EP1643806B1 - Heizelement - Google Patents
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
Definitions
- the present invention relates to a heating element for a hot air device with a support member made of temperature-resistant material having arranged in air ducts heating wires and at one end face of a ceramic contact pin carrier is arranged for electrical contact and the second end face is covered with a temperature-resistant protective glass.
- the end pieces of the multi-part heating element are exactly aligned with the carrier part and are fixed to the carrier part by means of a centrally arranged metal holding pin.
- heating elements are known from hot air devices available on the market as hot air devices, modules or systems.
- the body of the arranged in an air or gas flow heating element is usually made of ceramic or other suitable, heat-resistant material and is located in a heating tube, at the one end, for example, air or gas is blown.
- the heating element is held, for example via a central pin on a arranged on the fan side facing the holder.
- This holder is also the electrical connection of arranged in the support member heating wires.
- On the side facing the outlet is usually still in addition a ceramic cover, which has substantially air channels.
- the protective screen is movable and from the carrier separated, but also sits on the pin-shaped holder, which is crushed at its free end, for example, to prevent slipping of the carrier and the protective disk.
- bracket, the heating wire carrier and the protective screen are aligned exactly during assembly and this alignment is ensured over the entire service life of the heating element and also during operation under the influence of thermal and mechanical loads.
- the central receiving pin as a square pin and the associated receiving holes of the items corresponding or to form on the contact surfaces of the items on the outer circumference in recesses engaging noses.
- Such designed ceramic parts are expensive to produce and cause high individual item costs and are not permanently reliable due to the risk of breakage of the ceramic.
- a hot air device in which a heating element arranged in the air flow has a carrier part of temperature-resistant material and arranged in air channels of the carrier part heating wires.
- a protective plate and at a rear end of the support part a contact pin carrier is arranged and fixed by means of a metallic retaining pin.
- the retaining pin has a square shape and is designed as a hollow pin. Due to the square shape of the retaining pin and the complementary formed receiving channel for the retaining pin of the retaining pin secures the contact pin carrier and the protective screen against rotation relative to the support member.
- the present invention is therefore based on the object to propose an improved heating element, in which the rotation protection is made simpler and more effective and in addition the unit costs are reduced.
- the carrier part, the contact pin carrier and the protective disk are aligned with one another over a torsion protection element penetrating the carrier part over its entire length.
- a locking pin of the anti-rotation element is loosely inserted in a receiving channel of the heating element and is enclosed by the contact pin carrier and / or the protective plate in the heating element.
- the Verfschutziata in a further advantageous embodiment of the invention consist of a, aligned by holes of the contact pin carrier, the support member and the protective disk receiving channel and a locking pin inserted therein, which maintains the positionally accurate alignment.
- Both the holes and the pin can be inexpensively, the latter e.g. be made of an extruded profile, and thus enable accurate location and location compliance even at different operating temperatures of the hot air device.
- the locking pin is loosely inserted and secured by associated contact elements.
- the carrier part has at least one through hole for receiving the securing pin and the contact pin carrier and the protective disk to the receiving hole of the carrier part corresponding holes.
- Holes are simple, quick and highly accurate to manufacture and reduce the cost of the tools needed for manufacturing.
- the holes of the contact pin carrier and the protective disc are at least partially formed as blind holes to prevent falling out of the locking pin.
- the anti-rotation elements are expediently arranged parallel to the air ducts extending in the longitudinal direction of the carrier part and penetrate the carrier part over its entire length. This makes it possible to produce the carrier part of an extruded profile and finish without reworking by mere cutting to length. Thus, the number of process steps in the production of the support member is significantly reduced, which in turn leads to a reduction in the unit cost.
- the heating element has at least one receiving channel for receiving a locking pin.
- the receiving channel and the locking pin are arranged eccentrically to the central axis of the heating element.
- only one anti-rotation element is provided. However, it is also possible to arrange several Vermosschutzetti offset from each other.
- the locking pin can be made as a metallic pin or other temperature-stable materials. Conveniently, the locking pin at one end to a thickening. This thickening secures the loose locking pin against falling out by investing in the front side of a running with a smaller diameter receiving hole of the support member.
