EP2194753B1

EP2194753B1 - Rohrförmiges Heizelement

Info

Publication number: EP2194753B1
Application number: EP20090013839
Authority: EP
Inventors: Andreas Schlipf
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2029-11-04
Also published as: EP2194753A2; EP2194753A3; DE202008015979U1

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Heizelement, bestehend aus einem Trägerrohr aus Metall, das in seiner äußeren Mantelfläche eine oder mehrere gewindeartig verlaufende Nuten mit in einzelnen Axialbereichen unterschiedlichen Steigungen aufweist, in welche biegsame mit wenigstens einer Heizdrahtwendel versehene Rohrheizpatronen, die eine Patronenwendel bilden, eingelegt und/oder eingepresst sind, derart, dass ihre elektrischen Anschlüsse vom Träger wegragen.
Bei bekannten rohrförmigen Heizelementen der gattungsgemäßen Art ist jeweils nur eine Rohrheizpatrone auf ein Trägerrohr aufgewickelt. Bei diesen Heizpatronen liegen die Anschlüsse der Heizdrahtwendel jeweils an den einander gegenüberliegenden Enden des Metallmantels. Es ist deshalb erforderlich, dass die Rohrheizpatrone, die beispielsweise einen Durchmesser von 2mm bis 3mm aufweisen kann, in ihrer Längsmitte haarnadelförmig so gebogen wird, dass zwei parallel zueinander verlaufende Patronenwendelstränge entstehen. Entsprechend sind auch die Nuten in der Mantelfläche des Trägerrohrs an einem U-förmigen Anfang beginnend, parallel zueinander verlaufend angeordnet.
Da bei diesen Rohrheizpatronen nur eine Heizdrahtwendel vorhanden ist, muss bei einem Ausfall dieser Heizdrahtwendel die gesamte Heizvorrichtung ausgebaut und ersetzt werden. Andererseits ist es auch nicht möglich, gezielt abschnittweise Heizleistung zuzuschalten oder zu verringern.
Aus der WO 2002/096156 A1 offenbart ein Heizelement mit einem äußeren Reflektorrohr, in dem eine zumindest einen Widerstandsdraht aufweisenden Heizwendel im Wesentlichen koaxial angeordnet ist, welche über endseitige Anschlüsse an eine Stromquelle angeschlossen werden kann und die in einem Halteabschnitt an der Innenwandung des Reflektorrohrs befestigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Heizelement zu schaffen, das abschnittweise mit unterschiedlichen Heizleistungen beaufschlagt werden kann und bei dem mehrere unabhängig voneinander schaltbare Heizdrahtwendeln auf engem Raum zur Erbringung hoher Heizleistungen auf einem Trägerrohr verlegt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass in der Mantelfläche des Trägerrohrs in wenigstens zwei Nuten oder nutenartigen Kanälen wenigstens zwei separate Rohrheizpatronen verlegt sind, deren jeweils an einem Ende geschlossene Metallmäntel jeweils wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Wendelstränge einer Heizdrahtwendel enthalten, deren Anschlüsse am jeweils nicht geschlossenen Ende des Metallmantels herausgeführt sind, wobei jeweils das geschlossene Ende der einen Rohrheizpatrone den am einen Ende des Trägerrohrs auf der Mantel-in einer Nut oder einem Kanal des Trägerrohrs liegenden Anfang der einen Patronenwendel bildet und das geschlossene Ende der zweiten Rohrheizpatrone auf der Mantelfläche in einer Nut oder einem Kanal den am anderen Ende des Trägerrohrs liegenden Anfang der zweiten Patronenwendel bildet und wobei die anschlussseitigen Enden der beiden Rohrheizpatronen an einer von den beiden Enden des Trägerrohrs entfernten Stelle, vorzugsweise in deren Mitte, zusammengeführt und ggf. miteinander verschaltet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es nicht nur möglich, an bestimmten Abschnitten, insbesondere an den Endabschnitten des Trägerrohrs, die Windungen der Patronenwendel so nahe aneinander zu führen, dass eine hohe Heizleistung abschnittweise erzielt werden kann. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, die Heizpatrone vor dem Aufwickeln auf dem Trägerrohr bzw. vor dem Einlegen in dessen Umfangsnuten haarnadelförmig zu biegen und zwei Wendelstränge zu bilden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, die beiden Patronenwendel mit ihren Heizdrahtwendeln mit unterschiedlichen Leistungspotentialen zu beaufschlagen. Und es besteht die Möglichkeit, die einzelnen Heizdrahtwendeln unterschiedlich miteinander zu verschalten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: In vereinfachter Seitenansicht ein rohrförmiges Heizelement mit zwei separaten Patronenwendeln;
Fig. 2: eine Stirnansicht II aus Fig. 1;
Fig. 3: das gleiche Heizelement wie Fig. 1, jedoch mit verschalteten Anschlüssen der beiden Patronenwendeln;
Fig. 4: in schematischer Schnittdarstellung die beiden Heizpatronen der Fig. 1;
Fig. 5: die beiden miteinander verschalteten Heizpatronen der Fig. 3;
Fig. 6: die beiden auf andere Weise miteinander verschalteten Heizpatronen der Fig. 3.

