EP0135704A1 - Widerstandsheizelement - Google Patents

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EP0135704A1
EP0135704A1 EP84108800A EP84108800A EP0135704A1 EP 0135704 A1 EP0135704 A1 EP 0135704A1 EP 84108800 A EP84108800 A EP 84108800A EP 84108800 A EP84108800 A EP 84108800A EP 0135704 A1 EP0135704 A1 EP 0135704A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating element
resistance heating
element according
strip
segments
Prior art date
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Granted
Application number
EP84108800A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0135704B1 (de
Inventor
Manfred Brandstäter
Alfred Dipl.-Ing. Könnemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grote and Hartmann GmbH and Co KG
Original Assignee
Grote and Hartmann GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grote and Hartmann GmbH and Co KG filed Critical Grote and Hartmann GmbH and Co KG
Publication of EP0135704A1 publication Critical patent/EP0135704A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0135704B1 publication Critical patent/EP0135704B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting

Definitions

  • the invention relates to a resistance heating element for e.g. an intake air line between the carburetor and engine of an internal combustion engine, which is flushed with a fluid.
  • the popular resistance heating elements consist of a heating coil made of a resistance metal wire, which has a round cross section.
  • a resistance heating element has recently been proposed, which in each case has a plurality of narrow fastening rods arranged next to one another in an upper and a lower level, a meandering resistance metal wire being guided between the levels, in such a way that the wire runs in a meandering manner in the longitudinal extent of the fastening rods from the upper to the lower level, the wire at the end of a bar being transferred to the adjacent bar, from there running in a meandering shape to the other end of the adjacent bar and in turn being guided to the next adjacent bar.
  • the result is not just a meandering wire guidance between the levels, but also a meandering transition from one fastening rod to neighboring fastening rods.
  • the fastening of the resistance wire to the fastening rods is guaranteed with special means. These consist of a loop that encompasses the wire in the straight area near a meandering arch; a pin is attached to the sling, which is fixed in a fastening rod. To be able to absorb the variations in length occurring during temperature changes so that they do not cause destruction of the resistive heating element, is provided in this proposed resistance that each next-loop loose such wraps around the resistance wire, the wire gle in the loop iten..kann '.
  • a disadvantage of this known resistance heating element is that a considerable effort has to be made to absorb the changes in length.
  • the known type of fastening is not such that the fluid flows or vibrations have no influence on the wire arrangement. Movements or vibrations can be forced on the wire arches, which can lead to destruction.
  • the object of the invention is to provide a resistance heating element that is easy to manufacture, that offers a very large surface area that can be flushed around the fluid per unit space, and that can be attached very easily in bearing elements, heat-related changes in length being able to be absorbed without the storage being adversely affected .
  • the invention preferably relates to a small-sized resistor element.
  • the element shown in FIGS. 2 and 3 has a width of 20 mm, a height of 40 mm and a length of 50 mm.
  • the large length in turn causes large changes in length in the event of temperature changes which have to be absorbed without the fixed mounting of the metal element suffering as a result.
  • the resistance heating element 1 essentially consists of two bearing plates 2 and 3, which are arranged at a vertical distance from one another and preferably consist of plastic. For the sake of simplicity, the following is used with reference to FIGS. 2 to 5 of the upper bearing plate 2 and of the lower bearing plate 3.
  • the one-piece resistance metal element 4 is arranged between the bearing plates.
  • the resistance metal element 4 consists of a one-piece sheet metal stamping strip, which preferably forms meandering stamped segments arranged one behind the other. It is advantageous if the segments arranged one behind the other are also curved in a meandering shape.
  • a particularly advantageous spatial shape of the resistance metal element 4 for the purposes of the invention results from a circuit board 5, which is shown in plan view in FIG. 1.
  • the board consists of a one-piece sheet metal strip, for example a width of 2 mm and a thickness of 0.3 mm.
  • the spatial shape of the board is among others optimized with regard to the punched sheet metal waste.
  • the three-dimensional shape of the circuit board 5 is mirror-symmetrical to the longitudinal axis 10 and has at least one contact segment 6 and on loop segment 7. With the exception of an arc 7a, the segments 6 and 7 are mirror-symmetrical to a transverse axis 12. Between the segments 6 and 7 there can alternately be further extension segments 11 and 11a, the segments 11a having the same shape as the segment 6 and the segments 11, with the exception of the arch 7a, the segment 7. In Fig. 1, only a transverse axis 12 is drawn in, so as not to disturb the clarity. Nevertheless, the segments 11, 11a or 6 and 7 are mirror images of a transverse axis 12.
  • the contact segment 6 or an extension segment 11a consists of two meandering current paths 6a and 6b which are spaced apart in one plane next to the axis 10, the paths 6a and 6b having the same spatial shape symmetrically to the axis 10.
