WO2010083969A1 - Verbindungselement für heizwendel für rohrheizkörper sowie herstellungsverfahren hierfür - Google Patents

Verbindungselement für heizwendel für rohrheizkörper sowie herstellungsverfahren hierfür Download PDF

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WO2010083969A1
WO2010083969A1 PCT/EP2010/000214 EP2010000214W WO2010083969A1 WO 2010083969 A1 WO2010083969 A1 WO 2010083969A1 EP 2010000214 W EP2010000214 W EP 2010000214W WO 2010083969 A1 WO2010083969 A1 WO 2010083969A1
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heating coil
connection
jacket tube
heating
connecting element
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PCT/EP2010/000214
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Inventor
Martin Reichl
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Bleckmann Gmbh & Co. Kg
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    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids

Definitions

  • the present invention generally relates to the connection of an annealing or heating coil in a heating device.
  • the invention relates to a novel connection element for connecting the heating coil to a connection assembly of a tubular heater without requiring a welding or soldering operation.
  • a power connector for electric tubular heaters in which one end of the heating wire in a bridging sleeve of easily bendable conductor material, preferably river iron, is inserted and that both parts are connected by crimping.
  • connection assembly for an electrical heating device.
  • DE 10 2006 005 322 A1 a generic heating device is known.
  • Fig. 1 shows as essential components or assemblies of the known heating device: a jacket tube 10 in which a contacted via a connection assembly 30 heating coil 20 by means of an insulating material 40 with respect to the jacket tube electrically insulated but thermally conductive is arranged.
  • the connection module is connected at its one end via a connecting bolt 32 with the heating coil 20.
  • the heating coil 20 which is arranged in the interior of the jacket tube 10, is made of a wound to a helix in current flow heating electrical resistance material. At the two free connection ends 21, the heating coil 20 is connected to the respectively arranged there Anschlußbaugruppo 30 via the Ansei boussboi-ce ⁇ 32. In order to facilitate the attachment of the heating coil 20 on the connecting bolt 32, this has at its end facing the heating coil 20 a conical portion 32 a.
  • the conical section 32a of the connecting bolt 32 is adjoined by a circular-cylindrical section 32b of the connecting bolt 32.
  • the latter is connected to a likewise at least approximately coaxial with the central longitudinal line of the jacket tube 10 arranged thermal overload protection 34 in such a way that a lead wire 34a of the thermal overload protection 34 is connected in a blind hole in the right frontal end of the connecting bolt 32 by a pinch 32c.
  • a pinch 32c At the conically shaped, right end 34b of the thermal overload protection 34, which otherwise has a substantially circular cylindrical cross-section, another connecting wire 34c of the thermal overload protection 34 in a blind hole in a left frontal end of a fitting 36 with the thermal overload protection 34 in turn by a pinch 36a connected.
  • the connecting piece 36 is led out of the jacket tube 10 to the outside and serves to connect the known heating device with a (not shown) electrical energy source.
  • the closure bead 38 is made of a thermally deformable plastic u ⁇ d has four filling slots 38a distributed in the circumferential direction of the closure bead 38 in a uniform pitch. These filling slots 38a extend axially along the sealing bead 38. Webs 38b are provided between the individual filling slots 38a, the outer diameter of which corresponds at least approximately to the inner diameter of the jacket tube 10. At their outwardly facing end 38a lugs 38c are provided on the webs, which close the filling slots 38a after filling the jacket tube 10 with an insulating compound 40 by a thermal deformation process. As can be seen from FIG. 1, the closure bead 38 projects beyond the right-hand end 10 a of the jacket tube 10 and is fixed there to the connection piece 36 by means of two notches in the jacket tube 10.
  • the connecting bolt 32 is preferably made of a material which conducts electricity well, in order, inter alia, to prevent heating of the connection assembly when current flows through ohmic losses. Therefore, copper would be particularly suitable as a material for the terminal bolt 32.
  • copper has a poor heat resistance, ie, is not "heat-resistant", and therefore, in the particular case of the invention, it may be referred to as a microcentrifuge.
  • uicSciTi vjrüf ⁇ u is a purely non-positive connection between the terminal bolt 32 and the heating coil 20 is not suitable to ensure a permanent mechanical, in particular electrically reliable connection.
  • the tensile forces that occur can only be transmitted reliably by means of a non-positive connection, as long as the pretensioning force set between the connecting bolt 32 and the heating coil 20 is greater than or equal to the tensile force that occurs due to the in the tubular heater under tensile stress clamped heating coil is exercised, is. Since, however, the above-mentioned behavior of copper leads to a reduction in these adhesive forces during operation, there is the risk that the heating coil clamped in the tubular heater between the connection assemblies will be affected by the Detaching connecting bolt, the tubular heater thus fails and then must be replaced.
  • the known heating device of the connecting bolt is preferably made of brass or other heat-resistant material and the heating coil additional borrowed materially fixed to the connecting bolt.
  • a material-bonded connection between the heating coil and the connecting bolt can be produced by means of the spot weld or by brazing or high-temperature soldering.
  • Such a compound can be separated only by destruction of the compound, but is complicated in terms of their production, especially time-consuming and above all requires an ongoing quality inspection in the manufacturing process to avoid rejects.
  • a first aspect of the invention relates to a connecting element, in particular in a heating device, in particular for household appliances, for heating a fluid, for connecting a heating coil to a connection assembly of the heating device.
  • the connecting element according to the invention essentially has the following features: At a first connection end, a holding element for electrically connecting to and holding, in particular a connecting end of the heating coil, at least one fixing element for, in particular positive, fixing the heating coil on or on the holding element.
  • the at least one fixing element is designed such that it is deformed by plastic deformation or plastic deformation during the production of the connection with the connecting end of the heating coil on or on the holding element. firmly fix and at the same time can make a reliable electrical current conductive contact between these connection partners.
  • the connector has a second terminal end for connection to a component of the terminal assembly.
  • at least one clamping element may be provided at the second connection end, which is adapted in particular by plastic deformation to the shape of a component of the terminal assembly with bias, so that this second terminal end during assembly, in particular by mating, with the component of the terminal assembly non-positively and electrically conductive is connectable.
  • notches and / or recesses may be provided in the clamping element, can engage in the corresponding projections or latching elements, which are provided on the component of the terminal assembly when connecting, so that in addition to the already mentioned non-positive in addition to a positive connection can be made.
  • connection results from a meshing of the two connection partners, whereby forces which are caused by operational loading are essentially normal, ie. H. perpendicular to the surfaces of the two connection partners can be transmitted.
  • the connection partners can not solve without or with interrupted power transmission.
  • a heat conducting means in particular a plantete or a sauceleitkonus additionally provided on the holding element.
  • the heat conducting means is designed such that it protrudes substantially concentrically into a connected heating coil in the mounted state with a predetermined length in order to conduct heat from the heating coil to the connecting element and thus to the thermal overload protection which is preferably connected to the second connection end, in order to ensure a reliable especially to ensure fast response of the overload protection.
  • this heat-conducting means can also serve as a "threading aid" in the production of the connection with the heating coil
  • the second function "threading aid” facilitates the, in particular automated, production of the connection to the heating coil by the end of the heating coil through the threading aid such that the heating coil, in particular, the connecting end of the heating coil occupies a predetermined position to the holding element, so as to arrive with the holding element in a predetermined engagement.
  • the holding element of the connecting element according to the invention has a substantially planar planar coil support region, in which or on which there is a projection.
  • the cross-section of the projection lying essentially parallel to the coil support region has in special embodiments a shape which corresponds to the shape of the
  • Inner cross-section of the connecting end of the heating coil is adapted or resembles this shape. Ie. the shape of the peripheral surface of the projection is based on the shape of the connection end of the heating coil.
  • the connecting end of the heating coil may in certain embodiments of the compound according to the invention have an embodiment of the following group: a hook, an eye, a cylindrical turn or a loop.
  • the protrusion of the holding member and the connecting end of the heating coil are adapted to each other so that between them as connecting partners a fresh-liquid connection similar to the connection between a hook and an eye or a loop and a post can be made.
  • the projection on the helical contact area can be produced as a circumferential, raised edge in the helical contact area by reshaping, in particular as the edge of a pot by deep drawing or the like or alternatively as a tubular, in particular annular, edge at a through hole by punching and / or thorns or the like.
  • the projection is formed by an edge which is deep-drawn on a substantially circular through-hole in the helical contact region.
  • the projection is formed by a material piece, for example a bolt or a piece of wire, inserted at a substantially circular through-hole in the coil support region, in particular by riveting.
  • the projection can be designed to press this also by plastic deformation or plastic deformation in the preparation of the connection with the connecting end of the heating coil this form of a rivet form fit to press or fix and thereby already can make a reliable electrical current conductive contact between the projection and Wendeletzlage Scotland and the connection end of the heating coil.
  • the helical contact area can be angled or bent substantially at right angles relative to the second connecting end, so that the projection essentially in the axial direction of the connecting element, in particular in the direction of the continuation of the axial center longitudinal line passing through the radial cross section of the clamping element, oriented from the second terminal end oriented.
  • an offset section can ideally be provided between the first and second connection ends of the connection element.
  • the offset section is shaped such that a central longitudinal axis of a heating coil connected to the holding element and a central longitudinal axis of a component of the connection assembly connected to the clamping element at the second connection end are aligned with one another.
  • the offset section is preferably shaped such that a central position of a heating coil engaged with the heating element essentially coincides with a virtual axis corresponding to the continuation of the axial center line passing through the cross section of the component of a connection module contacted by the clamping element ,
  • a central position of a heating coil engaged with the heating element essentially coincides with a virtual axis corresponding to the continuation of the axial center line passing through the cross section of the component of a connection module contacted by the clamping element .
  • the at least one fixing element on the holding element is preferably designed in the form of at least one tab-like section, which adjoins the coil-supporting region.
  • the at least one fixing element is further configured so that it can be deformed by plastic deformation so as to positively fix a connection end of the heating coil on or on the projection of the retaining element in a positively locking manner and at the same time conduct the electric current with it , d. H. in the best case without contact resistance, to contact.
  • an output element for this purpose can be produced particularly advantageously from a sheet, particularly preferably from copper, by punching. That is, an intermediate form of the connection The element is a punched out of a sheet semifinished product.
  • the connecting element essentially consists of only a single piece of sheet metal, ie, can be produced in one piece; in the alternative second embodiment described above, the projection is added as an additional part as a further component for the connecting element.
  • the invention also relates to a heating device, in particular a tubular heating element, comprising a jacket tube, at least one heating coil arranged in the interior of the jacket tube, consisting of an electrical resistance heating wire embedded in an electrically insulating, heat-conducting insulating compound in the jacket tube, at least one termination assembly, which in the Inside the jacket tube is arranged and a for connecting the heating coil with a located outside of the jacket tube electrical energy source from the jacket tube outwardly guided connection end, and preferably at least one arranged in the region of the opening of the jacket tube, preferably integral, holding device.
  • the connection assembly is connected by means of a connecting element according to the invention with the heating coil.
  • connection assemblies of the heater contain in preferred embodiments at least one, in particular thermal, overload protection, d. H. it is preferably an overtemperature fuse which responds when a predetermined temperature is reached.
  • This predetermined temperature is, in particular, a critical temperature for the continued operation of the heating device, which indicates an abnormal operating state of the heating device.
  • the integral holding device according to the invention is designed such that it can at least partially positively receive the components of the connection assembly and ensure their exact arrangement within the jacket tube.
  • the inventive integral holding device brings the inventive integral holding device with other advantages.
  • connection module Due to the positive reception of the components of the connection module, the mechanical connections between the individual components of the connection module are relieved of tensile forces. Since the individual components of the terminal assembly, ie the connecting bolt, possibly the thermal overload protection and the inventive connecting element have different shapes, going through the at least partially positive reception or insertion of the components of the terminal assembly in the, preferably integral, holding device on the connecting element or on Connection bolt introduced forces on the holding device directly into the jacket tube initiated. Thus, the mechanical and electrical connections between the connecting element and the overload protection as well as between the overload protection device and the connecting bolt do not have to transfer forces, which considerably reduces the risk of failure of these connections.
  • the addressed thermal contact resistance consists in this case of the ratio of material of the holding device to the insulation mass, which are located between the jacket tube and overload protection together and is therefore easily determinable.
  • the overload protection is essentially subjected to heat, which is passed from the heating coil via the connecting element to the overload protection. Therefore, copper as an excellent conductor of heat due to these considerations is particularly suitable as a material for the connecting element.
  • the integral holding device has recesses, in particular in the area of the overload protection, so that the overload protection is at least partially surrounded by the insulating tube between the jacket tube such that a predetermined amount of heat per unit of time can be dissipated from the overload protection to the jacket tube via the insulating mass essentially corresponds to an amount of heat which is supplied in the proper operation of the heater via the second terminal end of the connecting element of the overload protection.
  • the response of the overload protection can be set very precisely.
