HEIZPATRONE

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Heizpatrone (10,20,30,40) mit einem Mantelrohr (11,21,31, 41) aus Metall und einem elektrischen Heizelement (32), das innerhalb des Mantelrohrs (11,21,31,41) aus Metall angeordnet ist, wobei mindestens eine einstückig mit dem Mantelrohr (11,21,31,41) aus Metall verbundene Anschlussfahne (14,24,34,44) vorhanden ist.

Beschreibung

[0001] Heizpatronen sind elektrische Heizvorrichtungen, bei denen das elektrische Heizelement, das z.B. durch einen auf einen Träger gewickelten Widerstandsdraht oder durch einen gewendelten Widerstandsdraht realisiert werden kann, im Inneren eines Mantelrohres aus Metall angeordnet sind, das das elektrische Heizelement vor Umgebungseinflüssen schützt. Der Wärmetransport vom elektrischen Heizelement zum Metallmantel kann dabei beispielsweise durch ein zumindest zwischen dem elektrischen Heizelement und dem Mantelrohr aus Metall vorgesehenen, gut wärmeleitenden, zumindest im Fall der Verwendung von Widerstandsdrähten ferner elektrisch isolierenden Füllmaterial wie z.B. Magnesiumoxid oder Mikanitplatten, gewährleistet werden.

[0002] Für eine Vielzahl von Anwendungen ist es wünschenswert, dass das Mantelrohr auf Masse gelegt wird, indem es über einen Schutzleiter mit einer Schutzerde verbunden wird. Die Verbindung erfolgt nach dem Stand der Technik insbesondere durch ein Verschweißen oder Verlöten des Schutzleiters mit dem Mantelrohr aus Metall. Insbesondere bei Metallen, die schlecht schweißbar oder lötbar sind, wie z.B. im Fall von Mantelrohren aus Titan2 oder Aluminium, wird teilweise auch auf ein Festklemmen des Schutzleiters auf dem Mantelrohr zurückgegriffen, was aber ebenfalls nur eine fehleranfällige und relativ zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht.

[0003] Dasselbe Problem stellt sich bei Heizpatronen für Kleinspannung oder Schutzspannung, bei denen zwar keine Schutzerde benötigt wird, bei denen aber das Mantelrohr auch Metall als Rückleiter fungiert und daher mit einem elektrischen Leiter verbunden werden muss.

[0004] Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Heizpatrone bereitzustellen, deren Mantelrohr aus Metall einfach und zuverlässig mit einem Leiter, z.B. einem Schutzleiter verbindbar ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Heizpatrone mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.

[0005] Die erfindungsgemäße Heizpatrone weist, wie auch bekannte Heizpatronen, ein Mantelrohr aus Metall und ein elektrisches Heizelement, das innerhalb des Mantelrohrs aus Metall angeordnet ist, auf. Das elektrische Heizelement kann dabei z.B. als auf einen Träger gewickelter Widerstandsdraht oder als ein gewendelter Widerstandsdraht realisiert sein, wobei bevorzugt ein Füllmaterial den wärmeleitenden Kontakt zwischen elektrischem Heizelement und Mantelrohr herstellt. Anzumerken ist, dass der Begriff "Mantelohr" nicht als eine Beschränkung auf ein Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt bedeutet, so dass das Mantelrohr auch einen anderen Querschnitt aufweisen kann, insbesondere einen ovalen, mehreckigen oder flachen Querschnitt.

[0006] Erfindungswesentlich ist, dass mindestens eine einstückig mit dem Mantelrohr aus Metall verbundene Anschlussfahne vorhanden ist. Durch diese Maßnahme wird ein erheblich verbessertes Kontaktverhalten erreicht.

[0007] Die Anschlussfahne kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einem Ende des Mantelrohrs angeordnet sein. Sie kann insbesondere zumindest einen Abschnitt aufweisen der über den Rand des Mantelrohrs aus Metall hinausragt, alternativ oder zusätzlich kann die Anschlussfahne zumindest einen Abschnitt aufweisen, in dem sie durch einen Abschnitt des Randbereichs des Mantelrohrs aus Metall gebildet wird, der durch die Rohrwand des Mantelrohrs durchsetzende Ausnehmungen von einem in Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt des Mantelrohrs aus Metall und von einem gegen die Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt des Mantelrohrs aus Metall getrennt wird. Dabei können der in Umfangsrichtung benachbarte Abschnitt und der entgegen der Umfangsrichtung benachbarte Abschnitt unmittelbar miteinander verbunden sein, also ineinander übergehen oder als ein einziger Abschnitt aufgefasst werden.