  • Each path 6a, 6b has a strip 8 extending next to the axis 10 and parallel to it in the direction of the loop segment 7, which opens into an arc 8a directed away from the axis 10, to which a returning path runs parallel to the strip 8
  • Stripe 8b connects, which in turn opens into a second arc 8c directed away from axis 10, from which a strip 8d running parallel to axis 10 leads to loop segment 7 or to an extension segment 11.
  • the arches 8a and 8c are preferably designed as 180 ° arcs (semicircular arches), so that when viewed from above, an ideal punched out meandering shape results. It is within the scope of the invention to connect further, in particular identically formed, meandering current paths integrally to the side. It is also within the scope of the invention to choose flatter arches 8a and / or 8c so that the strips 8 and 8b and / or 8b and 8c run divergingly.
  • the loop 6a has the same spatial shape as the loop 6b, which is why the same reference numerals have been used.
  • the loop segment 7 or an extension segment 11 also consists of two meandering current paths 13f and 13g, which are spaced apart in one plane next to the axis 10, the paths 13f and 13g having the same spatial shape symmetrically to the axis 10.
  • Each path 13f, 13g has a strip 13e which is coaxial with the strip 8d, ie the strip 8d runs in one piece in the region of an axis 12 in strips 13e.
  • At the end of the strip 13e there is an arc 13a directed towards the longitudinal axis 10, which ends in a strip 13b running parallel to the strip 13e.
  • the strip 13b merges at the end opposite the arch 13a into an arch 13c directed towards the longitudinal axis 10, which is followed by a straight strip 13d running parallel to the strips 13e and 13b.
  • the path 13g merges into the path 13f, so that there is an integral, meandering stamped-out electrical conductor made of a stamped sheet metal strip, which is composed of the successive paths 6b, 13g, 13f and 6a, which are connected to each other with the bow 7a. If a power source is placed on the contact strips 8, the sheet metal strip can heat up as a resistance element.
  • arches 13a and 13c of the paths 13g and 13f like the arches 8a and 8c of the paths 6a and 6b, are shown as 180 ° arcs, so that when viewed from above, an ideal punched out meandering shape also results. In this case, too, it is within the scope of the invention to connect further, in particular identically designed, meandering current paths to the side in one piece. It is also within the scope of the invention to choose flatter arches 13a and / or 13c so that the strips 13d and 13b and 13b and 13e run divergingly.
  • the contact strip 8 of the path 6b is preferably shorter than the contact strip of the path 6a.
  • Fig. 1 an expedient form can be seen, in which the contact strip of the path 6a marked with the reference number 9 is longer and in the top view Z-shaped in such a way 10 that the plane of the contact strip 8 of the path 6b is bent such that the end of the contact strip 9 coaxial with the contact strip 8 of path 6b comes to rest.
  • extension segments 11, 11a correspond in terms of space to the segments 6 or 7. Accordingly, the same reference numerals are drawn in FIG. 1.
  • the segments are each bent around a transverse axis 12 or in the transverse axis region, such that an arc 14 leading downwards is followed by an arc 15 leading upwards, so that viewed in the flow direction (FIG. 2) a meandering curve Resistance element 4 results.
  • the arches 14 and 15 do not have to be round, but can also be angular, as shown, and have a straight web 16. This shape is expedient for fastening the resistance metal element 4 in the bearing plates 2 and 3. It is important that arches 14 and 15 create a sufficient distance or space 17 between adjacent segments 6 and 7 or 11 and 11a or 6 and 11 and 11a and 7.
  • the space 17 advantageously allows the strips 8b, 8d and 8 after the arc regions 8c and 8a or the strips 13e, 13d and 13b after the arc regions 13a and 13c to be spread apart, as can be seen in FIG. 2, so that between the strips 8d and 8b and 8b and 8 or 13e and 13d and 13b and 13d a gap 18 is formed. This spreading leads to the fact that a large number of strips can be flowed against directly by the fluid stream, the adjacent strips being arranged behind one another diagonally offset in the flow direction. In this respect, an optimal heat absorption is brought about by the fluid.
  • the meandering punched and perpendicular to the punched out meandering shape curved resistance Metal element 4 is inserted with pins 25 in the bearing plates 2 and 3, the bearing plate: 2 and 3 being held at a distance by a web 19, 20.
  • the webs 19, 20 are preferably formed in one piece on the bearing plate 2, each engage through their corresponding latching arms 31, which are spaced apart by an irregular recess 30, in the bearing plate 3 and snap with their latching lugs 22 behind an edge of the respective opening 21, the depth of the recess 30 is dimensioned such that the bottom of the U-shaped recess 30 sits on the bottom of the bearing plate 3, which results in the spacing.
  • the web 20 has recesses 23, 24 arranged vertically one above the other, which are penetrated by the contact ends 8 and 9 bent outwards, ie towards the web 20, so that easily accessible connections for a power source are created.