  • this can be notched in the region of the connection assembly, in particular in a region of the holding device in which the overload protection is not located, preferably in the region of the holding device in which the connection bolt runs, by a squeezing or pressing operation, d , H. be reduced selectively or along a line, the inner diameter of the jacket tube.
  • the connecting end of the heating coil has the form of a hook, an eyelet or a loop for connection to a connecting element according to the first embodiment, wherein the inner cross section of this shape substantially to the outer transverse section of the projection on the holding element of the connecting element corresponds.
  • the terminal end of the heating coil in particular by reshaping of the electrical resistance heating wire forming the heating coil, is configured so that the hooked, looped or looped Anschlußende de the heating coil spanned plane substantially perpendicular to the cross section of a turn the heating coil spanned plane is located.
  • connection end of the heating coil for connection to a connecting element according to the second embodiment is unchanged from the known heating coil shown in FIG. Since a heating device according to the invention can be produced without crystallization annealing, it is possible to use a siliconized insulating compound, in particular siliconized magnesium oxide, as the insulating compound. Since siliconized magnesium oxide is hydrophobic, a complex hermetic seal of the heater can be omitted.
  • the insulating material may also be conventional magnesium oxide, wherein the heater is then sealed to the outside with, for example, a thermoplastic sealing bead, which closes off the jacket tube medium-tight.
  • the entire preassembled unit consisting of the heating coil, which is connected at their respective ends in each case with a connection assembly, wherein a connection assembly again from the one hand by means of the connecting element according to the invention with the heating coil and on the other hand with the thermal overload fuse connected connection pin, the thermal overload protection itself and the holding device, in which the components of the terminal assembly are inserted form-fitting, are inserted before filling the insulating in the jacket tube.
  • the respective terminal assembly receiving integral holding device on its outer side with at least one over the entire axial length of the holding device extending filling slot, it is possible to fill the insulating material in this way over this at least one prefilled jacket tube.
  • the holding device has on its outside a plurality of filling slots, preferably distributed in the circumferential direction uniformly in the circumferential direction, the filling process can be carried out more quickly.
  • the holding device without Golfschlitze or additionally provide a so-called sealing bead, which has no Artschlitz. Consequently, this jacket tube end is then sealed against leakage of the insulating material from the jacket tube during filling by the other jacket tube end.
  • a holding device with at least one filling slot is then provided at the other front end of the casing tube.
  • the at least one filling slot is closed.
  • This can be done, for example, by providing at least one deformable closure nose on the holding device adjacent to a filling slot, on its side facing away from the casing tube interior.
  • This deformable closure nose can be deformed after the filling process to close the filling slot medium-tight.
  • the at least one locking lug of the holding device consists of a thermally deformable plastic, so that this VerInstitutvor ⁇ an ⁇ can be vorgennmmen with a hot stamping tool. If the Hsltccinrichtu ⁇ g on several filling slots, so a corresponding closure nose is provided for each of these filling slots.
  • An alternative to closing the filling slot or slots on the holding device is that adjoining the holding device in the direction of the outside of the jacket tube, ie in the direction of the jacket tube opening a sealing bead, which closes the jacket tube medium-tight.
  • the at least one filling slot on the holding device can also be achieved by injecting a sealing means such as a synthetic resin or a plastic.
  • a sealing means such as a synthetic resin or a plastic.
  • This pressing process can be carried out simultaneously with a forming of the jacket tube or thereafter.
  • it is no longer necessary to reduce the diameter of the jacket tube by rolling, whereby the subsequent recrystallization annealing is eliminated.
  • the insulating compound previously used namely magnesium oxide, a siliconized magnesium oxide and for the integral holding device, a thermally deformable plastic.
  • a seal or sealing of the tubular heater z. B. by thermoset (synthetic resin) omitted.
  • thermoelastic sealing bead or sealing bead which hermetically seals the jacket tube, in any case medium-tight or fluid-tight to seal or seal.
  • the heater may be additionally sealed to the outside with a covering resin.
  • Fig. 1 is a partial perspective sectional view of a known heating device
  • Fig. 2a is a perspective view of a connecting element according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2b is a perspective view of a connecting element of Figure 2a with attached heating coil before the mechanical connection ..;
  • FIG. 2c is a perspective view of a connecting element of Figure 2a with attached heating coil after the mechanical connection.
  • Fig. 2d is a perspective view of a portion of an inventive
  • Heating device in particular one end of a jacket tube with an integrated connection assembly and a connecting element according to Figure 2a with attached heating coil according to their mechanical connection.
  • FIG. 3a shows a perspective view of a connecting element according to a second embodiment of the invention
  • 3b is a perspective view of a connecting element of Figure 3a with attached heating coil before the mechanical connection ..; 3c shows a perspective view of a connecting element of FIG. 3a with attached heating coil after its mechanical connection;
  • Fig. 4 is a perspective view of an integral holding device for a
  • Terminal assembly of a heating device of the invention Terminal assembly of a heating device of the invention.
  • FIGS. 2a, 2b and 2c show a perspective view of a first exemplary embodiment of a connecting element 32-1 according to the invention, the production of the connection according to the invention between a heating coil and this connecting element is explained in addition to the connecting element itself.
  • FIGS. 3 a, 3 b and 3 c With regard to the second exemplary embodiment of a connecting element 32-2 according to the invention, which is shown in a perspective view in FIGS. 3 a, 3 b and 3 c, it should be noted that this is described in each case with emphasis on the possibly differences together with the first exemplary embodiment. As a result, unnecessary repetitions are avoided, but also correlations to understand the general connection principle according to the invention better understood. It goes without saying that, in addition to the exemplary embodiments described here, alternative embodiments can be recognized by the person skilled in the art, who make use of the principle of the invention explained in this description with due appreciation.
  • FIG. 2a shows the first exemplary embodiment of a connecting element 32-1 according to the invention, which can be produced substantially in one piece from a metal sheet by punching and subsequent forming, such as, for example, cold forging.
  • the connection element 32-1 has two connection ends, namely a first connection end 50-1 for connection to a heating coil (20, cf. FIGS. 2b, 2c and 2d) and a second connection end 60 for connection to a connection assembly, in particular for connection to one integrated in the connection assembly thermal overload protection (34, see Fig. 2b, 2c and 2d) or overtemperature protection.
  • This second connection end 60 will be described in more detail below for both exemplary embodiments of the connection element 32-1 and 32-2 according to the invention explained here.
  • the first terminal end 50-1 of the connector 32-1 has a substantially planar coil support portion 54-1.
  • a projection 55-1 which is produced, for example, as a rim on a hole 53-1 by means of spikes during the forming of a stamped outlet piece of sheet metal.
  • the projection 55-1 here has the shape of a tubular rim, which adjoins the hole 53-1 in the coil support region 54-1.
  • the projection 55-1 also by deep drawing in the planar helical contact area have been pressed, the helical contact area then would have no through hole.
  • first connection end 50-1 and the second connection end 60 there is a material section which is designed as an offset region 58-1 and connects the two connection ends 50-1 and 60 to one another.
  • the alignment function of the offset portion 58-1 for aligning the two terminal ends will be explained in more detail below.
  • a tapered heat conducting tongue as heat conducting means for the thermal coupling of the connecting element to the heating coil.
  • This heat conduction tongue extends in the assembled state (see Figures 2b, 2c, 2d) with a predetermined length substantially concentrically into the connected heating coil 20 and acts as a heat conducting means to heat generated by the heating coil to the connecting element 32-1 and thus also to conduct to the second terminal end 60 Favor affiliated thermal overload protection 34 or transfer. This ensures a reliable, in particular fast response of the overload protection 34.
  • a lug-shaped fixing element 56-1 adjoins one of the remaining side edges of the coil support region 54-1, which in the illustration of FIG. 2a is already vertically upwardly displaceable up to the coil support region by the metal forming process subsequent to the punching out of a metal sheet. H. directed away from the coil support portion 54-1, is bent.
  • the fixing element 56-1 designed as a fixing lug can be deformed by bending the fixing lug in the direction of the projection 55-1, as shown in FIG. 2c described below, about a connecting end of the heating coil (FIG. 21-1, Fig. 2b) and secure against detachment.
  • FIG. 3 a shows a second exemplary embodiment of a connecting element 32 - 2 according to the invention, which is essentially produced from two parts, namely a main part produced from a metal sheet by punching and subsequent cold forming and a heat conducting means in the form of a heat conducting cone 51 - 2 and a projection 54 -2 forming piece of material.
  • the second embodiment of the connecting element 32-2 like the first exemplary embodiment, has two connection ends, namely a first one Terminal end 50-2 for connecting to the heating coil (20, see Fig. 3b and 3c) and the second terminal end 60 for connection to a terminal assembly, which is identical to the first embodiment. Therefore, only the first terminal end 50-2 differently shaped for the first embodiment will be explained below. As noted above, the identical second terminal end 60 for both embodiments will be described in more detail below.
  • the first connection end 50-2 of the connection element 32-2 according to the second embodiment also has a substantially planar coil support region 54-2 which, however, is folded at right angles compared to the first embodiment, so that the planar coil support region is arranged parallel to the radial cross section of the second connection region , Compared to the first embodiment, the coil support portion 54-2 of the second embodiment is rotated by 90 °.
  • a projection 55-2 which is now attached by means of an attached piece of material, here in the form of a cylindrical piece, to the coil support portion 54-2.
  • Adjoining the cylindrical piece of material forming the projection is a section of material, in particular a truncated cone, that is, tapering, which acts as a heat conducting means in the form of a heat conducting cone 51-2 with the function already described in connection with FIG. 2a.
  • the piece of material forming the projection and the material section forming the heat-conducting means are preferably made in one piece and fastened, for example in the form of a rivet, ie in a form-locking manner in a hole (not visible in FIG. 3 a) in the coil support region 54 - 2.
  • the attachment can also be made material fit by welding or hard or high temperature soldering.
  • the attachment can also be made material fit by welding or hard or high temperature soldering.
  • fixation elements 56-2a and 56-2b which are designed as fixing straps, can be deformed in the direction of the projection 55-2 by so-called crimping or a squeezing operation of the fixing straps, as shown in FIG. 3c described below the projection 55-2 slid the connecting end of the heating coil (21-2, Fig. 3b) to fix positively and secure against detachment.
  • fixing tabs are provided at the remaining free edge of the coil support portion 54-2 still another, ie third, fixing tabs are provided.
  • the second connection end 60 has two clamping elements 61a and 61b, which together form a clamping means for connection to a component (34, 2b, 2c, 2d, 3b, 3c) of a connection assembly (30, FIG. 2d).
  • the component to be contacted of the terminal assembly is preferably a thermal overload fuse 34 or overtemperature fuse, which may be, for example, a fuse that interrupts the electrical connection between the heating coil 20 and a (not shown) power source when a predetermined temperature is exceeded.
  • the two clamping elements 61a and 61b are, in particular by plastic deformation, at Hie Fem of this component to be contacted, d. H. the overload protection, the terminal assembly adapted with a bias that the second terminal end 60 by joining, in particular mating, with this component non-positively and electrically conductive to the terminal assembly is connectable.
  • the second terminal end 60 is provided for connection to a substantially cylindrical portion of the overload protection. Therefore, the two clamping elements 61a and 61b are adapted by plastic deformation, to exactly this cylindrical shape.
  • the abovementioned prestressing is thus produced in that a slotted cylindrical jacket spanned by the two clamping elements 61a and 61b has an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the overload protection (34, FIG. 2b, 3b) to be contacted.
  • the tubular-shaped front end 60a of the second terminal end 60 which is formed essentially by edges of the clamping elements 61a and 61b, is away from the connecting element 32-1 or 32-2 via a section 60b like a funnel, i. H. funnel-shaped, widened, so that the component to be contacted to the terminal assembly can be easily connected by means of nesting.
  • connection according to the invention illustrated in FIGS. 2c and 3c between a heating coil and a connecting element will be described 32-1 and 32-2 of the invention explained with reference to an intermediate step shown in Figs. 2b and 3b.
  • FIGS. 2b and 3b each show a connecting end 21-1 and 21-2 of the heating coil 20, which by means of the secondary function "threading aid" of the heat-conducting (in each of FIGS. 2b and 3b covered by the heating coil 20) with the first connection end 50-1 or 50-2 has been brought into a certain position to each other.
  • the connecting end 21-1 of the heating coil 20 is in the form of a loop.
  • the plane spanned by this loop is due to a corresponding deformation of the heating coil 20 forming resistance heating substantially perpendicular to the spanned by the turns of the heating coil radial cross-sectional areas and thus parallel to the coil support surface 54-1 of the connecting element 32-1.
  • the connecting end 21-1 of the heating coil 20 is already positively connected to the holding element 52-1 of the connecting element 32-1 by the connecting end 21-1 of the heating coil 20 in the form of a loop around the projection 55-1 is placed on the coil support area 54-1.
  • the protrusion 55-1 which is here formed and serves as a cylindrical hanger pin, is deformed in preferred embodiments in the form or type of riveting and thus pressed or pressed over the loop or loop of the connecting end 21-1 of the heating coil 20 pre-fix the connection end 21-1.
