DE4243894A1 - Tubular heater with a thermal cut=out - has temp. dependent circuit breaker in tube screwed onto heating coil terminal in heater jacket. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrheizkörper mit einer Heizwendel aus Widerstandsdraht, welche in Isoliermaterial eingebettet und in einem Mantelrohr untergebracht ist und bei dem in ein Mantelrohrende eine Temperatursicherung eingesetzt ist, welche bei unzulässig hoher Temperatur im Rohrheizkörper den Stromfluß durch die Heizwendel abschaltet.

Bei dem in der deutschen Patentschrift 32 49 500 beschriebenen Rohrheizkörper mit Überlastsicherung ist in das Rohrstück ein Wärmefühler in Form eines PTC-Elementes eingesetzt, welches über einen Anschlußstift sowie über das aus dem Mantelrohrende aus dem Heizkörper herausgeführte Rohrstück mit einer Überwachungsschaltung für den Betrieb des Rohrheizkörpers verbunden ist. Diese Schaltung dient beispielsweise dazu, bei Übertemperatur der Heizwendel nach deren Feststellung durch den Wärmefühler die Heizwendel von weiterer Stromzufuhr zu trennen. Bei Bedarf ist der Wärmefühler durch Herausziehen aus dem Rohrstück auswechselbar. Diese Vorrichtung hat den Nachteil eines verzögerten Ansprechens auf auftretende Übertemperaturen, weil der Wärmeübergang vom Rohrstück zum Wärmefühler nur langsam erfolgt. Außerdem ist eine besondere Schaltung erforderlich, um im Bedarfsfall die Heizwendel vom Stromkreis abzutrennen.

Bei dem in der Gebrauchsmusterschrift G 90 13 601.2 beschriebenen elektrischen Rohrheizkörper ist in den Versorgungsstromkreis für die Heizwendel eine Schmelzsicherung am nicht beheizten Rohrmantelende vorgesehen, welche über ein kurzes Rohrstück mit einem mit der Heizwendel verbundenen Kontaktstift thermisch und elektrische gekoppelt ist. Die Schmelzsicherung spricht zwar relativ rasch auf Übertemperaturen durch Stromunterbrechung an, und schützt daher den Rohrheizkörper vor Ausfällen. Wenn die Schmelzsicherung jedoch einmal eine Stromunterbrechung bewirkt hat, ist der gesamte Rohrheizkörper nicht mehr verwendbar, obwohl die übrigen Teile des Rohrheizkörpers, nämlich die Heizwendel, Isoliermaterial und Rohrmantel weiter verwendbar wären.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs genannten Rohrheizkörper Maßnahmen vorzusehen, die ein rasches Ansprechen der Temperatursicherung bei Übertemperatur im Rohrheizkörper gewährleisten.

Dazu sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, daß der Rohrheizkörper mit Abstand zu dem im Mantelrohr liegenden Ende der Temperatursicherung bezüglich einer horizontalen Einbaulage des Rohrheizkörpers nach unten gekröpft ist. Damit wird sichergestellt, daß bei Wassermangel zuerst der Teil des Rohrheizkörpers trocken geht und sich auf Übertemperatur aufheizt, der zwischen der Abkröpfung und der Temperatursicherung liegt. Damit wird sichergestellt, daß die Temperatursicherung rasch anspricht, wobei die übrigen Teile des Rohrheizkörpers vor dem Auftreten von Übertemperatur gesichert bleiben. Wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung der Rohrheizkörper U-förmig gebogen ist, wird die Abkröpfung zweckmäßig in dem in Einbaulage oberen Schenkel des Rohrheizkörpers vorgesehen.

Die Temperatursicherung weist zweckmäßig ein von einer Isolierhülse zentriertes, in das Mantelrohrende eingesetztes Rohrstück auf, welche mit einem mit der Heizwendel verbundenen Kontaktstift sowie mit einem temperaturabhängigen und mit einem Anschlußstift versehenen Schutzschalter in thermischem und elektrischem Kontakt steht. Um zu erreichen, daß der Rohrheizkörper weiter verwendungsfähig bleibt, wenn der temperaturabhängige Schutzschalter angesprochen hat und keine Übertemperaturbedingung vorgelegen hat, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Isolierhülse mit Rohrstück und Schutzschalter einen auswechselbaren Mantelrohreinsatz bilden, wobei das Rohrstück auf das freie Ende des Kontaktstiftes auf schraubbar und in der Isolierhülse unverdrehbar gehalten ist. Hat der Schutzschalter, beispielsweise eine Schmelzsicherung, eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung zur Heizwendel ausgelöst, braucht nur der erfindungsgemäße Einsatz gegen einen neuen ausgetauscht zu werden, so daß der Rohrheizkörper weiter verwendbar bleibt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anschlußstift in die Isolierhülse eingebettet ist. Dadurch gewinnt das freie Mantelrohrende einen sauberen Abschluß, der eine Übertragung von Abbiegungen oder sonstigen Bewegungen des Anschlußstiftes auf das Innere des Mantelrohres verhindert.