[0008] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anschlussfahne nicht randständig, sondern mittig in einem Abschnitt der Wandfläche des Mantelrohrs aus Metall angeordnet. Dies kann realisiert werden, indem die Anschlussfahne aus der Wandfläche ausgestanzt oder -beispielsweise mit einem Laser- ausgeschnitten wird. Die Anschlussfahne kann anschließend gebogen werden, so dass sie in einem Winkel zur Wandfläche des Mantelrohres steht. Eine weitere Möglichkeit, eine mittig in einem Abschnitt der Wandfläche des Mantelrohrs aus Metall angeordnete und in einem Winkel zu dieser stehende Anschlussfahnen zu realisieren besteht darin, die Anschlussfahne an die Wandung des Mantelrohrs einstückig anzuformen.

[0009] Mit der Anschlussfahne wird in allen vorstehend erläuterten Varianten also eine einstückig mit dem Mantelrohr verbundene Struktur bereitgestellt, mit der ein Leiter, beispielsweise der Schutzleiter zur Schutzerde, auf einfachere Weise verbunden werden kann als mit dem ansonsten unstrukturierten Mantelrohr. Diese Verbindung ist beispielsweise durch Verkrimpen, Vernieten oder Verschrauben erzielbar, besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die Anschlussfahne zumindest in ihrem anschlussseitigen Endabschnitt als Flachstecker oder Rundstecker ausgebildet ist.

[0010] Zudem wird in allen Ausführungsformen, insbesondere aber bei der Ausgestaltung der Verbindung als Flach- oder Rundstecker durch die einstückig mit dem Mantelrohr ausgeführte Anschlussfahne eine herzustellende elektrische Verbindung und somit eine potentielle Fehlerquelle eingespart.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von beispielhaften Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1:

ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Heizpatrone,

Fig. 2:

die Heizpatrone aus Fig. 1 mit angeschlossenem Schutzleiter,

Fig. 3:

ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Heizpatrone,

Fig. 4:

ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Heizpatrone, und

Fig. 5:

ein viertes Ausführungsbeispiel für eine Heizpatrone.

[0012] Dabei werden für gleiche Teile gleicher Ausführungsformen dieselben Bezugszeichen verwendet.

[0013] Figur 1 zeigt eine Heizpatrone 10 mit einem Mantelrohr 11 aus Metall und einem elektrischen Heizelement, das innerhalb des Mantelrohrs 11 aus Metall angeordnet ist, weshalb nur dessen in den Innenraum des Mantelrohrs 11 aus Metall führenden elektrische Versorgungsleitungen 12,13 sichtbar sind. An dem den Versorgungsleitungen 12,13 zugewandten Ende des Mantelrohrs 11 aus Metall ist eine Anschlussfahne 14 angeordnet, die einstückig mit dem Mantelrohr 11 aus Metall verbunden ist.

[0014] Die Anschlussfahne 14 weist einen Abschnitt 14a auf, der über den Rand 11a des Mantelrohrs 11 aus Metall hinausragt. Ferner weist die Anschlussfahne 14 einen Abschnitt 14b auf, in dem sie durch einen Abschnitt des Randbereichs 11b des Mantelrohrs 11 aus Metall gebildet wird, der durch die Rohrwand des Mantelrohrs 11 aus Metall durchsetzende Ausnehmungen 15a,15b von einem in Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt 11c des Mantelrohrs 11 aus Metall und von einem gegen die Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt 11d des Mantelrohrs 11 aus Metall getrennt wird.

[0015] Figur 2 zeigt die Heizpatrone aus Figur 1 mit einem an der Anschlussfahne 14 angeschlossenen Schutzleiter 16, der die Verbindung zur Schutzerde herstellt. Die Verbindung zwischen Anschlussfahne 14 und Schutzleiter 16 wird in diesem Beispiel durch eine verkrimpte Krimphülse 17 hergestellt. Diese Krimpverbindung ist insbesondere wegen der größeren Ähnlichkeit der Dimensionen von Anschlussfahne 14 und Schutzleiter 16 sehr viel zuverlässiger herstellbar als eine Krimpverbindung zum Mantelrohr 11 aus Metall selbst.

