EP0104344B1

EP0104344B1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheizelementes sowie Drahtheiz-Element, welches nach diesem Verfahren herstellbar ist

Info

Publication number: EP0104344B1
Application number: EP83107098A
Authority: EP
Inventors: Dieter B. Dr. Knoll; Manfred Klawuhn
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-07-20
Publication date: 1987-04-01
Also published as: EP0104344A1; DE3232291A1; DE3370741D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheizelements gemäss der Gattung des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Drahtheizelement, welches nach diesem Verfahren herstellbar ist.
In der EP-A1-38414 ist die Herstellung eines elektrischen Drahtheizelementes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. Diesem Drahtheizelement liegt die Problematik zugrunde, optimale Strömungsverhältnisse für eine effektive Lufterwärmung zu gewährleisten. Eine Optimierung des Drahtheizelementes bezüglich seiner Längsausdehnung bei vorgegebener Wicklungszahl und vorgegebenem Wicklungsabstand wird in dieser Veröffentlichung jedoch nicht angesprochen.
Es ist ein elektrisches Drahtheizelement bekannt (DE-A-1 540731), dessen Heizleiter auf einem aus stern- oder kreuzförmig zueinander angeordneten plattenförmigen Trägerelementen aus wärmebeständigem Isoliermaterial bestehenden Heizleiterträger angebracht ist, wobei die Trägerelemente durch mindestens je ein jede Stirnseite mindestens eines Trägerelementes nach beiden Flachseiten umgreifendes und damit verpresstes, im Querschnitt U-förmiges Halteblech miteinander verbunden sind. Dieses bekannte Drahtheizelement hat den Nachteil, dass seine HeizleiterWicklung einen relativ grossen Platzbedarf aufweist, da die einzelnen Heizleiter-Windungen aus Sicherheitsgründen nicht beliebig eng gewickelt werden können, und hat zum anderen den Nachteil, relativ teuer in der Herstellung zu sein, da besonders die U-förmigen Haltebleche die Montage verteuern.
Aus der DE-A-2 128 157 bzw. der US-A-1 490 088 sind darüber hinaus aus zwei oder mehreren Trägerplatten bestehende Heizleiterträger bekannt, bei denen die Trägerplatten Schlitze aufweisen. Zum Zusammenbau des Heizleiterträgers werden die einzelnen, geschlitzten Platten in eine durch die Schlitzlänge vorgegebene Endposition ineinander geschoben und fixiert. Ein Verschieben der Trägerplatten gegeneinander nach Beendigung des Bewicklungsvorganges ist nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheizelementes zu schaffen, das eine besonders enge und damit platzsparende Wicklung des Heizleiters erlaubt. Weiterhin soll ein elektrisches Drahtheizelement geschaffen werden, das ohne besondere Haltebleche auskommt.
Nach der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe durch das Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Bewicklung so durchgeführt werden kann, dass die Sicherheitsabstände zwischen den einzelnen Wicklungen gut einzuhalten sind, wobei aber anschliessend die Bewicklung so verkürzt wird, dass die Gesamtlänge des Drahtheizelementes sich deutlich verkleinert, ohne dass sich gleichzeitig die Abstände zwischen den einzelnen Wicklungen verändern.
Zweckmässigerweise entspricht das Mass a_i, um das jeweils die eine Trägerplatte gegenüber der nächsten Trägerplatte in Längsrichtung verschoben ist, dem Abstand b, um den jeweils der eine Heizleiterwickel vom benachbarten Heizleiterwickel entfernt ist, dividiert durch die um 1 reduzierte Trägerplattenanzahl.
Auf diese Weise ist es also möglich, bei jedem derart gewickelten Drahtheizelement mit kreuz-oder sternförmig zueinander angeordneten Trägerplatten nach dem Bewicklungsvorgang die Gesamtlänge des Drahtheizelements um ca. einen Wickelabstand eines Heizleiters zu verringern.
Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes elektrisches Drahtheizelement zeichnet sich vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruchs 2 aus.
Damit sichergestellt ist, dass alle Trägerplatten zu einem Wickelkörper zusammenfügbar sind, der in sich steif und fest genug ist, um mit dem Heizleiter bewickelt werden zu können, haben alle Trägerplatten Paare von sich quer zur Luftströmungsrichtung erstreckenden Laschen, die in Öffnungen oder Schlitze eingreifen, die in der jeweils benachbarten Trägerplatte angeordnet sind, wobei die Länge der Öffnungen oder Schlitze ein Mehrfaches der Breite einer Lasche beträgt. Damit erhält man ein Drahtheizelement, das eine Bewicklung mit sehr geringem Wickelabstand ermöglicht und keine Haltebleche an den Stirnseiten benötigt.
Mit Vorteil ist jeweils die eine Trägerplatte mit der innen liegenden Längskante lotrecht auf der ihr zugekehrten Seitenfläche der benachbarten Trägerplatte angeordnet, wobei alle Trägerplatten zusammen im Stossbereich mit ihren innenliegenden Plattenabschnitten einen prismatischen Raum mit quadratischem Querschnitt einschliessen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein elektrisches Drahtheizelement (in perspektivischer Darstellung) mit vier winklig aufeinanderstossenden Trägerplatten, wobei die einzelnen Trägerplatten in Längsrichtung gegeneinander verschoben angeordnet sind (Anordnung beim Bewickeln);
Figur 2 das Drahtheizelement nach Figur 1, bei dem jedoch die einzelnen Trägerplatten so verschoben sind, dass ihre dem Luftstrom zugekehrten vorderen Kanten in gleicher Höhe liegen (fertiges Drahtheizelement);
Figur 3 eine «Explosionszeichnung» eines aus vier Trägerplatten zusammensteckbaren Drahtheizelementes;
Figur 4 eine einzige Trägerplatte in perspektivischer Ansicht des Drahtheizelements gemäss Figur 3;
Figur 5 die Frontansicht (in Luftströmungsrichtung gesehen) des Drahtheizelements gemäss Figur 3;
Figur 6 die Anordnung zweier Trägerplatten zueinander in perspektivischer Ansicht.

