[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Heizvorrichtung. Zu derartigen
elektrischen Heizvorrichtungen zählen beispielsweise Heizpatronen, die unter anderem
zur Beheizung unterschiedlichster Komponenten in der Automobilindustrie Verwendung
finden.
[0002] Bekannte Heizpatronen weisen einen oftmals rohrförmigen Metallmantel auf, der einen
Rohrinnenraum definiert. In diesem Rohinnenraum ist ein elektrisches Heizelement angeordnet,
das üblicherweise als Heizdrahtwicklung ausgeführt ist, die insbesondere auf einem
Wickelkörper angeordnet sein kann und zweckmäßigerweise gegenüber dem Metallmantel
-insbesondere durch eine Isolierstofffüllung- elektrisch isoliert ist. Um die Stromversorgung
für das elektrische Heizelement sicherzustellen, können Anschlussdrähte, die mit der
Heizdrahtwicklung in elektrischem Kontakt stehen, aus dem Metallmantel herausgeführt
werden. Ein Beispiel für diesen Grundaufbau offenbaren beispielsweise die
DE 20 2011 105 348 U1 oder die
DE 20 265 960 U1.
[0003] Die aus dem Stand der Technik bekannten Heizpatronen erweisen sich in der Praxis
jedoch insbesondere bei Heizpatronen, bei denen hohe Ströme zur Bereitstellung der
gewünschten Heizleistung notwendig sind und dadurch die Geometrie des Anschlussdrahts
bestimmen, als noch nicht ideal. Insbesondere gibt es das Problem, in diesem Fall
einen sicheren und reproduzierbaren elektrischen Kontakt zwischen dem elektrischen
Heizelement und dem Anschlussdraht zu gewährleisten. Die Aufgabe der Erfindung besteht
daher in der Bereitstellung einer insbesondere hinsichtlich dieses elektrischen Kontakts
verbesserten Heizpatrone.
[0004] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Elektrische Heizpatrone mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
[0005] Die erfindungsgemäße elektrische Heizpatrone umfasst mindestens einen Anschlussdraht
und mindestens ein zumindest abschnittsweise auf einen -beispielsweise aus Keramik
gefertigten- Wickelkörper gewickeltes elektrisches Heizelement, wobei der Wickelkörper
mindestens einen Kanal aufweist, in den mindestens ein Ende eines auf den Wickelkörper
gewickelten elektrischen Heizelements aufgenommen ist. Bevorzugt ist dabei insbesondere
ein zumindest abschnittsweise geschlossener Kanal, der in den derart ausgeführten
Abschnitten in jeder Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung des Kanals durch eine
Wandung von der Umgebung abgetrennt ist, wie er z.B. durch eine Bohrung im Wickelkörper
erzeugt werden kann. In vielen Fällen werden die genannten Komponenten innerhalb eines
Metallmantels angeordnet und in eine Isolierstoffschicht eingebettet sein, die insbesondere
einen ungewollten Kurzschluss zum Metallmantel verhindert.
[0006] Es können also ein Anschlussdraht -insbesondere dann, wenn ein Metallmantel als Rückleiter
der elektrischen Heizpatrone verwendet wird- oder mehrere Anschlussdrähte vorhanden
sein, wobei im letztgenannten Fall die Anschlussdrähte auch unterschiedlich ausgestaltet
werden können und ein beidseitiger oder einseitiger Anschluss der elektrischen Heizpatrone
mittels Anschlussdrähten möglich ist. Die Anschlussdrähte können auch nach außen gebogen
oder abgewinkelt verlaufen.
[0007] Außerdem ist zwar lediglich ein zumindest abschnittsweise auf einen Wickelkörper
gewickeltes elektrisches Heizelement zwingend erforderlich, es können aber auch mehrere
elektrische Heizelemente, die zumindest abschnittsweise auf einen oder mehrere Wickelkörper
gewickelt sind, vorgesehen sein.