  • the actual fixing element 56-1 is still unchanged in FIG. 2b, d. h.,
  • the connecting end 21-1 of the heating coil is not yet finalized and thus the electrical contact, in particular its contact resistance is still not optimal.
  • the connecting end 21-2 of the heating coil 20 essentially consists of the end of the heating coil 20 itself.
  • This connecting end 21-2 of the heating coil 20 is connected to the holding element 52-2 of the connecting element 32-1 by sliding or attaching the Connecting end 21-2 on the (in Figure 3b covered by the heating coil) réelleeitkonus (51-2, Fig. 3a), wherein the last turn of the heating coil 20 at the coil support portion 54-2 is applied.
  • the two fixing elements 56-2a and 56-2b are still unchanged in Fig. 3b, d.
  • the connection end 21-2 of the heating element 20 is not yet fixed to the connection element and the electrical contact, in particular its contact resistance, is still not optimal.
  • FIGS. 2c and 3c show, in contrast to FIGS. 2b and 3b, the connection end 21-1 and 21-2 of the heating coil 20, respectively, which by means of the respective fixing elements 52-1 and / or. 52-2a and 52-2b is secured to the respective projections 55-1 and 55-2 both positive and non-positive.
  • the loop-shaped connection end 21-1 of the heating coil 20 is fixed to the coil support surface 54-1 of the connection element 32-1 by bending or folding over the fixing element 56-1 designed as a fixing lug.
  • the bent fixing element 56-1 secures the connecting end 21-1 of the heating coil 20 and also ensures excellent electrical contact, in particular a low contact resistance.
  • connection end 21-2 of the heating coil 20 is fixed by so-called crimping or squeezing of the fixing elements 56-2a and 56-2b designed as fixing lugs on the projection 55-2 attached to the coil support surface 54-2 of the connection element 32-2 ,
  • the crimped fixing elements 56-2a and 56-2b secure the connecting end 21-1 of the heating coil and ensure excellent electrical contact, in particular, low contact resistance.
  • an offset region 58-1 or 58-2 which essentially serves to connect the two connection ends 50-1 and 50-2.
  • a notch 58a for stiffening is provided in the offset region.
  • FIG. 2d is a perspective view of a portion of a heating device according to the invention, in particular an end of a jacket tube 10 with an integrated terminal assembly 30 and a connecting element according to the explained in connection with FIGS. 2a to 2c embodiment with added Heating coil 20 according to the mechanical connection shows.
  • FIGS. 2a to 2c With regard to the details of the connecting element, reference is made to FIGS. 2a to 2c.
  • the jacket tube 10 of the heating device consists of a sufficiently or good heat-conducting material, such as stainless steel or aluminum, and has a at least approximately circular cross section, but depending on the application, other cross sections are possible.
  • the two front ends 10a of the jacket tube 10 are open to the outside, wherein in Fig. 2d only one of the two front ends 10a is shown.
  • the jacket tube 10 can be brought into any external shape.
  • the jacket tube z. B. be designed as a straight tube or be bent in the shape of the letter "U" or "W". Of course, other forms than those mentioned are possible.
  • the jacket tube 10 from the beginning, ie already at the beginning of mounting the arranged in the casing 10 components or assemblies on the outer diameter D 3 , it in the installed state, for example in a fluid container in a dishwasher or owns a laundry washing machine.
  • the holding device 38 * has filling slots distributed over its circumference 38a * on. These filling slots 38a * extend over the entire axial length of the holding device 38 * . Webs 38b * are provided between the individual filling slots 38a * which essentially determine the outer diameter D 3 * of the holding device 38 * , which at least approximately corresponds to the inner diameter D 1 of the jacket tube 10.
  • the holding device 38 * is designed to receive the components of the connection assembly in a form-fitting manner, in order to relieve the mechanical connections between the individual components (connecting element, overload protection and connection pin) of the connection assembly of tensile forces. Since the individual components of the connection assembly, ie the connecting bolt, possibly the overload protection as well as the connecting element according to the invention have different forms, are by the positive reception or insertion of the components of the terminal assembly in the, preferably integral, holding device 38 * on the connecting element 32-1 and 32-2 or introduced at the connecting bolt 36 forces via the holding device 38 * directly into the jacket tube 10 introduced.
  • the mechanical and electrical connections between connecting element and overload protection as well as between overload essentially no forces, which significantly reduces the risk of failure of these connections.
  • a predetermined amount of heat per unit time preferably corresponds to that amount of heat that is supplied to the overload protection 34 via the second connection end 60 of the connecting element 32-1 or 32-2 during normal operation of the heating device.
  • the thermal contact resistance between the overload fuse 34 in the terminal assembly 30 and the jacket tube 10 can additionally be adjusted via the material of the holding device 38 * and its shape, whereby the response of the overload protection can be set even more accurately.
  • the above-mentioned thermal contact resistance is made up of the ratio of material of the holding device 38 * to insulation material 40, which are located between jacket tube 10 and overload protection 34 or overtemperature protection together and is therefore easily determinable.
  • the excess temperature fuse is essentially subjected to heat, which is conducted by the heating coil 20 via the connecting element 32-1 or 32-2 to the overload protection.
  • the configuration of the second connection end 60 of the connecting element according to the invention here is particularly advantageous over the connection in the heating device in FIG. 1, since heat is supplied via the clamping means of the second connection end 60 particularly well over the entire cylindrical circumference of the overload protection 34 and not merely via the thermal constriction 34a as in the heater shown in Fig. 1.
  • Noses (not shown in Fig. 2d) can be provided after a filling operation of the heater with an insulating material 40, as will be explained in more detail below, closing the filling slots 38a * by means of a thermal deformation process.
  • the holding device 38 * protrudes slightly beyond the right-hand end 10 a of the jacket tube 10.
  • the holding device can be fixed in its axial position by means of notches in the jacket tube, for example in the region of the jacket tube 10, in which runs in the interior of the connecting bolt 36.
  • the region of the second connection end 60 of the heating device according to the invention on the side not shown can be constructed as well, as explained above.
  • another holding device is used, for example one which has no filling slots and whose outer diameter substantially corresponds to the inner diameter of the jacket tube 10. This holding device can then be fixed, for example, by an adhesive process in the local end of the jacket tube 10.
  • the inner diameter of the jacket tube 10 is notched by a crimping or pressing operation, ie punctiform or be reduced along a line so as to fix the holding device in the jacket tube.
  • insulating 40 are filled.
  • the insulating material 40 is used for electrical insulation of the heating coil 20 of electrical notessSdraht and the electrical current leading components of the terminal assembly 30, ie the connecting element 32, the overload protection 34 and the connecting bolt 36 relative to the inner wall of the jacket tube 10.
  • the insulating material passes from the heating coil 20 generated heat to the jacket tube 10th
  • the filling slots 38a can be closed medium-tight, z. B. by a thermal Deformation process of closure lugs or by closing by means of a suitable sealant such as a thermosetting plastic.
  • a siliconized insulating such as siliconized magnesia
  • the sealing of the front ends of the jacket tube no longer require a special seal, since siliconized magnesium oxide is water-repellent or hydrophobic. Ie. the front ends of the jacket tube need only be closed in order to prevent the insulating material from falling out of the interior of the heating device, for example during vibrations caused by a spinning process in a laundry washing machine, or being shaken out.

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Abstract

Verbindungselement (32-1; 32-2) zur Verbindung einer Heizwendel (20) mit einer Anschlussbaugruppe (30) einer Heizvorrichtung, insbesondere zum Erhitzen eines Fluids. Das Verbindungselement weist an einem ersten Anschlussende (50-1; 50-2) ein Halteelement (55-1; 55-2) zur elektrischen Verbindung mit und zum Halten der Heizwendel (20), mindestens ein Fixierelement (56-1; 56-2a, 56-2b) zum Fixieren der Heizwendel an bzw. auf dem Halteelement (55-1; 55-2) auf. Das mindestens eine Fixierelement ist so ausgestaltet, dass es durch plastische Verformung mindestens einen am Verbindungsende der Heizwendel befindlichen Haken bzw. mindestens eine Windung der Heizwendel an bzw. auf dem Halteelement formschlüssig fixieren und mit diesem elektrisch leitend kontaktieren kann. Besonders vorteilhaft eignet sich das Verbindungselement (32-1; 32- 2) zur Verwendung in einer Heizvorrichtung mit einem Mantelrohr (10), wenigstens einer im Inneren des Mantelrohrs (10) angeordneten Heizwendel (20) aus einem elektrischen Widerstandsheizdraht, der in einer elektrisch isolierenden, Wärme leitenden Isoliermasse (40) im Mantelrohr (10) eingebettet ist, mindestens einer Anschlussbaugruppe (30), die im Inneren eines Endbereichs des Mantelrohres (10) angeordnet ist und ein zur Verbindung eines Verbindungsendes der Heizwendel (20) mit einer außerhalb des Mantelrohrs (10) befindlichen elektrischen Energiequelle aus dem Mantelrohr (10) nach außen geführtes Anschlussende aufweist, und wenigstens eine im Bereich der Öffnung des Mantelrohrs (10) angeordnete integrale Halteeinrichtung (38*), die so ausgestaltet ist, Bauteile der Anschlussbaugruppe formschlüssig aufzunehmen, zum Herstellen der Verbindung zwischen einem Verbindungsende (21 -1; 21-2) der Heizwendel und der Anschlussbaugruppe (30).

Description

Verbindungselement für Heizwendel für Rohrheizkörper sowie Herstellungsverfahren hierfür
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Anschluss einer Glüh- bzw. Heizwendel in einer Heizvorrichtung. Die Erfindung betrifft im Besonderen ein neuartiges Verbindungselement zum Verbinden der Glüh- bzw. Heizwendel an einer Anschlussbaugruppe eines Rohrheizkörpers ohne einen Schweiß- oder Lötvorgang zu erfordern.
Aus der DE 1 156 906 A ist ein Stromanschlussglied für elektrische Rohrheizkörper bekannt, bei welchem ein Ende des Heizdrahtes in einer Überbrückungshülse aus leicht biegbarem Leitermaterial, vorzugsweise Flusseisen, eingesteckt ist und dass beide Teile durch Verquetschen miteinander verbunden sind.
Aus der DE 18 41 985 U ist eine Anordnung zur Verbindung eines Heizwendelendes mit einer Anschlussschraube bekannt, wobei die Schraube eine axiale Bohrung aufweist und das Heizwendelende in diese Bohrung eingesteckt und darin verpresst ist. Aus der DE 103 51 811 A1 ist eine Heizbaugruppe für elektrische Widerstandsheizeinrichtungen mit wenigstens einem Widerstandsheizdraht bekannt, wobei das Ende des Widerstandsheizdrahtes mit einem Anschlusselement vercrimpt ist und verschiedene räumliche Konstellationen zwischen Anschlusselement und Widerstandsheizdraht vorgeschlagen werden. Aus der DE 10 2006 005 322 A1 ist eine Heizvorrichtung bekannt, bei welcher die Enden des Heizdrahtes beispielsweise durch eine Schweißung mit jeweils einer Anschlussbaugruppe verbunden sind. Dabei ist ein Anschlussdraht einer thermischen Überlastsicher- ung mit dem Ende eines Anschlussbolzens durch einen Crimp- oder Kerbvorgang verbunden.
Auch aus der DE 100 62 539 A1 ist eine Anschlussbaugruppe für eine elektrische Heizvorrichtung bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 005 322 A1 ist eine gattungsgemäße Heizvorrichtung bekannt. Fig. 1 zeigt als wesentliche Bauteile bzw. Baugruppen der bekannten Heizvorrichtung: ein Mantelrohr 10, in dem eine über eine Anschlussbaugruppe 30 kontaktierte Heizwendel 20 mittels einer Isoliermasse 40 gegenüber dem Mantelrohr elektrisch isoliert aber thermisch leitend angeordnet ist. Die Anschlussbaugruppe ist an ihrem einen Ende über einen Anschlussbolzen 32 mit der Heizwendel 20 verbunden. Diese einzelnen Bauteile bzw. Baugruppen werden nachstehend kurz erläutert.
Die Heizwendel 20, die im Inneren des Mantelrohrs 10 angeordnet ist, ist aus einem zu einer Wendel gewickelten bei Stromfluss sich erhitzenden elektrischen Widerstandsmaterial gefertigt. An den beiden freien Verbindungsenden 21 ist die Heizwendel 20 mit der jeweils dort angeordneten Anschlussbaugruppo 30 über den Ansei ύussboi-ceπ 32 verbunden. Um die Anbringung der Heizwendel 20 am Anschlussbolzen 32 zu erleichtern, besitzt dieser an seinem zur Heizwendel 20 weisenden Ende einen kegelförmigen Abschnitt 32a.
