DE60127567T2

DE60127567T2 - Halterungsclips und isolatoren zur verwendung in elektrischen heizern und elektrische heizer damit

Info

Publication number: DE60127567T2
Application number: DE60127567T
Authority: DE
Inventors: Keith Cookeville Howard; James Cookeville Sherrill; Ike Monterey Walker
Original assignee: Tutco LLC
Current assignee: Tutco LLC
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: US20020023918A1; CN1489881A; EP1325664B1; MXPA03001565A; CA2419598C; EP1325664A1; SA06270269B1; KR20030071755A; DE60127567D1; WO2002017685A1; JP2004507066A; EP1325664A4; AU2001283467A1; KR100771750B1; US6509554B2; CN100338970C; CA2419598A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Isolatoren zum Einsatz in Strukturen, die Heizelemente oder Spulen in Heizgeräten wie offene Spulenheizungen halten, wie es in dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist.
Offene Spulenheizungen beinhalten typischerweise Strukturen, die Heizelemente in einer gestapelten oder parallel beabstandeten Relation bezüglich anderer Spulen in dem Heizgerät halten. Die Heizelemente sind betriebsbereit an einem Anschlußkastenaufbau angeschlossen, welcher die Steuerschalttechnik beinhaltet, die selektiv die Heizelemente unter Strom setzt. Häufig werden separate Haltestrukturen verwendet, um jedes Heizelement innerhalb des Heizgerätes individuell zu positionieren. Alternativ wurden komplexe Haltestrukturen entwickelt, die viele Spulen innerhalb des Heizgerätes halten können.
Offene Spulenheizungen sind im Stand der Technik bekannt. Es wird beispielsweise auf die US-Patente Nr. 4,144,445 (Thweatt, Jr.); 5,578,232 (Engelke); 5,093,558 (Blystone et al.); und 4,692,599 (Howard et al.) verwiesen. Offene Spulenheizungen beinhalten typischerweise Strukturen, die die Heizelemente in einer gestapelten oder parallel beabstandeten Relation bezüglich anderer Spulen in dem Heizgerät halten. Die Heizelemente werden betriebsbereit mit einem Anschlußkastenaufbau verbunden, welcher Steuerschalttechnik beinhaltet, die selektiv die Heizelemente unter Strom setzt.
In der Heizgeräteindustrie ist der Einsatz von Strukturelementen oder Haltevorrichtungen bekannt, die teilweise Isolatoren umgeben und wiederum gehalten werden, indem sie an Rahmenstäbe geschweißt werden. Ein Beispiel ist in dem US-Patent Nr. 4,692,599 von Howard et al. („das Howard-Patent") gezeigt. Ein Nachteil eines solchen Aufbaus ist die Menge von Verschweißungen, die benötigt wird, um jede Haltevorrichtung oder jedes Halteelement an dem Rahmenstab zu befestigen, und daß das Schweißen schwierig zu automatisieren ist.
Andere in der Industrie verwendete Heizgerätedesigns reduzieren die Anzahl von Schweißungen aber auf Kosten der Flexibilität bezüglich des Designs und anderer Kosten. Es wird beispielsweise auf die US-Patente 5,954,983 (Holmes) und 4,472,624 (Janning) verwiesen.
Das US-Patent Nr. 5,954,983 von Holmes offenbart ein Ausführungsbeispiel, das das Schweißen der Elemente beseitigt, welche den Isolator an dem Rahmen halten, indem der Rahmen und die Haltevorrichtung aus einem Metallteil hergestellt wird. Ein Nachteil dieses Designs ist jedoch, daß wenn einmal eine bestimmte Anzahl und ein bestimmter Abstand der Haltevorrichtungselemente entlang eines Rahmens gewählt und hergestellt wurde, das Ändern dieser Konfiguration (beispielsweise indem die Haltevorrichtungselemente näher zueinander hin bewegt werden) schwierig und kostenaufwendig ist.
Das US-Patent 4,472,624 von Janning offenbart ein Ausführungsbeispiel, in dem Isolatoren in dem Rahmen gehalten werden, indem sie ungefähr kreisförmige Öffnungen eingesetzt werden, die in Querbalken geschnitten sind, die wiederum an jedem Ende an einen Rahmen geschweißt sind. Mehrere Isolator-Halteöffnungen werden in jeden Querträger geschnitten. Das Schweißen ist leichter und weniger kostenaufwendig als das in dem Howard-Patent, da das Schweißen bei Janning in Richtung der Außenseite des Rahmens weiter weg von den Isolatoren durchgeführt wird. Es können auch weniger Schweißungen pro Isolator vorhanden sein abhängig von der Anzahl von Isolatoren, die in jedem Querträger gehalten werden. Andererseits ist die Änderung der Konfiguration (wie beispielsweise die Beabstandung oder die Anzahl Isolatoren auf jedem Querträger) bei Janning schwieriger und kostenaufwendiger als in dem Howard-Patent und signifikanter Metallabfall wird durch das Schneiden oder Stanzen der Löcher aus den Querträgern erzeugt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Isolator der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, der in verschiedenen Produkten genutzt werden kann.
Entsprechend der vorliegeden Erfindung ist diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1.
1 ist eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer doppelten Clinchhaltevorrichtung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht der in der 1 gezeigten doppelten Clinchhaltevorrichtung.
3 ist eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer einfachen Clinchhaltevorrichtung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Vorderansicht der in der 3 gezeigten einfachen Clinchhaltevorrichtung.
5 ist eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer doppelten Clinchhaltevorrichtung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer doppelten Clinchhaltevorrichtung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
7A ist eine vorderseitige Flächenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines keramischen Isolators, welcher in Verbindung mit den in den
1 bis 4 gezeigten Haltevorrichtungen eingesetzt werden kann.
7B ist eine rückseitige Flächenansicht des in der 7A gezeigten keramischen Isolators.
8 ist eine vorderseitige Flächenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines keramischen Isolators, welcher in Verbindung mit den in den 1 bis 4 gezeigten Haltevorrichtungen verwendet werden kann.
