Elektroheizkörper

Abstract

 Ein Elektroheizkörper (10) zum Erhitzen besteht aus zahlreichen Trägerplatten (12), die kreuz- oder sternförmig angeordnet und mittels einer Halterung (14) in ihrer Lage fixiert sind. Auf die Trägerplatten (12) ist ein Heizleiter (16) aufgewickelt. Die ein­zelnen freien Sehnen (20) des Heizleiters (16) sind im Bereich ihres Außenumfangs durch Stabilisierungsstreifen (30) in ihrer La­ge zueinander festgelegt. Die Enden (26) des Heizleiters (16) er­strecken sind durch in den Platten (30) vorgesehene, nach Zahl und Anordnung mit ihnen korrespondierende Aussparungen (32).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroheizkörper zum Er­hitzen von gasförmigen Medien mit quer zur Strömungsrichtung des zu erhitzenden Mediums in mehreren Ebenen aufeinanderfolgend ange­ordneten Heizleitern, die auf in Strömungsrichtung sich er­streckenden, kreuz- oder sternförmig angeordneten, plattenförmige Träger aus Isoliermaterial gewickelt sind, die im Randbereich Aus­sparungen zur Aufnahme von Heizleiterwindungen aufweisen.

[0002] Es sind bereits hoch belastbare Elektroheizkörper zum Erhitzen von gasförmigen Medien (DE-AS 1 440 381) bekannt, die im Strömungsweg liegende, quer zur Strömungsrichtung des Mediums verlaufende, mä­anderförmig ausgebildete Heizleiter aufweisen. Diese Heizleiter sind in hintereinanderliegenden Ebenen angeordnet und mittels Aus­sparungen oder Durchtrittsöffnungen aufweisenden Platten als Hal­teelemente in ihrer Lage fixiert. Die Heizleiterträger bestehen aus zwei Platten, die beiderseits über die kammzahnartigen Schlei­fenspitzen oder mäanderförmig ausgebildeten Heizleiter geschoben werden, bis sie gegeneinander herangeführt und aneinander be­festigt werden können. Die Platten liegen dann in der Mitte des Heizkörpers zwischen den gegenüberliegenden, kammzahnartigen Schleifenspitzen des Heizkörpers. Die außenliegenden Enden der Heizleiter sind nicht fixiert und können somit frei schwingen. Je nach Masse der freien Schleifenspitzen kann die Gefahr bestehen, daß die Ausschwingung größer als der Abstand zwischen den Heiz­leitern wird und es zum Kurzschluß kommt.

[0003] Darüber hinaus sind Heizkörper mit zwei sternförmig angeordneten Isolierstoffplatten der eingangs aufgeführten Art bekannt (DE-OS 26 44 093), um die eine fortlaufend gewundene Wendel aus elek­ trischem Widerstandsheizdraht mit zahlreichen, zickzackförmigen Schleifen gewickelt ist. Die Längsränder der Isolierstoffplatte sind mit im Abstand zueinander angeordneten Absätzen versehen, in denen die Spitzen der Abbiegungen des Widerstandsheizdrahtes fest­gelegt sind. Zusätzlich werden die Heizleiterwindungen im Bereich der Absätze mit den Isolierstoffplatten verpreßt.

[0004] Eine andere Form des Festlegens der Heizleiter-Windungen an den Umlenkstellen der Isolierstofftrageplatte liegt darin, daß eine Auflage aus wärmebeständigem Kitt an den Abstützkanten aufgebracht wird (DE-OS 28 49 629).

[0005] Aber auch bei diesen Lösungen kann der einzelne Heizleiterdraht im Bereich zwischen den benachbarten Isolierstoffplatten frei schwingen und auch verbogen werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizleiter eines Elektroheizkörpers mit einfachen baulichen Mitteln so zu fixieren, daß auch bei relativ großer Distanz zwischen benachbarten Träger­platten und relativ großer Heizleiterdrahtmasse eine Berührung von benachbarten Heizleiterdrähten ausgeschlossen ist.

