EP2180759A1

EP2180759A1 - Elektrische Heizvorrichtung

Info

Publication number: EP2180759A1
Application number: EP20090012309
Authority: EP
Inventors: Andreas Schlipf
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: EP2180759B1; DE202008014050U1

Abstract

Eine elektrische, als Heizpatrone(1, 20) oder Rohrheizkörper (70) ausgebildete Heizvorrichtung ist mit wenigstens einem gewendelten, drahtförmigen Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75) versehen, der in einem Metallmantel (2, 21, 71) beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl angeordnet und in einer verdichteten Isolierstofffüllung (6, 42, 85) aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, eingebettet ist. Der Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75) ist mit aus dem Metallmantel (2, 21, 71) heraus geführten elektrischen Anschlüssen (13, 14, 36, 37, 81, 83) versehen und über wenigstens ein temperaturabhängig aktivierbares, elektrisches Schalt- und/oder Steuerelement (9, 10, 30, 31, 38, 77, 78) schaltbar. Dabei sind der oder die elektrischen Schalt- und/oder Steuerelemente (9, 10, 30, 31, 38, 77, 78) in räumlicher Nähe des bzw. der Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75) jedoch axial gegenüber diesen versetzt in einem oder mehreren nur schwach verdichteten oder unverdichteten axialen Abschnitten (4, 22, 23, 72, 73) der Isolierstofffüllung (6, 42, 85) und des Metallmantels (2, 21, 71) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische, als Heizpatrone oder Rohrheizkörper ausgebildete Heizvorrichtung mit wenigstens einem gewendelten, drahtförmigen Heizleiter, der in einem Metallmantel beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl angeordnet in einer verdichteten Isolierstofffüllung aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, eingebettet ist, wobei der Heizleiter mit aus dem Metallmantel heraus geführten elektrischen Anschlüssen versehen und über wenigstens ein temperaturabhängig aktivierbares, elektrisches Schalt- und/oder Steuerelement schaltbar ist.
Sowohl Heizpatronen als auch Rohrheizkörper der gattungsgemäßen Art sind schon seit längerem bekannt. Während der Metallmantel einer Heizpatrone am einen Ende durch einen festen Boden verschlossen ist und gewöhnlich aus dem anderen Ende des Metallmantels die elektrischen Anschlüsse herausgeführt sind, besteht der Metallmantel eines Rohrheizkörpers gewöhnlich aus einem Rohr, das nach dem Befüllen beidendig durch nachträglich eingesetzte Endscheiben verschlossen wird, wobei die elektrischen Anschlüsse des Heizleiters gewöhnlich durch die beiden Endscheiben nach außen geführt sind.
Aus DE 25 13 494 C2 sowie aus DE 299 20 503 U1 sind Heizpatronen der gattungsgemäßen Art bekannt.
Im Allgemeinen haben solche Heizpatronen eine derart hohe Heizleistung, dass sie sich bei fehlender oder nicht funktionierender Leistungsbegrenzung oder -regelung selbst zerstören können. Aus den genannten Schriften sind dementsprechend Heizregelungen bekannt, die dazu dienen, eine solche "Überlastung" zu verhindern. So ist es aus der DE 25 13 494 C2 bekannt, einen Temperaturschutzschalter einzusetzen.
Bei dieser Heizpatrone ist ein Bimetallschalter in einem rohrartigen Isolierstoffgehäuse angeordnet, das in einen anschlussseitigen Endabschnitt in das Metallmantelrohr der Heizpatrone eingesetzt ist. Über Anschlussbolzen, die in stirnseitige Verschlussscheiben des Isolierstoffgehäuses eingesetzt sind, steht der Bimetallschalter einerseits mit der Heizdrahtwicklung und andererseits mit einer Energiequelle in Verbindung. Ob die Heizdrahtwendel dieser Heizpatrone in einer verdichteten Isolierstoffmasse eingebettet ist, lässt sich der Beschreibung nicht entnehmen.
Um eine möglichst geringe Zeitverzögerung und ein möglichst günstiges Ansprechverhalten zu erreichen, ist es aus der DE 299 20 503.7 U1 bekannt, bei einer elektrischen Heizpatrone mit einem auf einen Wickelkörper aufgewickelten drahtförmigen Heizleiter einen temperaturabhängigen elektrischen Schalter oder Regler einzusetzen. Bei dieser elektrischen Heizpatrone sitzt der temperaturabhängige elektrische Schalter oder Regler axial außerhalb einer Isolierstofffüllung, in welche der Heizleiter eingebettet ist, im Hohlraum eines zweiten metallenen Mantelrohres. Die Isolierstofffüllung ist axial durch ein isolierendes Verschlußelement abgeschlossen und durch dieses von dem sich axial anschließenden Bereich getrennt. Dieses zweite Mantelrohr erstreckt sich vom Bereich der Isolierstofffüllung in den anschließenden, außerhalb der Isolierstofffüllung liegenden Axialbereich und ist vom Metallmantel der Heizpatrone umschlossen.
Damit soll eine verbesserte thermische Verbindung zwischen dem Bereich der Isolierstofffüllung und dem Schalter oder Regler und somit ein zeitlich günstiges Reaktionsverhalten des Schalters oder Reglers erreicht werden.
Allerdings sind hier weitere Maßnahmen erforderlich, um insbesondere den Schalter oder Regler bzw. die Anschlüsse gegen äußere Einflüsse und auch gegen Kurzschluss zu schützen. So muss insbesondere dieser erwähnte Hohlraum zur Fixierung des Schalters oder Reglers und/oder der Anschlüsse mittels eines Kunstharzes separat ausgegossen werden. In einer anderen Variante kann der temperaturabhängige Schalter und/oder Regler innerhalb des zweiten Mantelrohres auch in einer Isolierstoffhülse angeordnet sein. In jedem Fall sind hier zusätzliche Montagearbeiten vorzusehen, durch welche insbesondere der Herstellungsprozess dieser bekannten Heizpatrone verteuert wird. Des Weiteren ist die Integration bei einer verdichteten Heizpatrone des allgemein gesprochen "Temperatur-Bauelementes" nur in den Endbereichen dieser Heizpatrone möglich, so dass Temperaturschwankungen nur in diesen Endbereichen erfassbar sind. Auch sind solche "Temperatur-Bauelemente" in der Regel gegen große Hitze äußerst empfindlich, so dass beispielsweise ein solches Temperatur-Bauelement im Bodenbereich nur schwer integriert werden kann, da in der Regel der Boden bei einer solchen Heizpatrone nach dem Einbringen des Temperatur-Bauelementes noch verschweißt werden muss, was zu hohen thermischen Belastungen des Temperatur-Bauelementes führt. Insbesondere bei hochverdichteten Heizpatronen ist dementsprechend eine Anordnung von "Temperatur-Bauelementen" beispielsweise zwischen zwei Heizleiterabschnitten nicht möglich. Solche hochverdichteten Heizpatronen werden jedoch häufig eingesetzt, und es ist auch hier, um eine zielgerichtete Temperaturführung erreichen zu können, wünschenswert, das "Temperatur-Bauelement" innerhalb der Heizpatrone annähernd beliebig anordnen zu können.