9 ist eine vorderseitige Flächenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines keramischen Isolators, welcher in Verbindung mit den in den 1 bis 4 gezeigten Haltevorrichtungen eingesetzt werden kann.
10 ist eine Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines keramischen Isolators, welcher in Verbindung mit den in den 1 bis 4 gezeigten Haltevorrichtungen eingesetzt werden kann.
11 ist eine Vorderansicht eines Isolators, welcher mit der in der 6 gezeigten Haltevorrichtung eingesetzt werden kann.
12 ist eine Draufsicht eines T-Trägers, welcher in den erfindungsgemäßen Heizgeräten eingesetzt werden kann.
13 ist eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Aufbaus innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung.
14 ist eine Seitenansicht des in 13 gezeigten T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Aufbaus.
15 ist eine Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Aufbaus innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung.
16 ist eine Seitenansicht des in der 15 gezeigten T-Träger/Haltevorrichtung/Isolator-Aufbaus.
17 ist eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Heizgerätes innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung.
18 ist eine Seitenansicht des in der 17 gezeigten Heizgerätes.
19 ist eine bodenseitige Flächenansicht einer Endplatte, die bei den in den 17 und 18 gezeigten Heizgeräten eingesetzt werden kann.
20 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines T-Träger/Haltevorrichtungs-Aufbaus, in dem die in der 6 gezeigte Haltevorrichtung an dem in der 12 gezeigten T-Träger angebracht ist.
21 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Aufbaus, in dem die in der 6 gezeigte Haltevorrichtung an dem in der 12 T-Träger und dem in der 11 gezeigten Isolator angebracht ist.
Wie oben ausgeführt, ist die vorliegende Erfindung auf verbesserte Haltevorrichtungen zum Einsatz bei der Verbindung von Isolatoren mit Traversen, vorzugsweise T-förmigen Traversen, in Heizgeräten und auf Heizgeräte, die die erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen einsetzen, gerichtet. Ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung ist, daß die Haltevorrichtung nicht an die Traverse geschweißt wird. Statt dessen wird die Haltevorrichtung durch das Clinchen oder das Kröpfen der Klappen der Haltevorrichtung um die Traverse, beispielsweise um den Steg der T-förmigen Traverse, an der Traverse befestigt.
Während die Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf offene Spulenheizgeräte beschrieben wird, werden Fachmänner die breitere Anwendbarkeit der hiernach offenbarten erfinderischen Prinzipien erkennen. Beispielsweise findet diese Erfindung auf dem Gebiet des Heizens und der Klimatisierung Anwendung und ist in solchen Vorrichtungen wie Wärmepumpen, Belüftungsspuleneinheiten oder kombinierten Heiz- und Kühl-Klimageräten einsetzbar.
Die erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen und Heizgeräte werden mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Clinchhaltevorrichtung, wobei die Haltevorrichtung dazu gedacht ist, zwei Isolatoren (nicht dargestellt) zu halten. Die Haltevorrichtung ist hiernach als eine „doppelte Clinchhaltevorrichtung" bezeichnet und ist allgemein mit der Bezugsziffer 1 in den beigefügten Figuren gekennzeichnet.
Die Haltevorrichtung 1 (auch hiernach als „doppelte Haltevorrichtung 1" bezeichnet) beinhaltet einen Hauptkörper 2, mindestens ein biegsames Clinchelement aus Metall 3, welches sich von dem Hauptkörper 2 erstreckt, und ein Mittel 4, um einen Insolator (nicht in den 1 und 2 gezeigt) an dem Hauptkörper zu befestigen.
Vorzugsweise weist der Hauptkörper 2 eine flache, längliche, rechtwinklige Struktur auf.
Das biegsame Clinchelement aus Metall 3 weist vorzugsweise eine T-förmige Struktur auf, die an einander gegenüberliegenden Querkanten des Hauptkörpers 2 ausgebildet sind. Die T-förmige Struktur hat einen Steg 3a und einen Schaft 3b, wobei der Schaft 3b zwischen dem Hauptkörper 2 und dem Steg 3a angeordnet und koaxial mit einer Längsachse A-A des Hauptkörpers ist. Die Endabschnitte des Steges 3a bilden die Clinchklappen 5, welche, wenn die Haltevorrichtung an einer Traverse angebracht wird, um die Traverse geclincht oder gekröpft werden. Wenn die Traverse ein T-Träger ist, werden die Klappen 5 um den Stegbereich des T-Trägers (siehe beispielsweise 14 und 15) geclincht oder gekröpft.
Die Schäfte 3b der T-förmigen Struktur sind vorzugsweise konkav-förmig wie in der 2 gezeigt.
Wie in den beigefügten Figuren gezeigt ist, hat die Haltevorrichtung 1 vorzugsweise zwei biegsame Clinchelemente aus Metall 3.
In der Haltevorrichtung 1 ist die Länge (d.h. der Abstand zwischen den Enden 5a der Klappen 5) des Steges 3a größer als die Breite (d.h. der Abstand zwischen den Längsseiten 2a) des Hauptkörpers 2.
In der Haltevorrichtung 1 hat das Mittel 4 zur Befestigung eines Isolators an dem Hauptkörper vorzugsweise die Form eines einzelnen Seitenelementes, das sich von einer Längsseite 2a des Hauptkörpers 2 erstreckt, oder von zwei Seitenelementen, die sich von den einander gegenüberliegenden Längsseiten 2a des Hauptkörpers erstrecken. Jedes Seitenelement 4 wird dazu benutzt, einen Isolator an der Haltevorrichtung 1 zu befestigen. Daher wird die Haltevorrichtung in der Lage sein, zwei Isolatoren an der Traverse zu befestigen, wenn die Haltevorrichtung zwei Seitenelemente aufweist. Wenn die Haltevorrichtung ein einzelnes Seitenelement aufweist, wird die Haltevorrichtung in der Lage sein, einen Isolator an der Traverse zu befestigen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Seitenelement 4 aus einem Basisabschnitt 6, zwei Armen 7, die sich von einander gegenüberliegenden Enden des Basisabschnittes 6 erstrecken, und einem oder mehreren (vorzugsweise zwei) biegsamen Zungen 8, die an den freien Enden der Arme 7 ausgebildet sind, zusammengesetzt.