[0016] Figur 3 zeigt eine Heizpatrone 20 mit einem Mantelrohr 21 aus Metall und einem elektrischen Heizelement, das innerhalb des Mantelrohrs 21 aus Metall angeordnet ist, weshalb nur dessen in den Innenraum des Mantelrohrs 21 aus Metall führenden elektrische Versorgungsleitungen 22,23 sichtbar sind. An dem den Versorgungsleitungen 22,23 zugewandten Ende des Mantelrohrs 21 aus Metall ist eine Anschlussfahne 24 angeordnet, die einstückig mit dem Mantelrohr 21 aus Metall verbunden ist.

[0017] Die Anschlussfahne 24 weist einen Abschnitt 24a auf, der über den Rand 21a des Mantelrohrs 21 aus Metall hinausragt. Ferner weist die Anschlussfahne 24 einen Abschnitt 24b auf, in dem sie durch einen Abschnitt des Randbereichs 21b des Mantelrohrs 21 aus Metall gebildet wird, der durch die Rohrwand des Mantelrohrs 21 aus Metall durchsetzende Ausnehmungen 25a,25b von einem in Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt 21c des Mantelrohrs 21 aus Metall und von einem gegen die Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt 21d des Mantelrohrs 21 aus Metall getrennt wird. Dabei ist die Anschlussfahne 24 als männlicher Teil einer Flachsteckverbindung ausgestaltet.

[0018] In Figur 3 ist ferner ein Schutzleiter 26, der an seinem der Heizpatrone 20 zugewandten Ende einen weiblichen Flachstecker 27 aufweist, dargestellt. Wie mit dem Pfeil in Figur 3 angedeutet, kann somit die Verbindung zur Schutzerde einfach und sicher herstellt werden, indem der Flachstecker 27 auf die als männlicher Teil der Flachsteckverbindung ausgestaltete Anschlussfahne 24 aufgeschoben wird. Grundsätzlich ist natürlich ebenfalls möglich, die Rollen des männlichen und des weiblichen Teils der Flachsteckverbindung zu vertauschen, wenn man den über den Rand der Rohrwand des Mantelrohrs aus Metall T-förmig ausgestaltet und dann umformt.

[0019] Figur 4 zeigt eine weitere Heizpatrone 30 für Kleinspannung oder Schutzspannung mit einem Mantelrohr 31 aus Metall und einem elektrischen Heizelement 32, das innerhalb des Mantelrohrs 31 aus Metall angeordnet ist, weshalb es gestrichelt dargestellt ist. Das elektrische Heizelement 32 ist an seinem einen Ende 32a mit einer in den Innenraum des Mantelrohrs 31 aus Metall führenden elektrische Versorgungsleitung 33 verbunden, deren im Innenraum des Mantelrohrs 31 aus Metall verlaufender Abschnitt ebenfalls gestrichelt dargestellt wird. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen, Krimpen oder Verpressen hergestellt werden.

[0020] Das andere Ende 32b des elektrischen Heizelements 32 ist mit dem Mantelrohr 31 aus Metall elektrisch verbunden, z.B. ebenfalls verschweisst, verkrimpt oder verpresst. Das Mantelrohr 31 aus Metall dient bei der Heizpatrone 30 also als Rückleiter.

[0021] An dem der Versorgungsleitung 33 zugewandten Ende des Mantelrohrs 31 aus Metall ist eine Anschlussfahne 34 angeordnet, die einstückig an dem Mantelrohr 31 aus Metall angeformt ist und von einem Materialabschnitt, der über den Rand 31a des Mantelrohrs 31 aus Metall hinausragt, gebildet wird. Alternativ könnte die Anschlussfahne 34 auch durch Einschneiden von zwei jeweils die Wand des Mantelrohrs aus Metall durchsetzenden, vom Rand des Mantelrohrs aus Metall ausgehenden Nuten definiert werden, so dass die Anschlussfahne keinen den Rand des Mantelrohrs aus Metall überragenden Abschnitt aufwiese.

[0022] In Figur 4 ist ferner ein zweiter Versorgungsleiter 36, der an seinem der Heizpatrone 30 zugewandten Ende einen weiblichen Flachstecker 37 aufweist, dargestellt. Wie bei der in Figur 3 gezeigten Heizpatrone 20 kann somit auch bei der Heizpatrone 30 die Verbindung zum zweiten Versorgungsleiter 36 einfach und sicher herstellt werden, indem der Flachstecker 37 auf die als männlicher Teil der Flachsteckverbindung ausgestaltete Anschlussfahne 34 aufgeschoben wird. Grundsätzlich ist natürlich auch hier möglich, die Rollen des männlichen und des weiblichen Teils der Flachsteckverbindung zu vertauschen.