An den kegelförmigen Abschnitt 32a des Anschlussbolzen 32 schließt sich ein kreiszy- lindrischer Abschnitt 32b des Anschlussbolzens 32 an. Letzterer ist mit einer ebenfalls zumindest annährend koaxial zur Mittellängslinie des Mantelrohrs 10 angeordneten thermischen Überlastsicherung 34 in der Weise verbunden, dass ein Anschlussdraht 34a der thermischen Überlastsicherung 34 in einem Sackloch im rechten stirnseitigen Ende des Anschlussbolzens 32 durch eine Quetschung 32c verbunden ist. Am kegelförmig ausgebildeten, rechten Ende 34b der thermischen Überlastsicherung 34, die ansonsten einen im wesentlichen kreiszylindrischen Querschnitt besitzt, ist ein weiterer Anschlussdraht 34c der thermischen Überlastsicherung 34 in einem Sackloch in einem linken stirnseitigen Ende eines Anschlussstücks 36 mit der thermischen Überlastsicherung 34 wiederum durch eine Quetschung 36a verbunden. Das Anschlussstück 36 ist aus dem Mantelrohr 10 nach außen herausgeführt und dient zur Verbindung der bekannten Heizvorrichtung mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Energiequelle.
Am rechten stirnseitigen Ende 10a des Mantelrohres 10 befindet sich eine Verschlussperle 38. Die Verschlussperle 38 ist aus einem thermisch verformbaren Kunststoff hergestellt uπd besitzt vier in Umfangsrichtung der Verschlussperle 38 in gleichmäßiger Teilung verteilte Füllschlitze 38a. Diese Füllschlitze 38a erstrecken sich axial entlang der Verschlussperle 38. Zwischen den einzelnen Füllschlitzen 38a sind Stege 38b vorgesehen, deren Außendurchmesser zumindest annährend dem Innendurchmesser des Mantelrohrs 10 entspricht. An ihrem nach außen weisenden Ende sind an den Stegen 38a Nasen 38c vorgesehen, die nach Befüllen des Mantelrohres 10 mit einer Isoliermasse 40 durch einen thermischen Verformungsvorgang die Füllschlitze 38a verschließen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich steht die Verschlussperle 38 über das rechte stirnseitige Ende 10a des Mantelrohres 10 über und ist dort mittels zweier Kerbungen im Mantelrohr 10 an dem An- schlussstück 36 fixiert.
Der Anschlussbolzen 32 wird bevorzugt aus einem gut elektrischen Strom leitenden Material hergestellt, um u. a. eine Erhitzung der Anschlussbaugruppe bei Stromfluss durch ohmsche Verluste zu vermeiden. Daher wäre Kupfer als Material für den Anschlussbolzen 32 besonders geeignet. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass Kupfer eine schlechte Wärmefestigkeit aufweist, d. h. nicht „warmfest" ist, und daher im bestim- iϊiünQSCjθmäι:>eri OCuTdUCi ι ucf nciZVGiTiCntüfϊy ZUm riiciacπ MCiQi.
Figure imgf000005_0001
uicSciTi vjrüfϊu ist eine rein kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 32 und der Heizwendel 20 nicht geeignet, eine dauerhafte mechanische, insbesondere elektrisch zuverlässige Verbindung zu gewährleisten. Unter einer kraftschlüssigen Verbindung wird hier eine solche verstanden, die durch die Anwendung von Druck entsteht, der durch eine geeignete Vorspannung erzeugt werden kann, z. B. Druckkräfte oder Reibungskräfte, wobei der Zusammenhalt der mittels der kraftschlüssigen Verbindung verbunden Teile allein mittels dieser Kräfte gewährleistet wird. Typischerweise treten zu übertragende Kräfte bei einer rein kraftschlüssigen Ver- bindung tangential zu den beteiligten Flächen der Verbindungspartner auf.
Demnach können bei der bekannten Verbindung zwischen der Heizwendel 20 und dem Anschlussbolzen 32 die auftretenden Zugkräfte mittels einer kraftschlüssigen Verbindung nur zuverlässig übertragen werden, solange die mittels Vorspannung eingestellte Haftkraft zwischen Anschlussbolzen 32 und Heizwendel 20 größer oder gleich der auftreten- den Zugkraft, die durch die im Rohrheizkörper unter Zugspannung eingespannte Heizwendel ausgeübt wird, ist. Da aber im Betrieb das oben angesprochene Verhalten von Kupfer zu einer Verringerung dieser Haftkräfte führt, besteht die Gefahr, dass sich die im Rohrheizkörper zwischen den Anschlussbaugruppen eingespannte Heizwendel vom Anschlussbolzen ablöst, der Rohrheizkörper somit ausfällt und dann ausgewechselt werden muss.
Daher wird bei der bekannten Heizvorrichtung der Anschlussbolzen bevorzugt aus Messing oder einem anderen warmfesten Material hergestellt und die Heizwendel zusätz- lieh materialschlüssig am Anschlussbolzen festgelegt.
Unter einer materialschlüssigen bzw. stoffschlüssigen Verbindung seien hier Verbindungen verstanden, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden, im vorliegenden Fall kann eine materialschlüssige Verbindung zwischen Heizwendel und Anschlussbolzen mittels des Schweißpunktes oder durch Hartlöten oder Hochtemperaturlöten hergestellt werden. Eine derartige Verbindung kann nur noch durch Zerstörung der Verbindung getrennt werden, ist jedoch hinsichtlich ihrer Herstellung aufwendig, insbesondere zeitintensiv und erfordert vor allem eine laufende Qualitätsprüfung im Herstellungsprozess, um Ausschuss zu vermeiden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Verbindung zwischen der Hcizvvsnde! und dsr Anschlüssbäugruppc sowie ein erύsμreuiendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung vorzuschlagen, welche die notwendigen mechanischen sowie elektrischen Eigenschaften aufweist und ohne zusätzliche materialschlüssige Verbindungsmaßnahmen auskommt.
Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Heizvorrichtung mit einem solchen Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. In den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen hierzu.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verbindungselement, insbesondere in einer Heizvorrichtung, insbesondere für Haushaltsgeräte, zum Erhitzen eines Fluides, zum Verbinden einer Heizwendel mit eine Anschlussbaugruppe der Heizvorrichtung. Das erfindungsgemäße Verbindungselement weist im Wesentlichen folgende Merkmale auf: An einem ersten Anschlussende ein Halteelement zum elektrischen Verbinden mit und zum Halten, insbesondere eines Verbindungsendes der Heizwendel, mindestens ein Fixierelement zum, insbesondere formschlüssigen, Fixieren der Heizwendel an bzw. auf dem Halteelement. Das mindestens eine Fixierelement ist so ausgestaltet, dass es durch plastische Verformung bzw. plastisches Umformen bei der Herstellung der Verbindung mit dem Verbindungsende der Heizwendel dieses an bzw. auf dem Halteelement form- schlüssig fixieren und gleichzeitig zwischen diesen Verbindungspartnern einen zuverlässig elektrischen Strom leitendenden Kontakt herstellen kann.
In bevorzugten Ausführungen besitzt das Verbindungselement ein zweites Anschlussende zum Verbinden mit einem Bauteil der Anschlussbaugruppe. Hierfür kann am zweiten Anschlussende mindestens ein Klemmelement vorgesehen sein, welches, insbesondere durch plastisches Verformen, an die Form eines Bauteils der Anschlussbaugruppe derart mit Vorspannung angepasst ist, sodass dieses zweite Anschlussende beim Zusammenfügen, insbesondere durch Zusammenstecken, mit dem Bauteil der Anschlussbaugruppe kraftschlüssig sowie elektrisch leitend verbindbar ist. Um ein Lösen dieser Verbindung auszuschließen, können in dem Klemmelement Ausklinkungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sein, in die entsprechende Vorsprünge bzw. Rastelemente, die entsprechend am Bauteil der Anschlussbaugruppe vorgesehen sind, beim Verbinden eingreifen können, sodass neben der bereits genannten kraftschlüssigen zusätzlich auch eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden kann. Zur Klarstellung sei angemerkt, dass hier unter einer formεchlüssigεn Verbindung verstanden werden soll, dass die Verbindung durch ein Ineinandergreifen der zwei Verbindungspartnern, entsteht, wobei Kräfte, die durch Betriebsbelastung verursacht werden, im Wesentlichen normal, d. h. rechtwinklig zu den Flächen der beiden Verbindungspartnern übertragen werden können. Bei einer derartig mechanischen Verbindung können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Des weitern entstehen durch die Normalkräfte in den Verbindungspunkten keine verschiebenden Querkräfte.
In bestimmten Ausführungen des Verbindungselements ist ein Wärmeleitmittel, insbesondere einer Wärmeleitzunge oder einem Wärmeleitkonus zusätzlich am Halteelement vorgesehen. Das Wärmeleitmittel ist derart ausgestaltet, dass es im montierten Zustand mit einer vorbestimmten Länge im Wesentlichen konzentrisch in eine verbundene Heizwendel hineinragt, um von der Heizwendel Wärme zu dem Verbindungselement und somit zu der sich am zweiten Anschlussende bevorzugt angeschlossenen thermischen Überlastsicherung zu leiten, um ein zuverlässiges, insbesondere schnelles Ansprechen der Überlastsicherung sicher zu stelle. In bestimmten Ausführungen des Verbindungselements kann dieses Wärmeleitmittel auch bei der Herstellung der Verbindung mit der Heizwendel als eine „Fädelhilfe" dienen. Die Zweitfunktion „Fädelhilfe" erleichtert die, insbesondere automatisierte, Herstellung der Verbindung mit der Heizwendel, indem das Ende der Heizwendel durch die Fädelhilfe derart geführt wird, dass die Heizwendel, insbesondere das Verbindungsende der Heizwendel, eine vorbestimmte Lage zum Halteelement einnimmt, um so mit dem Halteelement in einen vorbestimmten Eingriff zu gelangen.
Das Halteelement des erfindungsgemäßen Verbindungselements weist einen im Wesent- liehen ebenflächigen Wendelauflagebereich auf, in dem bzw. an dem sich ein Vorsprung befindet. Der im Wesentlichen parallel zum Wendelauflagebereich liegende Querschnitt des Vorsprungs besitzt in besonderen Ausführungen eine Form, welche an die Form des
Innenquerschnitts des Verbindungsendes der Heizwendel angepasst ist bzw. dieser Form gleicht. D. h. die Form der Umfangfläche des Vorsprungs orientiert sich an der Form des Verbindungsendes der Heizwendel.
Das Verbindungsende der Heizwendel kann in bestimmten Ausführungen der erfindungsgemäßen Verbindung eine Ausgestaltung aus der folgenden Gruppe aufweisen: eines Hakens, einer Öse, einer zylindrischen Windung oder einer Schlinge. Mit anderen Worten sind der Vorsprung des Halteelements und das Verbindungsende der Heizwendel derart aneinander angepasst, sodass zwischen diesen als Verbindungspartnern eine fcrrrischlüssige Verbindung ähnlich der Verbindung zwischen einem Haken und einer Öse bzw. einer Schlinge und einem Pfosten hergestellt werden kann.
Der Vorsprung am Wendelauflagebereich kann als ein umlaufender, hochgezogener Rand im Wendelauflagebereich durch Umformen, insbesondere als Rand eines Topfes durch Tiefziehen oder dergleichen oder alternativ als rohrförmiger, insbesondere ringförmiger, Rand an einem Durchgangsloch durch Stanzen und/oder Dornen oder dergleichen hergestellt sein.
Bei einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist der Vorsprung durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch im Wendel- auflagebereich tiefgezogenen Rand gebildet. Bei einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist der Vorsprung durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch im Wendelauflagebereich, insbesondere durch Nieten, eingefügtes Materialstück, beispielsweise einen Bolzen oder ein Drahtstück gebildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in bestimmten Ausführungen der Vorsprung so ausgestaltet sein kann, diesen ebenfalls durch plastische Verformung bzw. plastisches Umformen bei der Herstellung der Verbindung mit dem Verbindungsende der Heizwendel dieses nach Art eines Niets formschlüssig zu verpressen bzw. zu fixieren und dabei bereits zwischen Vorsprung und Wendelauflagebereich sowie dem Verbindungsende der Heizwendel einen zuverlässig elektrischen Strom leitendenden Kontakt herstellen kann.
Bei der zweiten Ausführung des Verbindungselements kann der Wendelauflagebereich derart gegenüber dem zweiten Anschlussende im Wesentlichen rechtwinklig abgewinkelt bzw. abgekantet sein, sodass der Vorsprung im Wesentlichen in axialer Richtung des Verbindungselements, insbesondere in Richtung der Fortsetzung der durch den radialen Querschnitt des Klemmelements laufenden axialen Mittellängslinie, vom zweiten Anschlussende weg orientiert ausgerichtet ist.