Der Basisabschnitt 6 hat eine Oberkante 6a und eine Unterkante 6b. Jeder der Arme 7 hat eine Innenwandkante 7a und eine Außenwandkante 7b. Die Oberkanten 6a und 6b des Basisabschnitts 6 sind vorzugsweise parallel zueinander und auch vorzugsweise parallel zu einer Längsachse A-A des Hauptkörpers 2. Die Innenwandkanten 7a der Arme 7 sind vorzugsweise parallel zueinander und rechtwinklig zu der Oberkante 6a des Basisabschnittes 6.
Die Oberkante 6a und die Innenwandkante 7a definieren einen Hohlraum 9 (vorzugsweise U-förmig), welcher angeordnet ist, um darin einen Isolator (nicht in den 1 und 2 gezeigt) beispielsweise wie in der 14 gezeigt aufzunehmen. Die Oberkante 6a, (welche die Bodenkante des Hohlraums 9 bildet), die Innenwandkanten 7a und die Zungen 8 sind jeweils angeordnet, um den Isolator in dem Hohlraum 9 zu sichern. Die Zungen 8 werden verbogen, nachdem der Isolator in den Hohlraum 9 eingesetzt wurde.
Die Oberkante 6a ist flach, um eine Anschlagfläche mit dem Quer-Mittelabschnitt (siehe beispielsweise 14) einer vorderseitigen oder rückseitigen Fläche eines Isolators zu bilden, wenn solch ein Isolator an der Haltevorrichtung montiert ist.
In den Innenkanten 7a der Arme 7 sind vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Kerben 10 ausgebildet, die vorzugsweise die wie in der 2 gezeigt länglich und U-förmig sind. zwischen der Kerbe 10 und der Oberkanten 7b jedes Armes 7 ist die Zunge 8 definiert.
Vorzugsweise beinhaltet jedes Seitenelement 4 ferner einen Nackenabschnitt 11, welcher zwischen den Längskanten 2a des Hauptkörpers 2 und der Unterkante 6b des Basisabschnitts 6 angeordnet ist. Aus den unten diskutierten Gründen ist der Nacken 11 vorzugsweise in einem Winkel relativ zu dem Hauptkörper 2 angeordnet.
Die Klappen 5 der Haltevorrichtung 1 sind geeignet, die Haltevorrichtung an einer Traverse, vorzugsweise einem T-Träger eines Heizgeräterahmens zu befestigen, während die Seitenelemente 4 geeignet sind, die Isolatoren (und folglich die Heizspulenabschnitte, die durch die Isolatoren gehalten werden) an der Haltevorrichtung zu befestigen, wodurch sie die Isolatoren an der Traverse befestigen. Wenn die Nackenabschnitte 11 relativ zum Hauptkörper 2 und dem Basisabschnitt 6 geeignet geneigt werden, ermöglichen sie der Traverse (vorzugsweise dem Schaftabschnitt eines T-Trägers), mit einem gleichen Abstand zwischen den Heizspulabschnitten, die durch die mit der Haltevorrichtung verbundenen Isolatoren gehalten werden, angeordnet zu werden.
Die Haltevorrichtung 1 ist wie in 2 ausgebildet, um den Widerstand gegen einen Luftstrom rechtwinklig zu der breiten Seite der Oberfläche der Haltevorrichtung zu minimieren, ohne dabei die Festigkeit der Haltevorrichtung zu opfern. Insbesondere die ungefähr sanduhrförmige Außenkontur der Haltevorrichtung hat verschiedene nach innen gerichtete Wölbungen 12, 13, 14 und 15, die den Durchfluß des Luftstroms ermöglichen.
Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der in der Erfindung eingesetzten Clinchhaltevor richtung, wobei die Haltevorrichtung gedacht ist, einen einzelnen Isolator (nicht dargestellt) zu halten, beispielsweise eine „einzelne" Clinchhaltevorrichtung 1'.
Die Haltevorrichtung 1' ist in jeder Hinsicht ähnlich zu der Haltevorrichtung 1 mit der Ausnahme, daß die Haltevorrichtung 1' geeignet ist, nur einen Isolator zu befestigen. Daher entsprechen die mit den Bezugsziffern 2' bis 15' in der Haltevorrichtung 1' gekennzeichneten Merkmale den mit den Bezugsziffern 2 bis 15 in der Haltevorrichtung 1 bezeichneten Merkmalen und werden hierin nicht diskutiert.
In anderen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung kann sich das Mittel zur Befestigung des Isolators an der Traverse sich von den in den 1 bis 4 gezeigten Seitenelementen 4 unterscheiden. Beispielsweise zeigen die 5 und 6 jeweils Seitenansichten zweier zusätzlicher Ausführungsbeispiele einer doppelten Clinchhaltevorrichtung zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung. Diese doppelten Haltevorrichtungen, die jeweils allgemein durch die Bezugsziffern 100 und 200 gekennzeichnet sind, unterscheiden sich von der doppelten Haltevorrichtung 1 in erster Linie in den Hauptkörpern, den T-förmigen, Klappen aufweisenden Bereichen und den Isolator-Aufnahmebereichen davon. Wie ersichtlich sein wird, unterscheiden sich die Haltevorrichtungen 100 und 200 auch bezüglich ihrer Hauptkörper und der Anzahl der Clinchklappen von einander.
Wie in der 5 gezeigt, beinhaltet die Clinchhaltevorrichtung 100 einen flachen, rechteckigen und länglichen Hauptkörper 101, ein einzelnes Clinchelement (vorzugsweise in der Form eines T-förmigen Elements 102, welches sich von einer Querseite des Hauptkörpers 101 erstreckt), und zwei Seitenelemente 103, die sich von den Längsseiten 101a des Hauptkörpers 101 erstrecken.
Das T-förmige Element 102 ist aus einem Steg 102a und einem Fuß 102b zusammengesetzt, wobei der Fuß 102b zwischen dem Steg 102a und dem Hauptkörper 101 angeordnet und koaxial zu einer Längsachse B-B des Hauptkörpers 101 liegt. Die Enden des Steges 102a bilden Clinchklappen 104, welche im Einsatz um eine Traverse (vorzugsweise einen Stegabschnitt eines T-Trägers) gekröpft oder geclincht werden, um die Haltevorrichtung an der Traverse zu befestigen.