In FR 2 734 686 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Heizpatrone beschrieben, bei der in einem Endbereich des Metallmantels Regel- und Sicherungselemente für die im übrigen Bereich des zylindrischen Metallmantels in einer verpressten Isolierstoffmasse eingebetteten Heizdrahtwendeln angeordnet sind. Nach diesem Verfahren wird vor dem Einsetzen der elektrischen Bauelemente der Endabschnitt, der zur Aufnahme der Regel- und Sicherungselemente vorgesehen ist, im Durchmesser auf ein Maß reduziert, das dem Endmaß des Durchmessers entspricht, auf welches der übrige Teil des Mantelrohres beim Verpressen der Isolierstoffpackung reduziert wird. Für die Unterbringung der Regel- und Sicherungselemente ist der Hohlraum einer Isolierstoffhülse vorgesehen, die in dem vorab reduzierten Durchmesserbereich eingesetzt und durch eine aus Isolierstoff bestehende Trennscheibe von der Isolierstoffmasse der Heizdrahtwendeln getrennt ist. Die Regel- und Sicherungselemente befinden sich hierbei außerhalb der Isolierstoffmasse, in welche die Heizdrahtwendeln eingebettet sind. Die thermische Verbindung zu den Heizelementen ist somit mangelhaft. Dieser Mangel wird noch dadurch erhöht, dass der die Regel- und Sicherungselemente aufnehmende Hohlraum mit einer thermisch isolierenden Vergussmasse, z.B. aus Silikon, ausgegossen ist.
Bei der aus DE 299 20 503.7 U1 bekannten Heizpatrone können die temperaturabhängig reagierenden Bauelemente erst nach dem Befüllen des Metallmantels mit den Anschlüssen des oder der Heizleiter verbunden und in das noch offene Ende des Metallmantels eingesetzt werden. Dies verursacht einen erheblichen kostenträchtigen Arbeitsaufwand, der durch die erfingsgemäße Lösung vermieden werden soll.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei hochverdichteten Heizpatronen eine Ausgestaltung zur Verfügung zu stellen, bei welcher in einfacher Art und Weise ein temperaturabhängig aktivierbares elektrisches Schalt- und/oder Steuerelement bzw. ein Sicherungselement in unterschiedlichen axialen Bereichen möglichst nahe an der Heizwicklung angeordnet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Heizpatrone mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der oder die elektrischen Schalt- und/oder Steuerelemente in räumlicher Nähe des bzw. der Heizleiter jedoch axial gegenüber diesen versetzt in einem oder mehreren leicht- oder unverdichteten axialen Abschnitten der Isolierstofffüllung und des Metallmantels angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Heizpatrone zur Verfügung gestellt, welche äußerst einfach herstellbar ist. Insbesondere ist es durch die unterschiedlichen verdichteten und leicht- bzw. unverdichteten Bereiche der Isolierstofffüllung möglich, ein elektrisches Schalt- oder Steuerelement oder auch mehrere zusammen mit dem oder den Heizleitern im Metallmantel anzuordnen, wonach dann die Isolierstofffüllung "eingefüllt" und anschließend bereichsweise verdichtet werden kann. Eine "vollständige" Verdichtung findet dabei lediglich in den Bereichen oder Abschnitten des Metallmantels statt, in welchen der oder die Heizleiter angeordnet ist bzw. sind. Hierdurch wird sicher verhindert, dass das elektrische Schalt- oder Steuerelement während des Verdichtungsvorganges beschädigt werden kann. Andererseits kann das Schalt- oder Steuerelement in unmittelbarer Nachbarschaft zum Heizleiter angeordnet werden, wobei gleichzeitig eine Einbettung in die Isolierstofffüllung erfolgt. Damit sind aufgrund der äußerst günstigen Wärmeübertragung von den Heizleiterbereichen zum Schalt- oder Steuerelement äußerst zeitnahe "Schaltreaktionen" erreichbar, so dass sich eine derart ausgestaltete Heizpatrone bezüglich der Temperaturführung äußerst präzise ansteuern lässt und insbesondere ein Überhitzen sicher verhindert wird. Auch kann eine "leichte" Verdichtung auch in den Bereichen eines Schalt- oder Steuerelementes durchaus zulässig sein. Diese erfolgt jedoch nicht mit der "Stärke" in den Bereiche oder Abschnitten, in welchen die Heizleiter angeordnet sind, um sicher eine Beschädigung der Schalt- oder Steuerelemente zu vermeiden. Letztendlich ist der Grad der "leichten" Verdichtung der Isolierstofffüllung im Bereich dieser Abschnitte von den eingesetzten Schalt- oder Steuerelementen bzw. deren Druckbeständigkeit abhängig.
Des Weiteren können die Schalt- oder Steuerelemente axial außerhalb der oder des Heizleiter(s) in annährend jeder beliebigen axialen Position im Metallmantel bzw. in der Heizpatrone integriert werden. Also je nach Anforderung in einem oder jedem der Endbereiche und/oder in einem oder mehreren Bereich(en) dazwischen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
So kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass sich der Abschnitt des Metallmantels mit leicht- oder unverdichteter Isolierstofffüllung mit dem oder den Schalt- und/oder Steuerelement(en) in dem Endbereich der Heizpatrone befindet, aus welchem die elektrischen Anschlüsse des oder der von einem der Schalt- und/oder Steuerelemente gesteuerten Heizleiters stirnseitig aus dem Metallmantel herausgeführt sind. Dabei können die Anschlüsse nur einseitig oder auch beidseitig aus der Heizpatrone herausgeführt sein. Bei einer einseitigen Herausführung der Anschlüsse befindet sich der leicht- oder unverdichtete Abschnitt in nur einem Endbereich des Metallmantels, während bei beidseitiger Herausführung der Anschlüsse der leicht- oder unverdichtete Abschnitt in beiden Endbereichen der Heizpatrone angeordnet ist. Je nach Bedarf kann aber auch eine nur "einseitige" Anordnung der Schalt- und/oder Steuerelemente in nur einem Endbereich unabhängig von der Herausführung der Anschlüsse vorgesehen sein.