[0008] Erfindungswesentlich ist, dass der Anschlussdraht entlang seiner Verlaufsrichtung
mindestens eine Stelle oder einen Abschnitt aufweist, an der die Querschnittsgeometrie
des Anschlussdrahts von der Querschnittsgeometrie des Anschlussdrahts zumindest hinsichtlich
der Kontur des Querschnitts des Anschlussdrahts, also mit anderen Worten gesagt hinsichtlich
der Kontur der zur lokalen Verlaufsrichtung des Anschlussdrahts senkrecht stehenden
Schnittfläche des Anschlussdrahts, an einer anderen Stelle oder einem anderen Abschnitt
abweicht, und dass ferner auch ein Abschnitt des mindestens einen Anschlussdrahts
in den Kanal aufgenommen ist, so dass in dem Kanal ein elektrischer Kontakt zwischen
dem aufgenommenen Ende des elektrischen Heizelement und dem aufgenommenen Abschnitt
des Anschlussdrahts besteht.
[0009] Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Sinne dieser Offenbarung
durch eine geometrische Ähnlichkeitsabbildung ineinander überführbare Konturen als
unterschiedliche Konturen aufzufassen sind.
[0010] Die Erfindung macht sich die Erkenntnis des Erfinders zu Nutze, dass die Anforderungen
an die Querschnittsgeometrie des Anschlussdrahts, die aus der Anpassung an die Verwendung
eines bestimmten Stroms resultieren, beispielsweise eine gegebene Querschnittsfläche,
die notwendig ist, um eine unerwünschte Erwärmung der elektrischen Heizpatrone in
einem unbeheizten Abschnitt zu vermeiden, innerhalb des Wickelkörpers keinen Bestand
mehr haben. Eine höhere Strombelastung, die üblicherweise zu vermeiden ist, ist dort
akzeptabel, weil dort einerseits in der Regel Heizleistung bereitgestellt werden soll
und der Wickelkörper ohnehin so dimensioniert und ausgestaltet ist, dass auch eine
lokale Überhitzung ausgeschlossen ist. Somit kann ein Abschnitt des Anschlussdrahts
so ausgestaltet werden, dass er die außerhalb des Wickelkörpers geltenden Anforderungen
an die Leitergeometrie erfüllt, während ein deutlich dünnerer Abschnitt in den Kanal
des Wickelkörpers, der die maximale Querschnittsfläche dieses Abschnitt begrenzt,
eingeführt wird und dort den erwünschten elektrischen Kontakt zum elektrischen Heizelement,
insbesondere einem Heiz- oder Widerstandsdraht, mit dem der Wickelkörper bewickelt
ist, insbesondere nach einem radialen Verpressen der elektrischen Heizpatrone herstellt,
was zu einem sehr guten und innigen elektrischen Kontakt führt.
[0011] Dementsprechend ist es besonders bevorzugt, wenn der in den Kanal des Wickelkörpers
aufgenommene Abschnitt des Anschlussdrahts eine geringere Querschnittsfläche aufweist
als mindestens ein anderer Abschnitt des Anschlussdrahts.
[0012] Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn die elektrische Heizpatrone verpresst oder
verdichtet, insbesondere hochverdichtet ist.
[0013] Durch eine Variation der Querschnittsfläche unterschiedlicher Abschnitte des Anschlussdrahtes
können zugleich auch die lokale Leistungsdichte bzw. der ohmsche Widerstand des Anschlussdrahts
im jeweiligen Abschnitt variiert werden.
[0014] Vorteilhaft ist ferner, wenn der Anschlussdraht mindestens eine Querschnittsfläche
mit abgerundeter Kontur und/oder mindestens eine Querschnittsfläche mit einer Kontur,
die eckig ist, aufweist. Dabei ist besonders bevorzugt, wenn der Bereich des Anschlussdrahts,
der in den Kanal des Wickelkörpers aufgenommen ist, Querschnittsflächen mit abgerundeter
Kontur aufweist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein etwaiges Bruchrisiko für
den Wickelkörper, aber auch ein Risiko einer Beschädigung des elektrischen Heizelements
durch eine darauf wirkende Kante des Anschlussdrahts beim Verpressen signifikant reduziert
werden, während im Bereich des Anschlussdrahts, welcher außerhalb des Wickelkörpers
verläuft, eine optimale Bauraum- bzw. Flächennutzung möglich ist.