Wie in der 5 gezeigt, ist der Fuß 102b des T-förmigen Elements 102 vorzugsweise konkavförmig. Auch sind vorzugsweise die Enden 104a der Klappen 104 nach außen von den oberen und unteren Kanten des Steges 102 abgeschrägt.
Die Seitenelemente 103 haben jeweils einen Basisabschnitt 107, einen Arm 108, der sich von einem Ende des Basisabschnitts 107 erstreckt, und eine biegsame Zunge 109, die an einem freien Ende des Arms 108 ausgebildet ist. Der Basisabschnitt 107 hat eine Oberkante 107a, und der Arm 108 hat eine Innenwandkante 108a und eine Außenwandkante 108b. Die Oberkante 107 ist rechtwinklig zur Längsachse B-B des Hauptkörpers 101 und zu den Innen- und Außenwandkanten 108a, 108b des Arms 108.
Die Oberkante 107a des Basisabschnitts 7, die Längsseite 101a des Hauptkörpers 101 und die Innenwandkante 108a des Arms 108 definieren einen zentralen Hohlraum 110, welcher angeordnet ist, um darin einen Isolator (nicht dargestellt) aufzunehmen.
Vorzugsweise ist in jeder Außenwandkante 108b des Arms 108 eine Kerbe 111 ausgebildet, die die Zunge 109 über ihr definiert.
Ein Isolator wird innerhalb des Hohlraums 110 mittels der Oberkante 107a, der Längsseite 101a, der Innenwandkante 108a und der Zunge 109 befestigt. Nachdem der Isolator in den Hohlraum eingesetzt wurde, wird die Zunge 109 über den Isolator gebogen.
In der 6 beinhaltet die Clinchhaltevorrichtung 20 einen flachen, länglichen Hauptkörper 201, zwei T-förmige Elemente 202, die sich von einander gegenüberliegenden Querseiten des Hauptkörpers 201 erstrecken, und zwei Seitenelemente 203, die sich von den Längsseiten 201a des Hauptkörpers 201 erstrecken.
Jedes T-förmige Element 202 ist aus einem Steg 202a und einem Fuß 202b zusammengesetzt, wobei der Fuß 202b zwischen dem Steg 202a und dem Hauptkörper 201 angeordnet ist und koaxial zu einer Längsachse C-C des Hauptkörpers 201 liegt. Die Enden des Steges 202a bilden Clinchklappen 204, welche im Einsatz um eine Traverse, vorzugsweise der Stegabschnitt eines T-Trägers, gekröpft oder geclincht werden, um die Haltevorrichtung an der Traverse zu befestigen. Der Schaft 202b ist vorzugsweise konkavförmig. Auch erstrecken sich die Enden 204a der Klappen 204 vorzugsweise vertikal zwischen den Ober- und Unterkanten des Steges 202.
Wie in der 6 gezeigt, ist der Schaft 202b des T-förmigen Elements 202 vorzugsweise konkavförmig. Auch sind die Enden 204a der Klappen 204 vorzugsweise vertikal von den Ober- und Unterkanten des Steges 202 abgeschrägt.
Die Seitenelemente 203 haben jeweils einen Basisabschnitt 207 und einen Arm 208, der sich von einem Ende des Basisabschnitts 207 erstreckt. Ein zentraler, einen Isolator aufnehmender Hohlraum 209 ist zwischen der Längsseite 201a des Hauptkörpers 201, der Oberkante 207a des Basisabschnitts 207 und der Innenseitenkante 208a des Arms 208 definiert. Die Kante 207a ist rechtwinklig zu der Längsachse C-C des Hauptkörpers 201.
An einem oberen Ende der Außenwandkante 208b jedes Arms 208 ist vorzugsweise eine Kerbe 210 ausgebildet. Oberhalb jeder Kerbe 210 ist eine gebogene Zunge 211 definiert.
An den einander gegenüberliegenden Längsseiten 200a des Hauptkörpers 201 der Haltevorrichtung 200 ist ein Paar zusätzlicher Biegezungen 212 ausgebildet, das vorzugsweise zwischen den Kerben 213 definiert ist, die in den Längsseiten 201a und dem die Kerben definierenden Fuß 202b des T-förmigen Elementes 202 ausgebildet sind, um in Verbindung mit den Biegezungen 211 eingesetzt zu werden, um einen Isolator in dem Hohlraum 209 zu sichern.
Die 7A und 8 bis 10 zeigen jeweils vorderseitige Flächenansichten von vier keramischen Isolatoren 20, 21, 22 und 23 mit variierenden Strukturen, welche in Verbindung mit den Haltevorrichtungen 1 und 1' eingesetzt werden können. Die 7B zeigt eine rückseitige Flächenansicht des Isolators 20. Die 11 und 12 zeigen jeweils Vorder- und Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines Isolators, der in Verbindung mit den Haltevorrichtungen 100 und 200 eingesetzt werden kann.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Isolatoren sind vorzugsweise „punktaufhängungsartige" Isolatoren, welche Kerben oder Schlitze aufweisen, die eine Heizkörperspule eher an einem Punkt greifen als daß es notwendig wird, die Heizkörperspule vollständig durch die zentrale Öffnung eines Durchführungsisolators einzusetzen.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Isolatoren haben ein neues Design, wobei derselbe Isolator mit Haltevorrichtungen mit variierenden Querschnittsformen eingesetzt werden kann. Beispielsweise passen sich die in den 7 bis 10 gezeigten Isolatoren an Clinchhaltevorrichtungen mit kreisförmigen oder rechtwinkligen Querschnittsformen (welche die beiden häufigsten Querschnittsformen für in der Industrie eingesetzte Haltevorrichtungen sind) oder andere Querschnittsformen an.