Gemäß Anspruch 3 kann weiter vorgesehen sein, dass der Abschnitt des Metallmantels mit leicht- oder unverdichteter Isolierstofffüllung mit dem oder den Schalt- und/oder Steuerelementen in einem axial zwischen zwei Abschnitten des Metallmantels mit verdichteter Isolierstofffüllung angeordnet ist.
Gemäß Anspruch 4 kann bzw. können sich der oder die Abschnitte des Metallmantels mit leicht- oder unverdichteter Isolierstofffüllung jeweils in einem Abschnitt des Metallmantels befinden, dessen Querschnittsform und/oder Querschnittsgröße derjenigen eines Abschnittes des Metallmantels mit verdichteter Isolierstofffüllung entspricht.
Des Weiteren kann gemäß Anspruch 5 vorgesehen sein, dass die Abschnitte des Metallmantels vor dem Verdichten im Bereich der zu verdichtenden Isolierstofffüllung eine größere lichte Weite aufweisen als die Abschnitte des Metallmantels, welche nach Fertigstellung nur leicht- oder unverdichtete Isolierstofffüllung enthalten. Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, dass beim Verdichtungsvorgang ausschließlich der zu verdichtende Bereich mit den aufgenommenen Heizleitern "stark" verdichtet wird, wobei nach dem Verdichten eine einheitliche äußere Kontur der Heizpatrone erreicht wird.
Bei solchen Heizpatronen werden oft am anschlussseitigen Ende Befestigungsmittel, z.B. in Form eines Befestigungsflansches angebracht und mit dem Metallmantel verschweißt oder verlötet. Da beim Schweißen und Löten hohe Temperaturen (Schmelztemperaturen) entstehen, die für Steuer- oder Regelelemente schädlich sein können, ist es wichtig und von Vorteil, wenn diese Schweiß- oder Lötarbeiten schon vor dem Einsetzen der temperaturempfindlichen Bauteile in den Metallmantel ausgeführt werden können. Dazu ist es aber erforderlich, dass der Abschnitt des Metallmantels, an dem das Befestigungsmittel angeschweißt oder angelötet wird, schon seine endgültige Form hat. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird dieser Vorteil wahrgenommen.
Gemäß Anspruch 7 kann des Weiteren vorgesehen sein, dass der Metallmantel in seinem den herausgeführten Anschlüssen axial gegenüberliegenden Endbereich durch eine Stirnwand verschlossen ist. Hierdurch wird sicher verhindert, dass beim Verdichtungsvorgang Isolierwerkstoff aus der Heizpatrone austreten kann.
In gleicher Art und Weise kann dies auch durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 verhindert werden, wonach vorgesehen ist, dass der Metallmantel im Endbereich der herausgeführten Anschlüsse durch eine Stirnwand verschlossen ist und dass die Anschlüsse durch diese Stirnwand hindurchgeführt sind. Bei einem beidseitigen Anschluss ist eine solche Stirnwand selbstverständlich in beiden Endbereichen des Metallmantels bzw. der Heizpatrone vorgesehen. Diese Stirnwand kann nach dem Verdichten oder Verpressen des Metallmantels wieder entnommen werden und kann zu diesem Zweck aus einem keramischen Werkstoff oder auch aus einem Kunststoff bestehen. Sollte es erforderlich sein, so kann die Stirnwand nach dem Verdichten auch durch eine Kittfüllung, eine Vergussmasse oder dgl. ersetzt werden, so dass die Heizvorrichtung in ihrem jeweiligen Endbereich im Wesentlichen "bündig" verschlossen ist.
Gemäß der Ansprüche 9 und 10 kann im Metallmantel ein zusätzliches formangepasstes Metallrohr vorgesehen sein, das sowohl vor dem Verdichtungsvorgang als auch nach dem Verdichtungsvorgang vollflächig am Metallmantel anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird eine größere Stabilität der Heizpatrone erreicht. Durch den vollflächigen Kontakt zwischen dem zusätzlichen Metallrohr und dem Metallmantel wird gleichzeitig eine äußerst günstige Wärmeleitung sichergestellt. Dieses zusätzliche, integrierte Metallrohr weist ein sehr gutes Wärmeleitvermögen auf, welches die Wärme, insbesondere beispielsweise beim "Trockengang" eines in einer Waschmaschine vorgesehenen Heizelements, sehr schnell in den Bereich des Temperatursensors bzw. des Temperaturschalters bzw. der Temperatursicherung leitet, um diese Temperaturelemente schneller zum "Ansprechen" zu bringen. Das zusätzliche als Wärmeleitrohr fungierende Metallrohr kann dabei z.B. aus Kupfer oder Aluminium oder jedem anderen geeigneten Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen.
Dabei kann sich das Mantelrohr gemäß Anspruch 9 axial wahlweise über die gesamte Länge des Metallmantels oder nur über einen Teilbereich, insbesondere nur über den verdichteten oder den leicht- oder unverdichteten Abschnitt der Isolierstofffüllung erstrecken.
Gemäß Anspruch 11 kann vorgesehen sein, dass die Abschnitte des Metallmantels vor dem Verdichten im Bereich der "stark" zu verdichtenden Isolierstofffüllung dieselbe lichte Weite aufweisen wie die Abschnitte des Metallmantels, welche nach Fertigstellung leicht- oder unverdichtete Isolierstofffüllung enthalten und, dass die Abschnitte des Metallmantels nach dem Verdichten im Bereich der "stark" zu verdichtenden Isolierstofffüllung eine kleinere lichte Weite aufweisen als die Abschnitte des Metallmantels, welche nach Fertigstellung leicht- oder unverdichtete Isolierstofffüllung enthalten. Durch diese Ausgestaltung erhält die Heizpatrone nach dem Verdichten oder Verpressen eine abgestufte Außenkontur, wodurch deren festsitzende Montage vereinfacht wird.
Weiter kann gemäß Anspruch 12 vorgesehen sein, dass die Schalt- und/oder Steuerelemente als Schmelzsicherung, Platinmesswiderstand, NTC, Bimetallschalter oder einer Kombination aus diesen ausgebildet sind. Damit ist die Heizpatrone je nach Bedarf an die vorliegenden "Schalt- oder Überwachungsaufgaben" in einfacher Weise anpassbar.
