EP0563448A2

EP0563448A2 - Strahlereinheit

Info

Publication number: EP0563448A2
Application number: EP92120466A
Authority: EP
Inventors: Ronald Stehling; Karl Schülke
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1993-10-06
Anticipated expiration: 2012-12-01
Also published as: DE59203115D1; EP0563448A3; US5444813A; EP0563448B1; DE4210519C1

Abstract

Es ist eine Strahlereinheit mit einer Montageplatte und mindestens einem darauf auf Sockeln besfestigten Infrarotstrahler, der ein stirnseitig offenes Quarzglasrohr aufweist, dessen Enden durch keramische Endstücke, durch die die elektrischen Anschlüsse für die Heizwendel hindurchgeführt sind, bekannt. Um eine kostengünstige und betriebssichere Strahlereinheit anzugeben, die eine einfache Montage und eine variable Anordnung des Infrarotstrahlers erlaubt und mit der Flächenstrahler mit kurzen unbeheizten Zonen herstellbar sind, wird vorgeschlagen, die Montageplatte mit einem Raster durchgehender Montagebohrungen, das aus einem Grundmuster mit einer mindestens dreizähligen Symmetrie gebildet ist und die Sockel mit Durchgangsbohrungen für die Befestigung auf der Montageplatte und zur Durchführung der Anschlüsse zu versehen, die mit dem Raster der Montagebohrungen kompatibel sind und die elektrischen Anschlüsse in Form zweier Anschlußstifte zu bilden, deren freie Enden rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres abstehen und die sich unter Bildung eines elektrischen Kontaktes zu einer Stromversorgung in eine Bohrung des Sockels erstrecken. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlereinheit mit einer Montageplatte mit mehreren Aufnahmeelementen für die wahlweise Befestigung von Sockeln zur Halterung mindestens eines Infrarotstrahlers, der ein stirnseitig offenes Quarzglasrohr aufweist, in dem mindestens eine Heizwendel mit zwei elektrischen Anschlüssen verläuft und dessen Enden jeweils durch ein Endstück aus Keramik, dem ein Sockel zugeordnet ist, abgeschlossen sind, wobei mindestens einer der Sockel mindestens eine senkrecht zur Ebene der Montagefläche verlaufende Anschlußbohrung aufweist und die elektrischen Anschlüsse durch mindestens eines des Endstücke und durch die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Endstück zugeordneten Sokkels voneinander isoliert hindurchgeführt sind.
Derartige Strahlereinheiten werden beispielsweise als Einzelstrahler oder als Einzelelemente für Infrarotflächenstrahler eingesetzt, die zur Erwärmung, Trocknung oder Aushärtung von großflächigen oder sich im Durchlauf an dem Flächenstrahler vorbeibewegendem Gut verwendet werden.
Aus dem Firmenprospekt "INFRAROT, mittelwellige Bausatz-Infrarotstrahler MBS" der Heraeus Quarzschmelze GmbH (Druckvermerk: IC 4.88NN Ku) sind Strahlereinheiten bekannt, die mittelwellige Quarzglas-Infrarotstrahler in Form sogenannter Zwillingsrohre aufweisen, wobei die Enden der Zwillingsrohre stirnseitig offen ausgebildet und beidseitig mittels an ihren Stirnseiten angreifenden, gleichzeitig als Abschlußplatte dienenden Haltesokkeln, auf einer Montagefläche fixiert sind. Jeder Haltesockel ist in Form eines Winkels ausgebildet, von dem ein Schenkel einen parallel zur Schenkelunterseite verlaufenden Schlitz, und die Schenkeloberseite des anderen Schenkels eine längliche Vertiefung aufweist. Mittels der Schlitze werden die Haltesockel beidseitig auf sich gegenüberstehenden Stirnseiten des Montagebleches aufgesteckt und bilden dadurch mit diesem zusammen einen Halterahmen für die Infrarotstrahler, wobei diese zwischen jeweils zwei Haltesockeln gehalten und dabei mit ihren Stirnseiten von den länglichen Vertiefungen des Haltesockels aufgenommen werden.
Die Montagerahmen sind mit Halteschrauben versehen, an denen von der dem beheizten Gut abgewandten Rückseite des Montagerahmens her, die Haltesockel mittels einer Flügelmutter und einer hochtemperaturbeständigen Feder befestigt werden, und die zur Montage und Demontage der einzelnen Infrarotstrahler zu lösen sind.
Die elektrischen Anschlüsse für die Heizwendel der einzelnen Infrarotstrahler werden in Form zweier isolierter Kabel an einer gemeinsamen Stirnseite des Zwillingsrohres herausgeführt, um 90 in Richtung zum Montagerahmen umgebogen und durch zwei Nuten des Haltesockels, die mit entsprechenden Bohrungen des Halterahmens korrespondieren hindurchgefädelt und zur Rückseite des Montagerahmens herausgeführt, von wo sie an die Stromversorgung angeschlossen werden. Für das Auswechseln eines Infrarotstrahlers müssen die elektrischen Anschlüsse entfernt und bei der Montage des neuen Infrarotstrahlers von neuem verlegt werden.