- the thickening is produced as a flattening, for example by pinching the securing pin.
- the holes designed as a blind hole of the contact pin holder and / or the protective disk have a larger diameter than the corresponding hole in the carrier part.
- the securing pin is shorter than the body of the heating element is long. This has the advantage that the locking pin is completely enclosed in the body of the heating element.
- FIG. 1 shows an embodiment of the heating element 1 according to the invention, consisting of a carrier part 2, which is arranged between a contact pin carrier 3 and a protective disk 4.
- the contact pin carrier 3 has air passages 5, which are aligned with the axial air channels, not shown, in the carrier part 2 and the air passages of the protective disk 3, not shown.
- heating wires, not shown are arranged in a known manner.
- the heating element 1 has centrally arranged one of three consecutively arranged holes in the contact pin carrier 3, carrier part 2 and protective plate 4 existing receiving channel 16 for a retaining pin 7, through which the support member 2 and the protective plate 4 are fixed to the contact pin carrier 3.
- the two protruding from the heating element 1 ends of the hollow cylindrical retaining pin 7 are flanged. and hold the protective plate 4 and the contact pin carrier 3 on the support part 2 firmly.
- a Verwartikelement 8 is arranged, which prevents the carrier part 2 and / or the protective plate 4 is changed to the contact pin carrier 3 in its radial orientation.
- the anti-rotation element 8 is formed from a receiving channel 17 and a loosely fitting locking pin 9.
- FIG 2 shows a sectional view of the side view of the heating element 1 shown in Figure 1.
- the retaining pin 7 is disposed in the central axis and extends with its two ends on the protective plate 4 and the contact pin carrier 3 addition.
- Below the retaining pin 7 of the receiving channel 17 is shown for the locking pin 9, which consists of three mutually aligned, abutting holes 11, 10, 12 of the contact pin carrier 3, the support member 2 and the protective screen 4.
- the holes 10, 11, 12 form the receiving channel 17 for the locking pin 9.
- the hole 12 in the protective plate 4 is designed as a through hole and has a larger diameter than the through hole 10 of the support member 2.
- the corresponding hole 11 in the contact pin carrier 3 is stepped and executed as a blind hole.
- the support part 2 facing the end of the blind hole has a larger diameter than the opposite end and as the associated through hole 10 of the support member 2.
- the thickening 13 of the locking pin 9 is received and this fixed in the axial direction.
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement für eine Heißlufteinrichtung mit einem Trägerteil aus temperaturbeständigem Material, das in Luftkanälen angeordnete Heizdrähte aufweist und an dessen einer Stirnfläche ein keramischer Kontaktstiftträger zur elektrischen Kontaktierung angeordnet ist und dessen zweite Stirnfläche mit einer temperaturfesten Schutzscheibe abgedeckt ist. Die Endstücke des mehrteilig aufgebauten Heizelements sind zum Trägerteil exakt ausgerichtet und werden am Trägerteil mittels eines zentral angeordneten Metallhaltestiftes fixiert.
- Derartige Heizelemente sind aus Heißlufteinrichtungen bekannt, die als Heißluftgeräte, -module oder -systeme auf dem Markt erhältlich sind. Der Körper des in einem Luft- oder Gasstrom angeordneten Heizelements besteht üblicherweise aus Keramik oder aus einem anderen geeigneten, hitzebeständigen Material und befindet sich in einem Heizrohr, an dessen einem Ende beispielsweise Luft oder Gas eingeblasen wird. Das Heizelement wird beispielsweise über einen zentralen Stift an einer auf der dem Gebläse zugewandten Seite angeordneten Halterung gehalten. Über diese Halterung erfolgt auch der elektrische Anschluss der in dem Trägerteil angeordneten Heizdrähte. Auf der dem Auslass zugewandten Seite befindet sich in der Regel noch zusätzlich eine Keramikschutzscheibe, die im Wesentlichen Luftkanäle aufweist. Die Schutzscheibe ist beweglich und vom Träger getrennt, sitzt jedoch ebenfalls auf der stiftförmigen Halterung, die an ihrem freien Ende beispielsweise gequetscht ist, um ein Abrutschen des Trägers und der Schutzscheibe zu verhindern. Es ist besonders wichtig, dass die Halterung, der Heizdrahtträger und die Schutzscheibe bei der Montage exakt zueinander ausgerichtet werden und diese Ausrichtung über die gesamte Lebensdauer des Heizelements und auch während des Betriebes unter Einwirkung von thermischen und mechanischen Belastungen sichergestellt ist. Dazu ist es üblich, den zentralen Aufnahmestift als Vierkantstift und die zugeordneten Aufnahmelöcher der Einzelteile korrespondierend auszuführen oder an den Anlageflächen der Einzelteile am äußeren Umfang in Ausnehmungen eingreifende Nasen anzuformen. Derartig ausgestaltete Keramikteile sind nur aufwendig herstellbar und verursachen hohe Einzelstückkosten und sind wegen der Bruchgefahr der Keramik nicht dauerhaft funktionssicher.
