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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Widerstands-Heizkörper
und betrifft insbesondere einen tnineralstoff-isolierten Heizkörper mit einem verbesserten
Anschluß für von außen zugeführte Leiter sowie ein "Verfahren zum Herstellen eines solchen Anschlusses.
Mineralstoff-isolierte, sogenannte Patronen-Heizkörper haben gewöhnlich ein zumeist auf einen Isolierkern
gewickeltes Widerstands-Heizelement und einen dieses koaxial mit gewissem Radialabstand umgebenden Mantel
aus Metall. Der Raum zwischen dem Mantel und dem Heizelement ist mit einem mineralischen Isoliermaterial
ausgefüllt, welches eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit bei relativ niedriger elektrischer Leitfähigkeit aufweist.
Bei gebräuchlichen Patronenheizkörpern ist das Isoliermaterial gewöhnlich Magnesiumoxid. Die Stromspeisung
des Heizkörpers erfolgt über elektrisch mit dem Widerstandselement verbundene und in Längsbohrungen des
Isolierkerns enthaltene Kontaktstifte, welche an einem
Ende des Heizkörpers aus dem Isolierkern hervorstehen. Die Enden des Widerstandselements erstrecken sich an
den Enden des Isolierkerns in die Längsbohrungen desselben,
in denen sie in elektrisch leitender Berührung mit den Kontaktstiften gehalten sind. Die gegenüberliegenden
Enden des Widerstandselements sind mit verschiedenen Kontaktstiften verbunden, so daß ein elektrischer
Strom durch das Element hindurchfließen kann. Die Kontaktstifte sind gewöhnlich massiv, um eine mögliehst
kleine Oberfläche zu erhalten und damit die Oberflächenoxydation möglichä; gering zu halten. Darüber hinaus sind
sie relativ steif, um ihren Einbau zu erleichtern. Heizkörper dieser Art sind z.B. in den US-Patentschriften
2 831 951 und 3 839 623 beschrieben.
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Bei herkömmlichen Fatronenheizkörpern stehen die inneren
Kontaktstifte an einem Ende auswärts hervor und sind
außerhalb des Heizkörpers mit einer Zuleitung verbindbar. Da die hervorstehenden Eontaktstifte steif sind,
nehmen die elektrischen Verbindungen zwischen ihnen und den Zuleitungen einen beträchtlichen Raum am Ende des
Heizkörpers ein und tragen dadurch beträchtlich zur "unbeheizten Länge " des Heizkörpers bei. Die zusätzliche
"unbeheizte Länge" ist insofern unerwünscht, als sie als Wärmeableiter wirksam ist, einen ungleichmäßigen
Värmefluß und eine schlechte Temperaturverteilung über
die Länge des Heizkörpers bewirkt, die Wärmeleistung eines Heizkörpers von geringerer Länge verschlechtert
und die Verwendung des Heizkörpers unter beengten räumlichen Bedingungen verbietet. Darüber hinaus sind die
am Ende des Heizkörpers hervorstehenden elektrischen Anschlüsse anfällig für Beschädigungen. Eine in der
vorstehend genannten TJS-PS 3 839 623 beschriebene Umhüllung
für die Anschlüsse trägt noch zu einer Vergrößerung der "unbeheizten Länge" bei.
Das Anschließen der Zuleitungen an den Kontaktstiften
erfolgt gewöhnlich durch Löten, Hartlöten oder mittels mechanischer Verbindungseinrichtungen. Keine dieser An—
schlußarten kann jedoch vollständig befriedigen, da sie eine inhärent mechanische Schwäche haben und in gewissen
Fällen einen beträchtlichen Spannungsabfall bei starker Erwärmung der Verbindung verursachen. Beim
Herstellen der Anschlüsse durch Schweißen oder Löten kann das Material durch Erhitzung geschädigt werden,
und bei Verwendung von elektrisch leitenden Flußmitteln können Kurzschlüsse auftreten. Aufquetschverbindungen und
andere mechanische Anschlüsse tragen weiterhin zu einer Vergrößerung der "unbeheizten Länge" bei.