Auf einem Montagerahmen können wahlweise mehrere, parallel zueinander verlaufende Infrarotstrahler mit einer an die Abmessungen des Montagerahmens angepaßten Länge befestigt werden. Durch modulartiges Zusammenfügen mehrerer Montagerahmen zu einer größeren Einheit können Flächenstrahler aufgebaut werden, deren Bestrahlungsflächen an das zu bestrahlende Gut angepaßt sind. Falls erforderlich können die Montagerahmen auch senkrecht zueinander verlaufend angeordnet werden, so daß die Längsachsen der jeweils auf ihnen montierten Infrarotstrahler um 90 _°gegeneinander verdreht sind.
Die Montagerahmen sind in zwei verschiedenen, an die Infrarotstrahler angepaßten Standardlängen verfügbar, wobei die Länge des größeren Montagerahmens sowohl dem Zweifachen der Standardbreite, als auch dem Zweifachen der Länge des kleineren Montagerahmens entspricht. Mit diesen Standard-Strahlereinheiten ist es im Sinne eines Baukastensystems möglich, Flächenstrahler in ihrer Geometrie umzuändern und an das Heizgut anzupassen, wobei jedoch die kleinstmögliche Geometrieänderung von den Abmessungen des kleineren Montagerahmens bestimmt wird. Für eine Änderung der Geometrie des aus der bekannten Strahlereinheit zusammengesetzten Flächenstrahlers, müssen die Montagerahmen samt den Infrarotstrahlern voneinander gelöst und in der gewünschten Anordnung neu zusammenmontiert werden.
Die Wandstärke des Haltesockels, in Richtung der Längsachse des Infrarotstrahlers gesehen, ist relativ groß, da zum einen zur Vermeidung von Überschlägen zwischen benachbarten stromführenden Teilen eine gewisse Isolierstrecke vorgeschrieben ist, zum anderen das Umbiegen der elektrischen Anschlüsse innerhalb des Haltesockels einen minimalen Krümmungsradius nicht unterschreiten darf, da ansonsten die Anschlußdrähte abknicken würden. Dadurch bilden sich bei den bekannten Strahlereinheiten an den Stirnseiten der Infrarotstrahler relativ lange unbeheizte Zonen aus, die sich insbesondere beim Zusammenfügen der Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes an den Stoßstellen nachteilig, im Sinne eines inhomogenen Temperaturverlaufes an diesen Stellen, bemerkbar machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und betriebssichere Strahlereinheit anzugeben, die eine einfache Montage bzw. Demontage und eine variable Anordnung des Infrarotstrahlers erlaubt und mit der Flächenstrahler mit möglichst kurzen unbeheizten Zonen herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmeelemente als durchgehende Montagebohrungen ausgeführt und in Form eines Rasters angeordnet sind, das aus einem Grundmuster mit einer mindestens dreizähligen Symmetrie gebildet ist, daß die Sockel mindestens ein Montageelement aufweisen, das als senkrecht zur Ebene der Montageplatte verlaufende, durchgehende Befestigungsbohrung zur Aufnahme eines in einer Montagebohrung verankerten Befestigungselementes für den Sockel ausgebildet ist, daß der dem einen Endstück zugeordnete Sockel die mindestens eine Anschlußbohrung aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet und in Bezug auf das mindestens eine Montageelement derart angeordnet ist, daß sie zusammen mit diesem als auch zusammen mit dem mindestens einen Montageelement des dem anderen Endstück zugeordneten Sockels mit dem Raster kompatibel ist, daß die Endstücke mit dem ihnen jeweils zugeordneten Sockel lösbar verbunden sind, und daß die elektrischen Anschlüsse in Form zweier Anschlußstifte aus dem mindestens einen Endstück herausgeführt sind, wobei deren freie Enden rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres abstehen und sich unter Bildung eines elektrischen Kontakts zu einer Stromversorgung in die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Endstück zugeordneten Sockels erstrecken. Dadurch, daß die Montageplatte Aufnahmeelemente in Form eines Rasters durchgehender Montagebohrungen aufweist, wobei diese in einem Grundmuster angeordnet sind, das eine mindestens dreizählige Symmetrie aufweist und darauf Sockel befestigt sind, die mindestens ein als durchgehende Befestigungsbohrung ausgebildetes Montageelement aufweisen und von denen mindestes ein Teil, und zwar für jeden Infrarotstrahler mindestens einer, weiterhin mindestens eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Anschlußbohrung aufweist und diese Durchgangsbohrungen mit dem aus dem Grundmuster gebildeten Raster der Montagebohrungen kompatibel sind, ist es möglich, die Sockel auf der Montageplatte um einen bestimmten Winkel, der sich durch Division der 360_° eines Vollkreises durch die Symmetriezahl des Grundmusters ergibt, zu verdrehen, wobei gewährleistet ist, daß bei jeder Verdrehung des Sockels um diesen bestimmten Winkel oder ein ganzzahliges Vielfaches davon die