DE7833765U1 - Elektrischer heizkoerper fuer fluide medien - Google Patents

Description

DR. INC/. HANS LICIITI · D I PL.- I N C₁. HEINER LICHTI Diplo—Phys. Dr, Klaus Leutwein PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (CHO TZINGENI DURLAC H ΐ. R STR. 31 (HOCHHAUSI

TF. LEK)N (0721) 4 B5 11

^627/78-Lw

G 78 33 765.2 _{11# O}kt. 1979

Firma Fritz Eichenauer
K a η d β 1

Elektrischer Heizkörper für fluide Medien

Die Kx-findung betrifft einen elektrischen Heizkörper für fluide Medien, insbesondere für Warmluftgeräte, mit einem Tragkörper aus Isoliermaterial und mit Mindestens zwei den Tragkörper umgebenden Heizleitern aus Widerstandadraht, wobei die h izleiter als Wendel ausgebildet und an Abstützkanten des Tragkörpers abgestützt sind·

Heizkörper dieses Aufbaus werden vor allem in gebläse·· betriebenen Geräten zur Erwärmung von Luft, beispielsweise bei Haarfönen, Heizlüftern usw. eingesetzt. Bei derartigen

Warmluftgeräten besteht häufig d«a Bedürfnis, verschiedene r.eizutuien zu wählen, wozu mehrere, getrennt schaltbare Wendel: vorgesehen werden. Ferner sind beispielsweise Haarföne bekannt ; geworden, bei deren Betrieb eine gewisse Grundheizleietung

konstant aufgebracht wird, und bei denen zusätzlich eine regel bare Zusatzheizleistung verfügbar ist, die beispielsweise so

f geregelt wird, daß die Temperatur der austretenden, erwärmten

;' Luft sich nach einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf ändert.

Auch in solohen Fällen werden Heizkörper mit mehreren, getrenn

schaltbaren Wendeln vorgesehen· Üblicherweise sind dabei die ': . Wendeln zueinander und zum Tragkörper koaxial angeordnet und '· zwar so, daß sie in Achsrichtung von der zu erwärmenden Luft

durchströmt werden_o

Bei einem bekannten Heizkörper der beschriebenen Gattung

(vgl. DE-OS 22 63 26Ο) besteht der Tragkörper aus einer ebenen Platte aus Isoliermaterial, um welche zwei in ihren elektrisch Eigenschaften gleiche Wendeln bifilar gewickelt sind. Durch Einzel- oder Parallelschaltung dieser beiden Wendeln können unterschiedliche Heizleistungsstufen gewählt werden.

Dieser bekannte Heizkörper erweist sich au· verschiedenen Gründen noch nicht als völlig befriedigend. Zn fertigung··· technischer Hinsicht ergeben sich Probleme, weil bei der Herstellung der bifilaren Wicklung beide Wendeln gleichzeitig aufgebracht werden müssen· Das erweist aich insbesondere dann als schwierig, wenn die Wendeln - entsprechend der Abstimmung der verschiedenen Leistungestufen - au· hinsichtlich Drahtstärke, -profil, -beschaffenheit u«w. unterschiedlichen Heizleitern bestehen und dement epr «eilend unterschiedliches

Wickelverhalten zeigen. Ferner ergeben «ich im Betrieb Störungen dadurch, daß die Wendeln der bifilaren Wicklung untereinander in engem thermischen Kontakt stehen und folglich durch die Wärmeabgabe der jeweils anderen Wendel beaufschlagt werden· Das hat zur Folge, daß die Betriebseigenschaften jeder Wendel in erhebliche« Maße davon abhängen, ob die andere Wandel in Betrieb ist. Dies ist besonders nachteilig dann, wenn die Wendeln »it unterschiedlichen spezifischen Heizleistungen ausgelegt sind· Das führt dazu, daß bei dieser bekannten Ausbildung, die ein· kompakte Bauweise ohnehin nur in begrenztem Maß zuläßt, eine weitere Verringerung der Wlckeldicbte vorgenommen werden muß, um diese gegenseitigen Störungen der Wendeln zu vermelden·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Heizkörper der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, der sich in einfacher und unproblematischer Weise herstellen läßt, sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet und frei ist von nachteiligen gegenseitigen Beeinflussungen de:.· Wendeln·