Die Erfindung schafft einen elektrischen Heizkörper der genannten Art, bei -welchem am Anschluß einer Zuleitung
an einem inneren Kontaktstift nur ein äußerst geringer Spannungsabfall auftritt. Der genannte Anschluß ist in
Form einer überlappten Verbindung hergestellt. Der Heizkörper
ist relativ unempfindlich gegen Oxydation von Kontaktflächen und andere Einflüsse. Die Verbindung
zwischen einer Zuleitung und einem inneren Kontaktstift ist bei einem solchen Heizkörper mechanisch sicherer
und dabei kostengünstiger als herkömmliche Verbindungen. Für die Zugentlastung der Zuleitung ist deren
Isiliermantel mechanisch am Heizkörper befestigt. Dabei kann die Zuleitung in einer am Heizkörper angebrachten
Umhüllung geführt sein. Bei dem erfindungsgemäßen Heizkörper sind die Verbindungen zwischen Zuleitungen
und inneren Kontaktstiften nicht geschweißt, gelötet, gestaucht oder gequetscht und weisen daher nicht
die Schwächen und sonstigen Nachteile solcher Verbindungen auf. Die Zuleitung kann äußerst flexibel angeordnet
und beispielsweise im rechten Winkel zur Achse des Heizkörpers an diesem angeschlossen sein, wobei in
jedom Falle die "unbeheizte Länge" desselben auf ein
Mindestmaß beschränkt ist. Der erfindung3gemäße Heizkörper ist gegen das Eindringen von Dampf und Sauerstoff
weitgehend geschützt und hat deshalb eine sehr lange Lebenszeit. Der Heizkörper weist ein dicht abgeschlossenes
Anschlußende ohne freiliegende Leiter oder Kontakte auf und ist damit gegen das Eindringen von Verunreinigungen
und durch diese hervorgerufene Kurzschlüsse geschützt. Darüber hinaus hat der erfindungsgemäße
Heizkörper einen einfacheren und wirtschaftlicheren Aufbau als bekannte elektrische Heizkörper.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren für die Herstellung eines Patronen-Heizkörpers sowie einen bei der
Herstellung verwendbaren Endanschluß. Dieses Verfahren
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sowie der genannte Endanschluß dienen insbesondere der Herstellung einer einfachen und haltbaren elektrischen
Verbindung und ermöglichen damit die Herstellung eines elektrischen Heizkörpers mit den vorstehend angeführten
vorteilhaften Eigenschaften. Dabei kann der Heizkörper zunächst ohne Zuleitungen gefertigt und gelagert und
eine Zuleitung erst unmittelbar vor seiner Verwendung unter Anwendung des genannten Verfahrens und des
Endanschlusses an ihm angeschlossen werden.
Weiterhin schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von Einsätzen aus einem komprimierbaren
Material für einen Endanschluß der genannten Art sowie zum Herstellen eines solchen Endanschlusses insgesamt.
Im einzelnen richtet sich die Erfindung auf einen elektrischen Heitkörper mit einem Heizelement, einem dieses
mit Abstand umgebenden Mantel, welcher ein über ein Ende des Heizelements hervorstehendes Endstück hat, einem
auf das Endstück des Mantels zu hervorstehenden inneren Kontaktstift und einem in das Endstück des Mantels eingesetzten
Isolierstopfen. Der Isolierstopfen hat an der Innenseite eine Öffnung für die Aufnahme des äußeren
Endes des Kontaktstifts und an der Außenseite eine mit ihrer Mittellinie gegenüber der Mittellinie des Kontaktstifts
versetzte, über ein Teil ihres Umfangs durch eine Seitenfläche des Kontaktstifts begrenzte Öffnung, in
welche ein inneres Anschlußteil eines von außen zugeführten Leiters in satter Passung einführbar ist. Der
Isolierstopfen und das ihn umgebende Endstück des Mantels sind durch radiales Zusammendrücken bleibend auf einen
verkleinerten Durchmesser verformbar, so daß durch die Verkleinerung des Querschnitts des Isolierstopfens und
damit der darin geformten Öffnung eine überlappte Verbindung
zwischen dem Anschlußteil des Leiters und dem inneren Kontaktstift innerhalb des Isolierstopfens herstellbar ist.
Die Erfindung richtet sich ferner auf einen Endanschluß
für einen elektrischen Heizkörper sum Anschließen eines von außen zugeführten Leiters an einem inneren Eontaktstift
innerhalb eines an einem Ende des Heizkörpers in diesen eingesetzten Isolierstopfens, welcher eine mit
ihrer Mittellinie gegenüber der Mittellinie des Kontaktstifts versetzt angeordnete und über einen Teil ihres
Umfangs durch eine Seitenfläche des Kontaktstifts begrenzte Öffnung aufweist, in welcher ein inneres
Anschlußteil des von außen zugeführten Leiters in satter Passung Aufnahme findet. Der Andanschluß weist
eine an beiden Enden offene, auf das Endstück des Heizkörpers aufschiebbare, rohrförmige Buchse auf, welche
durch radiales Zusammendrücken bleibend auf einen verkleinerten Querschnitt verformbar und dadurch am Heizkörper
befestigbar ist, wobei durch die durch das Zusammendrücken der Buchse bewirkte Verkleinerung des Querschnitts
des Isolierstopfens eine überlappte Verbindung des Anschlußteils des Leiters mit dem inneren Kontaktstift
innerhalb des Isolierstopfens herstellbar ist.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zum Anschließen eines von außen zugeführten Leiters
innerhalb eines elektrischen Heizkörpers, welcher ein Heizelement, einen diesen mit Abstand umgebenden und
mit einem Endstück über ein Ende desselben hervorstehenden Mantel und einen in Richtung auf das Endstück
des Mantels hervorstehenden inneren Kontaktstift aufweist. Bei einem solchen Verfahren ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, daß man einen Isolierstopfen, welcher an der Innenseite eine Öffnung für die Aufnahme des äußeren
Endes des Kontaktstifts und an der Außenseite eine mit ihrer Mittellinie gegenüber der Mittellinie des
Kontaktstifts versetzt angeordnete, über einen Teil ihres Umfangs durch eine Seitenfläche des Kontaktstifts
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begrenzte Öffnung für die satt eingepaßte Aufnahme eines inneren Anschlußteils des von außen zugeführten
Leiters aufweist, in das Endstück des Mantels einsetzt. Der isolierende Stopfen und der ihn umgebende Bereich
des Mantels sind durch radiales Zusammendrücken bleibend auf einen verkleinerten Querschnitt verformbar.