[0015] Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anschlussdraht -insbesondere
in seinem außerhalb des Wickelkörpers verlaufenden Abschnitt- zumindest abschnittsweise
mit einer Isolationsschicht umgeben ist, die insbesondere aus PTFE, PFA, FEP, Polyimid,
Silikon, Gummi, Glassseide oder einem Kunststoff gefertigt sein kann. Damit kann sichergestellt
werden, dass auch bei großen Querschnitten des Anschlussdrahts ein Kurzschluss zu
einem die Außenkontur der elektrischen Heizpatrone bildenden Metallmantel vermieden
wird.
[0016] In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Länge des Abschnitts des Anschlussdrahts, der in den Kanal des Wickelkörpers aufgenommen
ist, durch einen Anschlag begrenzt ist. Auf diese Weise kann eine exakte und reproduzierbare
Einführtiefe des in den Kanal des Wickelkörpers eingeführten Abschnitts des Anschlussdrahts
gewährleistet werden, was den Kontakt zwischen Anschlussdraht und elektrischem Heizelement
vereinheitlicht und somit die Eigenschaften der elektrischen Heizpatrone innerhalb
einer Produktionsserie oder eines Modells homogenisiert.
[0017] Als vorteilhaft wird ferner angesehen, wenn der Abschnitt des Anschlussdrahts, der
in den Kanal des Wickelkörpers aufgenommen ist, kürzer ist als der Kanal des Wickelkörpers,
was dazu führt, dass eine Isolation des Anschlussdrahts zur stirnseitigen Bodenfläche
besser gewährleistet ist.
[0018] Wenn die Querschnittsfläche des Anschlussdrahts an wenigstens einer Seite eine Ausnehmung
aufweist, welche bevorzugt an den Querschnitt des elektrischen Heizelements angepasst
ist, kann der elektrische Kontakt zwischen Anschlussdraht und elektrischem Heizelement
noch weiter verbessert und zudem weiter standardisiert werden, so dass die Eigenschaftsschwankungen
der elektrischen Heizpatronen eines gegebenen Typs weiter verringert werden. Besonders
bevorzugt ist es dabei, wenn die Ausnehmung durch Abstanzen oder Materialabtrag durch
ein formgebendes Verfahren erzeugt ist.
[0019] Wenn gewährleistet ist, dass die Härte und/oder die Festigkeit mindestens eines Anschlussdrahtes
entlang seiner Verlaufsrichtung variiert, gewinnt man einen weiteren Freiheitsgrad
zur Anpassung der Eigenschaften der elektrischen Heizpatrone an die Anforderungen
der jeweiligen Anwendung.
[0020] Weitere Freiheitsgrade erschließt man sich, wenn zudem die Torsionsbeständigkeit
und/oder die Biegefähigkeit mindestens eines Anschlussdrahtes entlang seiner Verlaufsrichtung
variiert.
[0021] Wenn der nicht in den Kanal des Wickelkörpers aufgenommene Abschnitt des Anschlussdrahts
in geringerem Abstand zu einem Metallmantel der elektrischen Heizpatrone verläuft
als der in den Kanal des Wickelkörpers aufgenommene Abschnitt des Anschlussdrahts
ist es möglich, den außerhalb des Wickelkörpers verfügbaren Bauraum optimal zur Anpassung
der dort verlaufenden Abschnitte der Anschlussdrähte zu nutzen, um so einen möglichst
hohen Stromfluss zu ermöglichen.
[0022] Die Erfindung wird nachfolgend exemplarisch unter Bezugnahme auf Figuren, die Ausführungsbeispiele
betreffen, näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1a:
- eine Außenansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizpatrone,
- Fig. 1b:
- die elektrische Heizpatrone aus Figur 1a in teilweise zusammengesetztem Zustand,
- Fig. 1c:
- eine Explosionsdarstellung der elektrischen Heizpatrone aus Figur 1a,
- Fig. 1d:
- eine Schnittdarstellung der elektrischen Heizpatrone aus Figur 1a, geschnitten in
einer Ebene, in der die Mittelachse der elektrischen Heizpatrone liegt,
- Fig. 1e:
- eine Schnittdarstellung der elektrischen Heizpatrone aus Figur 1a, geschnitten in
einer Ebene, auf der die Mittelachse der elektrischen Heizpatrone senkrecht steht,
- Fig. 1f;
- eine Detailvergrößerung des bewickelten Wickelkörpers der elektrischen Heizpatrone
mit Kanälen, in die Abschnitte von Anschlussdrähten eingeführt sind,
- Fig. 2a:
- ein erstes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2b:
- ein zweites Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2c:
- ein drittes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2d:
- ein viertes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2e:
- ein fünftes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2f:
- ein sechstes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2g:
- ein siebtes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts,
- Fig. 2h:
- ein achtes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts, und
- Fig. 2i:
- ein neuntes Beispiel für eine mögliche Form eines Anschlussdrahts.