Dies« Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst und vor allem dadureh gelöst, daß die Wendeln mit gegenseitigem radialen Abstand gewickelt sind. Erfindung«gemäß ist damit vorgesehen, daft die - in der Regel zueinander und sum Tragkörper koaxial·^ Wendeln nicht in einer gemeinsamen Schicht liegen sondern in jeweils einer eigenen Schicht gewickelt sind und sich aufgrund der gegenseitigen radialen Abstände von innen nach außen gegen·· aeitlg umgeben. Infolgedessen können die einzelnen Wendeln voneinander unabhängig und gegebenenfalls auch mit unterschiedliehen Steigungen gewickelt werden, wobei Störungen beim Wickelvorgang

durch unterschiedliches Wickelverhalten der verschiedenen Heimleiter- nicht auftreten können· Ein erfindungsgemäber Heiz— körper xaichnet sich durch einen außerordentlich kompakten Aufbau au·, wobei insbesondere die Anordnung der Wendeln in ■verschiedenen, radial getrennten Wickelschiehten gegenseitige Beeinflussungen der Heizleiter weitgehend ausschließt· Eine durch die radialen Abstände der Wendeln bedingte gewisse Durchmessurvergrößerung des Heizkörpers fällt verhältnismäßig nicht ins Gewicht, weil gewisse Hindeutwickelradien auch bei den bekannten Heizkörpern auf keinen Fall unterschritten werden können·

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines elektrischen Heizkörpers erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn nicht nur mehrere Heizleiter vorgesehen sind sondern diese außerdem unterschiedlich ausgelegt sind. Hierfür sieht die Erfindung eine tu bevorzugende Ausgestaltung vor_t die gekennzeichnet ist durch eine äußere Wendel aus einem Widerstandsdraht von hoher spezifischer Leistungsaufnahme und durch eine innere Wendel aus einem Widerstandsdraht geringer spezifischer Leistungsaufnahme* Spezifische Leistungsaufnahme bedeutet in diesem Zusammenhang die je Längeneinheit des Heizleiters umgesetzte Heizleistung. Erfindungsgemäß ist somit die radial äußere Wendel als Hochleistungswendel ausgeführt, die einen verhältnismäßig geringen elektrischen Widerstand Je Längeneinheit und damit verhältnismäßig großen Drahtquerschnitt aufweist· Die radial innere Wendel ist für geringe Leistungsaufnahme und demgemäß mit verhältnismäßig größerem Widerstand je Längeneinheit ausgelegt. Diese Anordnung empfiehlt sioh insbesondere bei Warmluftgeräten wie Haarfönen od. dgl.,bei denen

eine verhältnismäßig geringe und konstante Grundheizung sowie eine verhältnismäßig intensive geregelte Zusatzheizung vorgesehen sind. Dabei empfiehlt es sich, für die Grundheizung die innere Niederleistungswendel mit verhältnismäßig geringem Draht— querschnitt und für die Zusatzheizung die äußere Hochleistungswendel mit großem Drahtquerschnitt vorzusehen. Der Heizleiter der inneren Wendel besteht vorzugsweise aus einem um eia*e Tragseele - beispielsweise aus Glasseide - gewickelten Widerstands-» draht von geringem Querschnitt. Der Heizleiter der äußeren Wendel kann seinerseits - beispielsweise spiralförmig - gewendelt sein, ganz besonders empfiehlt sich jedoch eine Ausführung aus einem mäanderförmig gebogenen Widerstandsdraht von rechteckigem Querschnitt. Im Hinblick auf die möglichst geringe gegenseitige Beeinflussung der Wendeln empfiehlt es sich besonders, innere und äußere Wendel gegensinnig zu wickeln.

' Der Tragkörper für die Wendeln wird vorzugsweise als Rohrabschnitt mit umfangsseitig radial vorstehenden, die Abstützkanten bildenden Leisten ausgeführt. Im Inneren des in der Regel kreissylindrischen Rohrabschnitt* können in besondere vorteilhafter Weise ein Lüftermotor und/oder eine elektronische Schaltung z-.ir Regelung von Motor und/oder Heizung untergebracht werden· Die Leisten verlaufen üblicherweise parallel zur Längsachse des Rohrabschnitts und sind über den Umfang des Rohrabschnitts gleichmäßig verteilt, wobei die radialen Abstände der Abstützkanten selbstverständlich entsprechend den We^eI-durchmessern eingerichtet sind. Fa empfiehlt sich ferner, die Abstützkanten mit Randeicschnitten zu versehen, durch die die einzelnen Windungen der Wendeln in axialer Richtung festgelegt werden.