Weiter kann gemäß Anspruch 13 vorgesehen sein, dass die Schalt- und/oder Steuerelemente und/oder deren elektrische Verbindungen zu dem Heizleiter bzw. den Heizleitern in einem isolierenden, die Schalt- und/oder Steuerelemente führenden Stützkörper im Metallrohr geführt sind, welche Durchlässe, insbesondere in Form von außenseitigen Aussparungen und/oder "inneren" Durchgangsbohrungen für die Isolierstofffüllung aufweisen und/oder mit dem Metallmantel solche Durchlässe bilden.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung beispielhaft anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Erfindung ist dabei nicht ausschließlich auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sei angemerkt, dass die nachfolgend als unverdichtet bezeichneten Bereiche oder Abschnitte der Isolierstofffüllung auch schwach oder leichtverdichtet sein können, sofern sichergestellt ist, dass die in diesen Abschnitten des Metallmantels aufgenommenen Schalt- und/oder Steuerelemente bzw. Sicherungselemente entsprechend druckresistent sind. Es zeigt:

Fig. 1: einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäße Heizpatrone vor dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 2: die Heizpatrone aus Fig. 1 nach dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 3: einen Vertikalschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizpatrone vor dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 4: die Heizpatrone aus Fig. 3 nach dem Verdichtungsvorgang, wobei hier zwei Teilbereiche mit Heizleitern verdichtet sind;
Fig. 5: einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform einer Heizpatrone mit zusätzlichem Mantelrohr, welches innerhalb des Metallmantels angeordnet ist, vor dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 6: einen Vertikalschnitt der Heizpatrone aus Fig. 5 nach dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 7: einen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Heizpatrone, bei welcher ein Schalt- und/oder Steuerelement in Form eines Platinmesswiderstandes oder NTC im Bereich der Bodenplatte angeordnet ist;
Fig. 8: einen Vertikalschnitt der Heizpatrone aus Fig. 7 nach dem Verdichtungsvorgang;
Fig. 9: eine Schnittdarstellung einer Heizpatrone im unverdichteten Zustand;
Fig. 9a: eine Draufsicht auf einen in die Heizpatrone aus Fig. 9 eingesetzten Stützkörper;
Fig. 10: eine Schnittdarstellung der Heizpatrone der Fig. 9 in verdichtetem Zustand;
Fig. 11: eine Schnittdarstellung eines Rohrheizkörpers mit zwei aus seinen Endbereichen heraus geführten Anschlüssen in unverdichtetem Zustand;
Fig. 12: eine Schnittdarstellung des Rohrheizkörpers aus Fig. 11 in verdichtetem Zustand;
Fig. 13: eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Heizpatrone mit einem Befestigungsflansch;
Fig. 14: eine Stirnansicht XIV aus Fig. 13;
Fig. 15: eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Heizpatrone mit einem Befestigungsflansch;

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Heizpatrone 1, welche einen beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl bestehenden Metallmantel 2 aufweist. Dieser Metallmantel 2 ist in seinem einen Endbereich mittels einer Bodenplatte 3 verschlossen, welche beispielsweise durch eine Schweißverbindung mit dem Metallmantel 2 dicht verbunden ist. Des Weiteren ist aus Fig. 1 erkennbar, dass das Mantelrohr 2 in seinem der Bodenplatte 3 axial gegenüberliegenden Endbereich 4 einen geringeren Querschnitt bzw. lichte Weite aufweist als der restliche Abschnitt 5. Dabei stellt Fig. 1 den unverpressten Zustand des Metallmantels 2 dar.
Innerhalb des Metallmantels 2 ist eine Isolierstofffüllung 6 vorgesehen, in welche im Bereich des Abschnittes 5 ein gewendelter Heizleiter 7 eingebettet ist. Dieser Heizleiter 7 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einen Wickelkörper 8 aufgewickelt. Im Bereich des Abschnittes 4 des Mantelrohres 2 nimmt die Isolierstofffüllung 6 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei elektrische bzw. elektronische Schalter oder Regler 9 und 10 auf. Diese Schalter oder Regler 9 und 10 dienen zur temperaturabhängigen Ansteuerung des Heizleiters 7.
Dazu sind entsprechende Verbindungsleitungen 11 und 12 zwischen dem Heizleiter 7 und dem Schalter/Regler 9 bzw. 10 vorgesehen. Von diesen Schaltern/Reglern 9 und 10 führen zwei Anschlüsse 13 und 14 aus dem Metallmantel 2 heraus. Im äußeren Endbereich des Abschnittes 4 ist eine weitere Stirnwand 15 vorgesehen, durch welche der Metallmantel 2 ebenfalls nach außen hin abgedichtet ist, so dass kein Isolierwerkstoff der Isolierstofffüllung 6 nach außen treten kann. Die beiden Anschlüsse 13 und 14 sind dementsprechend dichtend durch diese Stirnwand 15 nach außen hindurchgeführt.
Um sicher zu verhindern, dass bei dem sich an den Zustand der Fig, 1 anschließenden Verdichtungsvorgang die Schalter oder Regler 9 bzw. 10 Schaden nehmen können, findet eine Verdichtung lediglich im Abschnitt 5 des Metallmantels 2 statt, indem dieser in diesem Bereich beispielsweise umfassend radial verpresst wird. Die Herstellung einer solchen Heizpatrone 1 mit ihren Schaltern/Reglern 9, 10 ist äußerst einfach, da der Heizleiter 7 mit dem Wickelkörper 8 gemeinsam mit den Schaltern/Reglern 9 und 10 in den vorab mit dem eingeschweißten Boden 3 versehenen Metallmantel 2 einsetzbar ist und danach die Befüllung der Heizpatrone 1 mit gewöhnlich granuliertem Isolierwerkstoff erfolgen kann.
Anschließend wird die Stirnwand 15 eingesetzt, so dass der Innenraum des Metallmantels 2 nach außen "hermetisch" abgeschlossen ist. Durch das radiale Verpressen des Abschnittes 5 des Metallmantel 2 erfolgt eine Verdichtung der Isolierstofffüllung 6 ausschließlich in diesem Bereich dieses Abschnittes 5, so dass sich beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Endform als durchgehend glatter Zylinder ergibt.
Damit wird vorteilhaft erreicht, dass die erfindungsgemäße Heizpatrone 1 aufgrund der Verdichtung der Isolierstofffüllung 6 im Bereich des Abschnittes 5 mit einer hohen Oberflächenbelastung beaufschlagbar ist. Des Weiteren sind die beiden Schalter/Regler 9 und 10 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Heizleiter 7 angeordnet, so dass eine optimale Wärmeübertragung u.a. auch über die im Abschnitt 4 unverdichtete Isolierstofffüllung 6 auf die Schalter/Regler 9 und 10 stattfinden kann. Damit sind äußerst geringe Reaktionszeiten der Schalter/Regler 9 und 10 erreichbar, so dass die Heizpatrone 1 optimal ansteuerbar ist und insbesondere ein Überhitzen sicher ausgeschlossen ist.