Bei dem genannten "Verfahren ist ferner vorgesehen, daß man den von außen zugeführtrn Leiter in die öffnung
des Isolierstopfens einführt und den Mantel radial zusammendrückt, so daß der Querschnitt des Isolierstopfens
und der darin geformten Öffnung verkleinert und dadurch eine überlappte Verbindung des Anschlußteils des
Leiters mit dem inneren Kontaktstift innerhalb des Isolierstopfens hergestellt wird.
Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Endanschlusses für einen elektrischen
Heizkörper. Gemäß diesem Verfahren wird ein Körper aus einem komprimierbaren Material in Axialrichtung einer
Buchse ausgerichtet. Der Körper wird radial komprimiert, so daß seine Abmessungen um ein kleines Stück großer
sind als der Innendurchmesser der Buchse. Aus dem komprimierten Körper wird ein Einsatz ausgestanzt und
in die Buchse eingesetzt.
In einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung eine Stanz- und Formvorrichtung zum Herstellen eines
Endanschlusses der vorstehend genannten Art. Die Formvorrichtung weist ein feststehendes und zwei bewegliche
Formteile auf, welche zum Komprimieren eines Körpers und zum Ausrichten desselben über einer eine Stufe
aufweisenden Öffnung im feststehenden Formteil zusammenwirken. Ein Stanzwerkseug ist in Ausrichtung auf die
öffnung abwärts bewegbar, um aus dem Körper einen Einsatz auszustanzen und ihn in eine unter der Stufe der
Öffnung festgehaltene Buchse zu überführen.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Teil-Seitenansicht
eines elektrischen Heizkörpers gemäß der Erfindung kit einem Mantel, einem inneren Kontaktstift
und einem Isolierstopfen,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Endstücks
des Heizkörpers mit öffnungen in der Außenseite des Isolierstopfens und anzuschließenden Leitern,
Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 3-3
in Fig. 2,
Fig. 4· eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht mit durch
Zusammendrücken des Heizkörpers überlappend an den Kontaktstiften angeschlossenen Leitern,
Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Schnittansicht mit einem
Endanschluß in Form einer auf den Heizkörper aufgepreßten Buchse,
Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Schnittansicht mit einer
durch die Buchse gebildeten, mit einem Dichtungsmittel gefüllten Vertiefung,
Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Schnittansient, in
welcher die Buchse stoffschlüssig am Heizkörper befestigt und ihr freies Ende eingebördelt ist,
Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Endstücks eines Heizkörpers mit einem
Endanschluß in einer anderen Ausführungsform,
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Fig. 9 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Endanschlusses mit einem Halteeinsatz,
Pig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Schnittansicht mit durch
Zusammenpressen des Endanschlusses hergestellter überlappter Verbindung der Leiter mit den Eontaktstiften
und im Halteeinsatz festgeklemmten Leitern,
Fig. 11 eine Fig. 10 entsprechende Schnittansicht mit
einer durch die Buchse gebildeten und mit einem Dichtungsmittel gefüllten Vertiefung,
Fig. 12 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Endstücks eines Heizkörpers mit einem
Endanschluß in noch einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 13 eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform
eines Endanschlusses mit einer Füllung aus Isoliermaterial,
Fig. 14- eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform
eines Endanschlusses mit einem Isoliereinsatz,
Fig. 15 eine Schnittansicht des Endanschlusses nach Fig. 14-nach
dem Aufpressen desselben auf einen Heizkörper,
Fig. 16 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Endanschlusses mit einer daran ■
befestigten flexiblen Hülle für die anzuschließenden Leiter,
Fig. 17 eine Seitenansicht eines Endanschlusses mit
einem daran befestigten FIechtschlauch für die
anzuschließenden Leiter,
Pig. 18A eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen
von Endanschlüssen gemäß der Erfindung,
Fig. 18B eine Fig. 18A entsprechende Ansicht mit einem
zwischen einem ersten beweglichen Formteil und einem feststehenden Formteil vorkomprimierten
Körper aus einem komprimierbaren Material,
Fig. 18C eine Fig. 18B entsprechende Ansicht, in welchem der komprimierbare Körper mittels eines
zweiten beweglichen Formteils weiter komprimiert ist,
Fig. 19A eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 19-19 in Fig. 18C mit einem über dem komprimierten
Körper angeordneten Stanzwerkzeug und einer durch einen Stößel unterhalb des Körpers festgehaltenen
Buchse,
Fig. 19B eine Fig. 19A entsprechende Ansicht nach dem
Ausstanzen eines Halteeinsatzes aus dem komprimierten
Körper und
Fig. 19C eine Fig. 19B entsprechende Ansicht mit dem
Stanzwerkzeug und dem Haltestößel in zurückgezogenen Stellungen.