Eine besondere zu bevorzugende Aueführungeform dee Tragkörper« ist dadurch gekennzeichnet, daß die der äußeren Wendel augeordneten Außenleisten in Radialebenen ein U-Profil mit dem Rohrabechnitt zugewandten U-Schenkeln und die Abetützkante bildendem U-Steg aufweisen, wobei U-Schenkel und U-Steg einen Durchlaß for die an Innenleisten abgestützte innere Wendel umechließen. Weiter wird vorgesehen, daß mindestens die Außenleisten Mittels Halteeleeenten an den Rohrabschnitt angeschlossen sind. De« bedeutet mit anderen Worten, daß die Außenleisten - vorzugsweise in-dessen auch die Innenleisten - von dem Rohrabschnitt getrennt gefertigt und im Zuge der Herstellung des Heizkörper= ssit de» Rohrabschnitt verbinden werden. Der Rohrabschnitt läßt sich ohne weiteres aus einem thermoplastischen Kunststoff entsprechender Wärmebeständigkeit herstellen, beispielsweise strangpressen, während Außen- und Innenleisten vorzugsweise au« synthetischem Glimmer bestehen.

Die Halteelemente können aus endseitig an den Rohrabschnitt angeformten HaltevorSprüngen bestehen, an denen die Leisten abgestützt und/oder befestigt sind. Dabei können insbeeondere die Haltevorsprünge zugleich die erläuterten U-Schenkel der Außenleisten bilden, ·ο daß nur die U-Stege an die HaltβvorSprünge angeschlossen werden müssen. Andererseits besteht die im Hinblick auf eine Herstellung des Rohrabschnitts durch Strangpressen besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Halteelemente als axial verlaufende Aufnahmeβchiitze auszuführen, in die die Leisten eingesetzt werden können. In jedem Fall empfiehlt es sich, die Leisten mit dem Rohrabschnitt bzw. den Haiteelementen zu verkitten.

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Bei der Her«teilung eines erfindung·gemäßen Heizkörpers wird üblicher «reise zunächst auf den mit Innenleisten versehenen Trag· körper die innere Wendel gewickelt, werden sodann die Außen·» leisten aufgesetzt und schließlich die Außenwendel gewickelt. Festlegung und elektrischer Anschluß der Wendeln können beispielsweise mittels Ösen oder Nieten am Rohrabschnitt oder an Innen- bzw. Außenleisten erfolgen. Diese Herstellungrsschritte lassen sich.in einfacher und unproblematischer Weise ausführen und leicht in einen übersichtlichen Fertigungsablauf einorduen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen elektrischen Heizkörper in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Figur 2 den Gegenstand der Figur 1 in Stirnansicht;

Figur 3 - eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform des Gegenstands der Figur 2;

Figur 4 eine T*ilanaicht einer weiteren Ausführungsform des Gegenstands der Figur 2.

Der in d«m Figuren 1 und 2 dargestellte, für einen Kaarfön vorgesehene elektrische Heizkörper besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Tragkörper 1 aus Isoliermaterial und zwei den Tragkörper 1 umgebenden Heizleitern 2,3 aus Widerstandedraht. Die Heizleiter 2, 3 sind in Form von zueinander

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und XVUB Tragkörper 1 koaxialen Wendeln ua den Tragkörper 1 gewickelt UPd an Abstützkanten 4, 5 de* Tragkörper· 1 abgestützt. Beide Heizleiter sind (in im einzelnen nicht dargestellter Weise] voneinander unabhängig schaltbar uni an eine elektrische Stromquelle anschliwßbar.

Die beiden Wendeln 2, 3 sind mit gegenseitigem raditlem Abstand gewickelt, so daß zueinander koaxial eine äußere Wendel 2 und eine innere Wendel 3 vorhanden sind und entsprechend an äußeren Abstütekanten 4 und inneren Abstützkanten 5 abgestützt sind. Die Figur 2 zeigt, wie die Wendeln 2, 3 gleichsam in zwei konzentrischen Wickelschichten liegen., deren äußere die innere umgibt.