Das Heizelement besteht aus einem Trägerrohr 1 aus Messing, Kupfer od. dgl., dessen Mantelfläche mit gewindeartig verlaufenden Nuten 2 und 3 versehen ist, die jeweils an den Enden 4 bzw. 5 des Trägerrohrs 1 beginnen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Windungen der Nuten 2 und 3 in den Endbereichen des Trägerrohres jeweils eng nebeneinander liegend geführt während sie zur Mitte des Trägerrohrs hin größere Abstände bzw. eine größere Steigung aufweisen. In diesen Nuten 2 und 3 sind jeweils separate Rohrheizpatronen 6 und 7 eingelegt bzw. eingepresst, deren geschlossene Enden 8 bzw. 9 jeweils im Anfangsbereich der Nuten 2 bzw. 3 und somit auch in der Nähe der Trägerrohrenden 4 bzw. 5 liegen.
An einer von beiden Enden 4 und 5 des Trägerrohrs 1 entfernt liegenden Stelle sind die beiden Anschlussenden 10 und 11 der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 radial vom Trägerrohr 1 nach außen geführt. In Anschlusshülsen 12, 13 sind die Enden 14 und 15 bzw. 16 und 17 jeweils mit Anschlusslitzen 18, 19 bzw. 20 und 21 verbunden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind die Enden der Heizdrahtwicklungen der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 innerhalb einer Anschlusshülse 12' gemäß Fig. 5 miteinander verschaltet.
Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, befinden sich in den Metallmänteln 22 bzw. 23 der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 jeweils in zwei parallelen Wendelsträngen 24, 25 bzw. 26, 27 verlaufende Heizdrahtwendeln 28 bzw. 29, die in üblicher Weise in eine Isoliermasse 30 eingebettet und in dieser verpresst sind.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind die Anschlüsse 31, 32 bzw. 33, 34 nicht miteinander verschaltet sondern jeweils separat an eine Spannungsquelle anschließbar und auch separat ein- und ausschaltbar.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5 hingegen sind die beiden Heizdrahtwendeln 28, 29 elektrisch in Reihe geschaltet. Dabei ist jeweils das eine Heizdrahtende 35 über einen Verbindungsdraht 35' mit der Litze 18 verbunden und das Heizdrahtende 36 der Heizdrahtwendel 29 ist über einen Verbindungsdraht 36' mit der Anschlusslitze 21 verbunden. Die beiden anderen Heizdrahtenden 38 und 39 sind über Verbindungsdrähte 40 und 41 durch eine Klemmhülse 42 miteinander verbunden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 sind die beiden Heizdrahtwendeln 28 und 29 parallel geschaltet. Dabei sind ihre Heizdrahtenden 35 und 36 jeweils über die Verbindungsdrähte 35' und 36' mit den Litzen 18 bzw. 21 verbunden und die anderen Heizdrahtenden 38 und 39 über die Verbindungsdrähte 38' und 39' über Kreuz ebenfalls mit den Anschlusslitzen 18 und 21 verbunden.
Wenn, was ohne Weiteres möglich ist, Rohrheizpatronen verwendet werden, die statt nur einer Heizdrahtwendel zwei oder mehr Heizdrahtwendeln aufweisen, können selbstverständlich mehr unterschiedliche elektrische Schaltungen und Steuerungen der einzelnen Heizdrahtwendeln vorgesehen werden, um unterschiedlichen Leistungsanforderungen gerecht zu werden.