Für eine radial konzentrische Ausrichtung des Bauteils der Anschlussbaugruppe und der Heizwendel kann idealerweise zwischen dem ersten und zweiten Anschlussende des Verbindungselements ein Versatzabschnitt vorgesehen sein. Der Versatzabschnitt ist derart geformt, dass eine Mittellängsachse einer mit dem Halteelement verbundenen Heizwendel und eine Mittellängsachse eines am zweiten Anschlussende mit dem Klemmelement verbundenen Bauteils der Anschlussbaugruppe aufeinander ausgerichtet sind. Mit anderen Worten der Versatzabschnitt ist bevorzugt so geformt, dass eine Mittel- läπgsliπie einer mit dem Haiteeiement in Eingriff gebrachten Heizwendel im Wesentlichen mit einer virtuellen Achse zusammenfällt, die der Fortsetzung der axialen durch den Querschnitt des mit dem Klemmelement kontaktierten Bauteils einer Anschlussbaugruppe laufenden Mittellängslinie entspricht. Um eine unbeabsichtigte Verformung des Versatzabschnitts, insbesondere bei der Montage der Einheit aus Heizwendel und Anschlussbaugruppen in ein Mantelrohr zu verhindern, kann im Versatzabschnitt eine, insbesondere mittels wenigstens einer Kerbung erzeugten, Materialversteifung vorgesehen sein.
Das mindestens eine Fixierelement an dem Halteelement ist bevorzugt in Form wenigs- tens eines laschenartigen Abschnitts, der sich an den Wendelauflagebereich anschließt, ausgestaltet. Das mindestens eine Fixierelement ist weiter so gestaltet, dass es durch plastisches Verformen derart umformbar ist, um ein um den Vorsprung gelegtes Verbindungsende der Heizwendel an bzw. auf dem Vorsprung des Halteelements neben kraftschlüssig auch formschlüssig zu fixieren und gleichzeitig mit diesem den elektrischen Strom gut leitend, d. h. im besten Fall ohne Übergangswiderstand, zu kontaktieren.
Hinsichtlich der Herstellung des Verbindungselements sei angemerkt, dass ein Ausgangselement hierfür besonders vorteilhaft aus einem Blech, besonders bevorzugt aus Kupfer, durch Ausstanzen hergestellt werden kann. D. h., eine Zwischenform des Verbin- dungselements ist ein aus einem Blech ausgestanztes Halbzeug. In einer ersten Ausführung ist das Verbindungselement im Wesentlichen aus nur einem einzigen Blechstück, d. h. einstückig, herstellbar, in der vorstehend beschriebenen alternativen zweiten Ausführung ist als ein weiterer Bestandteil für das Verbindungselement der Vorsprung als zusätzliches Teil hinzugefügt bzw. angesetzt.
Die Erfindung betrifft auch eine Heizvorrichtung, insbesondere einen Rohrheizkörper, mit einem Mantelrohr, wenigstens einer im Inneren des Mantelrohrs angeordneten Heizwendel aus einem elektrischen Widerstandsheizdraht, der in einer elektrisch isolierenden, Wärme leitenden Isoliermasse im Mantelrohr eingebettet ist, mindestens einer An- Schlussbaugruppe, die im Inneren des Mantelrohres angeordnet ist und ein zur Verbindung der Heizwendel mit einer außerhalb des Mantelrohrs befindlichen elektrischen Energiequelle aus dem Mantelrohr nach außen geführte Anschlussende, und bevorzugt wenigstens eine im Bereich der Öffnung des Mantelrohrs angeordnete, bevorzugt integrale, Halteeinrichtung. Schließlich ist die Anschlussbaugruppe mittels eines erfindungsge- mäßen Verbindungselements mit der Heizwendel verbunden.
Die Anschlussbaugruppen der Heizvorrichtung enthalten in bevorzugten Ausführungen mindestens eine, insbesondere thermische, Überlastsicherung, d. h. bevorzugt handelt es sich um eine Übertemperatursicherung, die bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur anspricht. Diese vorbestimmte Temperatur ist insbesondere eine für den Weiterbetrieb der Heizvorrichtung kritische Temperatur, die auf einen abnormalen Betriebszustand der Heizvorrichtung hindeutet.
Die erfindungsgemäße integrale Halteeinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie die Bauteile der Anschlussbaugruppe zumindest teilweise formschlüssig aufnehmen und deren exakte Anordnung innerhalb des Mantelrohrs sicherstellen kann. Neben einer leichteren Montage der Einheit aus Heizwendel und Anschlussbaugruppen in ein Mantelrohr bringt die erfindungsgemäße integrale Halteeinrichtung weitere Vorteile mit.
Durch die formschlüssige Aufnahme der Bauteile der Anschlussbaugruppe werden die mechanischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen der Anschlussbaugruppe von Zugkräften entlastet. Da die einzelnen Bestandteile der Anschlussbaugruppe, d. h. der Anschlussbolzen, ggf. die thermische Überlastsicherung sowie das erfindungsgemäßes Verbindungselement verschiedene Formen aufweisen, werde durch die zumindest teilweise formschlüssige Aufnahme bzw. Einfügung der Bauteile der Anschlussbaugruppe in die, bevorzugt integrale, Halteeinrichtung am Verbindungselement bzw. am Anschlussbolzen eingeleitete Kräfte über die Halteeinrichtung direkt in das Mantelrohr eingeleitet. Somit müssen die sowohl mechanischen als auch elektrischen Verbindungen zwischen Verbindungselement und Überlastsicherung sowie zwischen Überlastsicherung und Anschlussbolzen keine Kräfte übertragen, wodurch das Risiko eines Ausfalls dieser Verbindungen deutlich reduziert wird. Weiter kann über das Material der Halteeinrichtung sowie dessen Form der thermische Übergangswiderstand zwischen der Überlastsicherung in der Anschlussbaugruppe und dem Mantelrohr eingestellt werden, wodurch das Ansprechverhalten der Überlastsicherung besser eingestellt werden kann. Der angesprochen thermische Übergangswiderstand setzt sich dabei aus dem Verhältnis von Material der Halteeinrichtung zur Isolati- onsmasse, die sich zwischen Mantelrohr und Überlastsicherung befinden zusammen und ist daher gut bestimmbar. Im Betrieb wird die Überlastsicherung im Wesentlichen mit Wärme beaufschlagt, die sich von der Heizwendel über das Verbindungselement zur Überlastsicherung geleitet wird. Daher ist auch Kupfer als hervorragender Wärmeleiter aufgrund dieser Überlegungen besonders als Material für das Verbindungselement geeignet. Des Weiteren ist gerade die Ausgestaltung des zweiten Anschlussendes des prfinHιjng$gpmäßen Verbind'jπgεelernentε für den Aspekt dsr Wärrrislcitüng und Wärmeübertragung gegenüber der bekannten Verbindung von besonderem Vorteil.
Die integrale Halteeinrichtung weist hierzu, insbesondere im Bereich der Überlastsicherung, Ausnehmungen auf, sodass die Überlastsicherung zumindest teilweise zwischen dem Mantelrohr derart von der Isoliermasse umgeben ist, dass über die Isoliermasse eine vorbestimmte Wärmemenge pro Zeiteinheit von der Überlastsicherung an das Mantelrohr abgeführt werden kann, die im Wesentlichen einer Wärmemenge entspricht, die im ordnungsgemäßen Betrieb der Heizvorrichtung über das zweiten Anschlussende des Verbindungselements der Überlastsicherung zugeführt wird. Damit kann das Ansprech- verhalten der Überlastsicherung besonders genau eingestellt werden.
Zur Festlegung der Anschlussbaugruppen im Mantelrohr, kann dieses im Bereich der Anschlussbaugruppe, insbesondere in einem Bereich der Halteeinrichtung, in dem sich nicht die Überlastsicherung befindet, bevorzugt im Bereich der Halteeinrichtung, in dem der Anschlussbolzen verläuft, durch einen Quetsch- oder Pressvorgang eingekerbt, d. h. punktuell oder entlang einer Linie der Innendurchmesser des Mantelrohres verringert werden.
Das Verbindungsende der Heizwendel besitzt zum Verbinden an einem Verbindungselement gemäß der ersten Ausführung die Form eines Hakens, einer Öse oder einer Schlinge, wobei der Innenquerschnitt dieser Form im Wesentlichen dem Außenquer- schnitt des Vorsprungs an dem Halteelement des Verbindungselements entspricht. In einer bestimmten Ausführung ist das Anschlussende der Heizwendel, insbesondere durch Umformung des die Heizwendel bildenden elektrischen Widerstands-Heizdrahts, so ausgestaltet, dass das haken-, Ösen- oder schlingenförmig ausgeführte Anschlussen- de der Heizwendel aufgespannte Ebene im Wesentlichen senkrecht zur vom Querschnitt einer Windung der Heizwendel aufgespannten Ebene liegt.
Hingegen ist das Verbindungsende der Heizwendel zum Verbinden an einem Verbindungselement gemäß der zweiten Ausführung gegenüber der bekannten in der Fig. 1 dargestellten Heizwendel unverändert. Da eine Heizvorrichtung gemäß der Erfindung ohne Kristallisationsglühen hergestellt werden kann, ist es möglich als Isoliermasse eine silikonisierte Isoliermasse, insbesondere silikonisiertes Magnesiumoxid, zur Anwendung gelangen. Da silikonisiertes Magnesiumoxid hydrophob ist, kann eine aufwendige hermetische Versiegelung der Heizeinrichtung entfallen. Natürlich kann die Isoliermasse auch herkömmliches Magnesiumoxid sein, wobei die Heizvorrichtung dann nach Außen mit beispielsweise einer thermoplastisch Verschlussperle, die das Mantelrohr mediumsdicht abschließt, abgedichtet ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Heizvorrichtung kann während der Montage der Heizvorrichtung die gesamte vormontierte Einheit bestehend aus der Heizwendel, die an ihren jeweiligen Enden jeweils mit einer Anschlussbaugruppe verbunden ist, wobei eine Anschlussbaugruppe wiederum aus dem einerseits mittels des erfindungsgemäßen Verbindungselements mit der Heizwendel und andererseits mit der thermischen Überlastsicherung verbundenen Anschlussbolzen, der thermischen Überlastsicherung selbst und der Halteeinrichtung, in welche die Bestandteilen der Anschlussbaugruppe formschlüssig eingesetzt sind, vor dem Einfüllen der Isoliermasse in das Mantelrohr eingefügt werden.
Insbesondere durch die Ausgestaltung der die jeweilige Anschlussbaugruppe aufnehmenden integralen Halteeinrichtung an ihrer Außenseite mit wenigstens einem sich über die gesamte axiale Länge der Halteeinrichtung sich erstreckenden Füllschlitz, besteht die Möglichkeit, über diesen wenigstens einen Füllschlitz die Isoliermasse in das derart vorbestückte Mantelrohr einzufüllen. Wenn die Halteeinrichtung an ihrer Außenseite mehrere, vorzugsweise in Umfangsrichtung in gleichmäßiger Teilung verteilte Füllschlitze aufweist, kann der Füllvorgang schneller durchgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, an einem stirnseitigen Ende der Heizvorrichtung bzw. des Mantelrohres die Halteeinrichtung ohne Füllschlitze bzw. zusätzlich eine sogenannte Verschlussperle vorzusehen, die keinen Füllschlitz aufweist. Folglich ist dieses Mantelrohrende dann dicht gegenüber einem Austreten der Isoliermasse aus dem Mantelrohr beim Befüllen durch das andere Mantelrohrende. Eine Halteeinrichtung mit wenigstens einem Füllschlitz ist dann an dem anderen stirnseitigen Ende des Mantelrohrs vorgesehen.
Nachdem Einfüllen der Isoliermasse über die Füllschlitze in das Innere des Mantelrohres wird der wenigstens eine Füllschlitz verschlossen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an der Halteeinrichtung benachbart zu einem Füllschlitz, an ihrer von dem Mantelrohrinneren wegweisenden Seite, mindestens eine verformbare Verschlussnase vorgesehen ist. Diese verformbare Verschlussnase kann nach dem Füllvorgang verformt werden, um den Füllschlitz mediumsdicht zuverschließen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die zumindest eine Verschlussnase der Halteeinrichtung aus einem thermisch verformbaren Kunststoff besteht, sodass mit einem Heißprägewerkzeug dieser Verschlussvorαanα vorgennmmen werden kann. Weist die Hsltccinrichtuπg mehrere Füllschlitze auf, so ist entsprechend für jeden dieser Füllschlitze eine derartige Verschlussnase vorgesehen.