Die äußere Wendel 2 besteht aus einem Widerstandedraht 6 von hoher spezifischer Leistungsaufnahme, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mäanderförmig gebogen ist, einen rechteckigen Querschnitt aufweist und an den äußeren Abstützkanten 4 dadurch festgelegt ist, daß jeweils ein Mäanderbogen die Abstützkante überfaßt. Die inner· Wendel 3 besteht aus einem Widerstandsdraht 7 von geringer spezifischer Leistungsaufnahme, der entsprechend geringen Querschnitt aufweist und um siae Trag-» seele 8 aus Glasseide gewickelt ist, die ihrerseits über die inneren Abstützkanten 5 gespannt ist. Zur Festlegung der Windungen der Wendeln 2, 3 in axialer Richtung sind die Abstützkanten 4, 5 mit Randeinechnitten 9 versehen, die zugleich die (für innere und äußere Wendel unterschiedliche) Windungssteigung definieren. Im übrigen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel äußere Wendel 2 und innere Wendel 3 gegeneinnig gewickelt, was in der Figur 1 dsutlich zu erkennen ist.

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Der Tragkörper 1 besteht im einzelnen aua einem kreiszyilndriechen Rohrabschnitt 10 mit Leisten 11, 12, die umfangsseitig radial vorstehen, Über den Umfang des Rohrabschnitte lü gleichmäßig verteilt sind und die Abstützkanten 4, bilden. Entlang dem Umfang des Rohrabschnitts 10 folgen abwechselnd aufeinander Außenleisten H mit der äußeren Wendel 2 zugeordneter äußerer Abstützkante k und Innenleisten 12 mit der inneren Wendel 3 zugeordneter innerer Abstützkante 5 (vgl. Figur 2),

In den Figuren ist nicht dargestellt, daß im Inneren des Rohrabschnitts 10 der Lüftermotor des Haarföns sowie eine Regelelektronik untergebracht werden können. Die für geringe Leistungsaufnahme ausgelegte innere Wendel 3 let für eine verhältnismäßig niedrige, konstante Grundheizung vorgesehen, während die für hohe Leistungsaufnahme ausgelegte äußere Wendel 2 eine zunächst beträchtliche und nach «inem vorbestimmten Programm zeitlich abnehmende Zusatzheizung bietet. Die Regelung der Zusatzheizung erfolgt nach Maßgabe der mittels eines (nicht dargestellten) Temperaturfühlers gemessenen Austrittetemperatur der erwärmten Luft durch die Regelelektronik, die im Inneren des Rohrabschnitts untergebracht sein kann.

Die der äußeren Wenuel 2 zugeordneten Außenleisten 11 weisen in Radialebenen, von denen eine mit der Zeichenebene der Figur übereinstimmt, ein U-Profil mit dem Rohrabschnitt 10 zugewandten U-Schenkeln 13 und mit einem die äußere Abetützkante k bildenden U-Steg Ik auf. U-Schenkel 13 und U-Steg Ik umschließen einen Durchlaß 151 durch den die Windungen der inneren Wendel 3 verlaufen (vgl. Figur 2).

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Die Leisten 11, 12 bestehen im Ausführungsbeispiel aus synthetischem Glimmer, aind aeparat von dem aus thermoplastischem Kunststoff ausreichender Wärmebeständigkeit bestehenden ■' Rohrabschnitt 10 hergestellt und im Zuge der Fertigstellung des Heizkörpers mittela Halteelementen an den Rohrabschnitt. 10 angeschlossen.