Die Isolatoren 20 bis 23 haben jeweils Stirnflächen 24 und rückseitige Flächen 25 (siehe 7B), die vorzugsweise zu den Stirnflächen identisch sind. Zwischen den Flächen 24 und 25 erstrecken sich eine obere Längsseite 26, eine untere Längsseite 27, eine erste Querseite 28 und eine zweite Querseite 29. Die Längsseiten sind wie auch die Querseiten vorzugsweise identisch zueinander.
Identische zentrale Nuten 30 und 31, von denen sich beide von einer Fläche des Isolators zu der anderen Fläche erstrecken, sind jeweils an den Längsseiten 26 und 27 ausgebildet. Insbesondere hat die Nut 30 eine Bodenkante oder Boden 32 und Seitenwände 33, und die Nut 31 hat eine Bodenkante oder einen Boden 34 und Seitenwände 35. Vorzugsweise sind die Bodenkanten 32 und 34 parallel zueinander.
Ein Paar Seitenkerben sind in jeder Längsseite der Isolatoren 20 bis 23 ausgebildet. Insbesondere die Längsseite 26 hat erste und zweite Seitenkerben 35 und 36 und in der Längsseite 27 sind dritte und vierte Seitenkerben 37 und 38 ausgebildet. Die Seitenkerben 35 und 36 sind an einander gegenüberliegenden Seiten der zentralen Nut 30 angeordnet, während die Seitenkerben 37 und 38 an einander gegenüberliegenden Seiten der zentralen Nut 31 ausgebildet sind. Zusätzlich sind die Seitenkerben 35 und 37 vorzugsweise einander gegenüberliegend an einander gegenüberliegenden Längsseiten 26 und 28 angeordnet, und die Seitenkerben 36 und 38 sind vorzugsweise einander gegenüberliegend an den einander gegenüberliegenden Längsseiten angeordnet. Die Kerben 35 bis 38 sind vorzugsweise identisch zueinander.
Die Stirnfläche 24 jedes Isolators 20 bis 23 hat einen Quer-Mittelabschnitt 39, welcher sich zwischen den Nuten 30 und 31 erstreckt und welcher koaxial zu einer symmetrischen Hauptachse C-C der Stirnseite liegt. Die Rückseitige Fläche 25 jedes Isolators weist auch einen Quermittelabschnitt (nicht gezeigt) auf, der sich zwischen den Nuten 30 und 31 erstreckt und koaxial zu der symmetrischen Querachse der Rückfläche liegt (siehe 7A).
An den Querseiten 28 und 29 des Isolators sind jeweils erste und zweite Endnuten 41 und 42 ausgebildet, von denen beide sich von einer Fläche des Isolators zu der anderen Fläche erstrecken. Insbesondere die Nut 41 hat eine Bodenkante oder einen Boden 43 und Seitenwände 44 und die Nut 42 hat eine Bodenkante oder einen Boden 45 und Seitenwände 46. Vorzugsweise sind die Bodenkanten 43 und 45 parallel zueinander.
Die Stirnfläche 24 des Isolators hat einen longitudinalen Mittelabschnitt (nicht dargestellt), der sich zwischen den Nuten 41 und 42 erstreckt und koaxial mit einer symmetrischen Längsachse der Stirnfläche liegt. Die Rückfläche 25 des Isolators hat einen longitudinalen Mittelabschnitt 47 (siehe 7B), der sich zwischen den Nuten 41 und 42 erstreckt und koaxial mit einer symmetrischen Längsachse D-D der rückseitigen Fläche ist.
Wenn einer der Isolatoren 20 bis 23 an die Haltevorrichtung 1 angebracht wird, ist der Isolator in dem Hohlraum 9 des Seitenelements 4 angeordnet, so daß der Quer-Mittelabschnitt 39 des Isolators an die Bodenkante 7a des Hohlraums 7 auf eine parallele Art anstößt, die Arme 7 der Seitenelemente 4 innerhalb der zentralen Nuten 30 und 31 des Isolators angeordnet sind und die Biegezungen 8 über den Quer-Mittelabschnitt der Rückfläche des Isolators angeordnet sind. Wenn der Isolator an der Haltevorrichtung befestigt ist, sind die inneren Wandkanten 7a der Arme 7 vorzugsweise parallel zu den Böden 32 und 34 der jeweiligen zentralen Nuten 30 und 31. Nachdem der Isolator in den Hohlraum 9 eingesetzt worden ist, werden die Zungen 8 über den Quer-Mittelabschnitt der rückseiti gen Fläche 25 gebogen, um die Befestigung des Isolators in dem Hohlraum zu unterstützen.
Die Nuten 30 und 31 ermöglichen den Isolatoren, sich an mehr als an eine Querschnittsform der Haltevorrichtung anzupassen. Die relativ engen Nuten 30 und 31 ermöglichen dem Isolator, sich an flache, rechtwinklige Haltevorrichtungen anzupassen. Die Böden 32 und 34 (welche die äußeren Endpositionen der Nuten 30 und 31 bilden) sind vorzugsweise U-förmig, obwohl das Ende der Haltevorrichtung abgewinkelt ist, da sich die Haltevorrichtung nicht vollständig in die Nuten erstreckt, was einen Extraraum übrig läßt, um eine Anpassung an die Ausdehnung des Metalls zuzulassen, wenn es erhitzt wird. An der Öffnung der Nut 30 sind zwei halbkreisförmige Bereiche 48 an jeder Seite der Nut 30 und an der Öffnung der Nut 31 sind an jeder Seite davon zwei halbkreisförmige Bereiche 49 ausgebildet. Die halbkreisförmigen Bereiche 48 und 49 ermöglichen den jeweiligen Nuten 30 und 31, sich an eine Haltevorrichtungsoberfläche anzupassen, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise kann derselbe Isolator für verschiedene Produkte angewendet werden.
Die Seitenkerben 35 bis 38 und Endnuten 41 und 42 sind so ausgeführt und angeordnet, daß sie einen Windungsabschnitt (nicht dargestellt) des Heizungsspulenelementes frei durchtreten und aufnehmen. Die Breite jeder der Kerben 35 bis 38 und Nuten 41 und 42 ist ein wenig breiter als die Dicke der elektrischen Widerstandsheizkabel des Heizspulenabschnittes, der an dem Isolator angebracht ist.