Eine Alternative zum Verschließen des oder der Füllschlitze an der Halteeinrichtung besteht darin, dass sich an die Halteeinrichtung in Richtung der Außenseite des Mantelrohres, d. h. in Richtung der Mantelrohröffnung eine Abdichtperle anschließt, die das Mantelrohr mediumsdicht abschließt. Als weitere Alternative kann der wenigstens eine Füllschlitz an der Halteeinrichtung auch mittels Einspritzen eines Abdichtmittels wie eines Kunstharzes oder eines Kunststoffes erreicht werden. Wie bereits erwähnt, kann bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung bereits ein Mantelrohr verwendet werden, das den gewünschten Enddurchmesser aufweist, der für entsprechende Flanschbaugruppen und dergleichen verwendet werden kann. Zur Verdichtung der Isoliermasse wird das Mantelrohr lediglich in Teilabschnitten bzw. über die gesamte axiale Länge einem Pressvorgang unterzogen, um die benötigte Verdichtung der Isoliermasse zu erreichen. Dieser Pressvorgang kann gleichzeitig mit einem Umformen des Mantelrohres bzw. danach erfolgen. In vorteilhafter Weise ist es nicht mehr notwendig, das Mantelrohr in seinem Durchmesser durch Walzen zu reduzieren, wodurch das anschließende Rekristallisationsglühen in Wegfall gelangt. Durch den Wegfall der Notwendigkeit, ein Rekristallisationsglühen vornehmen zu müssen, ergibt sich gerade die Möglichkeit, anstelle der bisher üblicherweise verwendeten Isoliermasse, nämlich Magnesiumoxid, ein silikonisiertes Magnesiumoxid sowie für die integrale Halteeinrichtung einen thermisch verformbaren Kunststoff zu verwenden. Auch kann eine Versiegelung bzw. Abdichtung des Rohrheizkörpers z. B. durch Duroplast (Kunstharz) entfallen.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass es natürlich grundsätzlich weiter möglich ist, als Isoliermasse eine übliche Isoliermasse wie Magnesiumoxid zu verwenden und die Heizvorrichtung abschließend nach Außen mit einer thermoelastischen Verschlussperle oder Abdichtperle, die das Mantelrohr hermetisch, jedenfalls mediumsdicht bzw. fluid- dicht, abschließt, abzudichten bzw. zu versiegeln. Dabei kann die Heizvorrichtung zusätzlich nach Außen mit einem Abdeckharz abgedichtet sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung werden nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren erläutert. Die bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Begriffe „iinks", „rechts", „oben" und „unten" beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normalen lesbaren Bezugszeichen und Figurenbezeichnungen. Hierbei ist:
Fig. 1 eine perspektivische Teilschnittansicht einer bekannten Heizvorrichtung;
Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2b eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements der Fig. 2a mit angefügter Heizwendel vor deren mechanischen Verbindung;
Fig. 2c eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselement der Fig. 2a mit angefügter Heizwendel nach deren mechanischen Verbindung;
Fig. 2d eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen
Heizvorrichtung, insbesondere ein Ende eines Mantelrohres mit einer integrierten Anschlussbaugruppe und einem Verbindungselement gemäß Fig. 2a mit angefügter Heizwendel nach deren mechanischen Verbindung;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3b eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements der Fig. 3a mit angefügter Heizwendel vor deren mechanischen Verbindung; Fig. 3c eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselement der Fig. 3a mit angefügter Heizwendel nach deren mechanischen Verbindung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf einer integralen Halteeinrichtung für eine
Anschlussbaugruppe einer Heizvorrichtung der Erfindung.
Nun mit Bezug auf die Fig. 2a, 2b, und 2c, in denen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-1 in perspektivischer Ansicht dargestellt ist, wird neben dem Verbindungselement selbst auch die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einer Heizwendel und diesem Verbindungselement erläutert.
Hinsichtlich des zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verbindungs- elements 32-2, welches in den Fig. 3a, 3b und 3c in perspektivischer Ansicht dargestellt ist, sei angemerkt, dass dieses jeweils unter Herausstellung der ggf. Unterschiede zusammen mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Hierdurch werden unnötige Wiederholungen vermieden, aber auch Zusammenhänge zum Verständnis des allgemeinen erfindungsgemäßen Verbindungsprinzips besser verständlich. Es versteht sich von selbst, dass neben den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen für den Fachmann alternative Ausführungen erkennbar sind, die bei verständiger Würdigung von dem in dieser Beschreibung erläuterten Prinzip der Erfindung Gebrauch machen.
Fig. 2a zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-1 , dass im Wesentlichen einstückig aus einem Blech durch Stanzen und an- schließendes Umformen, wie beispielsweise Kaltschmieden, hergestellt werden kann. Das Verbindungselement 32-1 besitzt zwei Anschlussenden, nämlich ein erstes Anschlussende 50-1 zum Verbinden mit einer Heizwendel (20, vgl. Fig. 2b, 2c und 2d) und ein zweites Anschlussende 60 zum Verbinden mit einer Anschlussbaugruppe, insbesondere zum Verbinden mit einer in die Anschlussbaugruppe integrierten thermischen Über- lastsicherung (34, vgl. Fig. 2b, 2c und 2d) bzw. Übertemperatursicherung. Dieses zweite Anschlussende 60 wird genauer für beide hier erläuterten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-1 und 32-2 weiter unten beschrieben.
Das erste Anschlussende 50-1 des Verbindungselements 32-1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat einen im Wesentlichen ebenflächigen Wendelauflagebereich 54-1. In oder an diesem Wendelauflagebereich 54-1 befindet sich ein Vorsprung 55-1 , der beispielsweise als Rand an einem Loch 53-1 mittels Dornen beim Umformen eines gestanzten Ausgangsblechstücks hergestellt werden. Der Vorsprung 55-1 hat hier die Form eines rohrförmigen Rands, der sich an das Loch 53-1 im Wendelauflagebereich 54-1 anschließt. Selbstverständlich kann der Vorsprung 55-1 auch durch Tiefziehen in den ebenflächigen Wendelauflagebereich gedrückt worden sein, wobei der Wendelauflagebereich dann kein Durchgangsloch aufweisen würde.
Zwischen dem ersten Anschlussende 50-1 und dem zweiten Anschlussende 60 befindet sich ein Materialabschnitt der als Versatzbereich 58-1 ausgeführt ist und die beiden Anschlussenden 50-1 und 60 miteinander verbindet. Die Ausrichtungsfunktion des Versatzbereichs 58-1 zum Ausrichten der beiden Anschlussenden wird weiter unten ausführlicher erläutert.
An einer Seite des Wendelauflagebereichs 54-1 befindet sich gegenüber der Seite, an die sich der Versatzbereich 58-1 anschließt eine spitz zulaufende Wärmeleitzunge als Wärmeleitmittel zur thermischen Ankoppelung des Verbindungselementes an die Heizwendel. Diese Wärmeleitzunge erstreckt sich bzw. ragt im montierten Zustand (vgl. Fig. 2b, 2c, 2d) mit einer vorbestimmten Länge im Wesentlichen konzentrisch in die verbundene Heizwendel 20 hinein und fungiert als Wärmeleitmittel, um von der Heizwendel erzeugte Wärme zum Verbindungselement 32-1 und somit auch zu der sich am zweiten Anschlussende 60 bevorzug angeschlossenen thermischen Überlastsicherung 34 zu leiten bzw. zu übertragen. Damit wird ein zuverlässiges, insbesondere schnelles Ansprechen der Überlastsicherung 34 sichergestellt.
An einer der verbleibenden Seitenränder des Wendelauflagebereichs 54-1 schließt sich ein laschenförmiges Fixierelement 56-1 an, das in der Darstellung der Fig. 2a bereits durch den sich an das Ausstanzen aus einem Blech anschließenden Umformvorgang im Wesentlichen zum Wendelauflagebereich senkrecht nach oben, d. h. vom Wendelauflagebereich 54-1 weg gerichtet, gebogen ist. Das als Fixierlasche ausgeführte Fixierelement 56-1 kann, wie es in der weiter unten beschrieben Fig. 2c dargestellt ist, durch Umbiegen der Fixierlasche in Richtung des Vorsprunges 55-1 verformt werden, um ein um den Vorsprung 55-1 gelegtes Verbindungsende der Heizwendel (21-1 , Fig. 2b) zu fixieren und gegen ein Ablösen zu sichern.
Fig. 3a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-2, dass im Wesentlichen aus zwei Teilen hergestellt ist, nämlich einem aus einem Blech durch Stanzen und anschließendes Kaltumformen hergestellten Hauptteil und einem Wärmeleitmittel in Form eines Wärmeleitkonus 51-2 sowie einem den Vorsprung 54-2 bildendes Materialstück.
Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-2 besitzt wie das erste Ausführungsbeispiel zwei Anschlussenden, nämlich ein erstes Anschlussende 50-2 zum Verbinden mit der Heizwendel (20, vgl. Fig. 3b und 3c) und das zweites Anschlussende 60 zum Verbinden mit einer Anschlussbaugruppe, welches zur ersten Ausführung identisch ist. Daher wird nachstehend nur das zur ersten Ausführung unterschiedlich geformte erste Anschlussende 50-2 naher erläutert. Wie bereits oben angemerkt, wird das für beide Ausführungen identische zweite Anschlussende 60 weiter genauer unten beschrieben.
Das erste Anschlussende 50-2 des Verbindungselements 32-2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besitzt auch einen im Wesentlichen ebenflächigen Wendelauflagebereich 54-2, der jedoch im Vergleich zur ersten Ausführung rechtwinklig abgekantet ist, sodass der ebenflächige Wendelauflagebereich parallel zum radialen Querschnitt des zweiten Anschlussbereiches angeordnet ist. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Wendelauflagebereich 54-2 des zweiten Ausführungsbeispiels um 90° gedreht.
Im bzw. am Wendelauflagebereich 54-2 befindet sich ein Vorsprung 55-2, der jetzt mittels eines angefügten Materialstücks, hier in Form eines Zylinderstücks, an den Wendelauflagebereich 54-2 angesetzt ist. An das zylinderförmige, den Vorsprung bildende Materialstück schließt sich ein, insbesondere kegelstumpfförmiger, d. h. sich verjüngender, Materialabschnitt an, der in Form eines Wärmeleitkonus 51-2 als Wärmeleitmittel mit der im Zusammenhang mit der Fig. 2a bereits beschriebenen Funktion fungiert. Das den Vorsprung bildende Materialstück und der das Wärmeleitmittel bildende Materialabschnitt sind bevorzugt einstückig hergestellt und beispielsweise nach Art eines Niets, d. h. formschlüssig, in einem Loch (in Fig. 3a nicht sichtbar dargestellt) im Wendelauflagebereich 54-2 befestigt. Alternativ kann die Befestigung auch materialschlüssig durch Schweißen oder Hart- oder Hochtemperaturlöten hergestellt sein. An zwei, sich gegenüberliegenden, Seitenränder 54-2a und 54-2b des Wendelauflagebereichs 54-2 schließt sich jeweils ein laschenförmiges Fixierelement 56-2a und 562b, d. h, insgesamt zwei, an, die in der Darstellung der Fig. 3a bereits durch den sich an das Ausstanzen aus einem Blech anschließenden Umformvorgang im Wesentlichen zum Wendelauflagebereich 54-2 senkrecht nach oben, d. h. vom Wendelauflagebereich 54-2 weg, d. h. in Richtung des Wärmeleitkonus 51-2 gerichtet, gebogen sind. Diese als Fixierlaschen ausgeführten Fixierelemente 56-2a und 56-2b können, wie es in der weiter unten beschrieben Fig. 3c dargestellt ist, durch sogenanntes Crimpen bzw. einen Quetschvorgang der Fixierlaschen in Richtung des Vorsprunges 55-2 so verformt werden, um ein auf den Vorsprung 55-2 aufgeschobenes Verbindungsende der Heizwendel (21-2, Fig. 3b) formschlüssig zu fixieren und gegen Ablösen sichern. Selbstverständlich könnte am verbleibenden freien Rand des Wendelauflagebereichs 54-2 noch eine weitere, d. h. dritte, Fixierlasche vorgesehen werden.
Nun wird unter Bezug auf die Fig. 2a und 3a das zweite Anschlussende 60, welches für beide Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verbindungselements 32-1 und 32- 2 gleich ist, beschrieben. Das zweite Anschlussende 60 weist zwei Klemmelemente 61a und 61 b auf, die gemeinsam ein Klemmmittel zur Verbindung mit einem Bauteil (34, Fig. 2b, 2c, 2d, 3b, 3c) einer Anschlussbaugruppe (30, Fig. 2d) bilden.
Bei dem zu kontaktierenden Bauteil der Anschlussbaugruppe handelt es sich bevorzugt um eine thermische Überlastsicherung 34 bzw. Übertemperatursicherung, die beispielsweise eine Schmelzsicherung sein kann, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur die elektrische Verbindung zwischen der Heizwendel 20 und einer (nicht dargestellten) Stromquelle unterbricht.
Die beiden Klemmelemente 61a und 61 b sind, insbesondere durch plastische Verfor- mijnπ, an Hie Fem dieses zu kontaktierenden Bauteils, d. h. die Uberlastsicherung, der Anschlussbaugruppe derart mit einer Vorspannung angepasst, dass das zweite Anschlussende 60 durch Fügen, insbesondere Zusammenstecken, mit diesem Bauteil kraftschlüssig und elektrisch leitend mit der Anschlussbaugruppe verbindbar ist.