  • bearing pins 25 in the area of the arches 14 and 15 are preferably connected in the web 16 to one side edge, which are bent at right angles upwards and downwards, a slot 26 in the Grip plate 2, 3 in a form-fitting manner, preferably with a press fit, and are bent in the free end region approximately in the manner of a rivet, so that they cannot easily slide out of slot 26.
  • the journals 25 are shaped so that they sit immovably in the slot 26.
  • the bearing journals have a step 27 on each of the two longitudinal edges, the steps 27 sit on the bottom of the bearing plate 2 or 3, since the slot 26 is made narrower than the width of a bearing journal 25 in the region of the steps 27, so that only the area of a pin 25 protruding beyond the steps 27 passes through the slot 26.
  • This type of fastening should expediently create a distance between the arches 14 and 15 and 13a, 13c and 8a, 8c from the bottom of an adjacent bearing plate 2, 3, so that the segments 6, 7 and. 11, 11a can expand unhindered towards the bottoms of the bearing plates 2, 3 in the event of thermal expansion of the segments.
  • the fastening pins 25 are located in the bending areas 14, 15, in which the changes in length during temperature changes are practically negligible. Rather, the temperature-related changes in length are effective in the curved areas 13a, 13c and 8a, 8c, in that the segments can approach the bearing plates in these areas.
  • sliding pegs 27 which project upwards or downwards and are aligned in the material plane of the paths are connected in said arched areas, reach through the correspondingly corresponding slots 28 in the bottom of the plates 2, 3 and can slide freely in these slots 28 in the event of thermal expansion or shrinkage of the segments.
  • the bearing plates 2, 3 have frame-like webs 29 pointing outwards.
  • the new resistance heating element ensures a much larger surface in a small space compared to the proposal described, so that better heat emission can also be achieved. So far, it has not been possible to form a resistance element from strip-shaped sheet metal stampings, even though there were models made of round wire.
  • the Creation of the particular spatial shape described makes it possible to form a resistance heating element that provides a meandering shape both in the direction of flow and perpendicular to it.
  • circuit board It is particularly advantageous for the manufacture of the circuit board to provide a connecting web between the arches 13a and 8a or 8a and 13c, which is produced to form a sliding pin by an S- or Z-shaped separating cut without loss of material.

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Widerstandsheizelement, mit einem mäanderförmig geführten Heizleiter, der im Bereich der Mäanderbögen in Lagerelementen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lagerelementen ein Heizleiter aus mindestens einem einstückigen Blechstanzteilstreifen (4) mit Lagerzapfen (25) und Gleitzapfen (27) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Widerstandsheizelement für z.B. eine Ansaugluftleitung zwischen Vergaser und Motor eines Verbrennungsmotors, das mit einem Fluid umspült wird.
  • Die verbreiteten Widerstandsheizelemente bestehen aus einer Heizspirale aus einem Widerstandsmetalldraht, der einen runden Querschnitt aufweist. Daneben ist kürzlich ein Widerstandsheizelement vorgeschlagen worden, das in einer oberen und einer unteren Ebene jeweils mehrere nebeneinander angeordnete schmale Befestigungsstäbe aufweist, wobei zwischen den Ebenen ein mäanderförmig gebogener Widerstandsmetalldraht geführt ist, dergestalt, daß in der Längserstreckung der Befestigungsstäbe der Draht mäanderförmig verläuft, und zwar von der oberen zur unteren Ebene, wobei der Draht am Ende eines Stabes zum benachbarten Stab übergeleitet wird, von dort mäanderförmig zum anderen Ende des benachbarten Stabes läuft und wiederum zum nächsten benachbarten Stab geführt wird. Es ergibt sich somit nicht nur eine mäanderförmig gebogene Drahtführung zwischen den Ebenen, sondern auch eine mäanderförmige Überleitung von einem Befestigungsstab zu benachbarten Befestigungsstäben. Die Befestigung des Widerstandsdrahtes an den Befestigungsstäben wird mit besonderen Mitteln gewährleistet. Diese bestehen aus einer Schlinge, die den Draht im gerade verlaufenden Bereich in der Nähe eines Mäanderbogens umgreift; an der Schlinge ist ein Stift befestigt, der in einem Befestigungsstab fest lagert. Um die bei Temperaturwechseln auftretenden Längenänderungen so auffangen zu können, daß sie keine Zerstörung des Widerstandsheizelements bewirken, ist bei diesem vorgeschlagenen Widerstandsheizelement vorgesehen, daß jede übernächste Schlinge derart lose den Widerstandsdraht umschlingt, daß der Draht in der Schlinge gle'iten..kann.
  • Nachteilig bei diesem bekannten Widerstandsheizelement ist, daß zum Auffangen der Längenänderungen ein erheblicher Aufwand getrieben werden muß. Dabei ist die bekannte Befestigungsart jedoch nicht derart, daß die Fluidströmungen oder Erschütterungen ohne Einfluß auf die Drahtanordnung bleiben. Den Drahtbögen können Bewegungen oder Schwingungen aufgezwungen werden, die zur Zerstörung führen können.