Das Drahtheizelement nach Figur 1 besteht aus vier Trägerplatten 1, 2, 3, 4, die sternförmig zueinander angeordnet sind, wobei zum Zwecke der Umwicklung der Trägerplatten mit dem Heizleiter 5 die Trägerplatten 2, 3 und 4 gegenüber der Trägerplatte 1 in Luftströmungsrichtung B verschoben sind. Es ist dabei die Trägerplatte 2 gegenüber der Trägerplatte 1 um das Mass a_i, die Trägerplatte 3 gegenüber der Trägerplatte 1 um das Mass 2 x a₁ (= a₂) und die Trägerplatte 4 gegenüber der Trägerplatte 1 um das Mass 3 x a₁ (= a₃) verschoben.
Werden nun, wie dies Figur 2 zeigt, alle Trägerplatten 1, 2, 3, 4 nach dem Bewickeln so verschoben (entgegen Pfeilrichtung B), dass sich ihre vorderen, dem Luftstrom zugekehrten Kanten 6, 7, 8, 9 auf gleicher Ebene befinden, also bündig abschliessen, so verschieben sich die Flankenlager f2, f3, f4, an denen der Heizleiter 5 die radial aussen liegenden Kanten der Trägerplatten 2, 3, 4 berührt, entgegen Pfeilrichtung B zur Kante 6 hin, und die Gesamtlänge L des Drahtheizelements verkürzt sich auf die Länge L.
Um eine preiswerte Befestigung der einzelnen Trägerplatten aneinander in dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schema zu schaffen, sind die einzelnen Trägerplatten 21, 22, 23, 24 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 mit Laschen 17, 18 versehen, die in Schlitze 19, 20 derjenigen Trägerplatte 21, 22, 23, 24 eingreifen, die jeweils lotrecht zu dieser Trägerplatte angeordnet ist. Wenn diese Verankerung zwischen den verschiedenen Paaren von Laschen 17, 18 und Schlitzen 19, 20 in dem in Figur 3 durch Pfeile angedeuteten Sinn erfolgt, ergibt sich eine feste Verschachtelung der vier Trägerplatten 21, 22, 23, 24.
Beim Zusammenfügen der vier Trägerplatten 21, 22, 23, 24 werden die einzelnen Platten nach Art einer aufsteigenden Schraube angeordnet, was dadurch ermöglicht wird, dass die Schlitze 19, 20, ... alle so lang ausgebildet sind (1 = 4 x d), dass die Laschen 17, 18 ... in diesen Schlitzen verschiebbar sind. Nach dem Bewickeln werden die Trägerplatten so weit zurückverschoben, dass die Laschen 17, 18 ... mit ihren vorderen Kanten an den vorderen Kanten der Schlitze 19, 20 ... anliegen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheizelementes zur Erwärmung eines das Drahtheizelement umströmenden Luftstroms (B) mit einem eine Heizleiterwicklung aufnehmenden Heizleiterträger bestehend aus mehreren kreuz-oder sternartig zueinander angeordneten Trägerplatten (1, 2, 3, 4) aus wärmebeständigem lsoliermaterial gleicher Form und Kantenlänge, mit einem auf die Trägerplatten (1, 2, 3, 4) gewickelten drahtförmigen Heizleiter (5), der mäanderartig, zickzackförmig oder nach Art eines Wellenbandes ausgebildet ist und mit radial aussenliegenden Kanten der Trägerplatten (1, 2, 3, 4) in Berührung steht, bei dem die in Wickelrichtung A jeweils nächste Trägerplatte während der Bewicklung mit dem Heizleiter (5) gegenüber der jeweils davor angeordneten Trägerplatte um ein Mass (a₁) in Längsrichtung des Luftstromes (B) verschoben angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (2, 3, 4) nach dem Bewickeln mit dem Heizleiter (5) soweit in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden, dass ihre, der Luftströmung zugekehrten Kanten (6, 7, 8, 9) in einer Ebene liegen.