Mit besonderem Vorteil wird eine Abschlußscheibe im Inneren des Mantelrohres vorgesehen, in deren Axialbohrung der Kontaktstift gehalten ist. Diese Abschlußscheibe kann das die Heizwendel und den heizwendelseitigen Teil des Kontaktstiftes umgebende Isoliermaterial, beispielsweise feinkörniges MgO, gegen denjenigen Raum des Mantelrohrendabschnittes sauber abdichten, der zum Einsetzen der Isolierhülse mit Rohrstück und Schutzhalter vorgesehen ist. Beim Einsetzen des Einsatzes in das Mantelrohrende kann das Rohrstück dann soweit auf das Außengewinde des Kontaktstiftes aufgeschraubt werden, bis das Rohrstück gegen die Abschlußscheibe anliegt. Zweckmäßig wird die innere Stirnfläche des Einsatzes von der Stirnfläche der Isolierhülse und der kontaktstiftseitigen Stirnfläche des Rohrstückes gebildet. Damit entsteht eine kompakte und den Schutzschalter allseits umgebende Baugruppe.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen U-förmig gebogenen Rohrheizkörper, der mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 den Endabschnitt des oberen Schenkels des Rohrheizkörpers nach Fig. 1 im Axialschnitt;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine Abwandlung der Erfindung nach Fig. 3.

Der Rohrheizkörper ist gemäß Fig. 1 U-förmig gebogen und besitzt zwei gleichlange Schenkel, von denen, bezogen auf die Einbaulage des Rohrheizkörpers, der obere Schenkel mit 1 und der untere Schenkel mit 3 bezeichnet ist. Mit Abstand von den beiden freien Enden der Schenkel 1, 3 ist der verbleibende Teil des Rohrheizkörpers nach unten abgekröpft, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa um den Durchmesser des Rohrheizkörpers. Vom freien Ende des oberen Schenkels 1 her ist ein im ganzen mit 4 bezeichnete Temperatursicherung eingebaut, die im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist. Die Abkröpfung des oberen Schenkels 1 liegt, bezogen auf das freie Ende dieses Schenkels jenseits der Temperatursicherung 4. Für die Zwecke der Erfindung genügt es, wenn nur der obere, mit der Temperatursicherung 4 ausgerüstete Schenkel 1 in der erwähnten Weise abgekröpft ist.

Das Mantelrohr 5 am freien Ende des Schenkels 1 umschließt eine feinkörnige Isoliermasse 7, beispielsweise aus MgO, in welcher zentrisch eine Heizwendel 2 aus Widerstandsdraht ausgespannt ist. Ein Ende der Heizwendel ist auf den Fußteil 44 eines Kontaktstiftes 40 aufgeschweißt, der sich durch eine mittige Durchgangsbohrung einer Abschlußscheibe 70 erstreckt. Die Abschlußscheibe 70 füllt bis auf den Kontaktstift 40 den gesamten Querschnitt des Mantelrohres 5 aus und liegt dichtend an der Innenwand des Mantelrohres 5 sowie am Kontaktstift 40 an, so daß Isoliermaterial 7 nicht an der Abschlußscheibe 70 vorbei aus dem Rohrheizkörper austreten kann. Ferner wird der Kontaktstift 40 von der Abschlußscheibe 70 zentrisch und unverdrehbar gehalten.

Der Kopf 42 des Kontaktstiftes 40 steht über die Abschlußscheibe 70 mittig in den Innenraum eines nicht beheizten Mantelrohrendabschnittes 6 vor und ist mit einem Außengewinde versehen.

Ein im Ganzen mit 50 bezeichneter Einsatz kann in den Innenraum des Mantelrohrendabschnittes 6 von dessen offenem Ende her eingesetzt werden und weist eine Isolierhülse 10 auf, welche einen Schaft 12 sowie einen Kopf 14 besitzt. Der Schaft 12 hat eine Länge, die der Länge des erwähnten Innenraumes entspricht, so daß bei eingesetztem Einsatz 50 der relativ zum Schaft 12 radial verbreiterte Kopf 14 über den Mantelrohrendabschnitt 6 vorsteht. Die Peripherie des Kopfes 14 kann zum Ansatz eines Drehwerkzeugs profiliert sein.