Ein in Fig. 1 bis 4 dargestellter elektrischer Heiskörper
1 hat einen keramischen Isolierkern 3, um den ein Heizdraht 5 in einer Schraubenlinie gewunden
ist. Der Heizdraht 5 ist in radialem Abstand von
einem metallenen Mantel 7 umgeben, welcher ein über ein Ende 9 des Kerns 3 hervorstehendes Endstück 8 hat.
Der Raum zwischen dem Hei ζ draht wickel 5 un<3- dem Mantel 7
ist mit einem teilchenförmigen Isoliermaterial, z.B.
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Magnesiumoxid, gefüllt. Der Kern 3 hat zwei Längsbohrungen
11, 13, in welche jeweils ein metallener Kontaktstift
15 bzw. 17 eingesetzt ist. Ein Endstück des Heizdrahts
5 ist entlang einer Nut im Endstück 9 des Kerns in die Bohrung 11 geführt und darin elektrisch mit dem
Kontaktstift 15 verbunden. Der Kontaktstift 17 ist in entsprechender Weise mit dem anderen Ende des Heizdraht
s 5 "verbunden.
Ein in das über das Ende 9 des Kerns 3 hervorstehende Endstück 8 des Mantels 7 eingesetzter Isolierstopfen
dient u.A. dazu, das Isoliermaterial 10 im Mantel 7 zu
halten. Der Stopfen 23 hat mit den Bohrungen 11, 13 fluchtende öffnungen 25 bzw. 27, durch welche sich die
Kontaktstifte 15 bzw. 17 bis zur Außenseite des Stopfens
hindurch erstrecken. Eür den Anschluß von zwei von außen zugeführten Leitern 29, 31 im Inneren des Heizkörpers
weist der Isolierstopfen 23, wie man in Fig. 2 erkennt, von seiner Außenseite her geformte, z.B. gebohrte öffnungen
auf, welche mit ihrer Mittellinie gegenüber der Mittellinie des jeweiligen Kontaktstifts versetzt und
seitlich durch den jeweiligen Kontaktstift begrenzt sind. Die Abmessungen der öffnungen 33, 35 sind so gewählt,
daß die inneren Anschlußteile 37 der Leiter 29, 31 in satter Passung darin Aufnahme finden. Wie in S1Ig. 3 dargestellt,
sind die äußeren öffnungen 33, 35 vorzugsweise derart gebohrt, daß jeweils ein Teil des jeweiligen Kontaktstifts
15 bzw. 17 abgetragen ist, so daß das Anschlußteil 37 <les jeweiligen äußeren Leiters den jeweiligen
Kontaktstift überlappend in die Öffnung einführbar ist. Der Isolierstopfen 23 und das ihn umgebende Endstück
des Mantels 7 sind durch radiales Zusammenpressen bleibend auf einen verkleinerten Querschnitt verformbar.
Wach dem Einführen der Anschlußteile 37 der Leiter 29, 31 in die Öffnungen 33 bzw. 35 ergibt sich durch die
Querschnittsverkleinerung des Isolierstopfens 23 und
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damit auch der darin geformten öffnungen 33» 35 eine
überlappte Verbindung der Anschlußteile 37 mit den Kontaktstiften 15, 17 innerhalb des Stopfens 23- Eine
solche überlappte Verbindung ist insofern vorteilhaft, als sie relativ kurz, z.B. nur ca. 3 - 4· mm lang ist
und damit die "unbeheizte Länge" des Heizkörpers 1 wesentlich verringert, einen niedrigen Übergangswiderstand
aufweist und durch den Isolierstopfen 23 weitgehend abgedichtet und damit vor Oxydation geschützt ist. Die
überlappte Verbindung gemäß der Erfindung vermeidet somit die wesentlichen Nachteile der äußeren Anschlüsse
bekannter Heizkörper und ist dabei einfacher und wirtschaftlicher herstellbar. Darüber hinaus ermöglicht die
überlappte Verbindung das Anschließen der Zuleitungen an einem anderweitig fertiggestellten Heizkörper 1 je nach
den Erfordernissen der Verwendung desselben mit äußerst geringem Arbeitsaufwand.