[0023] Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Heizpatrone 40 mit einem Mantelrohr 41 aus Metall und einem elektrischen Heizelement, das innerhalb des Mantelrohrs 41 aus Metall angeordnet ist, weshalb nur dessen in den Innenraum des Mantelrohrs 41 aus Metall führenden elektrische Versorgungsleitungen 42,43 sichtbar sind. Die Heizpatrone 40 unterscheidet sich von den Heizpatronen 10,20,30 im Hinblick auf die Ausgestaltung des Mantelrohrs 41 aus Metall, insbesondere seinen flachen, ovalen Querschnitt, wodurch exemplarisch veranschaulicht werden soll, dass es auf die exakte Querschnittsform des Mantelrohrs 41 aus Metall nicht ankommt.

[0024] Ferner unterscheidet sich die Heizpatrone 40 noch von den Heizpatronen 10,20,30 dadurch, dass sie eine mittig in einem Abschnitt der Wandfläche des Mantelrohrs 41 aus Metall angeordnete Anschlussfahne 44 aufweist, die in einem Winkel >0°, nämlich im dargestellten Beispiel in etwa in einem rechten Winkel, zur Wandfläche des Mantelrohres 41 aus Metall steht.

[0025] Die Anschlussfahne 44 ragt somit in diesem Beispiel aus der Wandfläche des Mantelrohrs 41 aus Metall hervor. Dabei ist die Anschlussfahne 44 als männlicher Teil einer Flachsteckverbindung ausgestaltet. In Figur 5 ist ferner ein Schutzleiter 46, der an seinem der Heizpatrone 40 zugewandten Ende einen weiblichen Flachstecker 47 aufweist, dargestellt. Wie in Figur 3 kann somit auch hier die Verbindung zur Schutzerde einfach und sicher herstellt werden, indem der Flachstecker 47 auf die als männlicher Teil der Flachsteckverbindung ausgestaltete Anschlussfahne 44 aufgeschoben wird.

Bezugszeichenliste

[0026] 

10,20,30,40

Heizpatrone

11,21,31,41

Mantelrohr

11a,21a,31a

Rand (des Mantelrohrs)

11b,21b

Randbereich (des Mantelrohrs)

11c,11d,21c,21d

Abschnitt (des Mantelrohrs)

12,13,22,23,33,36,42,43

Versorgungsleitung

14,24,34,44

Anschlussfahne

14a,14b,24a,24b

Abschnitt (der Anschlussfahne)

15a,15b,25a,25b

Ausnehmung

16,26,46

Schutzleiter

17

Krimphülse

27,37,47

Flachstecker

32

elektrisches Heizelement

32a,32b

Ende (des elektrischen Heizelements)

Ansprüche

1. Heizpatrone (10,20,30,40) mit einem Mantelrohr (11,21,31, 41) aus Metall und einem elektrischen Heizelement (32), das innerhalb des Mantelrohrs (11,21,31,41) aus Metall angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine einstückig mit dem Mantelrohr (11,21,31,41) aus Metall verbundene Anschlussfahne (14,24,34,44) vorhanden ist.

2. Heizpatrone (10,20,30,40) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (14,24,34) an einem Ende des Mantelrohrs (11, 21,31,41) aus Metall vorhanden ist.

3. Heizpatrone (10,20,30) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (14,24,34) zumindest einen Abschnitt (14a, 24a) aufweist, der über den Rand (11a,21a,31a) des Mantelrohrs (11,21,31) aus Metall hinausragt.

4. Heizpatrone (10,20) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (14,24) zumindest einen Abschnitt (14b,24b) aufweist, in dem sie durch einen Abschnitt des Randbereichs (11b,21b) des Mantelrohrs (11,21) aus Metall gebildet wird, der durch die Rohrwand des Mantelrohrs (11,21) durchsetzende Ausnehmungen (15a,15b,25a,25b) von einem in Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt (11c,21c) des Mantelrohrs (11,21) aus Metall und von einem gegen die Umfangsrichtung benachbarten Abschnitt (11d,21d) des Mantelrohrs (11,21) aus Metall getrennt wird.

5. Heizpatrone (40) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (44) mittig in einem Abschnitt der Wandfläche des Mantelrohrs (41) aus Metall angeordnet ist.

6. Heizpatrone (20,30,40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (24,34,44) zumindest in ihrem anschlussseitigen Endabschnitt als Flachstecker oder Rundstecker ausgebildet ist.

Zeichnung