- Aus der US 2002/0108944 A1 ist eine Heißlufteinrichtung bekannt, bei der ein im Luftstrom angeordnetes Heizelement ein Trägerteil aus temperaturbeständigen Material sowie in Luftkanälen des Trägerteils angeordnete Heizdrähte aufweist. An einem vorderen Ende des Trägerteils ist eine Schutzscheibe und an einem hinteren Ende des Trägerteils ein Kontaktstiftträger angeordnet und mittels eines metallischen Haltestiftes fixiert. Der Haltstift hat eine Vierkantform und ist als Hohlstift ausgebildet. Durch die Vierkantform des Haltestiftes und den dazu komplementär ausgebildeten Aufnahmekanal für den Haltestift sichert der Haltestift den Kontaktstiftträger sowie die Schutzscheibe gegen ein Verdrehen gegenüber dem Trägerteil.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Heizelement vorzuschlagen, bei dem der Verdrehschutz einfacher und wirksamer gestaltet wird und zusätzlich die Stückkosten reduziert werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heizelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Gemäß der Erfindung werden das Trägerteil, der Kontaktstiftträger und die Schutzscheibe über ein das Trägerteil in seiner ganzen Länge durchdringendes Verdrehschutzelement zueinander ausgerichtet. Ein Sicherungsstift des Verdrehschutzelements liegt lose in einem Aufnahmekanal des Heizelementes ein und wird vom Kontaktstiftträger und/oder der Schutzscheibe im Heizelement eingeschlossen. Dies hat den Vorteil, dass der Sicherungsstift keinen Druck auf den Kontaktstiftträger, die Schutzscheibe bzw. das Trägerteil ausübt, wodurch diese weitgehendst vor Buch geschützt sind. Der Sicherungsstift überragt die Ende des Heizelements nicht. Diese Ausführung gewährleistet eine hoch genaue Ausrichtung der Teile zueinander und verringert die Gefahr, dass durch Keramikbruch der Verdrehschutz unwirksam wird.
- Zweckmäßigerweise bestehen die Verdrehschutzelemente in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einem, durch zueinander fluchtende Löcher des Kontaktstiftträgers, des Trägerteils und der Schutzscheibe gebildeten Aufnahmekanals sowie einem darin einliegenden Sicherungsstift, welcher die lagegenaue Ausrichtung aufrecht erhält. Sowohl die Löcher als auch der Stift können kostengünstig, letzterer z.B. aus einem Strangpressprofil, hergestellt werden und ermöglichen somit eine genaue Lagefestlegung und Lageeinhaltung auch bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen der Heißlufteinrichtung. Zweckmäßigerweise wird der Sicherungsstift lose eingelegt und durch zugeordnete Anlageelemente gesichert.
- Erfindungsgemäß weist das Trägerteil mindestens ein Durchgangsloch zur Aufnahme des Sicherungsstiftes und der Kontaktstiftträger sowie die Schutzscheibe zu den Aufnahmeloch des Trägerteils korrespondierende Löcher auf. Löcher sind einfach, schnell und hochgenau herzustellen und reduzieren die Kosten der für die Fertigung notwendigen Werkzeuge. Zudem ist es möglich, die Sicherungsscheibe ebenfalls kostengünstig aus einem Strangpressprofil herzustellen. Vorteilhafterweise sind die Löcher des Kontaktstiftträgers sowie der Schutzscheibe zumindest teilweise als Sacklöcher ausgebildet, um ein Herausfallen des Sicherungsstiftes zu verhindern.