Befestigungsbohrung und die Anschlußbohrung des Sockels mit Montagebohrungen der Montageplatte korrespondieren. Im Fall, daß ein Sockel mehrere Montageelemente, die beispielsweise als weitere Befestigungsbohrungen oder als ein in eine Montagebohrung eingreifender Zapfen ausgebildet sein können, aufweist, sind sämtliche Montageelemente des Sockels ebenfalls so angeordnet, daß sie mit dem Raster kompatibel sind. Dadurch, daß sämtliche Montageelemente eines Sockels sowie, sofern eine solche bei dem Sockel vorhanden ist, die mindestens eine Anschlußbohrung so angeordnet ist, daß sie und das mindestens eine Montageelement des dem anderen Endstück zugeordneten Sockels mit dem Raster kompatibel sind, wird gewährleistet, daß der auf den Sockeln gehaltene Infrarotstrahler ebenfalls im Rahmen des Rasters der Montagebohrungen um den bestimmten Winkel verdrehbar ist, ohne daß dafür eine vom Raster der Montagebohrungen abweichende Sonderlochung erforderlich wäre. Unter dem Ausdruck "kompatibel" soll verstanden werden, daß bei einer bestimmten Anordnung des Sockels bzw. der beiden, den Endstücken eines Infrarotstrahlers zugeordneten Sockel auf der Montageplatte alle Montageelemente und Anschlußbohrungen mit Montagebohrungen der Montageplatte in Deckung zueinander gebracht werden können. Durch diese Ausbildung von Montageplatte und Sockel kann die Anordnung eines auf den Sockeln gehaltenen Infrarotstrahlers auf einfache und flexible Weise dem zu erhitzenden Gut oder anderen Erfordernissen angepaßt werden. Eine Montage oder Demontage der Montageplatte ist hierfür nicht erforderlich.
Selbstverständlich kann sich das Grundmuster der Montagebohrungen auch unter Bildung eines fortlaufenden Musters über einen größeren Bereich der Montageplatte wiederholen, so daß auch translatorische Versetzungen des Sockels und des darauf gehaltenen Infrarotstrahlers auf gleiche einfache Weise ermöglicht werden.
Dadurch, daß mindestens eines der Montageelemente als senkrecht zur Ebene der Montageplatte verlaufende, durchgehende Befestigungsbohrung zur Aufnahme eines in einer Montagebohrung verankerten Befestigungselementes ausgebildet ist, wird die Befestigung des Sockels an der Montageplatte gewährleistet, wobei das Befestigungselement, mittels dem der Sockel an der Montageplatte befestigt ist, von der dem Infrarotstrahler zugewandten, leicht zugänglichen Seite des Sockels verankert werden kann.
Dadurch, daß bei demjenigen Sockel bzw. bei denjenigen Sockeln, die mindestens eine Anschlußbohrung aufweisen, durch die die elektrischen Anschlüsse hindurchgeführt sind, diese Anschlußbohrung ebenfalls als Durchgangsbohrung ausgebildet ist und zusammen mit den Montageelementen mit dem Grundmuster korrespondiert, wird erreicht, daß für die Durchführung der elektrischen Anschlüsse zu der dem Infrarotstrahler abgewandten Rückseite der Montageplatte, Montagebohrungen verwendet werden können und keine zusätzlichen Bohrungen in der Montageplatte hierfür erforderlich sind. Hierbei ist es möglich, daß die beiden elektrischen Anschlüsse gemeinsam und isoliert voneinander durch eine Anschlußbohrung oder getrennt voneinander durch zwei Anschlußbohrungen, die dann entweder in einem Sockel oder auch in zwei, dem jeweiligen Endstück des Infrarotstrahlers zugeordnete Sockel, hindurchgeführt sind.
Dadurch, daß die Endstücke mit dem ihnen jeweils zugeordneten Sockel lösbar verbunden sind und dadurch, daß die elektrischen Anschlüsse in Form zweier Anschlußstifte aus dem mindestens einen Endstück herausgeführt sind und dabei deren freie Enden rechtwinkelig zur Längsachse des Quarzglasrohres abstehen und sich unter Bildung eines elektrischen Kontaktes mit einer Stromversorgung in die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Endstück zugeordneten Sockels erstrecken, wird die Montage bzw. Demontage des Infrarotstrahlers von der dem zu beheizenden Gut zugewandten Seite der Montageplatte her ermöglicht. Der Infrarotstrahler kann dabei samt den Endstücken einfach in Richtung quer zu seiner Längsachse aus dem Sockel herausgezogen werden, ohne daß hierzu einer der Sockel gelöst werden müßte. Zur Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen den Anschlußstiften und der Stromversorgung sind in den Aschlußbohrungen metallische Kontaktkörper, beispielsweise in Form eingesetzter Buchsen, vorhanden. Die Anschlußstifte, die aufgrund der hohen Temperaturen im Bereich des Infrarotstrahlers aus hochtemperaturbeständigem Material bestehen, können sowohl aus einem gemeinsamen Ende des Infrarotstrahlers als auch getrennt voneinander aus beiden Endstücken herausgeführt sein und sich dabei in jeweils eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Enstück zugeordneten Sockels erstrecken.