Ein anderes Merkmal der in der Erfindung eingesetzten Isolatoren ist, daß sie eine einheitliche Länge aufweisen. Die Länge ist in den 7 bis 10 als der Abstand zwischen der Isolatorspitze 50 an einem Ende zu der Isolatorspitze 50 an dem anderen Ende gezeigt. Dieses System einer einheitlichen Länge paßt ein automatisches Laden des keramischen Isolators an die Clinchhaltevorrichtung an. Genauer gesagt muß ein automatischer Lademechanismus jedes Mal, wenn ein unterschiedlich langer Isolator eingesetzt wird gewechselt werden. Trotzdem büßen die Isolatoren nicht die Flexibilität bei der Beabstandung der Heizspulen ein, da der Abstand zwischen den Isolatorkerben, die die Spulen befestigen, variabel ist, und es der Abstand ist, der die Trennung der Heizspule von dem Zentrum der Keramik definiert. Mit anderen Worten werden die Spulen in der 7A weiter vom Zentrum des Isolators weg sein als in der 10, da die Länge der Endnuten 41 und 42 in der 7A kürzer ist als die Länge der Endnuten 41 und 42 in der 10.
Die 11 zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels eines Isolators, der in Verbindung mit den jeweils in den 5 und 6 gezeigten Haltevorrichtungen 100 und 200 eingesetzt werden kann.
In der 11 hat der Isolator 220 wie die Isolatoren 20 bis 23 eine Stirnfläche 227 und eine identische rückseitige Fläche (nicht dargestellt) und beinhaltet zwei zentrale Nuten 221 und 222, die jeweils in einander gegenüberliegenden oberen und unteren Längsseiten 223 und 224 ausgebildet sind. Der Bereich der Stirnfläche des Isolators zwischen den Nuten 221 und 222 bildet den Quer-Mittelabschnitt 225 der Stirnfläche des Isolators. Der Quer-Mittelabschnitt 225 ist koaxial mit einer symmetrischen Hauptachse E-E der Stirnfläche. Wenn der Isolator an der Haltevorrichtung 100 oder der Haltevorrichtung 200 angebracht wird, wird der Mittelabschnitt 225 in den Hohlraum 110 oder 209 eingesetzt, so daß der Mittelabschnitt 225 an die Bodenkante 107a oder 207a anstößt. Der Mittelabschnitt 225 und die Hauptachse E-E werden parallel zu der Bodenkante 107a oder 207a sein.
Wie die Nuten 30 und 31 in den Isolatoren 20 bis 23, ermöglichen es die Nuten 221 und 222 dem Isolator, sich an mehr als eine Querschnittsform der Trägerhaltevorrichtung anzupassen. Die äußersten Endbereiche 221a und 222a sind U-förmig. An der Öffnung der Nut 221 sind zwei halbkreisförmige Bereiche 226 an jeder Seite der Nut ausgebildet und genauso sind zwei halbkreisförmige Bereiche 227 an der Öffnung der Nut 222 an jeder Seite der Nut ausgebildet. Die halbkreisförmigen Bereiche 226 und 227 können sich zusammen an eine Oberfläche einer Haltevorrichtung, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, anpassen.
Auf diese Weise kann derselbe Isolator für verschiedene Produkte angewendet werden.
Die Nuten 221 und 222 sind allgemein koaxial mit der symmetrischen Hauptachse E-E der Stirnfläche des Isolators und mit einer symmetrischen Hauptachse der rückseitigen Fläche (nicht dargestellt) des Isolators, und sind voneinander beabstandet.
Der Isolator 220 hat zwei Querseiten 228 und 229 und Endnuten 230 und 231, die jeweils in den Seiten 228 und 229 ausgebildet sind. Die Endnuten 230 und 231 sind beide koaxial mit einer symmetrischen Längsachse F-F der Stirnfläche und mit einer symmetrischen Längsachse der rückseitigen Fläche des Isolators. Die Endnuten 230 und 231 sind voneinander beabstandet.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Isolatoren sind vorzugsweise aus einem keramikartigen Material hergestellt, beispielsweise Steatit, so daß er die Heizspule von dem Heizrahmen elektrisch isoliert und auch die Heizspule thermisch isoliert ist und beugt einer ungünstigen Übertragung der Wärme weg von den Bereichen der Heizspulen, die mit dem Isolator in Berührung sind, vor.
Die 12 zeigt einen Querschnitt eines T-Trägers 60, der als Traverse in dem erfindungsgemäßen Heizgerät eingesetzt werden kann. Wegen seiner „T"-Form wird der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte T-Träger sehr fest sein und wird sich nicht als Ergebnis des Heizens und Kühlens oder als Ergebnis normaler mechanischer Kräfte anders als die im Stand der Technik eingesetzte Träger durchbiegen. Der T-Träger wird separat aus engen, flachen Metallteilen ohne Querbalken der Haltevorrichtungen, die anschließend angebracht werden, hergestellt. Folglich entsteht nur ein geringer Materialverlust bei der Herstellung des Trägers, der unter Verwendung von Automation hergestellt werden kann.
Wie in der 12 gezeigt, ist der Querschnitt des T-Trägers 60 aus einem Schaftbereich 61 und einem Stegbereich 62 zusammengesetzt. Wenn die Haltevorrichtung 1 oder die Haltevorrichtung 1' an den T-Träger 60 angebracht wird, werden die Clinchklappen 5 der Haltevorrichtung 1 oder die Clinchklappen 5' der Haltevorrichtung 1' um den Stegbereich 62 gekröpft oder geclincht. Die Clinchhaltevorrichtung und der T-Träger sind vorzugsweise derart orientiert, daß Grate (nicht dargestellt), welche immer an Schneidkanten des Metalls vorhanden sind, einander gegenüberliegen, wenn die Haltevorrichtung an den Träger geclincht wird. Diese verblockten Grate fügen Reibung zu, wodurch die mechanische Festigkeit der Verbindung gesteigert wird.