In den Fig. 13 bis 15 ist die gleiche Heizpatrone 1 wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Diese Heizpatrone ist jedoch mit einem Befestigungsflansch 45 versehen, der auf den im Durchmesser verjüngten Abschnitt 4 des Metallmantels 2 aufgesetzt und mittels einer Schweißnaht 46 an diesem befestigt ist. Damit der Schalter/Regler 9 und 10 beim Anschweißen des Befestigungsflansches 45 keinen schädlichen Temperaturen ausgesetzt wird, erfolgt die Anbringung des Befestigungsflansches 45 vor dem Einsetzen der Heizwicklung 7 und des Schalter/Reglers 9 und 10 in den Metallmantel 2, der schon mit dem im Durchmesser verjüngten Endabschnitt 4 versehen ist.
Es ist auch denkbar, dass solche Heizpatronen über ihre axiale Länge unterschiedlich beheizbar sein können und dementsprechend mehrere beispielsweise axial hintereinander angeordnete Heizleiter aufweisen können, welche wiederum separat ansteuerbar sind.
Ein solches Beispiel zeigt Fig. 3 als Schnittdarstellung. Hier ist eine Heizpatrone 20 dargestellt, welche ebenfalls einen Metallmantel 21 aufweist. Dieser Metallmantel 21 weist in seinem rechten Endbereich sowie in seinem mittleren Bereich jeweils einen Abschnitt 22 bzw. 23 mit gegenüber den jeweils angrenzenden Abschnitten 24 bzw. 27 kleinerem Durchmesser auf. In dem zwischen diesen beiden verjüngt ausgebildeten Abschnitten 22 und 23 liegenden radial erweiterten Abschnitt 24 des Metallmantels 21 sind zwei gewendelte Heizleiter 25 und 26 angeordnet. In dem sich an den radial verjüngten Abschnitt 23 anschliessenden radial erweiterten Abschnitt 27 sind ebenfalls zwei gewendelte Heizleiter 28 und 29 angeordnet. Zwischen den Heizleitern 25, 26 und 28, 29 sind im Bereich des radial verjüngt ausgebildeten Abschnittes 23 wiederum zwei Schalter oder Regler 30 und 31 vorgesehen, welche über entsprechende Verbindungsleitungen 32 und 33 bzw. 34 und 35 mit den Heizleitern 28 und 29 einerseits und den Heizleitern 25 und 26 andererseits in Verbindung stehen.
Von den Heizleitern 25 und 26 sind zwei Anschlüsse 36 und 37 nach außen aus dem Metallmantel 21 herausgeführt. Im Bereich des rechten, radial verjüngten Abschnittes 22 des Metallmantels 21 ist beispielhaft noch ein Thermoelement oder ein Temperaturfühler 38 vorgesehen, welcher über zwei Anschlussleitungen 39, welche ebenfalls aus dem Metallmantel 21 herausgeführt sind, mit einer nicht weiter dargestellten elektronischen Regeleinheit in Verbindung steht. Durch diese Regeleinheit ist die gesamte Heizpatrone 20 über die Anschlüsse 36 und 37 zusätzlich regelbar.
Des Weiteren ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass der Metallmantel 21 in seinem linken Endbereich ebenfalls durch eine Bodenplatte 40 verschlossen ist, wobei diese Bodenplatte 40 ebenfalls beispielsweise durch eine Schweißverbindung mit dem Metallmantel 21 dicht verbunden sein kann.
Im rechten Endbereich des Abschnittes 22 ist auch bei der Heizpatrone 20 eine Stirnwand 41 angeordnet, welche von den Anschlüssen 36 und 37 sowie den Anschlussleitungen 39 nach außen dichtend durchragt wird.
Weiter ist aus Fig. 3 erkennbar, dass der Hohlraum des Metallmantels 21 ebenfalls mit einer Isolierstofffüllung 42 gefüllt ist. Dabei ist in Fig. 3 der unverdichtete Zustand dieser Isolierstofffüllung 42 bzw. der unverpresste Zustand des Metallmantels 21 dargestellt. D.h., diese Darstellung der Fig. 3 zeigt den unverpressten Zustand der Heizpatrone 20.
Ähnlich wie bei dem bereits nach den Fig. 1 und 2 beschrieben Ausführungsbeispiel, wird nun auch diese Heizpatrone 20 in ihren ürsprünglich erweiterten Abschnitten 24 und 27 radial verpresst, so dass diese danach eine Heizpatrone 20 mit gleichmäßiger Außenkontur in Form eines glatten Zylinders bildet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, weisen die einzelnen Abschnitte 22, 23 und 24 und 27 nach dem Verpressen die gleichen Außenmaße (Durchmesser) auf, so dass die Heizpatrone 20 in dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine gleichmäßige Zylinderform über deren gesamte Länge aufweist.
Außerdem ist aus Fig. 4 erkennbar, dass nach dem Pressvorgang die Isolierstofffüllung 42 in den Bereichen der Heizleiter 28 und 29 sowie der Heizleiter 25 und 26 verdichtet ist. Da eine Verpressung des Metallmantels 21 lediglich in den Abschnitten 24 und 27 stattfindet, ist die Isolierstofffüllung 42 in den Abschnitten 22 und 23 nicht verpresst, so dass insbesondere eine Beschädigung der Schalter/Regler 30 und 31 bzw. des Thermofühlers 38 während des Verpressens sicher ausgeschlossen ist.
Für die Herstellung der Heizpatrone 20 gilt das Gleiche wie für die Herstellung der Heizpatrone 1. D.h., dass zunächst in den "unverpressten" Metallmantel 21 die Heizleiter 25, 26 und 28, 29 zusammen mit den Schaltern/Reglern 30, 31 sowie dem Thermoelement 38 eingesetzt werden. Anschließend erfolgt die Befüllung mit einem entsprechenden Isolierwerkstoff aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, so dass dann der zuvor schon mit der Bodenplatte 40 versehene Metallmantel 21 durch die Einsetzung der Stirnwand 41 verschlossen werden kann. Durch entsprechendes Verpressen des Metallmantels 21 in den Abschnitten 24 und 27 der Heizpatrone 20 aus Fig. 3 folgt dann ausschließlich in diesen Abschnitten 24 und 27 eine Verdichtung des Isolierwerkstoffes bzw. der Isolierstofffüllung 42.