[0007] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im kenn­zeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Hierdurch wird die freischwingende Masse des Heizleiters reduziert und verhindert, daß bei starker Luftdurchströmung oder z.B. auch beim Herunterfallen oder im Reisegepäck bei der geforderten kom­pakten und leistungsstarken Bauweise, das heißt bei eng aneinander liegenden Windungen, eine gegenseitige Berührung der Windungen stattfindet. Durch die vorteilhafte Fixierung des Heizleiters bzw. der einzelnen Windungen kann aufgrund des geringen Abstandes ein sehr kompakter Heizkörper, beispielsweise in einem Haartrockner, installiert werden, ohne daß mehr Trägerplatten angeordnet werden müssen.

[0008] Vorteilhafte Weitergestaltungsformen der Erfindung nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0009] Dabei ist zu beachten, daß die Stabilisierungsstreifen zwischen den Heizleitersehnen bzw. den Heizleitersehnenabschnitten in ihrer Ausgestaltung ganz wesentlich vom Verlauf der freien Heizleiter­sehnen zwischen den Heizleiterträgerplatten abhängen. Es sind Lö­sungsmöglichkeiten denkbar, bei denen lediglich zwei nebeneinan­derliegende Heizleitersehnenabschnitte durch Stabilisierungs­leisten abgestützt werden. Und es ist ebenso denkbar, daß alle zwischen zwei Trägerplatten liegende Heizleitersehnenabschnitte in Querrichtung der Luftströmung durch derartige Stabilisierungsele­mente gestützt werden. Von der Form und der Ausgestaltung der Sta­bilisierungselemente hängt auch entscheidend ab, in welcher Form die Stabilisierungselemente auf den Heizleitersehnenabschnitten bzw. Heizleitern bzw. auch im Zusammenwirken mit den Heizungsträ­gerplatten festgelget werden. Dazu sind direkt an den Stabilisie­rungselementen angeformte, feste oder umbiegbare Laschen o.ä. denkbar.

[0010] Eine besonders vorteilhafte Fixierungsform der Stabilisierungsele­mente erhält man aber auch dadurch, daß einzelne Heizleitersehnen­abschnitte bzw. Teile davon derart verformt werden, daß durch ihre Verformung die Stabilisierungselemente fixiert werden.

[0011] Die besonderen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß insbesondere bei leistungsstarken Elektroheizkörpern mit relativ wenigen Heizleiterträgerplatten auszukommen ist. Dies ist beson­ders zweckmäßig für die gleichmäßige Wärmeentwicklung in den Heiz­ leitern und selbstverständlich auch für das ungehinderte Anströmen der Heizleiter mit dem zu erhitzenden Medium. Durch die Stabili­sierungsstreifen wird eine gute Fixierung der einzelnen Heizleiter in ihrem freien Bereich erzielt, so daß solche Heizkörper gegen mechanische Beschädigungen einerseits und andererseits inbesondere vor z.B. durch die Gasströmung auftretende Schwingungen usw. ge­schützt sind. Damit ist es mit sehr großer Sicherheit auszu­schließen, daß die Heizleiterwindungen bei normalem Gebrauch mit­einander in Kontakt kommen und damit die Gefahr von Kurzschlüssen o.ä. entsteht.

[0012] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer verschiedene Aus­führungswege darstellenden Zeichnung näher erläutert.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1 einen Elektroheizkörper für einen Haartrockner mit einem sternförmig ausgebildeten Träger, auf dessen Trägerplatten ein Zick-Zack-/mäanderförmiger Heizleiter aufgewickelt ist, mit zwei alternativen Stabilisierungsstreifen zur Windungsfixierung;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Stabilisierungsstreifens in Draufsicht zur Fixierung der Umlenkstellen des Heiz­leiters;

Fig. 3 einen Elektroheizkörper für einen Haartrockner mit einem sternförmig ausgebildeten Träger, auf dessen Trägerplatten ein zick-zack-/mäanderförmiger Heizleiter aufgewickelt ist, mit einem weiteren Beispiel eines Stabilisierungs­streifens zur Windungsfixierung;

Fig. 4 den Stabilisierungsstreifen nach Fig. 3 in vergrößertem Ausschnitt mit einer angedeuteten Arreiterungsmöglichkeit;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stabilisierungs­elements;

Fig. 6 einen Heizkörper in perspektivischer Ansicht mit Stabili­sierungselementen;

Fig. 7 einen Heizkörper mit Stabilisierungselementen, eingebaut in einen Heizungsaufnahmezylinder;

Fig. 8 eine weitere Form eines Stabilisierungsstreifens mit einer alternativen Arretierungsform;

Fig. 9 einen Heizkörper mit Stabilisierungselementen, perspektivisch dargestellt und

Fig.10 ein Stabilisierungselement etwa entsprechend der Ausführung nach Fig. 9.