Die 13 und 14 zeigen jeweils Drauf- und Seitenansichten eines ersten Ausführungsbeispiels 63 einer erfindungsgemäßen T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Anordnung, wobei eine doppelte Haltevorrichtung 1 eingesetzt wird, um zwei Isolatoren 20 an dem T-Träger 60 zu befestigen. In der Anordnung 63 sind zwei Isolatoren 20 (siehe 7A) zwischen den Armen 7 und den Zungen 8 der Seitenelemente 4 der Haltevorrichtung 1 befestigt. Die Klappen 5 der Haltevorrichtung 1 sind um den Stegbereich 62 des T-Trägers 60 herum geclincht, um den Stegbereich 62 fluchtend gegen die Fläche (nicht dargestellt) des Hauptkörpers 2 der Haltevorrichtung zu halten. Die Nackenabschnitte 12 sind zwischen dem Hauptkörper 2 und dem Basisabschnitt 6 der Haltevorrichtung 1 gewinkelt, so daß der Schaftbereich 61 des T-Trägers 60 mit gleichen Abständen zwischen nebeneinanderliegenden Isolatoren 20 und dadurch mit gleichen Abständen zwischen nebeneinanderliegenden Heizspulstrecken (nicht dargestellt), welche durch die Isolatoren 20 gehalten werden, orientiert ist.
Die 15 und 16 zeigen jeweils Drauf- und Seitenansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels 64 einer erfindungsgemäßen T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Anordnung, wobei die einzelne Haltevorrichtung 1' eingesetzt wird, um einen einzelnen Isolator 20 an einem T-Träger 60 zu befestigen.
Die 17 und 18 zeigen jeweils Draufsichten und Seitenansichten eines ersten Ausführungsbeispiels 70 eines erfindungsgemäßen Heizgerätes.
Das Heizgerät 70 beinhaltet eine Endplatte 71, einen oberen Querbalken 72, drei T-Träger 60, die an der Endplatte 71 und dem Balken 72 angebracht sind, zwei Heizelemente 74 und 75, die an einander gegenüberliegenden Seiten der T-Träger 60 angeordnet sind, doppelte Clinchhaltevorrichtungen 1, die an den T-Trägern 60 (drei Haltevorrichtungen pro T-Träger) angebracht sind, und zwei Isolatoren 20, die an jeder Haltevorrichtung 1 angebracht sind.
Die T-Träger 60 sind an einem Ende an der Endplatte 71 und an dem gegenüberliegenden Ende an dem Querbalken 72 angebracht.
Die Heizelemente 74 und 75 sind jeweils kontinuierliche Längen geeigneter elektrischer Widerstandsheizdrähte, wie Nichrom oder ähnliches. Vorzugsweise sind die Heizelemente in der Form von longitudinalen spiralförmigen Spulen aus den elektrischen Widerstandsheizdrähten ausgebildet, wobei die Spulen jeweils eine Vielzahl von allgemein einheitlich beabstandeten Windungen aufweisen.
Die Heizelemente 74 und 75 haben jeweils eine Vielzahl (beispielsweise sechs in den 17 und 18) von Heizelementstrecken 76 und 77. Jede der nebeneinanderliegenden Strecken der Heizelemente sind elektrisch in Reihe mit einer daneben liegenden Strecke des Heizelementes über eine gebogene Endwindung verbunden. Für das Heizelement 74 sind diese gebogenen Endwindungen mit der Bezugsziffer 78 gekennzeichnet, und für das Heizelement 75 sind die gebogenen Endwindungen mit der Bezugsziffer 79 gekennzeichnet.
Zusätzlich zu den oben diskutierten Strecken und gebogenen Endwindungen weisen die Heizelement 74 und 75 jeweils Anschlüsse 80 und 81 auf, die die Enden der Heizelemente bilden und welche elektrisch mit den jeweiligen elektrischen Anschlußpunkten 82 und 83 in der Endplatte 71 verbunden sind. Fachmänner werden erkennen, daß die Anschlußpunkte 82 und 83 an einer elektrischen Versorgungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen werden können, um die Heizelemente 74 und 75 auf herkömmliche Weise unter Strom zu setzen.
Wie in den 17 und 18 gezeigt, werden die Heizelemente 74 und 75 über die Heizelementstrecken 76 und 77 jeweils an den Isolatoren 20 gehalten, wodurch sie die Heizelemente 74 und 75 frei von den T-Trägern 60 halten und die Heizelemente während des Anregens halten. Insbesondere ist in jeder Haltevorrichtung 1 der Isolator 20 in einem zentralen Hohlraum 9 zwischen den Armen 8 und den Zungen 9 befestigt. Wie in der 18 zu sehen ist, ist die Längsachse jedes Isolators 20 rechtwinklig zum T-Träger 60.
Wie in der 18 zu sehen ist, ist ein besonderes Merkmal der T-Träger 60, daß Stegbereiche 62 an dem Abschnitt des T-Trägers unmittelbar nach der obersten Haltevorrichtung 1 abgeschnitten sind, wodurch sich eine flache Oberfläche 84 bildet. Die flache Oberfläche 84 bietet zwei Vorteile. Erstens sieht sie eine vorteilhafte Oberfläche vor, um Querbalken, beispielsweise Querbalken 72, an die Vielzahl von T-Trägern in einen Rahmen zu schweißen, um diese zusammenzuhalten. Zweitens ist die flache Oberfläche 84 unterhalb des nicht gehaltenen Biegebereichs (beispielsweise der gebogenen Endwindungen 78 und 79) der Heizelemente positioniert. Die gebogenen Endwindungen der Heizelemente sind der Bereich der Spule, der am meisten dazu neigt, sich durchzubiegen. Dadurch schafft das Vorhandensein der flachen Oberfläche 84 in dem T-Träger einen maximalen elektrischen Zwischenraum zwischen dem T-Träger aus Metall und dem letztlich unterstützten Bereich des Heizelementes.
Die 19 zeigt eine Bodenfläche 85 der in dem Heizgerät 70 eingesetzten Endplatte.
An der Endplatte 71 sind zwei elektronische Stecker 82 für die Anschlußstifte 80 des Heizelementes 74 und zwei elektrische Stecker 83 für die Anschlußstifte 81 des Heizelements 75 angebracht.