[0023] In unterschiedlichen Darstellungen gleicher Ausführungsbeispiele werden gleiche Bezugszeichen
verwendet, wobei allerdings zur Verbesserung der Übersichtlichkeit jeweils nicht alle
Bezugszeichen in allen Darstellungen eingetragen sind.
[0024] Die Figuren 1a bis 1f zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine elektrische Heizpatrone
100. Die elektrische Heizpatrone 100 weist einen in diesem Beispiel hohlzylinderförmigen
Metallmantel 110 mit Boden 111 auf. Im Innenraum 120 des Metallmantels 110 ist ein
Wickelkörper 130 angeordnet, der mit einem elektrischen Heizelement 140, z.B. einem
Heizdraht, umwickelt ist. Wie man besonders gut in Figur 1c erkennt, weist der Wickelkörper
130 zwei Kanäle 131,132 auf, in die jeweils ein Ende 141,142 des elektrischen Heizelements
140 aufgenommen ist.
[0025] Ferner weist die elektrische Heizpatrone 100 zwei Anschlussdrähte 150,160 auf, die,
wie die Figuren 1b, 1c und 1e besonders deutlich zeigen, jeweils einen zylinderförmigen
ersten Abschnitt 151,161 und einen zylinderförmigen zweiten Abschnitt 152,162 aufweisen,
die in einem Übergangsbereich 153,163 ineinander übergehen. Dabei ist der Querschnitt
des ersten Abschnitts 151,161 jeweils kleiner als der Querschnitt des zweiten Abschnitts
152,162, so dass die Anschlussdrähte 150,160 jeweils eine Stelle oder einen Abschnitt
aufweisen, an der die Querschnittsgeometrie des Anschlussdrahts von der Querschnittsgeometrie
des Anschlussdrahts zumindest hinsichtlich der Kontur des Querschnitts des Anschlussdrahts
an einer anderen Stelle oder einem anderen Abschnitt abweicht.
[0026] Ferner verläuft die Zylinderachse des ersten Abschnitts 151,161 jeweils parallel,
aber versetzt zur Zylinderachse des zweiten Abschnitts 152,162 der Anschlussdrähte
150,160 und der anschlussseitige Endabschnitt des zweiten Abschnitts 152,162 ist jeweils
mit einer Isolationsschicht 154,164 umgeben.
[0027] Wie die Figuren 1b,1e und 1f besonders deutlich zeigen, ist ferner jeweils ein Abschnitt
151,161 des mindestens einen Anschlussdrahts 150,160 in den Kanal 131,132 aufgenommen
ist, so dass in dem Kanal 131,132 jeweils ein elektrischer Kontakt zwischen dem aufgenommenen
Ende 141,142 des elektrischen Heizelements 140 und dem aufgenommenen Abschnitt 151,161
des Anschlussdrahts 150,160 besteht. Die Einführtiefe ist dabei dadurch definiert,
dass der Übergangsbereich 153,163 als Anschlag fungiert.
[0028] Der Innenraum 120 der elektrischen Heizpatrone 100 ist mit einem Abschlussstück 170,
das Bohrungen 171,172 zur Aufnahme des Übergangsbereichs 153,163 und eines Teils des
zweiten Abschnitts 152,162 der Anschlussdrähte 150,160 aufweist, verschlossen und
mit einem nicht dargestellten Isolierstoff, typischerweise einem Magnesiumoxid-Granulat,
befüllt. Durch Verdichten oder Verpressen der elektrischen Heizpatrone wird dann eine
kompakte Einheit hergestellt, bei der insbesondere ein inniger Kontakt zwischen Heizdraht
140 und Anschlussdrähten 150,160 erzielt wird.