Bei den Leitern 29* 31 handelt es sich vorzugsweise um
Drahtlitzen mit einer Isolierung 39 aus einem Gewebe
oder aus um die Litze herum geformtem, z.B. extrudiertera
Kunststoff. Um das Einführen der Litzen in die öffnungen 335 35 des Isolierstopfens 23 zu erleichtern,
sind ihre Anschlußteile 37 vorzugsweise verlötet oder sonstwie miteinander verschmolzen, damit einzelne Drähte
sich nicht von der Litze lösen können. Der Isolierstopfen 23 ist vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material,
welches im komprimierten Zustand eine ausreichende , Festigkeit hat, so daß der Stopfen im Gebrauch genügend
widerstandsfähig ist, und welches im komprimierten Zustand das Eindringen von Dämpfen in den Heizkörper weitgehend
verhindert, dabei jedoch ausreichend durchlässig bleibt, daß im Heizkörper kein Vakuum entstehen kann.
Als geeignete Werkstoffe für den Isolierstopfen haben sich Vulkanasche, Glimmer, Asbest und quetschbare
Keramikstoffe erwiesen.
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In der Ausführungsform nach. J1Ig. 5 ist das Endstück des
Heizkörpers 1 mit einem Endanschluß 41 versehen. Dieser weist eine an beiden Enden offene, rohrförmige Buchse 43
aus rostfreiem Stahl od. dergl. auf, welche auf das Endstück des Heizkörpers 1 aufschiebbar und durch radiales
Zusammenpressen auf einen verkleinerten Querschnitt verformbar ist. Wie man in I"ig. 5 erkennt, ist die Buchse
nach dem Aufstecken auf den Heizkörper 1 soweit zusammengepreßt, daß sie im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
hat wie der übrige Heizkörper. Der Durchmesser des vom Mantel und von der Buchse umgebenen Isolierstopfens
23 ist dabei um ein der Wandstärke der Buchse 43 entsprechendes Maß verringert und damit in
verstärktem Maße um die überlappte Verbindung IC der Leiter-Anschlußteile mit den Kontaktstiften verdichtet.
In der Ausführungsform nach Fig. 6 ragt die Buchse 43
um ein kleines Stück über den Mantel 7 und die Außenseite
des Isolierstopfens 23 hervor und bildet damit eine Vertiefung R für die Aufnahme einer in Anlage am
Isolierstopfen befindlichen Endkappe 44. Diese ist von Bohrungen 45 zum Hindurchführen der Leiter 29* 31
durchsetzt und dient dazu, den Isolierstopfen 23 im Mantel festzuhalten, was insbesondere bei einem Isoliexvstopfen
aus einem brüchigeren Material, z.B. Vulkanasche oder Lava, notwendig sein kann. Anstelle einer
Endkappe kann die Vertiefung R auch ein beispielsweise aus der IPluoräthylen, Silikongummi und Epoxidharz umfassenden
Gruppe gewähltes Dichtungsmittel 44 enthalten. Dieses dient gemeinsam mit dem Isolierstopfen 23 dazu,
das Eindringen von Dämpfen oder Sauerstoff zu den überlappten Verbindungen LC zu verhindern. Sofern eine hermetische
Abdichtung der überlappten Anschlüsse und des Heizkörpers insgesamt erforderlich ist, kann die Buchse 43,
wie in Fig. 7 dargestellt, mit einer Schweißnaht 46 oder
sonstv/ie abdichtend am Mantel befestigt sein. Zur Abdich-
tung der Leiter 29, 31 in der Endkappe 44- ist diese
dabei unter Kompression in die Buchse 4-3 eingesetzt und
durch Umbördeln des Randes 4-7 derselben darin festgehalten.
Eine in Fig. 8 dargestellte andere Ausführungsform eines
Endanschlusses 4-9 unterscheidet sich von dem in S1Xg. 6
gezeigten Endanschluß 4-1 im wesentlichen dadurch, daß sie einen geschlossenen, d.h. nicht von Öffnungen durchsetzten,
in gewissem Abstand vom Isolierstopfen 23 angeordneten Abschlußstopfen 51 aufweist, und daß die Seitenwand
der Buchse 4-3 zwischen dem Isolierstopfen und dem
Abschlußstopfen von einer öffnung 53 zum Hindurchführen
der Leiter 29» 31 durchsetzt ist. Die vorzugsweise als Drahtlitzen ausgebildeten und damit flexiblen
Leiter 29, 31 können dadurch dem Heizkörper von der Seite her zugeführt werden. Der Endanschluß 4-9 ergibt zwar
eine größere "unbeheizte Länge" als der Endanschluß 4-1, beansprucht dabei jedoch weniger Baum als bekannte äußere
Anschlüsse, insbesondere solche, bei denen die Leiter dem Heizkörper von der Seite zugeführt sind.