In den in den Figuren gezeigten Ausführungen ist das zweite Anschlussende 60 zum Verbinden mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt der Überlastsicherung vorgesehen. Daher sind die beiden Klemmelemente 61a und 61 b durch plastische Verformung, an genau diese Zylinderform angepasst. Die vorstehend genannte Vorspannung wird damit erzeugt, indem ein von den beiden Klemmelementen 61a und 61 b aufgespannter, geschlitzter Zylindermantel einen Innendurchmesser aufweist, der etwas geringer als der Außendurchmesser der zu kontaktierenden Überlastsicherung (34, Fig. 2b, 3b) ist.
Das rohrandförmige stirnseitige Ende 60a des zweiten Anschlussendes 60, welches im Wesentlichen von Rändern der Klemmelemente 61a und 61 b gebildet wird, ist vom Verbindungselement 32-1 bzw. 32-2 weg über einen Abschnitt 60b wie ein Trichter, d. h. trichterartig, aufgeweitet, sodass das zu kontaktierende Bauteil der Anschlussbaugruppe leichter mittels Ineinanderstecken verbunden werden kann.
Im Folgenden wird die Herstellung einer in den Fig. 2c und 3c veranschaulichten erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einer Heizwendel und einem Verbindungselement 32-1 bzw. 32-2 der Erfindung anhand eines in den Fig. 2b und 3b dargestellten Zwischenschritts erläutert.
Die Fig. 2b und 3b zeigen jeweils ein Verbindungsende 21-1 bzw. 21-2 der Heizwendel 20, welches mittels der Zweitfunktion „Fädelhilfe" des Wärmeleitmittels (in den Fig. 2b und 3b jeweils durch die Heizwendel 20 verdeckt) mit dem ersten Anschlussende 50-1 bzw. 50-2 in eine bestimmte Lage zueinander gebracht worden ist.
In Fig. 2b ist das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel 20 in Form einer Schlinge ausgeführt. Die durch diese Schlinge aufgespannte Ebene liegt durch eine entsprechende Umformung des die Heizwendel 20 bildenden Widerstandsheizdrahts im Wesentlichen senkrecht zu den von den Windungen der Heizwendel aufgespannten radialen Querschnittsflächen und damit parallel zur Wendelauflagefläche 54-1 des Verbindungselements 32-1. Gut ist in Fig. 2b zu erkennen, dass das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel 20 mit dem Halteelement 52-1 des Verbindungselements 32-1 bereits formschlüssig verbunden ist, indem das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel 20 in Form einer Schlinge um den Vorsprung 55-1 am Wendelauflagebereich 54-1 gelegt ist.
Der Vorsprung 55-1 , der hier als zylindrischer Einhängedorn geformt ist und dient, wird in bevorzugten Ausführungen in Form oder Art einer Vernietung verformt und so über die Öse oder Schlinge des Verbindungsendes 21-1 der Heizwendel 20 geformt bzw. ver- presst, um das Verbindungsende 21-1 vorzufixieren. Das eigentliche Fixierelement 56-1 ist in der Fig. 2b noch unverändert, d. h., das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel ist noch nicht endgültig festgelegt und somit auch der elektrische Kontakt, insbesondere dessen Übergangswiderstand noch nicht optimal.
In der Fig. 3b besteht das Verbindungsende 21-2 der Heizwendel 20 im Wesentlichen aus dem Ende der Heizwendel 20 selbst. Dieses Verbindungsende 21-2 der Heizwendel 20 ist mit dem Halteelement 52-2 des Verbindungselements 32-1 durch Aufschieben bzw. Aufstecken des Verbindungsendes 21-2 auf den (in der Fig. 3b von der Heizwendel verdeckte) Wärmeleitkonus (51-2, Fig. 3a) verbunden, wobei die letzte Windung der Heizwendel 20 am Wendelauflagebereich 54-2 anliegt. Die beiden Fixierelemente 56-2a und 56-2b sind in Fig. 3b noch unverändert, d. h., das Verbindungsende 21-2 der Heiz- wendet 20 ist noch nicht am Verbindungselement festgelegt und auch der elektrische Kontakt, insbesondere dessen Übergangswiderstand noch nicht optimal.
Die Fig. 2c und 3c zeigen gegenüber den Fig. 2b und 3b jeweils das Verbindungsende 21-1 bzw. 21-2 der Heizwendel 20, das mittels der jeweiligen Fixierelemente 52-1 bzw. 52-2a und 52-2b an den jeweiligen Vorsprüngen 55-1 bzw. 55-2 sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig gesichert ist.
In der Fig. 2c ist das schlingenförmige Verbindungsende 21-1 der Heizwendel 20 durch Umbiegen bzw. Umklappen des als Fixierlasche ausgeführten Fixierelements 56-1 an der Wendelauflagefläche 54-1 des Verbindungselements 32-1 festgelegt. Das umgebogenen Fixierelement 56-1 sichert das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel 20 und gewährleistet auch einen hervorragenden elektrischen Kontakt, insbesondere einen geringen Übergangswiderstand.
In der Fig. 3c ist das Verbindungsende 21-2 der Heizwendel 20 durch sogenanntes Crimpen bzw. Quetschen der als Fixierlaschen ausgeführten Fixierelemente 56-2a und 56-2b am an der Wendelauflagefläche 54-2 des Verbindungselements 32-2 angesetzten Vorsprung 55-2 festgelegt. Die gequetschten bzw. gecrimpten Fixierelemente 56-2a und 56-2b sicheren das Verbindungsende 21-1 der Heizwendel und gewährleistet einen hervorragenden elektrische Kontakt, insbesondere einen geringen Übergangswiderstand. Z1J den in der. Fig. 2a bzw. 3o dargestellten Verbindungselerrienteri 32-1 bzvv. 32-2 sei noch angemerkt, dass sich zwischen dem ersten Anschlussende 50-1 bzw. 50-2 und dem zweiten Anschlussende 60 sich ein Versatzbereich 58-1 bzw. 58-2 befindet, der im Wesentlichen dazu dient, die beiden Anschlussenden 50-1 bzw. 50-2 und 60 so zu einander auszurichten, dass eine virtuelle Mittellängsachse einer mit dem ersten Anschlussende 50-1 bzw. 50-2 verbundene Heizwendel 20 im Wesentlichen mit einer virtuellen Mittellängsachse des zweiten Anschlussendes 60, insbesondere der sich dort anschließenden Überlastsicherung 34, fluchtet, d. h. im Wesentlichen gleichgerichtet ist bzw. mit möglichst geringem Abstand zu dieser parallel verläuft. Um den Versatzbereich 58-1 bzw. 58- 2 gegen unbeabsichtigtes Verbiegen zu versteifen, ist im Versatzbereich eine Einkerbung 58a zur Versteifung vorgesehen.
Nun wird Bezug auf Fig. 2d genommen, die eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, insbesondere ein Ende eines Mantelrohres 10 mit einer integrierten Anschlussbaugruppe 30 und einem Verbindungselement gemäß dem im Zusammenhang mit den Fig. 2a bis 2c erläuterten Ausführungsbeispiel mit ange- fügter Heizwendel 20 nach deren mechanischen Verbindung zeigt. Hinsichtlich der Einzelheiten des Verbindungselements sei auf die Fig. 2a bis 2c verwiesen.
Das Mantelrohr 10 der Heizvorrichtung besteht aus einem ausreichend oder gut Wärme leitenden Material, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, und weist einen zumin- dest annähernd kreisförmigen Querschnitt auf, wobei aber je nach Anwendung auch andere Querschnitte möglich sind. Die beiden stirnseitigen Enden 10a des Mantelrohrs 10 sind nach außen hin offen, wobei in der Fig. 2d nur eines der beiden stirnseitigen Enden 10a gezeigt ist. Obwohl nicht dargestellt, sei erwähnt, dass das Mantelrohr 10 in jede beliebige äußere Form gebracht werden kann. Je nach Anwendungsfall kann das Mantelrohr z. B. als gerade verlaufendes Rohr ausgestaltet sein oder in Form des Buchstabens „U" oder „W" gebogen sein. Selbstverständlich sind auch andere Formen als die genannten möglich.
Im Gegensatz zu Mantelrohren bekannter Heizvorrichtungen weist das Mantelrohr 10 von Anfang an, d. h. bereits zu Beginn der Montage der in dem Mantelrohr 10 angeordneten Bauteile bzw. Baugruppen den Außendurchmesser D3 auf, den es im eingebauten Zustand, beispielsweise bei einem Fluidbehälter in einer Geschirrspülmaschine oder einer Wäschewaschmaschine besitzt.
In Fig. 4 ist zur besseren Ansicht eine integrale Halteeinrichtung 38* der Erfindung frei¬
gestellt. Wie auch aus den Fig. 2b, 2c und 2d, dort mit 38-1 bezeichnet, sowie aus den Fig. 3b, 3c und 3d, dort mit 38-2 bezeichnet, ersichtlich ist, weist die Halteeinrichtung 38* über ihren Umfang verteilte Füllschlitze 38a* auf. Diese Füllschlitze 38a* erstrecken sich über die gesamte axiale Länge der Halteeinrichtung 38*. Zwischen den einzelnen Füll- schlitzen 38a* sind Stege 38b* vorgesehen, die im Wesentlichen den Außendurchmesser D3* der Halteeinrichtung 38* bestimmen, der zumindest annährend dem Innendurchmesser D1 des Mantelrohrs 10 entspricht.
Wie bereits erläutert ist die Halteeinrichtung 38* ausgestaltet, die Bauteile der Anschlussbaugruppe formschlüssig aufzunehmen, um die mechanischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen (Verbindungselement, Überlastsicherung und Anschlussbolzen) der Anschlussbaugruppe von Zugkräften zu entlasten. Da die einzelnen Bestandteile der Anschlussbaugruppe, d. h. der Anschlussbolzen, ggf. die Überlastsicherung sowie das erfindungsgemäßes Verbindungselement verschiedene Formen aufweisen, werden durch die formschlüssige Aufnahme bzw. Einfügung der Bauteile der Anschlussbaugruppe in die, bevorzugt integrale, Halteeinrichtung 38* am Verbindungselement 32-1 bzw. 32-2 bzw. am Anschlussbolzen 36 eingeleitete Kräfte über die Halteeinrichtung 38* direkt ins Mantelrohr 10 eingeleitet. Somit übertragen die mechanischen und elektrischen Verbindungen zwischen Verbindungselement und Überlastsicherung sowie zwischen Überlast- sicherung und Anschlussbolzen im Wesentlichen keine Kräfte, wodurch das Risiko eines Ausfalls dieser Verbindungen deutlich reduziert wird.
Wie ebenfalls bereits angesprochen sind in der integralen Halteeinrichtung 38* im Bereich 34a, der die Überlastsicherung 34 aufnehmen soll, Ausnehmungen 34b auf, sodass die Überlastsicherung später nach Installation im Mantelrohr 10 zumindest teilweise zwischen dem Mantelrohr 10 derart von der Isoliermasse 40 umgeben ist, dass über die Isoliermasse 40 eine vorbestimmte Wärmemenge pro Zeiteinheit von der Überlastsicherung 34 an das Mantelrohr 10 abgeführt werden kann. Diese Wärmemenge entspricht bevorzugt derjenigen Wärmemenge, die im ordnungsgemäßen Betrieb der Heizvorrich- tung über das zweiten Anschlussende 60 des Verbindungselements 32-1 bzw. 32-2 der Überlastsicherung 34 zugeführt wird. Damit kann das Ansprechverhalten der Überlastsicherung 34 besonders genau eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang kann zusätzlich auch über das Material der Halteeinrichtung 38* sowie dessen Form der thermische Übergangswiderstand zwischen der Überlastsi- cherung 34 in der Anschlussbaugruppe 30 und dem Mantelrohr 10 eingestellt werden, wodurch das Ansprechverhalten der Uberlastsicherung noch genauer eingestellt werden kann.
Der vorstehend angesprochene thermische Übergangswiderstand setzt sich dabei aus dem Verhältnis von Material der Halteeinrichtung 38* zur Isolationsmasse 40, die sich zwischen Mantelrohr 10 und Überlastsicherung 34 bzw. Übertemperatursicherung befinden zusammen und ist daher gut bestimmbar.
Im Betrieb wird die Übertemperatursicherung im Wesentlichen mit Wärme beaufschlagt, die sich von der Heizwendel 20 über das Verbindungselement 32-1 bzw. 32-2 zur Überlastsicherung geleitet wird. Insbesondere die Ausgestaltung des zweiten Anschlussendes 60 des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist hier gegenüber der Verbindung bei der Heizvorrichtung in Fig. 1 von besonderem Vorteil, da über die Klemmmittel des zweiten Anschlussendes 60 Wärme besonders gut über den gesamten zylinderförmigen Umfang der Überlastsicherung 34 zugeleitet wird und nicht lediglich über die thermische Engstelle 34a wie bei der in Fig. 1 dargestellten Heizvorrichtung. Schließlich sei noch angemerkt, dass an der Halteeinrichtung 38* an ihrem am Mantelrohrende 10a nach außen weisenden Ende an den Stegen 38b* Nasen (in Fig. 2d nicht dargestellt) vorgesehen werden können, die nach einem Füllvorgang der Heizeinrichtung mit einer Isoliermasse 40, wie er nachstehend näher erläutert wird, durch einen thermischen Verformungsvorgang die Füllschlitze 38a* verschließen.