[0029] Die Figuren 2a bis 2i zeigen jeweils unterschiedlich gestaltete Formen von Anschlussdrähten
250,260,350,360,450,460,550, 560,150.
[0030] Der Anschlussdraht 250 gemäß Figur 2a weist einen ersten Abschnitt 251 auf, der quaderförmig
gestaltet ist und einen zweiten Abschnitt 252 auf, der zylindrisch gestaltet ist und
eine größere Querschnittsfläche hat. Zwischen erstem Abschnitt 251 und zweitem Abschnitt
252 ist ein dritter Abschnitt 253 mit ovalem Querschnitt vorgesehen, dessen Querschnittsfläche
von ihrer Größe und Außenkontur her zwischen der Querschnittsfläche des ersten Abschnitts
251 und der Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts 252 liegt. Zwischen den Abschnitten
251,252,253 ist jeweils ein Übergangsbereich 254,255 vorgesehen, in dem die jeweiligen
Querschnitte kontinuierlich ineinander übergehen.
[0031] Eine solche Ausgestaltung mit drei Abschnitten 251,252,253 bietet sich insbesondere
dann an, wenn innerhalb des rohrförmigen Mantels der Heizpatrone ein unbeheizter Abschnitt
vorhanden sein soll und der Querschnitt des Mantels der Heizpatrone nicht ausreicht,
um die größten Querschnitte der Anschlussdrähte aufzunehmen.
[0032] Der Anschlussdraht 260 gemäß Figur 2b weist einen ersten Abschnitt 261 auf, der quaderförmig
gestaltet ist und einen zweiten Abschnitt 262 auf, der zylindrisch gestaltet ist und
eine größere Querschnittsfläche hat. Zwischen den Abschnitten 261,262 ist ein Übergangsbereich
264 vorgesehen, in dem die jeweiligen Querschnitte kontinuierlich ineinander übergehen.
Am dem Übergangsbereich 264 zugewandten Ende des ersten Abschnitts 261 ist ein Anschlag
263 ausgebildet.
[0033] Der Anschlussdraht 350 gemäß Figur 2c weist einen ersten Abschnitt 351 auf, der einen
halbkreisförmigen Querschnitt hat und einen zweiten Abschnitt 352 auf, der zylindrisch
gestaltet ist und als Querschnitt den zum halbkreisförmigen Querschnitt des ersten
Abschnitts 351 korrespondierenden, hinsichtlich seines Radius gleich dimensionierten
Vollkreis aufweist, womit er logischerweise dann auch eine größere Querschnittsfläche
hat. Der erste Abschnitt 351 geht unmittelbar in den zweiten Abschnitt 352 über, so
dass die sprunghafte Querschnittsänderung an der Übergangsstelle als Anschlag 353
fungieren kann.
[0034] Der Anschlussdraht 360 gemäß Figur 2d weist einen ersten Abschnitt 361 auf, der einen
kreisringsegmentförmigen Querschnitt hat und beispielsweise aus einem Abschnitt mit
kreissegmentförmigem Querschnitt durch das Vorsehen einer Ausnehmung 364 durch Ausstanzen
oder Materialabtrag erzeugbar ist.
[0035] Ferner weist der Anschlussdraht 360 einen zweiten Abschnitt 362 auf, der zylindrisch
gestaltet ist und als Querschnitt den zum kreisringsegmentförmigen Querschnitt des
ersten Abschnitts 361 korrespondierenden, hinsichtlich seines Radius gleich dimensionierten
Vollkreis aufweist, womit er logischerweise dann auch eine größere Querschnittsfläche
hat. Der erste Abschnitt 361 geht unmittelbar in den zweiten Abschnitt 362 über, so
dass die sprunghafte Querschnittsänderung an der Übergangsstelle als Anschlag 363
fungieren kann.