Die Ausführung der Anschlüsse in Form von Anschlußstiften erlaubte weiterhin eine Ausbildung der keramischen Endstücke mit einer dünnen Wandstärke in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres gesehen, so daß beispielsweise bei der Anordnung zweier derartiger Infrarotstrahler in Form eines geraden Stoßes, die unbeheizte Zone im Bereich der Stoßstellen relativ kurz sein kann.
Als besonders vorteilhaft haben sich Montageplatten erwiesen, auf denen die Montagebohrungen den gleichen Durchmesser aufweisen und in Form eines Rasters mit quadratischem Grundmuster angeordnet sind. Dieses Grundmuster ermöglicht eine Verdrehung der auf der Montageplatte montierten Sockel um jeweils 90 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon. Ein derartiges Raster läßt sich auch über einen größeren Bereich oder über die gesamte Montageplatte leicht fortsetzen, so daß auch translatorische Versetzungen des Sockels ermöglicht werden, wobei die kleinste Einheit einer Versetzung durch den Mittenabstand der Montagebohrungen gegeben ist. Dadurch, daß die Bohrungen gleichen Durchmesser aufweisen, ist die Montageplatte besonders einfach und preisgünstig herstellbar. Außerdem muß beim Montieren der Sockel für den oder die Infrarotstrahler nicht auf die Größe der Bohrungen und nicht darauf geachtet werden, ob die jeweilige Bohrung als Durchführung für die elektrischen Anschlüsse oder zur Befestigung des Sockels dienen soll.
Es hat sich bewährt, die Sockel mit jeweils mindestens zwei Montageelementen zu versehen, die als Befestigungsbohrungen ausgeführt sind und die Sockel jeweils mittels zweier Befestigungselemente an der Montageplatte zu halten. Dabei können die Befestigungselemente von der dem Infrarotstrahler zugewandten, leicht zugänglichen Seite des Sockels in der Montageplatte verankert werden. Die Befestigung des Sockels mittels zweier Befestigungselemente gewährleistet auch bei Einsatzbedingungen, bei denen die Strahlereinheit Vibrationen unterworfen ist, eine betriebssichere Befestigung.
Besonders einfach gestaltet sich eine Strahlereinheit, bei der derjenige oder diejenigen Sockel, die mindestens einer Anschlußbohrung aufweisen, mit zwei Anschlußbohrungen versehen sind, die zusammen mit dem mindestens einen Montagelement so angeordnet sind, daß sie mit dem Raster der Montagebohrungen kompatibel sind. Bei Verwendung derartiger Sockel für die Strahlereinheit ist es sowohl möglich, beide elektrischen Anschlüsse aus einem keramischen Endstück heraus und durch die Anschlußbohrungen des Sockels, als auch jeweils einen elektrischen Anschluß aus den beiden Endstücken des Infrarotstrahlers heraus und durch jeweils eine Anschlußbohrung des Sockels hindurchzuführen. Aus Platzgründen und zur Vermeidung überflüssiger Montagebohrungen in der Montageplatte bietet es sich beispielsweise bei Sockeln mit zwei Montageelementen an, die beiden Montageelemente und die beiden Anschlußbohrungen mit Abständen zueinander entsprechend benachbarter Montagebohrungen des Grundmusters und im Quadrat zueinander anzuordnen.
Hinsichtlich der Ausbildung von Flächenstrahlern mit möglichst kurzen und unbeheizten Zonen wird eine Strahlereinheit bevorzugt, bei der in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres geshen, der durch das Endstück gebildete Abschluß des Infrarotstrahlers mit dem dem entsprechenden Endstück zugeordneten Sockel bündig abschließt oder der Sockel in Richtung auf das6gegenüberliegende Endstück zurückversetzt ist, und die Anschlußstifte vom Ende des Quarzglasrohres um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende hin zurückversetzt sind. Eine derartige Ausbildung der Strahlereinheit gewährleistet, daß bei einer Anordnung mehrerer Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes die unbeheizte Zone im Bereich des Stoßes möglichst kurz gewählt werden kann, da die Sockel über die Länge des Strahlers nicht überstehen. Dadurch, daß die Anschlußstifte vom Ende des Quarzglasrohres um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende hin zurückversetzt sind, wird erreicht, daß auch bei einem geraden Stoß zweier Strahlereinheiten die Wandstärke zwischen den Anschlußbohrungen unmittelbar benachbarter Sockel ausreichend groß ist, um den sicherheitstechnischen Anforderungen hinsichtlich der Gefahr von Überschlägen zwischen den jeweiligen stromführenden Teilen zu genügen; die Wandstärke des Endstückes in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres gesehen kann daher relativ dünn ausgebildet sein, so daß wiederum die unbeheizte Zone im Bereich des Stoßes zweier Infrarotstrahler relativ kurz ausgebildet sein kann.