[0014] In der Zeichnung ist mit 10 ein Elektroheizkörper bezeichnet, der aus zahlreichen, ineinandergesteckten, plattenförmigen Trägern 12 besteht, die in der Mitte durch eine Halterung 14 miteinander ver­bunden sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind drei inein­andergesteckte Träger 12 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, lediglich zwei Träger bzw. vier oder mehr Träger zur Aufnahme eines Heizleiters 16 vorzusehen.

[0015] Der Heizleiter 16 verläuft zickzackförmig bzw. mäanderförmig mit zwei oder auch mehreren Umlenkstellen konzentrisch zwischen den einzelnen Trägerplatten 12, so daß sich Sehnenabschnitte 20, 20′, 20˝, 20‴ bilden. Einzelne der Umlenkstellen des Heizleiters 16 sind auf die außenliegenden Kanten 24 der Träger 12 in Aussparun­gen aufgesetzt, so daß dadurch eine Fixierung z.B. jeder vierten Umlenkstelle des konzentrisch aufgewickelten Heizleiters 10 ge­währleistet ist. In Strömungsrichtung des zu erhitzenden Mediums hintereinanderliegend sind eine Vielzahl von Heizleitern 16 in verschiedenen Ebenen angeordnet. Vorzugweise ist diese Anordnung wendelförmig getroffen, d.h., ein einziger Heizleiterdraht ver­läuft wendelartig von einem Ende des Heizkörpers zum anderen Ende.

[0016] Wenn der Heizleiter 16 auf die einzelnen Trägerplatten 12 aufge­wickelt ist, lassen sich die freien Sehnenabschnitte 20 durch eine bzw. mehrere Stabilisierungsstreifen 30 in ihrer gezeigten Lage zusätzlich fixieren. Der Stabilisierungsstreifen 30 ist gemäß Fig. 2 rechteckförmig ausgebildet und weist zahlreiche, in Reihen angeordnete Aussparungen 32 auf, die länglich ausgebildet sind und endseitig verengt sind bzw. jeweils spitz zulaufen. Die Aussparung 32 entspricht in ihrer Länge L1 in etwa der Länge L2 im Außenbe­reich der Umlenkstelle 24 und in ihrer Breite etwa der Heizleiter­dicke. Die beiden gegenüberliegenden Enden 34 der Aussparung 32 werden durch schräg verlaufende, spitz endende Seiten gebildet, die einen Winkel von ca. 30^o einschließen. Der zwischen diesen Seiten gebildete Winkel kann größer oder auch kleiner sein. Er sollte jedoch so bemessen sein, daß ein einwandfreies Festklemmen der Stabilisierungsstreifen 30 auf den Sehnen 20 des Heizleiters 16 bzw. umgekehrt ein schwingungsunterdrückendes Festlegen des Heizleiters 16 in der Aussparung gewährleistet ist.

[0017] Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Stabilisierungsstrei­fen 30 mit einer zentralen Reihe von Aussparungen 32 versehen. Ge­mäß Fig. 2 können in den Seitenkanten 40 keilförmige Schlitze 32′, 32˝ vorgesehen sein, die wiederum - wie auch die Seiten 34 - einen Keil-Winkel von 30 - 45 ^o einschließen. Die Aussparungen 32 korrespondieren bei einer solchen Anordnung mit einer ersten Reihe Heizleiter 16 an der Peripherie ihrer freiliegenden Sehne 20 zwischen zwei benachbarten Trägerplatten 12. Die Schlitze 32′ und 32˝ in den Seitenkanten 40 des Stabilisierungsstreifens 30 umgrei­fen jeweils die dazu benachbarten Heizleiterreihen und stabilisie­ren diese zusätzlich. Natürlich ist es auch möglich, mehrere parallele Reihen mit geschlossenen Aussparungen 32 auf einem Sta­bilisierungsstreifen 30 vorzusehen.