[0036] Der Anschlussdraht 450 gemäß Figur 2e weist einen ersten Abschnitt 451 auf, der zylindrisch
gestaltet ist und einen zweiten Abschnitt 452 auf, der ebenfalls zylindrisch gestaltet
ist und eine größere Querschnittsfläche hat. Zwischen erstem Abschnitt 451 und zweitem
Abschnitt 452 ist ein dritter, ebenfalls zylindrischer Abschnitt 453 vorgesehen, dessen
Querschnittsfläche von ihrer Größe und Außenkontur her zwischen der Querschnittsfläche
des ersten Abschnitts 451 und der Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts 452 liegt.
Zwischen den Abschnitten 451,452,453 ist jeweils ein Übergangsbereich 454,455 vorgesehen,
in dem die jeweiligen Querschnitte kontinuierlich ineinander übergehen.
[0037] Der Anschlussdraht 460 gemäß Figur 2f weist einen ersten Abschnitt 461 auf, dessen
Querschnitt L-förmig gestaltet ist, und beispielsweise aus einem Abschnitt mit quaderförmigem
Querschnitt durch das Vorsehen einer Ausnehmung 464 durch Ausstanzen oder Materialabtrag
erzeugbar ist. Ferner weist der Anschlussdraht 460 einen zweiten Abschnitt 462 auf,
der zylindrisch gestaltet ist und eine größere Querschnittsfläche hat. Der erste Abschnitt
461 geht unmittelbar in den zweiten Abschnitt 462 über, so dass die sprunghafte Querschnittsänderung
an der Übergangsstelle als Anschlag 463 fungieren kann.
[0038] Der Anschlussdraht 550 gemäß Figur 2g weist einen ersten Abschnitt 551 auf, der quaderförmig
gestaltet ist und einen zweiten Abschnitt 552 auf, der zylindrisch gestaltet ist und
eine größere Querschnittsfläche hat. Zwischen den Abschnitten 551,552 ist ein dritter
Abschnitt 553 vorgesehen, dessen Querschnittsfläche sich von der Querschnittsfläche
des ersten Abschnitts 551 lediglich in einer Dimension, hier konkret der Breite, unterscheidet,
wobei zudem drei der Seitenbegrenzungsflächen des ersten Abschnitts 551 und des dritten
Abschnitts kontinuierlich ineinander übergehen, während die vierte Seitenbegrenzungsfläche
und sprunghaft übergeht, so dass ein Anschlag 554 entsteht. Im Gegensatz dazu ist
zwischen dem dritten Abschnitt 553 und dem zweiten Abschnitt 552 ein Übergangsbereich
555 vorgesehen, in dem die jeweiligen Querschnitte kontinuierlich ineinander übergehen.
[0039] Der Anschlussdraht 560 gemäß Figur 2h weist einen ersten Abschnitt 561 auf, der zylindrisch
gestaltet ist und einen zweiten Abschnitt 562 auf, der ebenfalls zylindrisch gestaltet
ist und eine größere Querschnittsfläche hat. Zwischen erstem Abschnitt 561 und zweitem
Abschnitt 562 ist ein dritter Abschnitt 563 mit quaderförmigem Querschnitt vorgesehen,
dessen dem zweiten Abschnitt 562 zugewandtes Ende symmetrisch zu einem Anschlag 564
verbreitert ist. Zwischen den Abschnitten 561,562,563 ist jeweils ein Übergangsbereich
565,566 vorgesehen, in dem die jeweiligen Querschnitte kontinuierlich ineinander übergehen.
[0040] Der Anschlussdraht 150, der in Figur 2i abgebildet ist, entspricht hinsichtlich seiner
Gestaltung den Anschlussdrähten dem in den Figuren 1a bis 1f gezeigten, Anschlussdraht
150, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf deren Beschreibung verwiesen wird.