Als besonders einfach und kostengünstig herstellbar und variabel einsetzbar hat sich eine Strahlereinheit erwiesen, bei der der Sockel mit vier zueinander im Quadrat angeordneten Durchgangsbohrungen versehen ist, von denen je zwei benachbarte Bohrungen als Anschlußbohrungen und je zwei benachbarte Bohrungen als Befestigungsbohrungen ausgebildet sind.
Besonders bewährt hat sich eine Strahlereinheit, bei der die Endstücke auf der den Anschlußstiften zugeordneten Seite ein das Quarzglasrohr übergreifendes Teil aufweisen, das mit einem Zapfen versehen ist, der mittig zum Quarzglasrohr in Längsachsenrichtung verläuft und gleichzeitg der Sockel auf der dem Infrarotstrahler zugewandten Seite eine längliche, sich in Längsachsenrichtung erstreckende Nut aufweist, in die der Zapfen eingreift. Eine derartige Ausbildung der Strahlereinheit gewährleistet eine verdrehsichere Anordnung von Infrarotstrahler und Sockel zueinander.
Als vorteilhaft hat sich auch eine Strahlereinheit erwiesen, bei der die Sockel geometrisch gleich ausgebildet sind. Dadurch wird vermieden, daß bei der Montage der Strahlereinheit unterschiedlich ausgebildete Sockel berücksichtigt werden müssen, was beispielsweise zu zusätzlichem Montageaufwand durch falsche Zuordnung der verschiedenen Sockel führen kann. Außerdem ist die Herstellung gleicher Sockel einfacher und kostengünstiger. Hierbei haben sich insbesondere Sockel bewährt, die aus einem elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus einem keramischen Material, beispielsweise aus Steatit, bestehen.
Hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Infrarotstrahler und einer leichten Montage der Infrarotstrahler auf den Sockeln hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die elektrischen Anschlüsse durch ein gemeinsames Endstück hindurchzuführen.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Strahlereinheit erwiesen, bei der die Endstücke jeweils das Quarzglasrohr auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten außen übergreifen, und/oder bei der die Endstücke eine umlaufende Ringnut aufweisen, in die die Enden des Quarzglasrohres hineinragen. Eine derartig ausgebildete Strahlereinheit ist besonders einfach handhabbar, betriebssicher und leicht montierbar.
Insbesondere hinsichtlich einer möglichst kurzen unbeheizten Zone beim Zusammenfügen mehrerer Strahlereinheiten in Form eines geraden Stoßes hat sich eine Ausbildung der Strahlereinheit als vorteilhaft erwiesen, bei der die Wandstärke der an den Stirnseiten des Quarzglasrohres anliegenden Bereiche der Endstücke in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen maximal 10 mm, vorzugsweise maximal 5 Milimeter beträgt und die Heizwendel in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen maximal 15 mm, vorzugsweise maximal 10 mm vor dem Ende des Infrarotstrahlers endet. Dabei hat sich auch insbesondere im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über einen größeren Flächenbereich und eine hohe Strahlungsdichte eine Strahlereinheit bewährt, bei der das Quarzglasrohr als Zwillingsrohr mit zwei parallel zueinander verlaufenden und miteinander verbundenen Quarzglasrohren ausgebildet ist.
Für eine betriebssichere Halterung des Infrarotstrahlers auf den zugeordneten Sockeln hat sich eine U-förmige Feder bewährt, die das Quarzglasrohr umgreift und deren freie Schenkel hakenförmig gebogen und in sich gegenüberliegende Ausnehmungen des Sockels eingehakt sind. Dabei haben sich insbesondere solche Federn bewährt, bei denen der mittlere Bereich mindestens eine Windung aufweist, die in Richtung der freien Schenkel gerichtet ist und die an dem Quarzglasrohr anliegt.
Im Hinblick auf eine einfache Montage hat sich eine Strahlereinheit als vorteilhaft erwiesen, bei der als Befestigungselemente selbstschneidende oder selbstfurchende Schrauben vorgesehen sind und die Bohrungen mit einem Durchmesser ausgeführt sind, der geringfügig kleiner ist als der Gewindedurchmesser der Schrauben. Die selbstschneidenden oder selbstfurchenden Schrauben können dabei von der dem Infrarotstrahler zugewandten Seite des Sockels her in den Montagebohrungen der Montageplatte verankert, bzw. aus dieser gelöst werden. Da alle Montagebohrungen der Montageplatte mit gleichem Durchmesser ausgeführt sind, muß beim Montieren der Sockel auf den passenden Durchmesser der Montagebohrungen nicht geachtet werden. Die selbstfurchenden Schrauben bieten zusätzlich den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer unrunden Geometrie selbsthemmend wirken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend beispielhaft näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen

Figur 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Strahlereinheit, wobei einer der Sockel und die Montageplatte im Schnitt dargestellt sind,
Figur 2 in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie A in Figur 1, in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres gesehen,
Figur 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen Sockel einer erfindungsgemäßen Strahlereinheit,
Figur 4 eine Feder zur Halterung des Infrarotstrahlers auf dem Sockel der Strahlereinheit und
Figur 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Strahlereinheit mit mehreren auf einer Montageplatte auf Sockeln gehaltenen Infrarotstrahlern.

Mit der Bezugsziffer 1 in Figur 1 ist eine als Lochplatte ausgebildete, im Schnitt dargestellte Montageplatte bezeichnet, auf der zwei Keramik-Sockel 2 befestigt sind. Die Bohrungen 3 der Montageplatte 1 sind in einem Raster aus einem sich fortlaufend wiederholenden quadratischen Grundmuster angeordnet. Die Bohrungen 3 weisen mit ca. 5 mm alle den gleichen Innendurchmesser auf und halten einen Mittenabstand von 15,625 mm. Die beiden auf der Montageplatte 1 gehaltenen Sockel 2 weisen jeweils vier senkrecht zur Ebene der Montageplatte verlaufende Durchgangsbohrungen 4; 5 auf, wovon jeweils zwei als Befestigungsbohrungen 5 zur Befestigung des Sockels 2 auf der Montageplatte 1 und zwei als Anschlußbohrungen 4 zur Herstellung des elektrischen Anschlusses von einer nicht dargestellten Stromversorgung zu einem auf den Sockeln 2 montierten, mittelwelligen Infrarotstrahler 6 dienen. Die Durchgangsbohrungen 4; 5 des Sockels 2 sind ebenfalls im Quadrat zueinander angeordnet und halten einen Mittenabstand voneinander von 15,625 mm. Bei dem auf den Sockeln 2 gehaltenen Infrarotstrahler 6 handelt es sich um einen mittelwelligen Strahler, der ein beidseitig offenes, als sogenanntes Zwillingsrohr ausgebildetes Quarzglasrohr 7 aufweist, dessen offene Enden 8; 9 jeweils durch eine Keramik-Abschlußplatte 10 verschlossen sind. Auf seiner, dem Sockel 2 zugewandten Seite ist das Quarzglasrohr 7 außen mit einer Goldschicht 11 belegt, die als Reflektor für die von der Heizwendel 12 ausgehende Strahlung dient. Die Enden 8; 9 des Quarzglasrohres 7 ragen jeweils in eine Ringnut des dem jeweiligen Ende 8; 9 zugeordneten Abschlußplatte 10 hinein (mit der gestrichelten Linie in Figur 1 angedeutet) und werden zusätzlich durch zwei, das Quarzglasrohr 7 außen übergreifende Teile 13; 14 der Abschlußplatte 10 gehalten, wobei das obere, dem Sockel 2 abgewandte Teil 13 als mittig zwischen den beiden Rohren des Zwillings-Quarzglasrohres 7 übergreifender Zapfen, und das untere, dem Sockel 2 zugewandte Teil 14 über die gesamte Breite des Zwillings-Quarzglasrohres 7 reichender Vorsprung ausgebildet ist, auf dem das Quarzglasrohr 7 aufliegt und mit dem es mittels eines anorganischen Klebers verkittet ist. Der untere Teil 14 der Abschlußplatte 10 weist auf seiner dem Sockel 2 zugewandten Seite einen länglichen, sich in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres 7 erstreckenden Steg 15 (Figur 2) auf, der in eine entsprechende Nut 16 des Sockels 2 eingreift und dadurch ein gegenseitiges Verdrehen der Anordnung von Infrarotstrahler 6 auf dem Sockel 2 verhindert. Die elektrischen Anschlüsse der Heizwendel 12 werden durch eine gemeinsame Abschlußplatte 10 über (in der Zeichnung nicht dargestellte) Nuten in Form zweier Anschlußstifte 17 aus der Abschlußplatte 10 herausgeführt. Die freien Enden der Anschlußstifte 17 stehen dabei rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres 7 ab und sind vom Ende des Quarzglasrohres 7 um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende hin zurückversetzt. Die Anschlußstifte 17 erstrecken sich in die Anschlußbohrungen 4 des Sockels 2 und stellen dort mit in den Anschlußbohrungen 4 eingesetzten Metallbuchsen 18 den elektrischen Kontakt zur Stromversorgung für die Heizwendel 12 her. Die Sockel 2 selbst sind jeweils mittels zweier von der dem Infrarotstrahler 6 zugewandten Seite her zugänglichen, selbstschneidenden Gewindeschrauben 29 auf der Montageplatte 1 verankert. Der Infrarotstrahler 7 wird an den beiden Sockeln 2 jeweils mit einer U-förmig ausgebildeten Feder 19 gehalten, die das Quarzglasrohr 7 umgreift und deren freie Schenkel 21 (Figur 4) hakenförmig gebogen und in sich gegenüberliegende Nuten 20 des Sockels 2 eingehakt sind, wobei der mittlere Bereich der Feder 19 eine Windung 22 aufweist, die in Richtung der freien Schenkel 21 gerichtet ist und die an dem Quarzglasrohr 7 anliegt. In Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres 7 gesehen, schließt der Sokkel 2 mit dem durch die Abschlußplatte 10 gebildeten Ende des Infrarotstrahlers 6 jeweils bündig ab.