Dieser Herstellungsprozess bzw. dieses Herstellungsverfahren ist auch bei dem Ausführungsbeispiel der Heizpatrone 20 äußerst einfach durchführbar. Insbesondere ist anhand des Ausführungsbeispieles der Fig. 3 und 4 erkennbar, dass aufgrund dieser bereichsweisen bzw. abschnittweisen Verdichtung der Isolierstofffüllung 42 auch mehrere Heizleiter 25 und 26 bzw. 28 und 29 durch elektrische oder elektronische Schalter/Regler 30, 31 oder Temperaturfühler 38 getrennt oder in Verbindung miteinander ansteuerbar sind, die in unterschiedlichen axialen Abschnitten 22 bzw. 23 angeordnet sind.
Fig. 5 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Heizpatrone 1 aus Fig. 1. Hier sind für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen eingetragen, so dass die Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 auch auf die Zeichnungsfiguren 5 und 6 lesbar ist.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Heizpatrone 1 aus Fig. 1 weist die Heizpatrone 1 aus Fig. 5 noch ein zusätzliches, inneres Mantelrohr 50 auf, welches ganzflächig anliegend in den Metallmantel 2 der Heizpatrone 1 eingesetzt ist. Dieses innere Mantelrohr 50 ist der unverpressten Querschnittsform des Metallmantels 2 angepasst und bildet dementsprechend ebenfalls einen radial erweiterten Abschnitt 51 sowie einen radial verjüngt ausgebildeten Abschnitt 52. Dies bedeutet, dass auch hier eine alleinige Verpressung des Metallmantels 2 im Bereich des Abschnittes 5 ebenfalls eine Verpressung des zusätzlichen Mantelrohres 50 in dessen Abschnitt 51 bewirkt. Damit erfolgt auch hier eine Verdichtung der Isolierstofffüllung 6 ausschließlich in diesem Abschnitt 5 bzw. 51, so dass auch hier eine hochbelastbare Heizpatrone 1 entsteht. Dieses zusätzliche Mantelrohr 50 besteht aus einem hochwärmeleitfähigen Werkstoff, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder dgl., so dass eine äußerst schnelle Wärmeleitung aus den Bereichen des Heizleiters 7 zu den Schalt- und/oder Steuerelementen 9, 10 erfolgt und somit die Reaktionszeit bzw. das Ansprechverhalten der Heizpatrone weiter verbessert wird.
Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, dass hier ebenfalls eine Heizpatrone in äußerst einfacher Weise herstellbar ist und gleichzeitig auch die Möglichkeit besteht, die temperaturregelnden oder -steuernden Elemente räumlich in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Heizleitern anzuordnen, so dass eine optimale Wärmeübertragung, insbesondere durch die Isolierstofffüllung 6 bzw. 42 erreicht wird. Damit ist eine äußerst effiziente Temperatursteuerung/-regelung der Heizleiter und damit der verdichteten Heizpatrone in vielfältiger Weise möglich.
In den Fig. 7 und 8 ist beispielhaft eine Variante einer Heizpatrone 1 dargestellt, bei welcher ein Schalt- und/oder Steuerelement als "Widerstandsfühler" 65 beispielsweise in Form eines Platinmesswiderstandes oder NTC vorgesehen ist. Der nicht oder nur leicht verpresste Abschnitt 4 mit der leicht- oder unverpressten Isolierstofffüllung befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich eines Abschnittes 4 des Metallmantels 2, welcher im Endbereich der Bodenplatte 3 angeordnet ist. In dem in Fig. 7 dargestellten unverpressten Ausgangszustand weist auch hier der Abschnitt 5 des Metallmantels 2, in welchem der auf den Wickelkörper 8 aufgewickelte Heizleiter 7 angeordnet ist, einen größeren Außendurchmesser auf als der Abschnitt 4 im Bereich des Widerstandsfühlers 65. Von diesem Widerstandsfühler 65 führen entsprechende Anschussleitungen 66 durch die axial gegenüberliegende Stirnwand 15 des Metallmantels 2 hindurch nach außen. Besonders für Automobilanwendungen oder anderen Geräten mit einer elektronischen Steuerung, wie z.B. Wäschetrocknern, Geschirrspülern oder sonstigen Maschinen, bietet sich ein solcher Widerstandsfühler besonders an, da dessen Temperatur von einer elektronischen Steuerung über dessen spezifische Widerstandskennlinie erfasst und damit gesteuert werden kann. D.h. Heizelemente mit einem Widerstands-Temperaturfühler können - im Gegensatz zu klassischen Thermoelementen wie z.B. Fe-CuNi oder NiCr-Ni etc. - von der elektronischen Steuerung erfasst und gesteuert werden. Des Weiteren ist diese Ausführungsvariante vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel der Heizpatrone aus Fig. 1 ausgebildet, so dass auch entsprechend dieselben Bezugszeichen eingetragen sind und die diesbezügliche Beschreibung zu Fig. 1 auf das Ausführungsbeispiel der Heizpatrone 1 aus den Fig. 7 und 8 zu lesen ist.
Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die jeweils unverdichtet (oder leichtverdichtet) bleibenden Abschnitte 4, 22, 23 des Metallmantels 2 bzw. 21 schon vor dem Verdichtungsvorgang mit einem verringerten Querschnitt bzw. Durchmesser versehen, damit nach dem Verdichten eine über ihre ganze axiale Länge gleichmäßig zylindrische Heizpatrone vorliegt.
Es ist aber auch ohne Weiteres möglich und leicht vorstellbar einen vorzugsweise zylindrischen Metallmantel als Ausgangsmaterial zu verwenden, der vor dem Verdichten einen über die gesamte Länge gleichmäßigen Querschnitt und Durchmesser aufweist. Bei einer solchen Ausgangsform des Metallmantels wird dieser beim Pressvorgang "nur" im Bereich der Abschnitte der Heizleiter verpresst. Damit ergeben sich im Bereich dieser Abschnitte des Metallmantels nach dem Pressvorgang ebenfalls die verdichteten Bereiche der Isolierstofffüllung. Da der Metallmantel nur in diesen Abschnitten verpresst wird, ergibt sich eine axial abgestufte Außenkontur der Heizpatrone, da die Bereiche mit den die Schalt- und/oder Steuerelementen enthaltenden Abschnitte des Metallmantels nicht oder allenfalls nur leicht (= schwach)verpresst werden. Diese axial abgestufte Außenkontur des Metallmantels kann insbesondere für die Endmontage solcher Heizpatronen von Vorteil sein. Des Weiteren bietet diese Art der Herstellung den Vorteil, dass als Ausgangsmaterial für den Metallmantel ein "herkömmliches" zylindrisches Rohr verwendet werden kann, das nicht vorab in eine vorzugebende "entgegengesetzt" abgestufte Außenkontur vorgeformt werden muss.