Bezugszeichenliste
[0041]
- 100
- Heizpatrone
- 110
- Metallmantel
- 111
- Boden
- 120
- Innenraum
- 130
- Wickelkörper
- 131, 132
- Kanal
- 140
- elektrisches Heizelement
- 141, 142
- Ende
- 150, 160, 250, 260, 350, 360, 450, 460, 550, 560
- Anschlussdraht
- 151, 161, 251, 261, 351, 361, 451, 461, 551, 561
- erster Abschnitt
- 152, 162, 252, 262, 352, 362, 452, 462, 552, 562
- zweiter Abschnitt
- 153, 163, 254, 255, 264, 454, 455, 555, 565, 566
- Übergangsbereich
- 154, 164
- Isolationsschicht
- 170
- Abschlussstück
- 171, 172
- Bohrung
- 263, 353, 363, 463, 554, 564
- Anschlag
- 364, 464
- Ausnehmung
- 253, 453, 553, 563
- dritter Abschnitt
1. Elektrische Heizpatrone (100) mit mindestens einem Anschlussdraht (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560)
und mit mindestens einem zumindest abschnittsweise auf einen Wickelkörper (130) gewickelten
elektrischen Heizelement (140), wobei der Wickelkörper (130) mindestens einen Kanal
(131,132) aufweist, in den mindestens ein Ende (141,142) des auf den Wickelkörper
(130) gewickelten elektrischen Heizelements (140) aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdraht (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560) entlang seiner Verlaufsrichtung
mindestens eine erste Stelle oder einen ersten Abschnitt (151,161,251,261,351, 361,451,461,551,561)
aufweist, an der die Querschnittsgeometrie des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450,
460,550,560)von der Querschnittsgeometrie des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560)
zumindest hinsichtlich der Kontur des Querschnitts des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450,
460,550,560) an einer zweiten Stelle oder einem zweiten Abschnitt (152,162,252, 262,352,362,452,462,552,562)
abweicht und dass ferner ein Abschnitt des mindestens einen Anschlussdrahts (150,160,
250,260,350,360,450,460,550,560) in den Kanal (131,132) aufgenommen ist, so dass in
dem Kanal (131,132) ein elektrischer Kontakt zwischen dem aufgenommenen Ende (141,
142) des elektrischen Heizelements (140) und dem aufgenommenen Abschnitt des Anschlussdrahts
(150,160,250,260,350, 360,450,460,550,560) besteht.
2. Elektrische Heizpatrone (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der in den Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommene Abschnitt des Anschlussdrahts
(150,160,250,260,350,360, 450,460,550,560) eine geringere Querschnittsfläche aufweist
als mindestens ein anderer Abschnitt des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560).
3. Elektrische Heizpatrone (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdraht (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560) mindestens eine Querschnittsfläche
mit abgerundeter Kontur und/oder mindestens eine Querschnittsfläche mit einer Kontur,
die eckig ist, aufweist.
4. Elektrische Heizpatrone (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450, 460,550,560), der in
den Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommen ist, Querschnittsflächen mit
abgerundeter Kontur aufweist.
5. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdraht (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560) zumindest abschnittsweise
mit einer Isolationsschicht (154,164) umgeben ist.
6. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Abschnitts des Anschlussdrahts (150,160,250,260, 350,360,450,460,550,560),
der in den Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommen ist, durch einen Anschlag
(263,253,363,463,554,564) begrenzt ist.
7. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360, 450,460,550,560), der
in den Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommen ist, kürzer ist als der
Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130).
8. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Anschlussdrahts (150,160,250,260, 350,360,450,460,550,560)an
wenigstens einer Seite eine Ausnehmung (364,464) aufweist.
9. Elektrische Heizpatrone (100) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (364,464) durch Abstanzen oder Materialabtrag durch ein formgebendes
Verfahren erzeugt ist.
10. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Härte und/oder die Festigkeit mindestens eines Anschlussdrahts (150,160,250,260,350,360,450,460,550,560)
entlang seiner Verlaufsrichtung variiert.
11. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsbeständigkeit und/oder die Biegefähigkeit mindestens eines Anschlussdrahts
(150,160,250,260,350,360,450,460, 550,560) entlang seiner Verlaufsrichtung variiert.
12. Elektrische Heizpatrone (100) nach einem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass der nicht in den Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommene Abschnitt des
Anschlussdrahts (150,160,250,260, 350,360,450,460,550,560) in geringerem Abstand zu
einem Metallmantel (110) der elektrischen Heizpatrone (100) verläuft als der in den
Kanal (131,132) des Wickelkörpers (130) aufgenommene Abschnitt des Anschlussdrahts
(150,160, 250,260,350,360,450,460,550,560).