2. Elektrisches Drahtheizelement zur Erwärmung eines das Drahtheizelement umströmenden Luftstroms (B) mit einem eine Heizleiterwicklung aufnehmenden Heizleiterträger bestehend aus mehreren kreuz- oder sternartig zueinander angeordneten Trägerplatten (1, 2, 3, 4) aus wärmebeständigem lsoliermaterial gleicher Form und Kantenlänge, mit einem sich längs zur Luftströmungsrichtung (B) erstreckenden drahtförmigen Heizleiter (5), der mäanderartig, zickzackförmig oder nach der Art eines Wellenbandes ausgebildet ist und mit radial aussenliegenden Kanten der Trägerplatte (1, 2, 3, 4) in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (1, 2, 3, 4) Paare von sich quer zur Luftströmungsrichtung (B) erstreckenden Laschen (17, 18, 25, 26) aufweisen, die in sich längs zur Luftströmungsrichtung (B) erstreckende schlitzförmige Öffnungen (19, 20, 29, 30) eingreifen, die in der jeweils benachbarten Trägerplatte angeordnet sind, wobei die Länge (1) der schlitzförmigen Öffnungen (19, 20, 29, 30) ein mehrfaches der Breite (d) einer Lasche (17, 18, 25, 26) beträgt.

3. Elektrisches Drahtheizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trägerplatte (1, 2, 3, 4) mit ihrer innenliegenden Längskante (12) lotrecht auf der ihr zugekehrten Seitenfläche der benachbarten Trägerplatte (2, 3, 4, 1) angeordnet ist, wobei alle Trägerplatten (1, 2, 3, 4) zusammen im Stossbereich mit ihren innenliegenden Plattenabschnitten einen prismatischen Raum (11) mit quadratischem Querschnitt einschliessen.