen
auf einen Maximalwert begrenzt und andererseits
einem vorzeitigen Alterungsprozeß der Heizplatte entgegengewirkt.
Der Thermostat weist vorzugsweise einen oder mehrere von
seinem Gehäuse vorstehende Wärmefühlerkörper zur Koppelung
an den Ausgleichskörper auf. Die Integration des Koppelungsmechanismus
in den Thermostat erlaubt den nachträglichen
Anbau eines solchen Thermostaten an standardisierte
Heizplatten.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß der
Thermostat ein auf seiner Gehäuseaußenfläche angeordnetes
Sollwerteinstellorgan aufweist. Dadurch ist es möglich, die
Heizleistung einzelner oder mehrerer, bereichsweise zusammengefaßter
Heizplatten gezielt einzustellen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie anhand der
Zeichnung. Darin zeigt
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. Quarzsandkörner
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 14, so daß diese als Kompensations- bzw. Aus
gleichskörper für Heizschlangenlängenänderungen 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 Abschlußfüllsta
bes 13a 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 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 (11)
1. Heizplatte, insbesondere zur Bildung einer Fußboden-
oder Innenwandheizung, unter deren Oberflächenbelag
ein oder mehrere Heizschlangen in mäandrisch verlaufenden
Kanälen eingefaßt sind, gekennzeichnet durch
eine im Mäanderbereich (4) angeordnete Kanalerweiterung,
insbesondere -verbreiterung (b).
2. Heizplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
eckige und/oder rundliche Grundform der Kanalerweiterung.
3. Heizplatte, insbesondere zur Bildung einer Fußboden-
oder Innenwandheizung, unter deren Oberflächenbelag
ein oder mehrere Heizschlangen in mäandrisch verlaufenden
Kanälen eingefaßt sind, gekennzeichnet durch
zumindest im Bereich der auf einer Seite der Heizplatte
(2) befindlichen Mäander (4) angeordnete, gegenüber
der Heizplatte (2) bewegliche Lagerungen zur
Aufnahme der in Richtung der geraden Teilstücke (5)
der Heizschlangen (3) auftretenden Wärmedehnungen.
4. Heizplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die beweglichen Lagerungen von innerhalb der Heizschleifen
angeordneten, in Richtung der geraden Teilstücke
(5) der Heizschlangen (3) beweglichen Ausgleichskörpern
gebildet werden, wobei die Ausgleichskörper
durch elastische Elemente, die in einem bestimmten
Ausmaß zusammengedrückt werden können, an die
Mäander (4) der Heizschleifen gepreßt werden.
5. Heizplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgleichskörper aus Füllstäben (13) bestehen,
welche sich über je ein elastisches Kissen (14) an einer
Innenwand (15) der Heizplatte (2) abstützen und je
einen Heizschlangenmäander (4) in Richtung auf die gegenüberliegende
Innenwand (16) drücken.
6. Heizplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizschleifen an einer ortsfesten Halteleiste
(6) einseitig fixiert und mit ihren gegenüberliegenden
Mäanderbereichen (4) in dafür vorgesehenen Führungskanälen
(11) eines in der Heizplatte (2) beweglich,
ggf. gegen eine Federkraft verstellbar gelagerten
Ausgleichskörpers (8) aufgenommen sind.
7. Heizplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgleichskörper (8) die Form einer flachen
Leiste aufweist und in seiner Ausgangsstellung parallel
zu einer Heizplattenaußenkante (12) angeordnet
ist.
8. Heizplatte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgleichskörper (8) in Sand oder
sonstigem pulverförmigen Material (10) eingebettet
liegt.
9. Heizplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lage des Ausgleichskörpers (8)
durch eine mechanische Kopplung (24) auf ein Thermostat
(29) übertragen wird.
10. Heizplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Thermostat (29) einen oder mehrere von seinem
Gehäuse vorstehende Wärmefühlerkörper (24) zur Koppelung
an den Ausgleichskörper (8) aufweist.
11. Heizplatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Thermostat (29) ein auf seiner Gehäuseaußenfläche
angeordnetes Sollwerteinstellorgan
(23) aufweist.
Priority Applications (3)
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HRP921477 HRP921477B1 (en) | 1989-06-01 | 1992-12-30 | Heating plate |
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