[0018] An den Seitenkanten 40 der Stabilisierungsstreifen 30 sind mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, als Arreiterungselemente aus­gebildete Laschen 42 vorgesehen, die gemäß Fig. 1 durch einfaches Umbiegen um die außenliegenden Kanten 24 der Träger 12 gebogen werden und dadurch die Stabilisierungsstreifen 30 in der in Fig. 1 oben dargestellten Stellung so sichern, daß lediglich die äußeren Enden 26 der Heizleiter durch die Aussparung 32 der Stabilisie­rungsstreifen 30 ragen. Dadurch wird auf einfache Weise eine ein­wandfreie Fixierung der Stabilisierungsstreifen 30 an den Träger­platten 12 und eine Fixierung der einzelnen Umlenkstellen des Heizleiters 16 gewährleistet, so daß auch bei starker Strömungsge­schwindigkeit bzw. bei mechanischer Einwirkung die einzelnen Heiz­leiter bzw. die Umlenkstellen nicht gegeneinandergedrückt werden.

[0019] Eine alternative Form der Fixierung der Stabilisierungsstreifen 30 ist in den Figuren 9 bzw. 10 gezeigt. Dabei weist der Stabilisie­rungsstreifen 30 zusätzlich zu den Aussparungen 32, 32′, 32˝ für die Heizleitersehnenabschnitte 16 an seinen Längsrändern als Zähne ausgeformte Arretierungselemente 43 auf. Diese Arretierungs-Zähne 43 sind in Nuten 14 im äußeren Randbereich der Trägerplatten 12 einrastbar. Die Stabilisierungsstreifen 30 werden durch diese Aus­gestaltungsform sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eindeu­tig festgelegt; über diese Festlegung werden einerseits die freien Heizleitersehnenabschnitte 16 stabilisert. Andererseits wird aber auch ohne weitere Maßnahme erreicht, daß der Heizleiter 16 selbst in seinem im Bereich der Trägerplatte 12 verlaufenden Randbereich keine Bewegungsmöglichkeit mehr erhält. Damit sind nicht nur die einzelnen Heizleitersehnenabschnitte in Strömungsrichtung und in Strömungsquerrichtung in ihrer Lage gehalten, sondern auch die ge­samte Heizleiterkonstruktion auf der Trägerplatten-Grunkonstruk­tion eindeutig festgelegt.

[0020] Eine Fixierung der einzelnen Stabilisierungsstreifen 30 kann auch dadurch gewährleistet werden, daß einige der durch die Aussparun­gen 32 der Platten tretenden Umlenkstellen nach außen abgebogen bzw. flachgedrückt werden (siehe z.B. Fig. 4). Eine weitere Be­festigungsmöglichkeit der Stabilisierungsstreifen 38 ist dadurch erreichbar, daß an ihnen Abstandslaschen 44 vorgesehen werden, die die über die Stabilisierungsstreifen 38 überstehenden Heizleiter­teile um das gleiche Maß überragen, wie die Aussparungen für die Heizleiter in den Platten 12. Diese Laschen 44 können sich dann an der Innenwandung eines Heizungsaufnahme-Zylinders 50 abstützen (siehe Fig. 7).

[0021] Eine weitere Arretierung eines Stabilisierungselements 30 auf den Heizleitersehnen 20 eines Heizleiters 16 ist in Fig. 8 darge­stellt. Dazu ist an den Stirnkanten 41 eines Stabilisierungsele­ments 30 mit den Windungsöffnungen von Sehnenabschnitten 20 kor­respondierend eines oder mehrere Arretierungselemente angeformt. Im Ausführungsbeispiel sind diese Arretierungselemente als keil­förmige Nasen 46 gewählt.

[0022] Aussparungen 32 und Arretierungselemente 42, 44 und 46 sind - für den Fachmann selbstverständlich - so zu wählen, daß die Funktion der Stabilisierungselemente 30 (Fixierung der Heizleitersehnen 20 gegen Schwingungen bzw. mechanische Einwirkung) ohne weiteres er­reicht werden kann. Dazu ist zunächst die mit der Heizleiteranord­ nung am leichtesten korrespondierende und mit der Trägerplatten-­Konstruktion - z.B. bei der Montage aber auch im Gebrauch - in Einklang stehende Form, z.B. unter den vorstehend aufgeführten Ausführungsbeispielen, aber auch unter einer Vielzahl weiterer, denkbarer Ausgestaltungsformen auszuwählen.