Sofern in den nachfolgend näher erläuterten Figuren die gleichen Bezugsziffern wie in Figur 1 verwendet werden, sollen damit gleiche oder zu den in Figur 1 dargstellten Bauteilen äquivalente Bauteile bezeichnet sein. Aus der in Figur 2 dargestellten Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Strahlereinheit ist ersichtlich, daß der Sockel 2 die Abschlußplatte 10 auch in Richtung senkrecht zur Längsachse des Quarzglasrohres 7 gesehen nicht überragt, sondern im Gegenteil, etwas schmäler als die Abschlußplatte 10 ausgebildet ist. Der kleinstmögliche Abstand benachbarter, parallel zueinander verlaufender Infrarotstrahler 6 wird daher durch den Sockel 2 nicht beeinflußt.
Aus der Draufsicht auf einen Sockel 2, wie er schematisch in Figur 3 dargestellt ist, ist die Anordnung der Durchgangsbohrungen 4; 5 des Sockels 2 in quadratischer Anordnung zueinander, ersichtlich. Mittig zwischen den Anschlußbohrungen 4 und den Befestigungsbohrungen 5 verläuft eine Nut 16, in die der Steg 15 des unteren Teils 14 der Abschlußplatte 10 eingreift. Mit der Bezugsziffer 20 sind seitliche Nuten des Sockels 2 bezeichnet, in die die den Infrarotstrahler 6 auf dem Sockel 2 haltende Feder 19 mit ihren hakenförmig ausgebildeten freien Schenkeln 21 eingreift. Eine entsprechende Feder 19 zur Halterung des Infrarotstrahlers 6 auf dem Sockel 2 ist in Figur 4 dargestellt. Sie weist einen U-förmigen Verlauf auf, wobei die freien Schenkel 21 nach innen hakenförmig umgebogen sind. Der mittlere Bereich der Feder 19 ist in Form einer Windung 22 gebogen, die in Richtung der freien Schenkel 21 gerichtet ist und die, wie in der Figur 2 dargestellt, an dem Quarzglasrohr 7 des Infrarotstrahlers 6 anliegt.
In Figur 5 sind auf einer als Lochplatte ausgebildeten Montageplatte 1, in der die Bohrungen 3 in einem quadratischem, sich bis auf den Rand der Montageplatte 1 wiederholenden Grundmuster angeordnet sind, insgesamt fünf Zwillingsrohr-Infrarotstrahler 23 bis 27 (in der Zeichnung grau unterlegt) dargestellt, die auf jeweils zwei, geometrisch identischen Sockeln 2 angeordnet sind. Die Sockel 2 weisen je vier, in der Figur schwarz unterlegte, paarweise als Anschlußbohrungen 4 bzw. als Befestigungsbohrungen 5 ausgebildete Durchgangsbohrungen auf, die mit dem quadratischen Grundmuster der darunter liegenden Bohrungen 3 der Montageplatte 1 korrespondieren, aber den doppelten Mittenabstand gegenüber diesen aufweisen. Der Abstand der Bohrungen 3 der Montageplatte 1 bestimmt die kleinstmögliche Versetzung der jeweiligen Infrarotstrahler zueinander, wie sie beispielhaft an den drei Infrarotstrahlern 23; 25; 25 dargestellt ist. Bei einem Zusammenfügen zweier Infrarotstrahler 23; 26 in Form eines geraden Stoßes, wird die Länge der unbeheizten Zone durch den Abstand der den jeweiligen Infrarotstrahlern 23; 26 zugeordneten Heizwendeln bestimmt. Da im vorliegenden Fall die jeweiligen, einander zugekehrten Endstücke 30; 31 der Infrarotstrahler 23; 26 mit einer Wandstärke in Längsachsenrichtung der Infrarotstrahler 23; 26 gesehen von nur 4 mm ausgebildet sind, kann die Länge der unbeheizten Zone zwischen den Infrarotstrahlern 23; 26 sehr kurz gehalten werden. Aufgrund der Anordnung der Bohrungen 3 in einem Grundmuster mit vierzähliger Symmetrie ist es selbstverständlich auch leicht möglich, Infrarotstrahler um 90 Grad zu verdrehen, ohne daß hierfür zusätzliche Bohrungen in der Montageplatte 1 angebracht oder vorhanden sein müßten. Dies zeigt beispielhaft der mit seiner Längsachse gegenüber den übrigen Infrarotstrahlern 23 bis 26 um 90 Grad verdrehte Infrarotstrahler 27. Aufgrund seines dünnwandigen Endstückes 28 kann auch in diesem Fall die Länge der unbeheizten Zone zwischen dem Infrarotstrahler 26 und dem Infrarotstrahler 27 relativ kurz gehalten werden.
Die Figuren verdeutlichen die Möglichkeiten der variablen Anordnung der auf den Sockeln 2 montierten Infrarotstrahler, wobei auch zu beachten ist, daß bei einem Auswechseln, einem Verschieben oder bei einem Verdrehen eines Infrarotstrahlers die jeweiligen Sockel auf einfache Weise von ihrer, den Infrarotstrahlern zugewandten und leicht zugänglichen Seite, gelöst und neu befestigt werden können.