Ein in !ig. 9 und 10 in einer weiteren Ausführungsform
dargestellter Endanschluß 55 hat eine Buchse 4-3 und einen darin angeordneten Halteeinsatz 57>
welcher dazu dient, die Leiter in der Buchse und damit am Heizkörper zu befestigen, um den Anschluß von Zugkräften zu entlasten
und die Leiter gegeneinander sowie gegenüber der Buchse elektrisch zu isolieren. Der gegebenenfalls aus
dem gleichen Werkstoff wie der Isolierstopfen 23 geformte Halteeinsatz 57 ist von öffnungen 59 für die Aufnahme
der Leiter 29, 31 durchsetzt und, wie in Fig. 10 dargestellt,
durch radiales Zusammenpressen auf einen verkleinerten Querschnitt verformbar. Beim Aufpressen der
Buchse 4-3 auf den Heizkörper werden die Querschnitte der öffnungen 59 cles Halteeinsatzes 57 verkleinert, so
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daß die von der Isolierung 39 umhüllten Leiter darin festgehalten werden. In der Ausführungsform nach Fig.
ragt die Buchse 43 um ein Stück über den Halte einsatz
hervor und bildet damit eine Vertiefung S für die Aufnahme einer Endkappe oder eines Dichtungsmittels 61,
welche bzw. welches aus dem gleichen Material sein kann wie die Endkappe bzw. das Dichtungsmittel 44- in der
Ausführungsform nach Fig. 6 oder 7·
Ein in noch einer anderen Ausführungsform in Fig. 12 gezeigter Endanschluß 63 unterscheidet sich von dem in
Fig. 8 gezeigten Endanschluß 4-9 im wesentlichen dadurch, daß er einen in der Buchse 4-3 angeordneten Halteeinsatz
57 zum Festhalten der Leiter für die Zugentlastung des
Anschlusses aufweist.
In der Ausführungsform nach Fig. 13 weist ein Endanschluß 65 eine verlängerte Buchse 66 auf, in welche ein
Halteeinsatz ^7 in gewissem Abstand vom Isolierstopfen
23 des Heizkörpers eingesetzt ist, so daß dazwischen ein Hohlraum vorhanden ist. Dieser ist mit einem beispielsweise
keramischen Isoliermaterial gefüllt, welches die Leiter in gegenseitigem Abstand hält und sie damit
gegeneinander sowie gegenüber der Buchse elektrisch isoliert.
Koch eine weitere Ausführungsform eines Endanschlusses ist in Fig. 14- und 15 gezeigt. Der Endanschluß 67 hat
eine Buchse 69 und einen von Öffnungen 73 zum Hindurchführen
der Leiter durchsetzten Isoliereinsatz 71· Dieser
ist aus einem nicht komprimierbaren, z.B. keramischen
Material mit fluten Isoliereigenschaften. Zum Festhalten
des Isoliereinsatzes in der Buchse ist diese an einem Rand 75 über den Isoliereinsats 71 umgebördelt. Am
anderen Ende 77 hat die Buchse einen größeren Durchmesser, so daß sie auf den Heizkörper 1 aufgesteckt und
3 'i i '/069
anschließend radial zusammengepreßt werden kann, wobei die Buchse über ihre gesamte Länge im wesentlichen den
gleichen Durchmesser erhält, der Isoliereinsatz jedoch nicht komprimiert wird.
In den Ausführungsformen nach Pig. 16 und 17 ist am Endanschluß eine die Leiter 29, 31 umgebende Hülle
befestigt. In der Ausführungsform nach Pig.16 sind die
Leiter in einem flexiblen, spiralig gewickelten Metallschlauch 79 geführt, welcher in einen Hohlraum des
Endanschlusses hineinragt und an diesem oder an einem durch Umbördeln des Rands der Buchse 4-3 darin festgehaltenen
(nicht gezeigten) Halteeinsatz befestigt ist. In Fig. 17 sind die Leiter in einem Flechtschlauch 81
geführt, welcher in einen Hohlraum des Endanschlusses hineinragt und mittels eines ein rückwärts umgeschlagenes
Endstück in Anlage an der Innenwand der Buchse 43 haltenden Sprengrings daran befestigt ist.