Die Fig. 9 und 10 zeigen einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsvariante einer Heizpatrone 1, welche von der Heizpatrone 1 aus den Fig. 5 und 6 abgeleitet ist. Insoweit ist die Beschreibung zu den Fig. 5 und 6 auch auf die Heizpatrone 1 aus den Fig. 9 und 10 zu lesen. Dementsprechend sind auch in den Fig. 9 und 10 dieselben Bezugzeichen eingetragen. Bei der Ausführungsvariante der Heizpatrone 1 der Fig. 9 und 10 ist im Bereich des Abschnittes 4 des Metallmantels 2 bzw. 52 des Mantelrohres 50 ein Stützkörper 55 eingesetzt. Dieser Stützkörper 55 dient zu Abstützung der beiden Schalter/Regler 9 und 10. Um die Heizkörper 1 nach dem Einsetzen des Heizleiters 7 zusammen mit dem Wickelkörper 8 und den beiden Schaltern/Reglern 9, 10 zusammen mit dem Stützkörper 55 mit der Isolierstofffüllung 6 befüllen zu können, weist der Stützkörper 55 einerseits mehrere gleichmäßig an seinem Umfang verteilt angeordnete Aussparungen 56 auf. Des Weiteren sind im Stützkörper 55 zwei Aufnahmebohrungen 57 und 58 vorgesehen, in welchen die beiden Schalter/Regler 9, 10 mit Spiel aufgenommen werden. Zwischen diesen Aufnahmebohrungen 57, 58 sind, wie dies aus Fig. 9a ersichtlich ist, zwei Durchgangsbohrungen 59 und 60 vorgesehen, welche ebenfalls das Befüllen der Heizpatrone bzw. des Metallmantels erleichtern.
Es ist erkennbar, dass sich in dem in Fig. 9 dargestellten unverdichteten Zustand der Heizpatrone 1 die unverdichtete Isolierstofffüllung 6 sowohl im Bereich des Abschnittes 5 als im Bereich des Abschnittes 4 des Metallmantels und somit auch im Bereich der Aussparungen 56 und der Durchgangsbohrungen 59 und 60 befindet. Das Spiel zwischen den Aufnahmebohrungen 57 und 58 und den Schaltern/Reglern 9, 10 kann ebenfalls so gewählt sein, dass sich nach dem Befüllen in dem gebildeten Zwischenraum ebenfalls unverdichtete Isolierstofffüllung 6 befindet.
Nach dem Verpressen des Mantelgehäuses 2 der Heizpatrone 1 im Bereich des Abschnittes 5 wird nun auch in diesem Bereich die Isolierstofffüllung 6 verdichtet, während im Bereich des Abschnittes 4 keine Verdichtung der Isolierstofffüllung 6 stattfindet. Der Stützkörper 55 sorgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9, 9a und 10 für eine "zusätzliche" Führung der beiden Schalter/Regel 9, 10, insbesondere auch beim Einsetzen in den Metallmantel 2 bzw. in das Mantelrohr 50 der Heizpatrone 1.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Variante einer Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Art, welche als Rohrheizkörper 70 ausgebildet ist. Dieser Rohrheizkörper 70 bildet einen Metallmantel 71, welcher in seinen beiden Endbereichen jeweils einen radial verjüngt ausgebildeten Abschnitt 72 bzw. 73 aufweist. Zwischen diesen beiden Abschnitten 72 und 73 bildet der Metallmantel einen radial erweiterten Abschnitt 74, in welchen ein Heizleiter 75 angeordnet ist. Dieser Heizleiter ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einen Wickelkörper 75 aufgewickelt.
Im linken Abschnitt 72 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schalter in Form eines Bimetallschalters 77 angeordnet. Im Bereich des rechten Abschnittes 73 kann beispielsweise ein "Schaltelement" in Form einer Schmelzsicherung 78 vorgesehen ist. Der Bimetallschalter steht über eine Verbindungsleitung 79 mit dem Heizleiter 75 in Verbindung, während die Schmelzsicherung 78 über eine Verbindungsleitung 80 mit dem Heizleiter 75 verbunden ist. Vom Bimetallschalter 77 führt ein Anschluss 81 durch eine in den Metallmantel 71 im linken Endbereich eingesetzte Stirnwand 82 nach außen. Im rechten Endbereich des Metallmantels 71 ist eine zweite Stirnwand 84 eingesetzt, durch welche ein zweiter Anschluss 83 von der Schmelzsicherung 78 nach außen aus dem Metallmantel 71 herausgeführt ist.
In dem in Fig. 11 dargestellten Zustand des Rohrheizköpers 70 befinden sich der Bimetallschalter 77, die Heizwendel 75 zusammen mit dem Wickelkörper 76 und die Schmelzsicherung 78 in einer unverdichteten Isolierstofffüllung 85.
Nach dem Verdichten, durch Verpressen des Metallmantels 71 im Bereich des Abschnittes 74, wird nun in diesem Bereich die Isolierstofffüllung 85 verdichtet. Diesen verdichteten "Endzustand" zeigt Fig. 12. Es ist auch hier erkennbar, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Rohrheizkörpers 70, dieser nach dem Verdichten eine gleichmäßige Außenkontur über dessen gesamte Länge aufweist.
Auch hier ist denkbar, dass der Ausgangszustand des Metallmantels 71 vor dem Verpressen eine einheitliche zylindrische Außenform aufweist. Dementsprechend bildet der Metallmantel 71 nach dem Verpressen eine axial abgestufte Außenkontur, welche "mittig" radial verjüngt ausgebildet ist. Dies kann insbesondere für die feststehende Montage von Vorteil sein.
Weiter zeigt Fig. 12, dass sich sowohl der Bimetallschalter 77 als auch die Schmelzsicherung 78 in den Abschnitten 72 und 73 jeweils in einem unverdichteten (oder leicht verdichteten) Bereich der Isolierstofffüllung 85 befinden, während der Heizleiter 75 mit einem Wickelkörper 76 im Abschnittes 74 des Metallmantels 71 in einem verdichteten Bereich angeordnet ist. Auch aus den Fig. 11 und 12 ist erkennbar, dass auch ein Rohrheizkörper mit seinen beidseitigen Anschlüssen 81 und 83 in einfacher Weise durch abschnittweises Verpressen des Metallmantels 71 und damit durch abschnittweises Verdichten der Isolierstofffüllung 85 mit integrierten "Schaltern/Reglern" herstellbar ist.