  • Aufgabe der Erfindung ist, ein Widerstandsheizelement zu schaffen, das einfach herstellbar ist, dem Fluid eine sehr große umspülbare Oberfläche pro Raumeinheit bietet, und das sich sehr einfach in Lagerelementen befestigen läßt, wobei wärmebedingte Längenänderungen aufgefangen werden können, ohne daß die Lagerung nachteilig beeinflußt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Platine des Widerstandselements;
    • Fig. 2 eine Seitenansicht des Widerstandsheizelements;
    • Fig. 3 eine Frontansicht des Widerstandsheizelements;
    • Fig. 4 eine Seitenansicht der Lagerplatten;
    • Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 mit Blickrichtung in Pfeilrichtung.
  • Gegenstand der Erfindung ist vorzugsweise ein Widerstandselement in Kleinbauweise. Beispielsweise weist das in Fig. 2 und 3 abgebildete Element eine Breite von 20 mm, eine Höhe von 40 mm und eine Länge von 50 mm auf. Bei derart kleinen Abmessungen ist es generell schwierig, die Widerstandsmetallelemente erschütterungsfest zu lagern und eine große Länge bzw. möglichst viele Bögen vorzusehen, damit eine relativ große Oberfläche des Metallelementes zur Verfügung steht. Die große Länge wiederum bedingt große Längenänderungen bei Temperaturwechseln, die aufgefangen werden müssen, ohne daß die feste Lagerung des Metallelementes darunter leidet. ,
  • Das erfindungsgemäße Widerstandsheizelement 1 besteht im wesentlichen aus zwei Lagerplatten 2 und 3, die in einem senkrechten Abstand voneinander angeordnet sind und vorzugsweise aus Kunststoff bestehen. Der Einfachheit halber wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 5 von der oberen Lagerplatte 2 und von der unteren Lagerplatte 3 die Rede sein. Zwischen den Lagerplatten ist das einstückige Widerstandsmetallelement 4 angeordnet.
  • Erfindungswesentlich ist, daß das Widerstandsmetallelement 4 aus einem einstückigen Blechstanzteilstreifen besteht, der vorzugsweise mäanderförmig ausgestanzte, hintereinander angeordnete Segmente bildet. Dabei ist von Vorteil, wenn die hintereinander angeordneten Segmente ebenfalls mäanderförmig gebogen sind.
  • Eine besonders vorteilhafte Raumform des Widerstandsmetallelementes 4 für die Zwecke der Erfindung ergibt sich aus einer Platine 5, die in Fig. 1 in der Draufsicht abgebildet ist. Die Platine besteht aus einem einstückigen Blechstreifen beispielsweise einer Breite von 2 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Die Raumform der Platine ist u.a. bezüglich des ausgestanzten Blechabfalls optimiert.
  • Die Raumform der Platine 5 ist spiegelsymmetrisch zur Längsachse 10 ausgebildet und weist zumindest ein Kontaktsegment 6 und an Schleifensegment 7 auf. Die Segmente 6 und 7 sind mit Ausnahme eines Bogens 7a spiegelsymmetrisch zu einer Querachse 12 ausgebildet. Zwischen den Segmenten 6 und 7 können sich im Wechsel noch weitere Verlängerungssegmente 11 und 11a befinden,wobei die Segmente 11a raumformmäßig dem Segment 6 und die Segmente 11,mit Ausnahme des Bogens 7a, dem Segment 7 gleichen. In Fig. 1 ist lediglich eine Querachse 12 eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit nicht zu stören. Gleichwohl liegen die Segmente 11,11a bzw. 6 und 7 spiegelbildlich zu jeweils einer Querachse 12.
  • Da die Segmente, 6, 7, 11 und 11a wie beschrieben symmetrisch geformt sind, reicht es aus, lediglich die Segmente 6 und 7 zu kennzeichnen.
  • Das Kontaktsegment 6 oder ein Verlängerungs- .segment 11a besteht aus zwei mäanderförmig ausgestanzten Strompfaden 6a und 6b, die in einer Ebene jeweils neben der Achse 10 auf Abstand angeordnet sind, wobei die Pfade 6a und 6b spiegelsymmetrisch zur Achse 10 die gleiche Raumform besitzen. Jeder Pfad 6a, 6b verfügt über einen neben der Achse 10 und parallel dazu in Richtung auf das Schleifensegment 7 sich erstreckenden Streifen 8, der in einen von der Achse 10 weg gerichteten Bogen 8a mündet, an den sich ein zurückführender parallel zum Streifen.8 verlaufender Streifen 8b anschließt,der seinerseits in einen zweiten, von der Achse 10 weg gerichteten Bogen 8c mündet, von dem ein parallel zur Achse 10 verlaufender Streifen 8d zum Schleifensegment 7 oder zu einem Verlängerungssegment 11 führt. Die Bögen 8a und 8c sind vorzugsweise als 180°-Bögen (Halbkreisbögen) ausgebildet, so daß sich in der Draufsicht betrachtet eine ideale ausgestanzte Mäanderform ergibt. Es liegt im Rahmen der Erfindung weitere, insbesondere gleich ausgebildete mäanderförmig ausgestanzte Strompfade zur Seite hin einstückig anzuschließen. Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung flachere Bögen 8a und/oder 8c zu wählen, so daß die Streifen 8 und 8b und/oder 8b und 8c divergierend verlaufen.