; Bei den Ausführungebeispielen gemäß Figuren 2 und 3 uestehen

Ii' die Halteelemente für die Außenlei sten 11 aus Halt evor Sprüngen 16, '■ die an den Enden des Rohrabschnitt« 10 an diesen angeformt sind. :' Die Außenleiaten 11 aind an dieaen Haltevorsprüngen 16 abgestützt ^f und zuaätzlich verkittet. Beim Auaführungabeiapiel gemäß Figur sind die Außenleisten 11 in der erläuterten Weise mit einem vollständigen U-Profil auagebildet und an den HaltevorSprüngen 16 abgestützt. Beim Ausführung«beispiel gemäß Figur 3 sind die U- _ύ Schenkel 13 durch die HaltevorSprünge 16 gebildet und aind ledig- * lieh gerade durchgehende U-Stege l4 aus aynthetiachem Glimmer zur Bildung der Abstützkanten 4 vorgeaehen und an Abaätzen 17 i der Haitevorsprung© 16 abgestützt. Bei dieaen beiden Ausführungs-K beis*»iej.en sind die Innenleisten 13, an dereix Abstützkanten 5 ίί die innere Wendel 3 abgestützt iat, unmittelbar flach auf den § Umfang dea Rohrabschnitts 10 aufgeaetzt.

I Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind als Halte-

r- elemente axial verlaufende Aufnahmeachlitze 18 vorgeaehen, die

I in vorteilhafter Weiae durch Strangpressen angeformt werden können,

I Sowohl Innen- ala auch Außenleisten 11, 12 sind in aolche Auf- I nabmeachlitze 18 eingeaetzt. Im übrigen aind bei allen darge-

atellten Ausführungsbeiepielen die Leisten 11, 12 mit Rohrabschnitt 10 bzw. Halteelementen 16, l8 verkittet.

Claims (11)

DR. ING. HANS LICHTl · DIPL.-INQ. HEINER LICHTI Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein PATENTANWÄLTE D-75OO KARLSRUHE 41 ICROTZINCENI ■ DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS) TELEFON (0721) 48511 4627/70-Lw G 78 33 765.2 11. Okt. 1979 Firma Fritz Eichenauer K a η d e 1 Schut z&nsprüche

1. Elektrischer Heizkörper für fluide Medien, insbesondere für Warmluft geräte, mit einest Tragkörper aus Isoliermaterial und mit mindestens zwei den Tragkörper umgeben' den Heizleitern aus Widerstandsdr&ht, wobei die Heizleiter als Wendeln ausgebildet und an Abstützkanten des Tragkörpore abgestützt sind,

dadurch gekann zeichnet; daß die Wendeln (2, 3) mit gegenseitigem radialem Abstand gewickelt sind.

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2. Heizkörper nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine äußere Wendel (2) aus einem Widerstandsdraht (6) von hokftr spezifischer Leistungsaufnahme und durch eine innere Wendel (3) aus einem Widerstandsdraht (7) von geringer spezifischer Leistungsaufnahme.

3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Heizleiter der inneren Wendel (3) aus einem um eine Tragseele (8) gewickelten Wideretardsdraht (7) von geringem Querschnitt bestens.

k» Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleit3r der äußeren Wendel (2) aus einem mäanderförmig gebogenen Widerstandsdraht (6) von rechteckigem Querschnitt besteht.

5. Heizkörper nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Wendel (2) und innere Wendel (3) gegensinnig gewickelt sind.

6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß dar Tragkörper (1) aus einem Rohrabschnitt (10) mit uiafangsseltig radial vorstehenden, die Ab*tütskantan (4₄ 5) bildenden Leisten (11, 12) besteht.

7* Heizkörper nach Anspruch 6, < adurch gekennzeichnet, daü die der äußeren Wendel (2) zugeordneten Außenleisten (11) in Radialebenen ein U-Pz of11 mit dem Rohrabschnitt (1O) zugewandten U-Schenkexn(I3) und die Abstützkante (4) bildendem U-Steg (l4) aufweisen, wobei U-Schenkül (I3) und U-Steg (14) einen Durchlaß (15) für die an Innenleisten ( abgestützte innere Wendel (3} umschließen.

8. Heizkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Außenleiaten (11) mittel« Halteelementen (16, l8) an den Rohrabschnitt (10) angeechloesex sind.

9. Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichneν, daß die Halteelemente aus end eitig an den Roh absehm.tt (10) angeformten Haltevorβprüngen (l6) bestehen, an denen die Leisten (H, 12) abgestützt und/oder befestigt sind.

10. Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus axial ver.aufenden Aufnahme»chiitzer (l8) bestehen, in die die !»eisten (H, 12) eingesetzt sine

11. Heizkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (H, 12) mit dem Rohrabschnitt (10) bzw. den Haltfttlementen (16, 18) verkittet sind.