DE69033326T2

DE69033326T2 - Anschluss eines Rohrheizkörpers mit einer Zwischenhülse

Info

Publication number: DE69033326T2
Application number: DE69033326T
Authority: DE
Inventors: John Crawshaw Taylor
Original assignee: ELPAG AG CHUR CHUR
Current assignee: Bleckmann GmbH and Co KG
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: DE69022406T2; WO1990009672A1; ZA901126B; AU5154890A; EP0658065A2; GB8903319D0; EP0458873A1; DE69033326D1; ES2141854T3; ATE127955T1; EP0658065B1; EP0458873B1; ATE185665T1; DE69022406D1; EP0658065A3; ES2079472T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rohrförmiges Heizelement von der Art, wie es in Heizgefäßen für Flüssigkeiten oder Behältern, wie Waschmaschinen, Kesseln, Kannen, Kochkesseln und dergleichen Verwendung findet. Derartige rohrförmige Heizelemente sind üblicherweise an einem Elementkopf angebracht, durch den das Heizelement in einer Öffnung in der Gefäß- oder Behälterwand montiert wird, wobei das Heizelement innerhalb des Gefäßes oder Behälters angeordnet ist, sich jedoch die Enden des Heizelements durch den Kopf hindurch erstrecken und daher von der Außenseite des Gefäßes oder Behälters zugänglich sind, um elektrische Verbindungen zu dem Heizelement herzustellen.
Das Heizelement enthält eine äußere, rohrförmige Hülle, die üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und aus einem geeigneten Metall, beispielsweise Kupfer oder rostfreiem Stahl, hergestellt ist. Darüberhinaus weist das Heizelement einen Widerstandsheizdraht aus einer Ferrolegierung bzw. Eisenlegierung in der Form einer schraubenförmig gewickelten Spule auf, die sich axial durch die Hülle erstreckt und von der Hülle durch ein elektrisch isolierendes Material, wie Magnesiumoxid, beabstandet ist, welches darüberhinaus dazu dient, die Wärme von dem Draht zu der umgebenden Hülle zu transportieren und dadurch zu der zu erhitzenden Flüssigkeit.
Der Heizdraht erstreckt sich nicht bis zu den Enden der Hülle, sondern hört kurz vor den Enden auf und wird an jedem Ende durch ein sogenanntes "kaltes Ende" (cold tail) fortgesetzt, d. h. durch einen Metallbolzen von weitaus größerem Durchmesser als der Durchmesser des Heizdrahtes, wobei der Metallbolzen im Vergleich zu dem Heizdraht einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist, so daß er bei Gebrauch des rohrförmigen Heizelements nicht durch Widerstandserhitzung auf ein nennenswertes Maß erwärmt wird. Die kalten Enden sind üblicherweise aus einem leichten Stahl hergestellt und werden an die Enden des Wider standsheizdrahtes angeschweißt. Darüberhinaus erstrecken sich die kalten Enden über die Enden der Hülle des Heizelements hinaus, wobei die Enden der Hülle um das kalte Ende durch ein elektrisch isolierendes und wasserundurchlässiges Dichtungsmaterial, wie beispielsweise ein Epoxidharz, abgedichtet sind. Die freiliegenden Enden der kalten Enden bilden daher die elektrischen Anschlüsse des Heizelements und die elektrischen Verbindungen zu dem Heizelement können in jeder gewünschten Weise hergestellt werden.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 086 465 ist ein rohrförmiges Heizelement bekannt, bei dem der Heizdraht auf ein kaltes Ende, welches durch einen Bolzen gebildet wird, aufgeschoben und auf diesem Ende festgeschweißt ist. In dem Fall, daß der Bolzen aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, ist es möglich, daß während des Befestigungsvorgangs des Drahtes auf dem Bolzen mittels Schweißen und dergleichen der Bolzen infolge seiner Weichheit beschädigt werden kann, so daß der Draht von dem Bolzen freikommen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein rohrförmiges Heizelement der vorstehend erwähnten Art bereitzustellen, mit dem die Befestigung des Drahtes an dem kalten Ende unabhängig von den Materialien ausgeführt werden kann, welche für den Draht und das kalte Ende ausgewählt worden sind.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 gelöst. Infolge der Verwendung der Zwischenhülse kann das kalte Ende aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein, wobei der Draht sicher auf dem kalten Ende befestigt werden kann.
Das kalte Ende kann aus Kupfer hergestellt sein, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Die Zwischenhülse kann aus Stahl gefertigt sein, was einen Schweißvorgang zum Befestigen des Widerstandsheizdrahtes auf der Zwischenhülse ermöglicht. Die Zwischenhülse kann auf dem kalten Ende durch Druck fixiert werden.
Um die Zwischenhülse auf dem kalten Ende anordnen zu können, ist es vorteilhaft, daß das kalte Ende einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, auf den die Zwischenhülse aufgeschoben werden kann.
Weitere Vorteile sowie ein Ausführungsbeispiel werden nachstehend in Verbindung mit der einzigen Zeichnungsfigur erläutert.
Die Figur gibt ein rohrförmiges Heizelement für eine Waschmaschine wieder, bei dem das Element 1 an einem Kopf 2 angebracht ist, welcher in einer Öffnung in dem Waschmaschinenbottich oder Waschmaschinenbehälter montiert ist.