Ein Ende 60a jedes der T-Träger 60 ist vorzugsweise direkt an die Endplatte 71 stumpfgeschweißt. Der Einsatz von Stumpfschweißen, um T-Träger an eine Endplatte in Heizgeräten anzubringen, ist ein anderes neues Merkmal dieser Erfindung. Im Stand der Technik wurden die Rahmenstäbe gebogen oder anderweise verformt, um die an die Endplatte anzuschweißende Oberflächenzone zu vergrößern. Das Stumpfschweißen vermindert die Menge der Oberflächen zone der Endplatte, die benötigt wird, um die Rahmenstifte an die Endplatte zu schweißen, und ermöglicht Automation.
Schweißen ist in der Heizelementindustrie schwierig, da das Metall in den Rahmen mit korrosionsbeständigen Materialien beschichtet ist. Die Beschichtung muß mit ihrer Oxidschicht während des Schweißprozesses entfernt werden, bevor eine sichere Verbindung ausgebildet werden kann. Im Stand der Technik waren sowohl der Rahmen als auch die Endplatte gegen Korrosion geschützt, was dazu führte, daß das Schweißen schwierig und schwer zu kontrollieren war. In der vorliegenden Erfindung ist das Ende 60a jedes T-Trägers 60 verstärkt, wodurch eine frische unbeschichtete Oberfläche vorgesehen ist, die an die Endplatte 71 geschweißt werden kann. Folglich ist der Schweißprozeß einfacher, da nur ein Hemmnis, nämlich die Beschichtung auf der Arretierungslamelle überwunden werden muß, um eine sichere Verschweißung zu erzeugen. Zusätzlich können die T-Träger 60 beim Stoßschweißen kürzer sein, was Metall und Arbeit einspart, da spezielle Endformen beseitigt werden. Ferner können Bossenwerke 86 (in der 19 gezeigt) in den Bodenflächen 85 der Endplatte 71 ausgebildet werden, um die Festigkeit der Verschweißungen zu steigern.
Die Endplatte 71 ist vorzugsweise aus 18 normal galvanisiertem Stahl hergestellt.
Die 20 zeigt eine Seitenansicht einer T-Träger/Haltevorrichtungs-Anordnung 250 innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, wobei die Haltevorrichtung 200 an dem T-Träger 60 angebracht ist.
Wie in der 20 gezeigt, werden die Clinchklappen 204 der Haltevorrichtung 200 um den Stegbereich 62 des T-Trägers 60 geclincht. Die Basisabschnitte 207 der Haltevorrichtung erstrecken sich im rechten Winkeln relativ zu dem T-Träger 60.
Die 21 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen T-Träger/Haltevorrichtungs/Isolator-Anordnung 260, wobei die Haltevorrichtung 200 eingesetzt wird, um die Isolatoren 220 an dem T-Träger 60 anzubringen.
Wie in der 21 gezeigt, werden die Clinchklappen 204 um den Stegbereich 62 des T-Trägers 60 geclincht. Der Quer-Mittelabschnitt 225 des Isolators 220 wird in den Hohlraum 209 eingesetzt, so daß der Arm 208 in die Nut 221 eingesetzt wird, und die Zungen 211 und 212 werden über der Oberfläche (beispielsweise die stirnseitige Oberfläche 227) angeordnet. Wenn der Isolator 220 auf diese Weise installiert wird, wird seine Oberfläche (beispielsweise die stirnseitige Oberfläche 227) rechtwinklig relativ zum T-Träger angeordnet sein.
Der Clinchvorgang, der eingesetzt wird, um die Clinchklappen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung an einen Stegbereich eines T-Trägers zu befestigen, kann automatisiert werden und schneller vollendet werden, als das Schweißen der Haltevorrichtung auf die Rahmenstifte. Nachdem die Haltevorrichtung an den T-Träger geclincht wurde, kann die Sicherheit der Verbindung angezeigt werden, indem die Höhe der Kröpfverbindung gemessen wird. Solche Höhelesungen können als Parameter für statistische Prozeßsteuerungsverfahren eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu kann ein die Sicherheit einer geschweißten Verbindung zwischen einer Haltevorrichtung und einem Rahmenstift nur durch aufschlußreiche zerstörende Tests, die bestenfalls nur Stichproben sind, kontrolliert werden. Zusätzlich können gebrochene Clinchhaltevorrichtungen leicht entfernt und ausgetauscht werden. Ferner stellt der Clinchvorgang die gleiche Art der Designflexibilität bereit, wie Heizgeräte mit an den Rahmen geschweißten Haltevorrichtungen, im Gegensatz zu einteiligen Rahmen und Haltevorrichtungsaufbauten, so daß keine neue Werkzeugbestückung benötigt wird, um die Konfigurationen der Haltevorrichtungen entlang des Rahmenbalkens zu ändern, wie beispielsweise das Ändern des Abstands zwischen den Haltevorrichtungen.

Claims

Ein Isolator mit: oberen und unteren Längsseiten (26, 27, 223, 224), wobei in jeder Längsseite (26, 27, 223, 224) eine zentrale Nut (30, 31, 221, 222) und zwei Seitenkerben (35, 36, 37, 38) ausgebildet sind, wobei die zentrale Nut (30, 31) zwischen den Seitenkerben (35, 36, 37, 38) angeordnet ist; ersten und zweiten Querseiten (28, 29, 228, 229), wobei in jeder Querseite (28, 29, 228, 229) eine Endkerbe (41, 42, 230, 231) ausgebildet ist; und Stirnflächen und rückseitigen Flächen (24, 25), wobei jede Fläche (24, 25) einen Quermittelabschnitt, der zwischen den zentralen Nuten (30, 31, 221, 222) und koaxial zu einer symmetrischen Querachse der Fläche angeordnet ist, aufweist; wobei jede Fläche außerdem einen Längsmittelabschnitt, der zwischen den Endkerben (41, 42) koaxial zu der symmetrischen Längsachse der Fläche angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Nuten (30, 31, 221, 222) U-förmige Bodenbereiche (32, 34, 221a, 222a) und halbkreisförmige Bereiche (48, 49, 226, 227), die an der geöffneten Seite der Bodenbe reiche (32, 34, 221a, 222a) angeordnet sind, aufweist.