Ansprüche

1. Elektroheizkörper (10) zum Erhitzen von gasförmigen Medien mit quer zur Strömungsrichtung des zu erhitzenden Mediums in meh­reren Ebenen aufeinanderfolgend angeordneten Heizleitern (16), die auf in Strömungsrichtung sich erstreckenden, kreuz- oder sternförmig angeordneten, plattenförmige Träger (12) aus Iso­liermaterial gewickelt sind, die im Randbereich Aussparungen zur Aufnahme von Heizleiterwindungen aufweisen, dadurch ge­kennzeichnet, daß im äußeren Bereich zwischen zwei Trägerplat­ten (12) auf die freien Sehnen bzw. Sehnenabschnitte (20) der Heizleiter (16) Stabilisierungsstreifen (30) mit der Anordnung der freien Heizleitersehnen bzw. Heizleitersehnenabschnitte (20) entsprechenden Aussparungen (32) aufsetzbar sind, die die hintereinanderliegenden und/oder nebeneinanderleigenden Sehnen (20) zumindest in Strömungsrichtung in ihrer Lage zueinander fixieren.

2. Elektroheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30) bei einem im Bereich der freien Sehnen bzw. Sehnenabschnitte (20) zick-zack- oder mäan­derförmig verlaufenden Heizleiter (16) in Strömungsrichtung hintereinanderliegende Aussparungen (32) zum Ubergreifen der Heizleitersehnenabschnitte (20) einer Zick-Zack- bzw. Mäander­reihe und im Randbereich des Stabilisierungsstreifens (30) Aussparungen (32′, 32˝) zum Abstützen an mindestens einem der benachbarten Heizleiter-Zick-Zack oder -Mäander (20) aufweisen.

3. Elektroheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30′) bei einem im Bereich der freien Sehnen zick-zack- oder mäanderförmig verlaufenden Heiz­leiter (16′) in Strömungsrichtung hintereinanderliegende Aus­sparungen (32) zum Ubergreifen der Heizleitersehnenabschnitte (20′) einer Zick-Zack- bzw. Mäanderreihe und mindestens zwei benachbart dazu liegende Reihen von Aussparungen (32′, 32˝) zum Ubergreifen mindestens einer benachbarten Heizleiter-­Zick-Zack- bzw. -Mäanderreihe aufweisen.

4. Elektroheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30′) bei einem im Bereich der freien Sehnen zick-zack- oder mäanderförmig verlaufenden Heiz­leiter (16′) mindestens drei Reihen benachbarter und jeweils in Strömungsrichtung hintereinanderliegender Aussparungen (33, 33′, 33˝) zum Ubergreifen der Heizleitersehnenabschnitte (20′) einer Zick-Zack- oder Mäanderreihe und mindestens zweier be­nachbarter Zick-Zack- oder Mäanderreihen (20˝) aufweisen.

5. Elektroheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30) zusätzliche Arretierungsele­mente (42/43) zum Fixieren auf der Trägerplatte (12) bzw. zum Festlegen der Heizleiter (16) an der Trägerplatte (12) aufweisen.

6. Elektroheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungselemente (43) an den Längsseiten der Stabili­sierungsstreifen (30) angeformte Zähne sind, die in Nuten (14) in den Trägerplatten (12) verrastbar sind.

7. Elektroheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30) verformbare Arretierungsele­mente (42) aufweisen oder Teile des Heizleiters (16) als Arre­tierungselemente ausgebildet sind bzw. verwendet werden, die um die Heizleiter (16) selbst bzw. um Teile der Stabilisie­rungsstreifen (30) biegbar sind.

8. Elektroheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (30) im Bereich der außenliegenden Umlenkstellen (20) durch die Stabilisierungsstreifen (30) an den Aussparungen (32) übergreifendes Umbiegen einzelner Um­lenkstellen in ihrer Lage fixierbar sind (Fig. 6).

9. Elektroheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstreifen (38) in Richtung auf die freien Enden der von ihnen übergriffenen Heizleiter-Windungen (16) überstehende Abstandslaschen (44) aufweisen, die im eingesetz­ten Zustand in ihrer Länge so bemessen sind, daß ihre Außen­kanten sich an der Innenwandung eines Heizungsaufnahmezylin­ders (50) abstützen.

Zeichnung