Claims

Elektrische, als Heizpatrone(1, 20) oder Rohrheizkörper (70) ausgebildete Heizvorrichtung mit wenigstens einem gewendelten, drahtförmigen Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75), der in einem Metallmantel (2, 21, 71) beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl angeordnet in einer verdichteten Isolierstofffüllung (6, 42, 85) aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, eingebettet ist, wobei der Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75) mit aus dem Metallmantel (2, 21, 71) heraus geführten elektrischen Anschlüssen (13, 14, 36, 37, 81, 83) versehen und über wenigstens ein temperaturabhängig aktivierbares, elektrisches Schalt- und/oder Steuerelement (9, 10, 30, 31, 38, 77, 78) schaltbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der oder die elektrischen Schalt- und/oder Steuerelemente (9, 10, 30, 31, 38, 77, 78) in räumlicher Nähe des bzw. der Heizleiter (7, 25, 26, 28, 29, 75) jedoch axial gegenüber diesen versetzt in einem oder mehreren nur schwach verdichteten oder unverdichteten axialen Abschnitten (4, 22, 23, 72, 73) der Isolierstofffüllung (6, 42, 85) und des Metallmantels (2, 21, 71) angeordnet sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abschnitt (4) des Metallmantels (2, 21, 71) mit nur schwach verdichteter oder unverdichteter Isolierstofffüllung (6, 85) mit dem oder den Schalt- und/oder Steuerelement(en) (9, 10, 77, 78) in dem Endbereich der Heizvorrichtung (1, 20, 70) befindet, aus welchem die elektrischen Anschlüsse (13, 14, 36, 37, 81, 83) des oder der von einem der Schalt- und/oder Steuerelemente (9, 10, 38, 77, 78) gesteuerten Heizleiters (7, 28, 29, 75) stirnseitig aus dem Metallmantel (2, 21, 71) herausgeführt sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (23) des Metallmantels (21) mit nur schwach verdichteter oder unverdichteter Isolierstofffüllung (42) mit dem oder den Schalt- und/oder Steuerelementen (30, 31) in einem axial zwischen zwei Abschnitten (24, 27) des Metallmantels (21) mit verdichteter Isolierstofffüllung (42) angeordnet ist.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder die Abschnitte (4, 22, 23, 72, 73) des Metallmantels (2, 21, 71) mit nur schwach verdichteter oder unverdichteter Isolierstofffüllung (6, 42, 85) jeweils in einem Abschnitt (4, 22, 23, 72, 73) des Metallmantels (2, 21, 71) befinden, dessen Querschnittsform und/oder Querschnittsgröße derjenigen eines Abschnittes (5, 24, 27, 74) des Metallmantels (2, 21, 71) mit verdichteter Isolierstofffüllung (6, 42, 85) entspricht.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (5, 24, 27, 74) des Metallmantels (2, 21, 71) vor dem Verdichten im Bereich der stark zu verdichtenden Isolierstofffüllung (6, 42, 85) eine größere lichte Weite aufweisen als die Abschnitte (4, 22, 23, 72, 73) des Metallmantels (2, 21, 71), welche nach Fertigstellung die leicht- oder unverdichtete Isolierstofffüllung (6, 42, 85) enthalten.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel (2, 21, 71) in dem nur schwach verdichteten oder unverdichteten Endabschnitt der herausgeführten Anschlüsse (13, 14 bzw. 36, 37 bzw. 81, 83), der anfänglich einen kleineren Durchmesser bzw. eine kleinere lichte Weite aufweist, als in dem oder den hoch zu verdichtenden Abschnitten, mit einem angeschweißten oder angelöteten Befestigungsflansch (45) od. dgl. versehen ist.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel (2, 21, 71) im Endbereich der herausgeführten Anschlüsse (13, 14 bzw. 36, 37 bzw. 81, 83) durch eine Stirnwand (15, 41, 82, 84) verschlossen ist und
dass die Anschlüsse (13, 14 bzw. 36, 37 bzw. 81, 83) durch diese Stirnwand (15, 41, 82, 84) hindurch geführt sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Metallmantel (2) ein zusätzliches, formangepasstes Mantelrohr (50) vorgesehen ist, das sowohl vor dem Verdichtungsvorgang als auch nach dem Verdichtungsvorgang flächig am Metallmantel (2) anliegt.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zusätzliche Mantelrohr (50) axial wahlweise über die gesamte Länge des Metallmantels (2) oder nur über einen Teilbereich, insbesondere nur über den Abschnitt (4 und/oder 5) des Metallmantels (2) mit nur schwach verdichteter oder unverdichteter Isolierstofffüllung (6) erstreckt.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (5, 24, 27, 74) des Metallmantels (2, 21, 71) vor dem Verdichten im Bereich der "stark" zu verdichtenden Isolierstofffüllung (6, 42, 85) dieselbe lichte Weite aufweisen wie die Abschnitte (4, 22, 23, 72, 73) des Metallmantels (2, 21, 71), welche nach Fertigstellung die leicht- oder unverdichtete Isolierstofffüllung (6, 42, 85) enthalten und,
dass die Abschnitte (5, 24, 27, 74) des Metallmantels (2, 21, 71) nach dem Verdichten im Bereich der "stark" zu verdichtenden Isolierstofffüllung (6, 42, 85) eine kleinere lichte Weite aufweisen als die Abschnitte (4, 22, 23, 72, 73) des Metallmantels (2, 21, 71), welche nach Fertigstellung die nur schwach verdichtete oder unverdichtete Isolierstofffüllung (6, 42, 85) enthalten.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und/oder Steuerelemente (9, 10, 30, 31, 38, 55, 77, 78) als Schmelzsicherung, Platinmesswiderstand, NTC, Bimetallschalter oder einer Kombination aus diesen ausgebildet sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und/oder Steuerelemente (9, 10) und/oder deren elektrischen Verbindungen (11, 12) zu dem Heizleiter (7) bzw. den Heizleitern in einem isolierenden, die Schalt- und/oder Steuerelemente führenden Stützkörper (55) im Metallrohr (50) geführt sind, welche Durchlässe, insbesondere in Form von außenseitigen Aussparungen (56) und/oder "inneren" Durchgangsbohrungen (59, 60) für die Isolierstofffüllung (85) aufweisen und/oder mit dem Metallmantel (2) solche Durchlässe bilden.