Claims

Rohrförmiges Heizelement, bestehend aus einem Trägerrohr (1) aus Metall, das in seiner äußeren Mantelfläche eine oder mehrere gewindeartig verlaufende Nuten (2, 3) mit in einzelnen Axialbereichen unterschiedlichen Steigungen aufweist, in welche biegsame mit wenigstens einer Heizdrahtwendel (28, 29) versehene Rohrheizpatronen (6, 7), die eine Patronenwendel bilden, eingelegt und/oder eingepresst sind, derart, dass ihre elektrischen Anschlüsse (10, 11) vom Träger wegragen,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Mantelfläche des Trägerrohrs (1) in wenigstens zwei Nuten (2, 3) oder nutenartigen Kanälen wenigstens zwei separate Rohrheizpatronen (6, 7) verlegt sind, deren jeweils an einem Ende geschlossene Metallmäntel (22, 23) jeweils wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Wendelstränge (24, 25; 26, 27) einer Heizdrahtwendel (28, 29) enthalten, deren Anschlüsse am jeweils nicht geschlossenen Ende des Metallmantels (22, 23) herausgeführt sind, wobei jeweils das geschlossene Ende (8) der einen Rohrheizpatrone (6) den am einen Ende (4) des Trägerrohrs (1) auf der Mantelfläche in einer Nut (2) oder einem Kanal des Trägerrohrs (1) liegenden Anfang der einen Patronenwendel bildet und das geschlossene Ende (9) der zweiten Rohrheizpatrone (7) auf der Mantelfläche in einer Nut (3) oder einem Kanal den am anderen Ende (5) des Trägerrohrs (1) liegenden Anfang der zweiten Patronenwendel bildet und wobei die anschlussseitigen Enden (10, 11) der beiden Rohrheizpatronen an einer von den beiden Enden (4, 5) des Trägerrohrs (1) entfernten Stelle, vorzugsweise in deren Mitte, zusammen nach außen geführt und ggf. miteinander verschaltet sind.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrahtwendeln (28, 29) der separaten Rohrheizpatronen (6, 7) außerhalb des Trägerohrs (1) in einer Anschlusshülse (12, 12', 13) zusammengeführt sind.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrheizpatronen (6, 7) unterschiedliche Heizdrahtwendeln (28, 29) aufweisen, die an die zwei gemeinsamen Anschlüsse (31, 32) angeschlossen sind.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Heizdrahtwendeln (28, 29) der Rohrheizpatronen (6, 7) innerhalb einer Anschlusshülse (12, 12', 13) eingebettet in Isolierstoffmasse unter sich und/oder mit den zwei nach außen geführten Anschlüssen (31, 32) verschaltet sind.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Rohrheizpatronen (6, 7) zwei jeweils zweistrangig verlaufende Heizdrahtwendeln (28, 29) aufweist.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (23) eine abgeflachte, insbesondere ovale oder rechteckige Querschnittsform aufweist.
Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Heizdrahtwendeln (28, 29) der einzelnen Rohrheizpatronen (6, 7) separat schaltbar sind.