Der Schaft 12 der Isolierhülse 10 besitzt von der freien Stirnfläche 16 her eine breite, topfförmige Ausdrehung, in welche ein Rohrstück 20 unverdrehbar eingesetzt ist, dessen Stirnfläche 22 mit der freien Stirnfläche 16 des Schaftes 12 bündig ist. Das aus gut wärmeleitendem und elektrisch gut leitfähigem Material wie etwa Kupfer bestehende Rohrstück 20 ist an seinem an die Stirnfläche 22 angrenzenden, verdickten Abschnitt mit einer Bohrung 24 mit Innengewinde versehen, welches dem Außengewinde am Kontaktstift 40 entspricht. In das Rohrstück 20 ist von seinem der Bohrung 24 gegenüberliegenden Ende her eine zylindrische Schmelzsicherung 30 im Paßsitz eingefügt, welche an sich bekannt ist und einen zylindrischen metallischen Außenmantel besitzt. Die Schmelzsicherung, die als temperaturabhängiger Schutzschalter wirkt, besitzt einen mit einer Isolierung 62 ummantelten Anschlußstift 60, welcher sich entgegengesetzt zur Bohrung 24 aus dem Rohrstück 20 hinaus und durch die Isolierhülse 10 hindurch axial erstreckt.

Die Isolierhülse 10 ist im Bereich des Anschlußstiftes 60 radial einwärts soweit verstärkt, daß der Anschlußstift 60 mit Ummantelung 62 in einer Axialbohrung der Hülse 10 eingebettet ist und aus dieser axial nach außen vorsteht.

Im übrigen ist der Außendurchmesser des Schaftes 12 gleich der lichten Weite des Mantelrohrendabschnittes 6.

Der Einsatz 50 läßt sich durch Drehen an seinem Kopf 14 aus der Verschraubung des Rohrstücks 20 mit dem Kontaktstift 40 lösen und aus dem Mantelrohrendabschnitt 6 herausziehen und durch einen anderen gleichartigen Einsatz ersetzen.

Bei Wassermangel liegt vom gesamten Rohrheizkörper zuerst derjenige Teil des Schenkels 1 frei, der zwischen der Abkröpfung 8 und dem freien Ende desselben liegt. Da zwischen der Abkröpfung 8 und der Abschlußscheibe 70 noch ein Teil 9 des Rohrheizkörpers verbleibt, wird bei dem erwähnten Wassermangel zuerst in dem der Temperatursicherung 4 benachbarten Teil 9 des oberen Schenkels 1 eine erhöhte Temperatur auftreten, die ein Ansprechen der Temperatursicherung gewährleistet, ehe weitere Teile des Rohrheizkörpers in Mitleidenschaft gezogen werden. Ohne die Abkröpfung 8 bestünde die Gefahr, daß in irgendeinem Teil des Rohrheizkörpers bei Wassermangel eine erhöhte Temperatur auftritt, der zu der Temperatursicherung 4 nicht benachbart ist, so daß die Temperatursicherung 4 verspätet, oder bei rechtzeitigem Wassernachschub, überhaupt nicht anspricht.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Rohrheizkörper-Ende ist der Kontaktstift 140 mit Außengewinde versehen und zur Heizwendel 102 hin längs eines Abschnittes 146 schlank konisch verjüngt, so daß die Heizwendel 102 sich über den Abschnitt 146 erstreckt und dort beispielsweise durch Punktschweißen angeheftet ist. Der Kontaktstift 140 erstreckt sich etwa zur Hälfte seiner Länge aus dem Isoliermaterial 107 hinaus in einen Raum, der gegenüber dem Isoliermaterial 107 durch einen den Kontaktstift 140 umfassenden und an der Innenwand des Rohrmantels 105 anliegenden O-Ring 170 abgedichtet ist.

Auf das Außengewinde des Kontaktstiftes 140 ist ein innerer, mit Innengewinde versehener Abschnitt 124 der Kontakthülse 120 bis zur Anlage an den O-Ring 170 aufgeschraubt. Der Kopf 142 des Kontaktstiftes 140 findet in dem inneren Abschnitt 124 der Kontakthülse 120 Platz. An den inneren Abschnitt 124 schließt sich axial ein verdickter Abschnitt 126 der Kontakthülse 120 an, der auf einen von der zylindrischen Schmelzsicherung 130 in Richtung auf den Kontaktstift 140 abstehenden Stift 132 aufgekrimpt ist. Ein äußerer Abschnitt 128 der Kontakthülse 120 liegt flächig an dem Außenmantel der Schmelzsicherung 130 an und erstreckt sich axial über diese hinaus. Der von der Schmelzsicherung 130 axial gegenüber dem Stift 132 abstehende Stift 134 ist in einer Blindbohrung eines Anschlußstiftes 160 aufgenommen und bei 136 außerhalb der Kontakthülse 120 an diesen angepreßt. Zwischen die Blindbohrung des Anschlußstiftes 160 und den die Schmelzsicherung 130 umfassenden Abschnitt 128 der Kontakthülse 120 ist ein Isolierschlauch 138 zwischengefügt.