  • Die Schleife 6a besitzt, wie bereits erwähnt, die gleiche Raumform wie die Schleife 6b, weshalb die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind.
  • Das Schleifensegment 7 oder ein Verlängerungssegment 11 besteht ebenfalls aus zwei mäanderförmig ausgestanzten Strompfaden 13f und 13g, die in einer Ebene jeweils neben der Achse 10 auf Abstand angeordnet sind, wobei die Pfade 13f und 13g spiegelsymmetrisch zur Achse 10 die gleiche Raumform besitzen. Jeder Pfad 13f, 13g weist einen Streifen 13e auf, der koaxial zum Streifen 8d liegt, d.h. der Streifen 8d geht einstückig im Bereich einer Achse 12 in den Streifen 13e über. Am Ende des Streifens 13e befindet sich ein zur Längsachse 10 gerichteter Bogen 13a, der in einen parallel zum Streifen 13e verlaufenden Streifen 13b mündet. Der Streifen 13b geht an dem dem Bogen 13a gegenüberliegenden Ende in einen zur Längsachse 10 gerichteten Bogen 13c über, an den sich ein gerader und parallel zum Streifen 13e und 13b verlaufender Streifen 13d anschließt.
  • Mit einem Bogen 7a,der an dem dem Bogen 13c gegenüberliegenden Ende des Streifens 13d beginnt, geht der Pfad 13g in den Pfad 13f über, so daß ein einstückiger, mäanderförmig ausgestanzter,elektrischer Leiter aus einem Blechstanzstreifen vorliegt, der sich aus den hintereinander gereihten Pfaden 6b, 13g, 13f und 6a zusammensetzt, die mit dem Bogen 7a miteinander verbunden sind. Wird an die Kontaktstreifen 8 eine Stromquelle gelegt, kann sich der Blechstreifen als Widerstandselement aufheizen.
  • Die Bögen 13a und 13c der Pfade 13g und 13f sind wie die Bögen 8a und 8c der Pfade 6a und 6b als 180°-Bögen abgebildet, so daß sich in der Draufsicht betrachtet ebenfalls eine ideale ausgestanzte Mäanderform ergibt. Es liegt auch in diesem Fall im Rahmen der Erfindung weitere,insbesondere gleich ausgebildete, mäanderförmig ausgestanzte Strompfade zur Seite hin einstückig anzuschließen. Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung flachere Bögen 13a und/oder 13c zu wählen, so daß die Streifen 13d und 13b sowie 13b und 13e divergierend verlaufen.
  • Vorzugsweise ist der Kontaktstreifen 8 des Pfades 6b kürzer ausgeführt als der Kontaktstreifen des Pfades 6a. In Fig. 1 ist eine zweckmäßige Form erkennbar, bei der der mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnete Kontaktstreifen des Pfades 6a länger und in der DraufsichtZ-bogenförmig derart 10 die Ebene des Kontaktstreifens 8 des Pfades 6b gebogen, daß das Ende des Kontaktstreifens 9 koaxial zum Kontaktstreifen 8 des Pfades 6b zu liegen kommt.
  • Die Verlängerungssegmente 11, 11a entsprechen, wie bereits erwähnt, raumformmäßig den Segmenten 6 oder 7. In der Fig. 1 sind dementsprechend die gleichen Bezugszeichen eingezeichnet.
  • Wesentlich ist, daß nach der Erfindung die Segmente jeweils um eine Querachse 12 bzw. in Querachsbereich umgebogen sind, derart, daß einem abwärts führenden Bogen 14 ein aufwärts führender Bogen 15 folgt, so daß sich in Anströmrichtung betrachtet (Fig. 2) ein mäanderförmig gebogenes Widerstandselement 4 ergibt.