Gemäß der Erfindung kann ein Heizkörper der vorstehend oder in einer der eingangs genannten US-Patentschriften
beschriebenen Art vorgefertigt und für den späteren Anschluß von Zuleitungen je nach den Erfordernissen des
Verwendungszwecks bereitgehalten v/erden. Zum Anschließen der Zuleitungen wird das die inneren Kontaktstifte
enthaltende Endstück des Heizkörpers soweit abgeschnitten, daß die Außenseite des Isolierstopfens
freiliegt, worauf die in Fig. 1 dargestellten öffnungen 33, 35 gebohrt werden. Darauf werden die
Anschlußteile 37 der Leiter 29> 31 in die Öffnungen 33->
35 eingeführt und das Endstück des Heizkörpers wird radial zusammengebreßt, um seinen Querschnitt zu verkleinern
und damit die überlappten Anschlüsse LC zwischen den äußeren Leitern und den inneren Kontaktstiften herzustellen.
Dabei kann ein gegebenenfalls einen Halte-
Oi I / U
einsatz 57 enthaltender Endanschluß der -vorstehend
beschriebenen Art auf den Heizkörper aufgesteckt und radial zusammengepreßt werden, um seinen Querschnitt
auf den des Heizkörpers zu verkleinern. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet somit einen haltbaren
elektrischen Anschluß für einen Heizkörper mit gegenüber den elektrischen Anschlüssen bekannter Heizkörper
erheblich verbesserten Eigenschaften. Das Verfahren ist auf einfache und wirtschaftlich Weise durchführbar,
wobei die Gefahr von Montagefehlern oder Beschädigungen des Heizkörpers bei der Montage und
Lagerung auf ein Mindestmaß verringert ist.
In I1Ig. 18 und 19 ist eine Vorrichtung 83 für die Fertigung
eines mit einem Halteeinsatz 57 versehenen Endanschlusses gezeigt. Die Vorrichtung 83 enthält einen
Satz Formteile 85 zum Komprimieren eines Körpers S aus einem für den Halteeinsatz bestimmten Werkstoff, z.B.
einem komprimierbaren, hitzebeständigen Material wie etwa gewalztem Glimmerrohr, sowie ein Stanzwerkzeug 87
zum Ausstanzen des Halteeinsatzes aus dem Körper S und zum Einsetzen desselben in die Buchse 43 des Endanschlusses.
Der Satz Formwerkzeuge 85 enthält ein feststehendes Formteil 89 mit einem durch eine Seitenwand
eine ausgerundete Endwand 93 und einen Boden 95 begrenzten
Ausschnitt. Der Boden 95 ist von einer eine Stufe aufweisenden Öffnung 97 durchsetzt. Zu der Vorrichtung
gehört ferner ein erstes bewegliches Formteil 101 mit einem das feststehende Formteil 89 übergreifenden, einen
Ausschnitt 105 aufweisenden Steg 103 und einem in seitliche
Anlage am feststehenden Formteil 89 bringbaren unteren Seitenrand 107» sowie ein verschieblich auf dem
Boden 95 des Ausschnitts des feststehenden Formteils 89 auf dessen ausgerundete Endwand 93 zu und von ihr weg
geführtes zweites bewegliches Formteil 109 mit einer
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der ausgerundeten Endwand 93 gegenüberstehenden ausgerundeten Endfläche 111.
Vie man in Fig. 19 erkennt, ist das Stanzwerkzeug 87
oberhalb der Formwerkzeuge angeordnet und durch den Ausschnitt 105 des ersten beweglichen Normteils 101 und
zwischen der ausgerundeten Endfläche 111 des zweiten beweglichen Formteils 109 und der ausgerundeten Endwand
93 des feststehenden Normteils 89 hindurch abwärts bis zur Stufe 99 der öffnung 97 und durch diese hindurch
bewegbar. Ein unterhalb der Formwerkzeuge angeordneter Haltestößel 113 ist zwischen einer in Fig. 19A und 19B
gezeigten Stellung, in welcher er eine mit einem Halteeinsatz 57 zu versehende Buchse 43 in der öffnung 97
festhält, und einer in Fig. 19C gezeigten Stellung auf und ab bewegbar, in welcher die Buchse 43 davon
abgenommen und eine neue Buchse aufgesetzt werden kann. Der Haltestößel hat ein verjüngtes Endstück 115 zum
Zentrieren der Buchse 43, welches außerdem als Gegenhalt zum Komprimieren des Halteeinsatzes ^7 mittels des
Stanzwerkzeugs 87 dient.