Die Kontakthülse 120 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als die lichte Weite des Rohrmantels 105. Um den Einsatz in dem Rohrmantel 105 zu halten ist daher eine schlanke, langgestreckte Isolierhülse 110 vorgesehen, die sich zwischen Kontakthülse 120 und Rohrmantel 105 bis zu dem O-Ring 170 erstreckt und aus dem Ende 106 des Rohrmantels 105 mit einer radialen Erweiterung vorsteht. Der aus der Isolierhülse 110 nach außen vorstehende Abschnitt 162 des Kontaktstiftes 160 ist mit Außengewinde versehen, so daß durch Aufschrauben einer Mutter 164 auf das Außengewinde gegen die Stirnfläche der Isolierhülse 110 die Schmelzsicherung 130 mit Kontakthülse 120 und Anschlußstift 160 in der Isolierhülse 110 gehalten sind, wobei der Kontaktstift 160 axial außerhalb der Krimpstelle 136 mit einer peripheren, in die Isolierhülse 110 einschneidenden Rendelung versehen und damit in der Isolierhülse 110 drehfest gehalten ist.

Die gesamte Baueinheit aus Isolierhülse 110, Anschlußstift 160, Schmelzsicherung 130 und Kontakthülse 120 können von dem Kontaktstift 140 abgedreht und aus dem Ende 106 des Rohrmantels 105 entnommen beziehungsweise in umgekehrter Reihenfolge wieder eingesetzt werden.

Die in Fig. 4 dargestellte Temperatursicherung des Rohrheizkörpers unterscheidet sich von der vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen nur dadurch, daß die Isolierhülse 110 durch einen Zweikomponenten-Giesharz als Isolierung ersetzt ist, die mit dem Ende 206 des Rohrmantels 205 endet, wobei der O-Ring 170 weggelassen ist und auf das Ende 206 eine Isolierperle 210 mit einem den Außendurchmesser des Rohrmantels 205 nicht übersteigenden radialen Ausdehnung aufgesetzt ist. Im übrigen ist der Rohrheizkörper in gleicher Weise aufgebaut wie der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene. Die Schmelzsicherung 230 ist im Gegensatz zur Schmelzsicherung 130 nicht auswechselbar.

Claims (7)

1. Rohrheizkörper mit einer Heizwendel aus Widerstandsdraht, welche in Isoliermaterial eingebettet und in einem Mantelrohr untergebracht ist und bei dem in ein Mantelrohrende eine Temperatursicherung eingesetzt ist, welche bei unzulässig erhöhter Temperatur im Rohrheizkörper den Stromfluß durch die Heizwendel unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper an einer Stelle (8) abgekröpft ist, die bezüglich des Mantelrohrendes (6) mit Abstand (9) zur Temperatursicherung (4) ausgebildet ist.

2. Rohrheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper U-förmig gebogen ist und daß die Abkröpfung (8) in dem bei Einbau des Rohrheizkörpers oberen Schenkel (1) vorgesehen ist.

3. Rohrheizkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursicherung ein von einer Isolierhülse (10, 110, 210) zentriertes und in das Mantelrohrende (6, 106, 206) eingesetztes Rohrstück (20, 120, 220) aufweist, welches mit einem mit der Heizwendel verbundenen Kontaktstift (40, 140, 240) sowie mit einem temperaturabhängigen und mit einem Anschlußstift (60, 160, 260) versehenen Schutzschalter (30, 130, 230) in thermischem und elektrischem Kontakt steht.

4. Rohrheizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (10, 110) mit Rohrstück (20, 120) und Schutzschalter (30, 130) einen auswechselbaren Mantelrohreinsatz (50, 150) bilden, wobei das Rohrstück (20, 120, 220) auf das freie Ende (42, 142, 242) des Kontaktstiftes (40, 140, 240) aufschraubbar und in der Isolierhülse (10, 110, 210) unverdrehbar gehalten ist.

5. Rohrheizkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (60, 160, 260) in die Isolierhülse (10, 110, 210) eingebettet ist.

6. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Abschlußelement (70, 170) im Inneren des Mantelrohres (5, 105), deren axiale Öffnung der Kontaktstift (40, 140) durchdringt.

7. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche des Einsatzes (50, 150) von der Stirnfläche (16) der Isolierhülse (10, 110) und der kontaktstiftseitigen Stirnfläche (22) des Rohrstückes (20, 120) gebildet ist.