Claims

1. Strahlereinheit mit einer Montageplatte mit mehreren Aufnahmeelementen für die wahlweise Befestigung von Sockeln zur Halterung mindestens eines Infrarotstrahlers, der ein stirnseitig offenes Quarzglasrohr aufweist, in dem mindestens eine Heizwendel mit zwei elektrischen Anschlüssen verläuft und dessen Enden jeweils durch ein Endstück aus Keramik, dem ein Sockel zugeordnet ist, abgeschlossen sind, wobei mindestens einer der Sockel mindestens eine senkrecht zur Ebene der Montagefläche verlaufende Anschlußbohrung aufweist und die elektrischen Anschlüsse durch mindestens eines des Endstücke und durch die mindestens eine Anschlußbohrung des dem jeweiligen Endstück zugeordneten Sockels voneinander isoliert hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente als durchgehende Montagebohrungen (3) ausgeführt und in Form eines Rasters angeordnet sind, das aus einem Grundmuster mit einer mindestens dreizähligen Symmetrie gebildet ist, daß die Sockel (2) mindestens ein Montageelement (5) aufweisen, das als senkrecht zur Ebene der Montageplatte (1) verlaufende, durchgehende Befestigungsbohrung (5) zur Aufnahme eines in einer Montagebohrung (3) verankerten Befestigungselementes (29) für den Sockel (2) ausgebildet ist, daß der dem einen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordnete Sockel (2) die mindestens eine Anschlußbohrung (4) aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet und in Bezug auf das mindestens eine Montageelement (5) derart angeordnet ist, daß sie zusammen mit diesem als auch zusammen mit dem mindestens einen Montageelement (5) des dem anderen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordneten Sockels (2) mit dem Raster kompatibel ist, daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) dem ihnen jeweils zugeordneten Sockel (2) lösbar verbunden sind, und daß die elektrischen Anschlüsse in Form zweier Anschlußstifte (17) aus dem mindestens einen Endstück (10; 28; 30; 31) herausgeführt sind, wobei deren freie Enden rechtwinklig zur Längsachse des Quarzglasrohres (7) abstehen und sich unter Bildung eines elektrischen Kontakts zu einer Stromversorgung in die mindestens eine Anschlußbohrung (4) des dem jeweiligen Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordneten Sockels (2) erstrecken.

2. Strahlereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagebohrungen (3) den gleichen Durchmesser aufweisen und in Form eines Rasters mit quadratischem Grundmuster angeordnet sind.

3. Strahlereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel (2) jeweils mindestens zwei Montageelemente (5) aufweisen, die als Befestigungsbohrungen (5) ausgeführt sind und die Sockel (2) jeweils mittels zweier Befestigungselemente (29) an der Montageplatte (1) gehalten werden.

4. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem mindestens einen Sockel (2) mit Ansschlußbohrung (4) zwei Anschlußbohrungen (4) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß sie zusammen mit dem mindestens einen Montageelement (3) mit dem Raster kompatibel sind.

5. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsachsenrichtung des Quarzglasrohres (7) gesehen, der durch das Endstück (10; 28; 30; 31) gebildete Abschluß des Infrarotstrahlers (6) mit dem dem entsprechenden Endstück (10; 28; 30; 31) zugeordneten Sockel bündig abschließt oder der Sockel (2) in Richtung auf das gegenüberliegende Endstück (10; 28; 30; 31) zurückversetzt ist, und die Anschlußstifte (17) vom Ende (8; 9) des Quarzglasrohres (7) um eine Strecke zum gegenüberliegenden Ende (8; 9) hin zurückversetzt sind.

6. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (2) mit vier zueinander im Quadrat angeordneten Durchgangsbohrungen (4; 5) versehen ist, von denen je zwei benachbarte Durchgangsbohrungen als Anschlußbohrungen (4) und je zwei benachbarte Durchgangsbohrungen als Befestigungsbohrungen (5) ausgebildet sind.

7. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) auf der den Anschlußstiften (17) zugeordneten Seite ein das Quarzglasrohr (7) übergreifendes Teil (14) aufweisen, das mit einem Zapfen (15) versehen ist, der mittig zum Quarzglasrohr (7) in Längsachsenrichtung verläuft und der Sockel (2) auf der dem Infrarotstrahler (6) zugewandten Seite eine längliche, sich in Längsachsenrichtung erstreckende Nut (16) aufweist, in die der Zapfen (15) eingreift.

8. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel (2) der Strahlereinheit gleich ausgebildet sind.

9. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel (2) aus einem elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus einem keramischen Material bestehen.

10. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (17) durch ein gemeinsames Endstück (10; 28; 30; 31) hindurchgeführt sind.

11. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (10; 28; 30; 31) jeweils das Quarzglasrohr (7) auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten außen übergreifen und/oder eine umlaufende Ringnut aufweisen, in die die Enden des Quarzglasrohres (7) hineinragen.

12. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der an den Stirnseiten des Quarzglasrohres (7) anliegenden Bereiche der Endstücke (10; 28; 30; 31) in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres (7) gesehen maximal 10 mm, vorzugsweise maximal 5 mm beträgt.

13. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel (12) in Richtung der Längsachse des Quarzglasrohres (7) gesehen maximal 15 mm, vorzugsweise maximal 10 mm vor dem Ende des Infrarotstrahlers (6) endet.

14. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotstrahler (6) an dem Sockel (2) mit einer U-förmig ausgebildeten Feder (19) gehalten wird, die das Quarzglasrohr (7) umgreift und deren freie Schenkel (21) hakenförmig gebogen und in sich gegenüberliegende Ausnehmungen (20) des Sockels (2) eingehakt sind.

15. Strahlereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselemente selbstschneidende oder selbstfurchende Schrauben (29) vorgesehen sind und die Montagebohrungen (3) mit einem Durchmesser ausgeführt sind, der geringfügig kleiner ist als der Gewindedurchmesser der selbstschneidenden oder selbstfurchenden Schrauben (29).