Wie aus Fig. 2d ersichtlich ist, steht die Halteeinrichtung 38* über das rechte stirnseitige Ende 10a des Mantelrohres 10 etwas über. Die Halteeinrichtung kann in ihrer axialen Position mittels Einkerbungen im Mantelrohr, beispielsweise im Bereich des Mantelrohres 10, in dem im Inneren der Anschlussbolzen 36 verläuft, fixiert werden.
Es ist noch zu bemerken, dass der Bereich des zweiten Anschlussendes 60 der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung an der nicht dargestellten Seite ebenso aufgebaut sein kann, wie es vorstehend erläutert ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass anstelle der vorstehend beschriebenen Halteeinrichtung 38* eine andere Halteeinrichtung Verwendung findet, beispielsweise eine solche, die keine Füllschlitze aufweist und deren Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Mantelrohrs 10 entspricht. Diese Halteeinrichtung kann dann beispielsweise durch einen Klebevorgang in dem dortigen Ende des Mantelrohres 10 fixiert sein. Alternativ kann im Bereich der Anschluss- baugruppe, insbesondere in einem Bereich der Halteeinrichtung, in dem sich nicht die Überiastsicherung befindet, bevorzugt im Bereich der Halteeinrichtung, in dem der Anschlussbolzen verläuft, der Innendurchmesser des Mantelrohres 10 durch einen Quetschoder Pressvorgang eingekerbt, d. h. punktuell oder entlang einer Linie verringert werden, um so die Halteeinrichtung im Mantelrohr zu fixieren. Nachfolgend sei die Herstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung kurz erläutert. Nachdem die Heizwendel 20 mit den an ihren beiden Enden angebrachten Anschlussbaugruppen 30 in das Innere des Mantelrohres 10 eingeführt und hinsichtlich der axialen Anordnung mittels der Halteeinrichtung 38* in seiner Lage fixiert worden ist, kann über die Füllschlitze 38a* an der wenigstens einen Halteeinrichtung 38* eine, insbesondere aus silikonisiertem Magnesiumoxid bestehende, Isoliermasse 40 eingefüllt werden. Die Isoliermasse 40 dient zur elektrischen Isolierung der Heizwendel 20 aus elektrischem Widerstandsheizdraht und der den elektrischen Strom führenden Bauteile der Anschlussbaugruppe 30, d. h. des Verbindungselements 32, der Überlastsicherung 34 und des Anschlussbolzens 36 gegenüber der Innenwand des Mantelrohres 10. Darüber hinaus leitet die Isoliermasse die von der Heizwendel 20 erzeugte Wärme an das Mantelrohr 10.
Nachdem die Isoliermasse 40 vollständig von der zu der Innenseite des Mantelrohres 10 weisenden Stirnseite der einen Halteeinrichtung 38 bis zu der ebenfalls zu der Innenseite weisenden Stirnseite der anderen Halteeinrichtung 38 eingefüllt worden ist, können die Füllschlitze 38a mediumsdicht verschlossen werden, z. B. durch einen thermischen Verformungsvorgang von Verschlussnasen oder durch Verschließen mittels eines geeigneten Dichtmittels wie einem duroplastischen Kunststoff. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass bei Verwendung einer silikonisierten Isoliermasse, wie z. B. silikonisier- tes Magnesiumoxid, die Abdichtung der stirnseitigen Enden des Mantelrohres nicht mehr einer besonderen Abdichtung bedürfen, da silikonisiertes Magnesiumoxid wasserabweisend bzw. hydrophob ist. D. h. die stirnseitigen Enden des Mantelrohres müssen nur insofern verschlossen werden, um zu Verhindern, dass die Isoliermasse aus dem Inneren der Heizvorrichtung, beispielsweise beim durch einen Schleudervorgang in einer Wäschewaschmaschine verursachten Erschütterungen, herausfallen bzw. herausgeschüttelt werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Verbindungselement (32-1 ; 32-2) zur Verbindung einer Heizwendel (20) mit einer Anschlussbaugruppe (30) einer Heizvorrichtung, insbesondere zum Erhitzen eines Fluids, wobei das bevorzugt aus einem umgeformten Blechstück, insbesondere aus einem gut Wärme leitendem Material beispielsweise Kupfer, hergestellte Verbindungselement aufweist: an einem ersten Anschlussende (50-1 ; 50-2) ein Halteelement (55-1 ; 55-2) zur elektrischen Verbindung mit und zum Halten der Heizwendel (20), mindestens ein Fixierelement (56-1 ; 56-2a, 56-2b) zum Fixieren der Heizwendel an bzw. auf dem Halteelement (55-1 ; 55-2), wobei das mindestens eine Fixierelement so ausgestaltet ist, dass es durch plastische Verformung mindestens einen am Verbindungsende der Heizwendel befindlichen Haken bzw. mindestens eine Windung der Heizwendel an bzw. auf dem Halteelement formschlüssig fixieren und mit diesem elektrisch leitend kontaktieren kann.
2. Verhjndungselement nach. Anspruch 1 , weiter mit mindestens einem Kiemmeie- ment (61a; 61 b) an einem zweiten Anschlussende (60) zur Verbindung mit einem Bauteil (34) der Anschlussbaugruppe (30), wobei das mindestens eine Klemmelement, insbesondere durch plastische Verformung, an die Form des Bauteils der Anschlussbaugruppe derart mit einer Vorspan- nung angepasst ist, dass das zweite Anschlussende durch Fügen oder Zusammenstecken mit diesem Bauteil kraftschlüssig und elektrisch leitend mit der Anschlussbaugruppe verbindbar ist.
3. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter mit einem Wärmeleitmittel, insbesondere einer Wärmeleitzunge (51-1 ) oder einem Wärmeleitkonus (51-2), wobei das Wärmeleitmittel derart ausgestaltet ist, dass es im montierten Zustand mit einer vorbestimmten Länge im Wesentlichen konzentrisch in eine verbundene Heizwendel (20) hineinragt, um von der Heizwendel Wärme zu dem Verbindungselement zu leiten.
4. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halteelement (55-1 ; 55-2) einen im Wesentlichen ebenflächigen Wendelauflagebereich (54-1 ; 54-2) hat, wobei der Wendelauflagebereich einen Vorsprung (55-1 ; 55-2) aufweist, und wobei ein zum Wendelauflagebereich im Wesentlichen paralleler Querschnitt des Vorsprungs eine Form besitzt, die im Wesentlichen der Form eines Innenquerschnitts eines Verbindungsendes (21-1 ; 21-2) der Heizwendel (20) angepasst ist.
5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 4, wobei der Vorsprung aus hochgezogenen Rändern im Wendelauflagebereich durch Umformen, insbesondere durch Prägen und/oder Biegen oder dergleichen, hergestellt ist, oder wobei der Vorsprung (55-1 ) durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch (53-1 ), insbesondere durch Stanzen und/oder Dornen oder dergleichen, im Wendelauflagebereich (54-1 ) tiefgezogenen Rand gebildet ist, oder wobei der Vorsprung (55-2) durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch im Wendelauflagebereich (54-2) formschlüssig, insbesondere durch Nieten, und/oder materialschlüssig durch ein eingefügtes Materialstück, insbesondere einen Bolzen, gebildet ist.
6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Wendelauflagebereich (54-2) im Wesentlichen derart gegenüber dem zweiten Anschlussende (60) rechtwinklig abgekantet ist, sodass der Vorsprung (55-2) in axialer Richtung des Verbindungselements (32-2) vom zweiten Anschlussende weg gerichtet ist, wobei die Mittellängslinien des Verbindungselements und des Vorsprungs fluchten.
7. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem ersten (50-1 ; 50-2) und zweiten (60) Anschlussende ein Versatzabschnitt (58-1 ; 58-2) vorgesehen ist, wobei der Versatzabschnitt (58-1 ; 58-2) derart geformt ist, sodass eine Mittellängs- achse einer mit dem Halteelement (52-1 ; 52-2) verbundenen Heizwendel und eine Mittellängsachse eines am zweiten Anschlussende mit dem Klemmelement (61a; 61b) verbundenen Bauteils der Anschlussbaugruppe fluchten, wobei im Versatzabschnitt (58-1 ; 58-2) optional eine, insbesondere mittels wenigstens einer Einkerbung erzeugte, Versteifung (58a) vorgesehen ist.
8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das mindestens eine Fixierelement (56-1 ; 56-2a, 56-2b) in Form wenigstens eines laschenartigen Abschnitts am Wendelauflagebereich (54-1 ; 54-2) ausgestaltet ist, und wobei das mindestens eine Fixierelement durch plastische Verformung derart umformbar ist, sodass ein um den Vorsprung gelegtes Verbindungsende (21-1 ; 21-2) der Heizwendel (20) an bzw. auf dem Vorsprung (55-1 ; 55-2) des Halteelements (552-1 ; 52- 2) formschlüssig fixiert und mit diesem elektrisch leitend kontaktiert werden kann.
9. Heizvorrichtung mit einem Mantelrohr (10), wenigstens einer im Inneren des Mantelrohrs (10) angeordneten Heizwendel (20) aus einem elektrischen Widerstandsheizdraht, der in einer elektrisch isolierenden, Wärme leitenden Isoliermasse (40) im Mantelrohr (10) eingebettet ist, mindestens einer Anschlussbaugruppe (30), die im Inneren eines Endbereichs des Mantelrohres (10) angeordnet ist und ein zur Verbindung eines Verbindungsendes der
Heizwendel (20) mit einer außerhalb des Mantelrohrs (10) befindlichen elektrischen
Energiequelle aus dem Mantelrohr (10) nach außen geführtes Anschlussende aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen einem Verbindungsende (21-1 ; 21-2) der Heiz- wendel und der Anschlussbaugruppe (30) mittels eines Verbindungselements (32-1 ; 32- 2) αemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit der Heizwende! hergestellt ist.
10. Heizvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Verbindungsende (21-1 ) der Heizwendel (20) in Form eines Hakens, einer Öse oder einer Schlinge ausgeführt ist, und wobei ein Innenquerschnitt des Verbin- dungsendes im Wesentlichen einem Außenquerschnitt des Vorsprungs (55-1 ; 55-2) am Halteelement (52-1 ; 52-2) entspricht, wobei bevorzugt eine durch das haken-, Ösen- oder schlingenförmig ausgeführte Verbindungsende (21-1 ) der Heizwendel (20) aufgespannte Ebene durch entsprechende Umformung des die Heizwendel bildenden elektrischen Widerstands-Heizdrahts im Wesentlichen senkrecht zur vom Querschnitt einer Windung der Heizwendel aufgespannten Ebene angeordnet ist.
11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die Heizvorrichtung weiter enthält wenigstens eine im Bereich der Öffnung des Mantelrohrs (10) angeordnete integra- Ie Halteeinrichtung (38*), wobei die integrale Halteeinrichtung so ausgestaltet ist, Bauteile der Anschlussbaugruppe aufzunehmen, und wobei die Anschlussbaugruppe zumindest teilweise formschlüssig in entsprechend geformten Ausnehmungen in der integralen Halteeinrichtung (38*) angeordnet ist.
12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Anschlussbaugruppe (30) mindestens eine Überlastsicherung (34), insbesondere Übertemperatursicherung, aufweist.
13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die integrale Halteeinrichtung (38*), insbesondere im Bereich der Überlastsicherung (34), derart Ausnehmungen aufweist, sodass die Überlastsicherung (34) zumindest teilweise von zwischen sich und dem Mantelrohr (10) befindlicher Isoliermasse (40) umgeben ist, sodass über die Isoliermasse (40) eine vorbestimmte Wärmemenge pro Zeiteinheit von der Überlastsicherung (34) an das Mantelrohr abgeführt werden kann, die im Wesentlichen einer Wärmemenge entspricht, die im ordnungsgemäßen Betrieb der Heizvorrichtung über das zweite Anschlussende des Verbindungselements der Überlastsicherung (34) zugeführt wird.
14. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die integrale Halteeinrichtung (38*) an ihrer Außenseite mit wenigstens einem sich über die gesamte axiale Länge der Halteeinrichtung sich erstreckenden Füllschlitz (38a) zum Einfüllen der Isoliermasse (40) in die Heizvorrichtung bei deren Herstellung versehen ist, und wobei die Isoliermasse (40) eine hydrophobe, insbesondere silikonisierte Masse, bevorzugt ein silikonisiertes Magnesiumoxid ist.
15. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Mantelrohr (10) im Bereich der Anschlussbaugruppe, insbesondere im Bereich der Halteeinrichtung (38*) in der sich der Anschlussbolzen befindet, einem Pressvorgang und/oder Kerbvorgang zur Fixierung der Halteeinrichtung (38*) im Mantelrohr (10) unterzogen wurde.
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