Für die Fertigung eines einen Halteeinsatz 57 enthaltenden Endanschlusses wird ein Körper S zwischen die
Formwerkzeuge eingelegt und komprimiert, worauf der Halteeinsatz 57 aus dem komprimierten Körper S ausgestanzt
und in die Buchse 43 gestoßen wird. Zum Komprimieren des im entspannten Zustand vorzugsweise zylindrischen
Körpers S wird dieser, wie in Fig. 18A dargestellt, auf den Boden 95 des Ausschnitts des feststehenden
Formteils 89 gelegt und dann das erste bewegliche Formteil 101 auf das feststehende Formteil zu bewegt,
wobei es mit seinem unteren Rand 107 an dem Körper S angreift und ihn zu der in Fig. 18B gezeigten ovalen
Form komprimiert. Anschließend wird das zweite beweg-
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liehe Formteil 109 auf die ausgerundete Endwand 93 des
feststehenden Formteils 89 zu bewegt, um den Körper S wieder zu zylindrischer Form bei verkleinertem Durchmesser
zu komprimieren. Bei der anschließenden Abwärtsbewegung des Stanzwerkzeugs 87 wird der komprimierte
Körper S an der Stufe 99 der öffnung 97 abgeschert
und der dadurch entstandene Halteeinsatz in die Buchse 4-3 gestoßen, in welcher er zwischen dem Stanzwerkzeug
87 und dem verjüngten Endstück 113 des Haltestößels
113 in Axialrichtung komprimiert wird, wie in Fig. 19A und 19B gezeigt. Darauf wird der Haltestößel
abgesenkt, um den fertigen Endanschluß davon abzunehmen und eine neue Buchse 4-3 aufzusetzen. Das Stanzwerkzeug
87 wird aufwärts zurückgezogen und die Formteile werden auseinander bewegt, so daß die Reste der vorher dazwischen
komprimierten Körpers S entfernt werden können und ein
weiterer Körper S eingelegt werden kann.
Dank der verschiedenartigen Anschlußmöglichkeiten von flexiblen Zuleitungen und der kompakten Bauweise des
Endanschlusses eignet sich der erfindungsgemäße Heizkörper 1 insbesondere für den Einbau auf beschränktem
Saum, wo starre Zuleitungen die Verwendung von herkömmlichen Heizkörpern von gleicher geheizter Länge
nicht zulassen würden. Die elektrischen Anschlüsse des Heizkörpers sind mechanisch sicher und haben einen
niedrigen Kontaktwiderstand. Da die überlappten Verbindungen der äußeren Zuleitungen mit den inneren Eontaktstiften
innerhalb des Isolierstopfens angeordnet sind, sind sie vor Oxydation und einer sich dadurch ergebenden
Erhöhung des Kontaktwiderstands geschützt. Dank der relativen Uhdurchlässigkeit des Endstopfens und des
Endanschlusses sind auch die übrigen Teile im Inneren des Heizkörpers weitgehend vor Oxydation geschützt.
Darüber hinaus verhindern diese Elemente das Eindringen
. i/UO
von Verunreinigungen in den Heizkörper, welche anderenfalls
dessen Durchschlagfestigkeit beeinträchtigen könnten. In der in Pig. 9 und 10 dargestellten, möglicherweise
zweckmäßigstens Ausführungsform des Endanschlusses bietet die Befestigung der Isolierung der
Leiter im Halteeinsatz eine weitgehende Sicherheit gegen das Abziehen der Isolierung von den Leitern an deren
Eintrittsstelle in den Endanschluß. Dadurch ist der Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Leitern oder
zwischen diesen und Masse weitgehend vorgebeugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die sichere und wirtschaftliche Fertigung eines elektrischen Heizkörpers
mit den vorstehend genannten vorteilhaften Eigenschaften. Dabei ist dieses Verfahren mit den für die
Fertigung von herkömmlichen Patronen-Heizkörpern gebräuchlichen Vorrichtungen durchführbar. Eine herkömmliche
Fertigung von Heizkörpern kann also ohne Anschaffung besonderer Werkzeuge und somit ohne nennenswerten
Kapitalaufwand auf das erfindungsgemäße Verfahren zum
Herstellen von Heizkörpern gemäß der Erfindung umgestellt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß Heizkörper zunächst ohne Zuleitungen gefertigt und
gelagert werden können. Die Heizkörper können dann je
nach Bedarf abgerufen und mit für den vorgesehenen Zweck geeigneten Zuleitungen und Endanschlüssen versehen werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind nicht nur für den Anschluß von Kraftstromleitungen
geeignet, sondern auch für den Anschluß von Signalleitungen, z.B. für ein Thermoelement. Dabei können
jeweils Einfach- oder Mehrfachleitungen auf diese Weise angeschlossen werden.
I / UÜC7
Die Erfindung ist auch für Heizkörper anwendbar, welche
ein von einem Mantel umgebenes Heizelement beliebiger JEPorin enthalten, welches nicht von einem Kern gestützt
ist.
Die in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Heizkörper 1 und Endanschlüsse haben
zwar jeweils kreisförmigen Querschnitt, der Heizkörper kann jedoch auch beliebige andere, beispielsweise rechteckige
oder quadratische Querschnittsform aufweisen.
Somit können sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Vorteile und
Merkmale der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Yerfahrensschritten,
sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.