  • Die Bögen 14 und 15 müssen nicht rund, sondern können auch eckig, wie abgebildet, ausgeführt sein und einen geraden Steg 16 aufweisen. Diese Form ist für die Befestigung des Widerstandsmetallelements 4 in den Lagerplatten 2 und 3 zweckmäßig. Wichtig ist, daß durch die Bögen 14 und 15 ein ausreichender Abstand bzw. Zwischenraum 17 zwischen benachbarten Segmenten 6 und 7 bzw. 11 und 11a oder 6 und 11 und 11a und 7 geschaffen wird. Der Zwischenraum 17 gestattet in vorteilhafter Weise,die Streifen 8b, 8d und 8 nach den Bogenbereichen 8c und 8a bzw. die Streifen 13e, 13d und 13b nach den Bogenbereichen 13a und 13c entgegengesetzt auseinanderzuspreizen, was aus Fig. 2 ersichtlich ist, so daß zwischen den Streifen 8d und 8b sowie 8b und 8 bzw. 13e und 13d sowie 13b und 13d ein Spalt 18 gebildet wird. Dieses Aufspreizen führt dazu, daß sehr viele Streifen direkt vom Fluidstrom angeströmt werden können, wobei die benachbarten Streifen in Strömungsrichtung seitlich diagonal versetzt hintereinander angeordnet sind. Insofern wird eine optimale Wärmeaufnahme durch das Fluid bewirkt.
  • Das mäanderförmig ausgestanzte und senkrecht zur ausgestanzen Mäanderform mäanderförmig gebogene Widerstandsmetallelement 4 steckt mit Zapfen 25 in den Lagerplatten 2 und 3, wobei die Lagerplatte:2 und 3 durch einen Steg 19, 20 auf Abstand gehalten werden. Die Stege 19, 20 sind vorzugsweise einstückig an der Lagerplatte 2 angeformt, durchgreifen jeweils mit ihren durch eine Unförmige Ausnehmung 30 auf Abstand angeordneten Rastarmen 31 eine entsprechende öffnung 21 in der Lagerplatte 3 und rasten mit ihren Rastnasen 22 hinter eine Kante der jeweiligen Öffnung 21, wobei die Tiefe der Ausnehmung 30 so bemessen ist, daß der Boden der U-förmigen Ausnehmung 30 auf dem Boden der Lagerplatte 3 aufsitzt, woraus die Abstandshaltung resultiert. Der Steg 20 weist senkrecht übereinander angeordnete Aussparungen 23, 24 auf, die von den nach außen, d.h. zum Steg 20 hin abgebogenen Kontaktenden 8 und 9 durchgriffen werden, so daß leicht erreichbare Anschlüsse für eine Stromquelle geschaffen werden.
  • Zur festen Lagerung in den Lagerplatten 2 und 3 sind nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung Lagerzapfen 25 im Bereich der Bögen 14 und 15 vorzugsweise im Steg 16 jeweils an einer Seitenkante angebunden, die nach oben bzw. unten rechtwinklig abgebogen sind, einen Schlitz 26 in der Platte 2, 3 formschlüssig, vorzugsweise mit Preßsitz,durchgreifen und im freien Endbereich etwa nach Art einer Nietung umgebogen sind, so daß sie nicht ohne weiteres aus dem Schlitz 26 herausgleiten können.
  • Vorzugsweise sind die Lagerzapfen 25 so geformt, daß sie unverrückbar im Schlitz 26 sitzen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen; daß dieLagerzapfen an den beiden Längskanten je eine Stufe 27 aufweisen, die Stufen 27 auf dem Boden der Lagerplatte 2 bzw. 3 aufsitzen, da der Schlitz 26 schmaler ausgeführt ist als die Breite eines Lagerzapfens 25 im Bereich der Stufen 27 beträgt, so daß lediglich der über die Stufen 27 hinausragende Bereich eines Zapfens 25 den Schlitz 26 durchgreift. Diese Befestigungsart soll zweckmäßigerweise einen Abstand zwischen den Bögen 14 und 15 sowie 13a, 13c bzw. 8a, 8c vom Boden einer benachbarten Lagerplatte 2, 3 schaffen, so daß die Segmente 6, 7 bzw . 11, 11a sich zu den Böden der Lagerplatten 2, 3 hin unbehindert ausdehnen können bei Wärmedehnungen der Segmente. Die Befestigungszapfen 25 befinden sich in den Biegebereichen 14, 15, in denen die Längenänderungen bei Temperaturwechseln praktisch vernachlässigbar sind. Die temperaturbedingten Längenänderungen werden vielmehr in den Bogenbereichen 13a, 13c bzw. 8a, 8c wirksam, indem sich die Segmente in diesen Bereichen den Lagerplatten nähern können. Um zu gewährleisten, daß in den Bogenbereichen eine gute Lagefixierung der Segmente in den Lagerplatten besteht, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß in den genannten Bogenbereichen nach oben bzw. unten abstehende,in der Materialebene der Pfade fluchtende Gleitzapfen 27 angebunden sind, die formschlüssig entsprechende Schlitze 28 im Boden der Platten 2, 3 durchgreifen und in diesen Schlitzen 28 bei Wärmedehnungen oder -schwindungen der Segmente auf- und abwärts unbehindert gleiten können.