Der Kopf 2 ist von allgemein bekannter Art. Er enthält eine innenliegende und eine außenliegende Klemmplatte 3, 4, wobei eine elastische, kompressible und radial erweiterbare Dichtung 5 sandwichartig zwischen diesen Platten aufgenommen ist. Eine Kopfschraube 6 und eine Mutter 7 ermöglichen, daß die Platten 3, 4 zusammengezogen werden können, um die Dichtung 5 zusammenzudrücken und um sie so zu erweitern, daß sie in Kontakt mit einer umgebenden Öffnung in der Wand 9 des Behälters gelangt, wodurch sowohl die Heizeinrichtung in der Öffnung montiert als auch eine Dichtung dort gebildet wird.
Die Enden des Elements 1 erstrecken sich durch die innenliegende Platte 3 und sind durch die Dichtung 5 umfaßt, welche im zusammengedrückten Zustand um die Elementenden abdichtet und darüberhinaus dazu dient, das Element 1 in dem Kopf 2 zu sichern.
Wie bekannt ist, ist die innenliegende Platte 3 aus einem Metall hergestellt, jedoch ist die außenliegende Platte 4 bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Pressteil aus Kunststoffmaterial und enthält einen nach unten gerichteten Flansch 8, welcher gegen die Behälterwand 9 anliegt, einen nach oben gerichteten Versteifungsflansch 10 und erhabene Hülsen 11, welche in Eingriff mit den Enden der Elementhülle 12 gelangen. Ein Deckelpressteil 13 ist über einen Wulst 14 geklippst, der um den Umfang der außenliegenden Platte 4 gebildet ist. Der Deckel 13 weist eine Öffnung 15 auf, welche sich um einen Montagevorsprung 16 für die Mutter 7 erstreckt, und besitzt eine Vertiefung 17, um den Zugang zu der Mutter 7 zum Entfernen des Kopfes 2 zu ermöglichen.
Es ist zu bemerken, daß die Dichtung 5 mit einem Umfangsflansch 26 ausgebildet ist, welcher sandwichartig zwischen der Behälterwand 9 und der außenliegenden Platte 4 aufgenommen ist. Der Flansch 8, der auf der außenliegenden Platte 4 gebildet ist, verhindert eine Überkompression der Dichtung 5 in diesem Bereich, wenn die Mutter 7 auf der Schraube 6 festgezogen wird.
Die Dicke der Dichtung 5 kann, wo sie in Kontakt mit der Elementhülle 12 gelangt, verringert sein, um den radialen Verlust von Wärme zu verhindern. In ähnlicher Weise tragen die Kunststoffhülsen 1 l zur Verringerung des Verlustes von Wärme aus den Enden des Elements bei. Die Konstruktion der außenliegenden Platte 4 aus Kunststoffmaterial verringert die Wärmekapazität des Kopfes 2 und unterstützt wiederum das Zurückhalten von Wärme innerhalb der Enden des Elements. Es würde darüberhinaus möglich sein, die innenliegende Platte 3 von der Elementhülle 12 zu beabstanden, wo sie durch die Platte 3 hindurchläuft, um wiederum den Wärmeverlust aus den Enden des Elementes zu verringern.
Es wird nun zu der Konstruktion des Elements 1 zurückgekehrt. Die kalten Enden oder Stifte 27 erstrecken sich über die Enden der Elementhülle 12 und der Hülsen 11 der außenliegenden Platte 4. Ein Isolierstopfen 38 verschließt das Ende der Hülle 12 oberhalb eines Isolierdichtmaterials 39, wie Epoxid.
Die innenliegenden Enden der kalten Enden 27 verjüngen sich und gelangen in Eingriff mit einem schraubenförmig gewickelten Heizdraht 28. Der Heizdraht 28 ist aus einer Widerstandsferrolegierung hergestellt und an dem kalten Ende 27 über eine Zwischenstahlhülse 30 angebracht. Die kalten Enden 27 sind aus Kupfer gefertigt und jeweils an ihrem außenliegenden Ende mit thermisch reaktiven Überschnapp-Bimetall-Betätigungseinrichtungen 32 verbunden.
Die Zwischenhülse 30 ist auf den sich verjüngenden Abschnitt des kalten Endes aufgeschoben und auf dem sich verjüngenden Abschnitt durch Druck befestigt. Der Draht der Widerstandsheizwicklung ist in diesem Beispiel auf der Zwischenhülse 30 punktgeschweißt.

Claims

1. Röhrenförmiges Heizelement mit schraubenförmig darumgewickeltem Widerstandsheizdraht (28), das in mindestens einem kalten Ende (27) endet, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmig darumgewickelte Widerstandsheizdraht (28) über eine Zwischenhülse (30), die auf das kalte Ende (27) aufgeschoben wird, mit dem kalten Ende (27) verbunden ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat.

2. Röhrenförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Ende (27) aus Kupfer ist.

3. Röhrenförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (30) aus Stahl ist.

4. Röhrenförmiges Heizelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsheizdraht (28) aus einer Eisenwiderstandslegierung ist.

5. Röhrenförmiges Heizelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsheizdraht (28) durch Punktschweißung mit der Zwischenhülse (30) verbunden ist.

6. Röhrenförmiges Heizelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsheizdraht (28) durch Crimpen mit der Zwischenhülse (30) verbunden ist.

7. Röhrenförmiges Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Ende (27) einen keilförmigen Abschnitt (29) hat, auf den die Zwischenhülse (30) aufgeschoben wird.

8. Röhrenförmiges Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (30) unter Druck am kalten Ende (27) befestigt wird.