- Die Verdrehschutzelemente sind zweckmäßigerweise parallel zu den in Längsrichtung des Trägerteils verlaufenden Luftkanälen angeordnet und durchdringen das Trägerteil über dessen gesamte Länge. Dies ermöglicht, das Trägerteil aus einem Strangpressprofil herzustellen und ohne Nacharbeit durch bloßes Ablängen fertig zu stellen. Somit wird die Anzahl der Prozessschritte bei der Herstellung des Trägerteils deutlich verringert, was wiederum eine Senkung der Stückkosten nach sich führt. Das Heizelement weist mindestens einen Aufnahmekanal zur Aufnahme von einem Sicherungsstift auf. Der Aufnahmekanal und der Sicherungsstift sind exzentrisch zur Mittelachse des Heizelements angeordnet. Vorzugsweise ist nur ein Verdrehschutzelement vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Verdrehschutzelemente versetzt zueinander anzuordnen.
- Der Sicherungsstift kann als metallischer Stift oder anderen temperaturstabilen Materialien hergestellt sein. Zweckmäßigerweise weist der Sicherungsstift an einem Ende eine Verdickung auf. Diese Verdickung sichert den lose einliegenden Sicherungsstift gegen Herausfallen durch Anlage an die Stirnseite einem mit geringeren Durchmesser ausgeführten Aufnahmeloch des Trägerteils. Vorteilhafterweise ist die Verdickung als Abflachung, beispielweise durch Quetschung des Sicherungsstiftes, hergestellt.
- Zur Aufnahme des verdickten Endes des Sicherungsstiftes weisen die als Sackloch ausgeführten Löcher des Kontaktstifthalters und/oder der Schutzscheibe einen größeren Durchmesser auf, als das korrespondierende Loch im Trägerteil. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sicherungsstift kürzer als der Körper des Heizelements lang ist. Dies hat den Vorteil, dass der Sicherungsstift komplett im Körper des Heizelementes eingeschlossen ist.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar:
- Figur 1
- eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Heizelements in perspektivischer Ansicht;
- Figur 2
- eine Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten Heizelements in einer Längsschnittdarstellung
- Figur 1 zeigt eine Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Heizelements 1, bestehend aus einem Trägerteil 2, das zwischen einem Kontaktstiftträger 3 und einer Schutzscheibe 4 angeordnet ist. Der Kontaktstiftträger 3 weist Luftdurchlässe 5 auf, die mit den nicht dargestellten axialen Luftkanälen im Trägerteil 2 und den nicht dargestellten Luftdurchlässen der Schutzscheibe 3 fluchten. In den Luftkanälen 5 des Kontaktstiftträgers 3 und dem Trägerteil 2 sind in bekannter Art und Weise nicht dargestellte Heizdrähte angeordnet. Das Heizelement 1 weist zentral angeordnet einen aus drei hintereinander angeordneten Löcher im Kontaktstiftträger 3, Trägerteil 2 und Schutzscheibe 4 bestehenden Aufnahmekanal 16 für einen Haltestift 7 auf, durch den das Trägerteil 2 und die Schutzscheibe 4 am Kontaktstiftträger 3 fixiert sind. Die beiden aus dem Heizelement 1 hervortretenden Enden des hohlzylinderförmigen Haltestiftes 7 sind umgebördelt. und halten die Schutzscheibe 4 und den Kontaktstiftträger 3 am Trägerteil 2 fest. Parallel zum Aufnahmekanal 16 ist ein Verdrehschutzelement 8 angeordnet, welches verhindert, dass sich das Trägerteil 2 und/oder die Schutzscheibe 4 zum Kontaktstiftträger 3 in seiner radialen Ausrichtung verändert. Das Verdrehschutzelement 8 wird aus einem Aufnahmekanal 17 und einem lose einliegenden Sicherungsstift 9 gebildet.
- Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung die Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten Heizelements 1. Der Haltestift 7 ist in der Mittelachse angeordnet und reicht mit seinen beiden Enden über die Schutzscheibe 4 und den Kontaktstiftträger 3 hinaus. Unterhalb des Haltestiftes 7 ist der Aufnahmekanal 17 für den Sicherungsstift 9 dargestellt, der aus drei zueinander fluchtenden, aneinander anliegende Löcher 11, 10, 12 des Kontaktstiftträgers 3, des Trägerteils 2 sowie der Schutzscheibe 4 besteht. Die Löcher 10, 11 ,12 bilden den Aufnahmekanal 17 für den Sicherungsstift 9. Das Loch 12 in der Schutzscheibe 4 ist als Durchgangsloch ausgeführt und weist einen größeren Durchmesser auf als das Durchgangsloch 10 des Trägerteils 2. Das korrespondierende Loch 11 im Kontaktstiftträger 3 ist stufig und als Sackloch ausgeführt. Das dem Trägerteil 2 zugewandte Ende des Sacklochs weist einen größeren Durchmesser als das abgewandte Ende und als das zugeordnete Durchgangsloch 10 des Trägerteils 2 auf. Im erweiterten Teil des Loches 11 des Kontaktstiftträgers 3 wird die Verdickung 13 des Sicherungsstiftes 9 aufgenommen und dieser in axialer Richtung fixiert. Bei der Montage des Heizelements 1 wird der Sicherungsstift 9 in dem Durchgangsloch 10 des Trägerteils 2 und in das Loch 12 der Schutzscheibe 4 eingesteckt, bevor die Schutzscheibe 4 und das Trägerteil 2 auf den Haltestift 7 aufgesteckt werden. Anschließend wird der Sicherungsstift 9 über den Kontaktstiftträger 3, der über den Haltestift 7 gehalten wird, fixiert.
Claims (7)
- Heizelement (1) für eine Heißlufteinrichtung, bestehend aus einem Trägerteil (2), einem Kontaktstiftträger (3) und einer Schutzscheibe (4), dessen aus temperaturbeständigen Material bestehendes Trägerteil (2) in Luftkanälen angeordnete Heizdrähte aufweist und an dessen Stimflächen der keramische Kontaktstiftträger (3) zur elektrischen Kontaktierung der Heizdrähte und die Schutzscheibe (4) aus temperaturbeständigem Material angeordnet sind, wobei der Kontaktstiftträger (3) und die Schutzscheibe (4) mit den Luftkanälen des Trägerteils (2) fluchtende Luftdurchlässe (5) aufweisen und mittels eines zentral angeordneten Metallhaltestiftes (7) am Trägerteil (2) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (2), der Kontaktstiftträger (3) und die Schutzscheibe (4) über mindestens ein das Trägerteil (2) in seiner ganzen Länge durchdringendes Verdrehschutzelement (8) zueinander ausgerichtet sind, wobei ein Sicherungsstift (9) des Verdrehschutzelements (8) in einem Aufnahmekanal (17) des Heizelements (1) lose einliegt und vom Kontaktstiftträger (3) und/oder der Schutzscheibe (4) im Heizelement (1) eingeschlossen ist.
- Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekanal (17) von einem Durchgangsloch (10) im Trägerteil (2) und von mit dem Durchgangsloch (10) fluchtenden Löchern (11, 12) im Kontaktstiftträger (3) und in der Schutzscheibe (4) gebildet ist.
- Heizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (11, 12) des Kontaktstiftträgers (3) und/oder der Schutzscheibe (4) als Sacklöcher ausgebildet sind, wobei die Sacklöcher (11, 12) zum Trägerteil (2) weisen.
- Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehschutzelement (8) des Heizelements (1) parallel zu den in Längsrichtung verlaufenden Luftkanälen des Trägerteils (2) angeordnet ist.
- Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsstift (9) an einem Ende eine Verdickung (13) aufweist.
- Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (11, 12) im Kontaktstiftträger (3) und in der Schutzscheibe (4) einen größeren Durchmesser aufweisen als die Löcher (10) im Trägerteil (2).
- Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsstift (9) kürzer ist als der Körper des Heizelements (1) lang ist.
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