  • Zum Schutz der außenseitigen Flächen der Böden der Lagerplatten 2, 3 ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Lagerplatten 2, 3 nach außen weisende rahmenartige Stege 29 besitzen.
  • Das neue Widerstandsheizelement.gewährleistet auf kleinstem Raum gegenüber dem beschriebenen Vorschlag eine wesentlich größere Oberfläche, so daß auch eine bessere Wärmeabgabe bewirkt werden kann. Bisher ist es nicht gelungen, aus streifenförmigen Blechstanzteilen ein Widerstandselement zu formen, obwohl Vorbilder aus rundem Draht vorlagen. Die Schaffung der beschriebenen besonderen Raumform ermöglicht ein Widerstandsheizelement zu bilden, daß eine Mäanderform sowohl in Strömungsrichtung als auch senkrecht dazu zur Verfügung stellt.
  • Anstelle der Bögen 13a, 13c bzw. 8a, 8c können auch einfache gerade verlaufende oder anders als bogenförmig geformte Stege ausgestanzt sein, die zwischen den Streifen 13e, 13d und 13b bzw. 8d, 8b und 8 liegen.
  • Besonders vorteilhaft für die Herstellung der Platine ist, einen Verbindungssteg zwischen den Bögen 13a und 8a bzw. 8a und 13c vorzusehen, der zur Bildung je eines Gleitzapfens durch einen S- oder Z-förmigen Trennschnitt ohne Materialverlust,erzeugt wird.

Claims (30)

1. Widerstandsheizelement, mit einem mäanderförmig geführten Heizleiter, der im Bereich der Mäanderbögen in Lagerelementen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagerelementen ein Heizleiter aus mindestens einem einstückigen Blechstanzteilstreifen (4) mit Lagerzapfen (25) und Gleitzapfen (27) angeordnet:ist.
2. Widerstandsheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Blechstanzteilstreifen (4) zumindest zwei mäanderförmig ausgestanzte, hintereinander angeordnete Segmente (6 und 7) aufweist.
3. Widerstandsheizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (6 und 7) durch einen Bogen (14) miteinander verbunden sind.
4. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstanzteilstreifen (4) mäanderförmig ausgestanzte, hintereinander angeordnete Segmente (6, 11, 11a und 7) bildet, wobei die hintereinander angeordneten Segmente mäanderförmig gebogen sind.
5. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstanzteilstreifen (4) aus einer Platine (5) hergestellt ist, deren Raumform spiegelsymmetrisch zur Längsachse (10)ausgebildet ist und zumindest ein Kontaktsegment (6) und ein Schleifensegment (7) aufweist.
6. Widerstandsheizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (6 und 7) mit Ausnahme eines Bogens (7a) spiegelsymmetrisch zu einer Querachse (12) ausgebildet sind.
7. Widerstandsheizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Segmenten (6 und 7) weitere Verlängerungssegmente (11 und 11a) angeordnet sind, wobei die Segmente (11a) raumformmäßig dem Segment (6) und die Segmente (11), mit Ausnahme des Bogens (7a), dem Segment (7) gleichen.
8. Widerstandsheizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (11, 11a bzw. 6 und 7) spiegelbildlich zu jeweils einer Querachse (12) ausgebildet sind.
9. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsegment (6) oder ein Verlängerungssegment (11a) aus zwei mäanderförmig ausgestanzten Strompfaden (6a und 6b) besteht, die in einer Ebene jeweils neben der Achse (10) auf Abstand angeordnet sind, wobei die Pfade (6a und 6b) spiegelsymmetrisch zur Achse (10) die gleiche Raumform besitzen.
10. Widerstandsheizelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pfad (6a, 6b) über einen neben der Achse (10) und parallel dazu in Richtung auf das Schleifensegment (7) sich erstreckenden Streifen (8) verfügt, der in einen von der Achse (10) weg gerichteten Bogen (8a) mündet, an den sich ein zurückführender, parallel zum Streifen (8) verlaufender Streifen (8b) anschließt, der seinerseits in einen zweiten, von der Achse (10) weg gerichteten Bogen (8c) mündet, von dem ein parallel zur Achse (10) verlaufender Streifen (8d) zum Schleifensegment (7) oder zu einem Verlängerungssegment (11) führt.
11. Widerstandsheizelement nach Anspruch (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen (8a und 8c) als 180 -Bögen ausgebildet sind.
12. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifensegment (7) oder ein Verlängerungssegment (11) aus zwei mäanderförmig ausgestanzten Strompfaden (13f und 13g) besteht, die in einer Ebene jeweils neben der Achse (10) auf Abstand angeordnet sind, wobei die Pfade (13f und 13g) spiegelsymmetrisch zur Achse (10) die gleiche Raumform besitzen.
13. Widerstandsheizelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pfad (13f, 13g) einen Streifen (13e) aufweist, der koaxial zum Streifen (8d) liegt, am Ende des Streifens (13e) sich ein zur Längsachse (10) gerichteter Bogen (13a) befindet,der in einen parallel zum Streifen (13e) verlaufenden Streifen (13b) mündet, der Streifen (13b) an dem dem Bogen (13a) gegenüberliegenden Ende in einen zur Längsachse (10) gerichteten Bogen (13c) übergeht, an den sich ein gerader und parallel zum Streifen (13e und 13b) verlaufender Streifen (13d) anschließt.
.44. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfad (13g) mit einem Bogen (7a) in den Pfad (13f) übergeht.
15. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstanzteilstreifen (4) aus den hintereinandergereihten Pfaden (6b, 13g, 13f und 6a) besteht, die mit dem Bogen (7a) miteinander verbunden sind.
16. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch unterschiedlich lange Kontaktstreifen (8 und 9).
17. Widerstandsheizelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstreifen (9) des Pfades (6a) länger und in der Draufsicht bogenförmig mit dem längeren Teilbereich in die Ebene des Kontaktstreifens (8) des Pfades (6d) gebogen ist.
18. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (6, 7, 11 und 11a) jeweils um eine Querachse (12) umgebogen sind derart, daß einem abwärts führenden Bogen (14) ein aufwärts führender Bogen (15) folgt.
19. Widerstandsheizelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen (14 und 15) einen geraden, vorzugsweise waagerechten Steg (16) aufweisen.
20. Widerstandsheizelement nach Anspruch 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bögen (14 und 15) ein Zwischenraum (17) zwischen benachbarten Segmenten (6 und 7 bzw. 11 und 11a oder 6 und 11 urd 11a und 7) geschaffen wird.
21. Widerstandsheizelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (8d, 8b und 8) nach den Bogenbereichen (8c und 8a) bzw. die Streifen (13e, 13d und 13b) nach den Bogenbereichen (13c und 13a) entgegengesetzt aus der Platinenebene auseinandergespreizt bzw. abgewinkelt sind, so daß zwischen den Streifen ein Spalt (18) gebildet wird.
22. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmetallelement (4) mit Zapfen (25) in als Lagerelemente ausgebildeten Lagerplatten (2 und 3) steckt, die im senkrechten Abstand voneinander angeordnet sind und aus einem Isolierstoff bestehen.
23. Widerstandsheizelement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatten (2 und 3) durch einen Steg (19, 20) auf Abstand gehalten werden, wobei die Stege (19, 20) vorzugsweise einstückig an der Lagerplatte (2) angeformt sind, jeweils mit ihren durch eine U-förmige Ausnehmung (30) auf Abstand angeordneten Rastarmen (31) eine entsprechende öffnung (21) in der Lagerplatte (3) durchgreifen und mit ihren Rastnasen (22) hinter eine Kante der jeweiligen öffnung (21) rasten, wobei die Tiefe der Ausnehmung (30) so bemessen ist, daß der Boden der U-förmigen Ausnehmung (30)auf dem Boden der Lagerplatte (3) aufsitzt.
24. Widerstandsheizelement nach Anspruch 22 und/oder 23, dadurch gekennzeichnt, daß der Steg (20) senkrecht übereinander angeordnete Ausparungen (23, 24) aufweist, die von den nach außen abgebogenen Kontaktenden (8 und 9) durchgriffen werden.
25. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur festen Lagerung in den Lagerplatten (2 und 3) die Lagerzapfen (25) im Bereich der Bögen (14 und 15), vorzugsweise im Steg (16), jeweils an einer Seitenkante angebunden und nach oben bzw. unten rechtwinklig abgebogen sind, einen Schlitz (26) in der Platte (2,'3) formschlüssig, vorzugsweise mit Preßsitz durchgreifen und im freien Endbereich etwa nach Art einer Nietung umgebogen sind.
26. Widerstandsheizelement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (25) unverrückbar im Schlitz (26) sitzen.
27. Widerstandsheizelement nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (25) an den beiden Längskanten je eine Stufe (27) aufweisen, und die Stufen (27) auf dem Boden der Lagerplatte (2 bzw. 3) aufsitzen.
28. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bögen (14 und 15 sowie 13a, 13c bzw. 8a, 8c) zum Boden einer benachbarten Lagerplatte (2, 3) ein Abstand geschaffen ist.
29. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bogenbereichen (13a, 13c bzw. 8a, 8c) nach oben bzw. unten abstehende, in der Materialebene der Pfade (6a, 6b bzw. 13g, 13f) fluchtende Gleitzapfen (27) angebunden sind, die formschlüssig entsprechende Schlitze (28) im Boden der Platten (2, 3) durchgreifen und in diesen Schlitzen gleiten können.
30. Widerstandsheizelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Lagerplatten (2, 3)nach außen weisende rahmenartige Stege (29) aufweisen.
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