ELECTRIC WIRE HEATING ELEMENT AND METHOD OF MAKING IT

Abstract: 1. A method of producing an electrical wire heating element for heating a stream of air (B) flowing round the wire heating element, having an element former receiving a heating conductor winding and consisting of a plurality of supporting plates (1, 2, 3, 4) of heat-resistant insulating material of the same shape and edge length disposed in the form of a cross or a star in relation to one another, having a heating conductor (5) in the form of wire which is wound on the supporting plates (1, 2, 3, 4) and is constructed in meandering or zigzag form or in the form of a wave band and which is in contact with radially external edges of the supporting plates (1, 2, 3, 4), wherein the next supporting plate in each case in the direction of winding A is disposed displaced by an amount (a1 ) in the longitudinal direction of the stream of air (B) in relation to the particular supporting plate disposed in front of it, characterised in that, after being wound with the heating conductor (5), the supporting plates (2, 3, 4) are displaced in the longitudinal direction in relation to one another until their edges (6, 7, 8, 9) facing the stream of air lie in one plane.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheiz-Elements zur Lufterwärmung mit einem die Heiz-. leiterwicklung aufnehmenden Heizleiterträger, der aus mehreren im Winkel aneinanderstossenden Trägerplatten aus wärmebeständigem Isoliermaterial gleicher Form und Kantenlänge besteht, wobei der drahtförmige Heizleiter mäanderartig, zickzackförmig oder nach Art eines Wellbandes ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Drahtheizelement, welches nach diesem Verfahren herstellbar ist. Es ist ein elektrisches Drahtheiz-Element bekannt (DE-OS 1.540.731), dessen Heizleiter auf einem aus mindestens zwei im Winkel aneinanderstossenden, miteinander verbundenen, plattenförmigen Trägerelementen aus wärmebeständigem Isoliermaterial bestehenden Heizleiterträger angebracht ist, wobei die Trägerelemente durch mindestens je ein jede Stirnseite mindestens eines Trägerelementes nach beiden Flachseiten umgreifendes und damit verpresstes, im Querschnitt u-förmiges Halteblech miteinander verbunden sind. Dieses bekannte Drahtheiz-Element hat den Nachteil, dass seine Heizleiter-Wicklung einen relativ grossen Platzbedarf aufweist, da die einzelnen Heizleiter-Windungen aus Sicherheitsgründen nicht beliebig eng gewickelt werden können, und hat zum anderen den Nachteil, relativ teuer in der Herstellung zu sein, da besonders die u-förmigen Haltebleche die Montage verteuern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheiz-Elementes zu schaffen, das eine besonders enge und damit platzsparende Wicklung des Heizleiters erlaubt. Weiterhin soll ein elektrisches Drahtheizelement geschaffen werden, das ohne besondere Haltebleche auskommt. Nach der Erfindung wird die erstgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die in Wickelrichtung betrachtet zweite Trägerplatte und jede weitere parallel zum Luftstrom angeordnete Trägerplatte zum Zwecke der Bewicklung mit dem Heizleiter gegenüber der entgegengesetzt zur Wickel richtung jeweils davor angeordneten Trägerplatte um ein Mass in Längsrichtung verschoben angeordnet wird, wobei die Trägerplatten nach dem Bewickeln mit dem Heizleiter in Längsrichtung verschoben werden, bis ihre vorderen, der Luftströmungsrichtung zugekehrten Kanten in gleicher Ebene liegen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Bewicklung so durchgeführt werden kann, dass die Sicherheitsabstände zwischen den einzelnen Wicklungen gut einzuhalten sind, wobei aber anschliessend die Bewicklung so verkürzt wird, dass die Gesamtlänge des Draht-Heizelementes sich deutlich verkleinert, ohne dass sich gleichzeitig die Abstände zwischen den einzelnen Wicklungen verändern. Zweckmässigerweise entspricht das mass, um das jeweils die eine Trägerplatte gegenüber der nächsten Trägerplatte in Längsrichtung verschoben ist, dem Abstand, um den jeweils der eine Heizleiterwickel vom benachbarten Heizleiterwickel entfernt ist. Auf diese Weise ist es also möglich, bei einem Draht-Heizelement mit vier sternförmig zueinander angeordneten Trägerplatten nach dem Bewicklungsvorgang die Gesamtlänge des Draht-Heizelementes um den dreifachen Wickel abstand zu verringern. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes elektrisches Drahtheiz-Element zeichnet sich dadurch aus, dass die Trägerplatten 1 - 4 gegeneinander in Längsrichtung verschieblich angeordnet sind. Damit sichergestellt ist, dass alle Trägerplatten zu einem Wickelkörper zusammenfügbar sind, der in sich steif und fest genug ist, um mit dem Heizleiter bewickelt werden zu können, haben gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung alle Trägerplatten Paare von sich quer zur Luftströmungsrichtung erstreckenden Lappen, die in Öffnungen oder Schlitze eingreifen, die in der jeweils benachbarten Trägerplatte angeordnet sind, wobei die Länge der Öffnungen oder Schlitze ein Mehrfaches der Breite eines Lappens beträgt. Damit erhält man ein Drahtheiz-Element, das eine Bewicklung mit sehr geringem Wickel abstand ermöglicht und keine Haltebleche an den Stirnseiten benötigt. Mit Vorteil ist jeweils die eine Trägerplatte mit der innen liegenden Längskante lotrecht auf der ihr zugekehrten Seitenfläche der benachbarten Trägerplatte angeordnet, wobei alle Trägerplatten zusammen mit ihren innenliegenden Plattenabschnitten einen prismatischen Raum mit quadratischem Querschnitt einschliessen. Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 - ein elektrisches Drahtheiz-Element (in perspektivischer Darstellung) mit vier winklig aufeinanderstossenden Träger platten, wobei die einzelnen Trägerplatten iULängsrichtung gegeneinander verschoben angeordnet sind (Anordnung beim Bewickeln); Figur 2 - das Drahtheiz-Element nach Figur 1, bei dem jedoch die einzelnen Trägerplatten so verschoben sind, dass ihre dem Luftstrom zugekehrten vorderen Kanten in gleicher Höhe liegen (fertiges Drahtheiz-Element); Figur 3 - eine "Explosionszeichnung" eines aus vier Trägerplatten zusammensteckbaren Drahtheiz-El ementes; Figur 4 - eine einzige Trägerplatte in perspektivischer Ansicht des Drahtheiz-Elementes gemäss Figur 3; ; Figur 5 - die Frontansicht (in Luftströmungsrichtung gesehen) des Drahtheiz-Elementes gemäss Figur 3; Figur 6 - die Anordnung zweier Trägerplatten zueinander in perspek tivischer Ansicht. Das Drahtheiz-Element nach Figur 1 besteht aus vier Trägerplatten 1, 2, 3, 4, die sternförmig zueinander angeordnet sind, wobei zum Zwecke der Umwicklung der Trägerplatten mit dem Heizleiter 5 die Trägerplatten 2, 3 und 4 gegenüber der Trägerplatte 1 in Luftströmungsrichtung B verschoben sind. Es ist dabei die Trägerplatte 2 gegenüber der Trägerplatte 1 um das Mass 2 x al (= a2) verschoben und die Trägerplatte 4 gegenüber der Trägerplatte 1 um das Mass 3 x al (= a3). Werden nun, wie dies Figur 2 zeigt, alle Trägerplatten 1, 2, 3, 4 nach dem Bewickeln so verschoben (entgegen Pfeilrichtung B), dass sich ihre vorderen, dem Luftstrom zugekehrten Kanten 6, 7, 8, 9 auf gleicher Ebene befinden, also bündig abschliessen, so verschieben-sich die Flankenlager f2, f3, f4, an denen der Heizleiter 5 die radial aussen liegenden Kanten der Trägerplatten 2, 3, 4 berührt, entgegen Pfeilrichtung B zur Kante 6 hin, und die Gesamtlänge L1 des Drahtheiz Elementes verkürzt sich auf die Länge L. Um eine preiswerte Befestigung der einzelnen Trägerplatten aneinander in dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schema zu schaffen, sind die einzelnen Trägerplatten 21, 22, 23, 24 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 mit Lappen 17, 18 versehen, die in Schlitze 19, 20 derjenigen Trägerplatte 21, 22, 23, 24 eingreifen, die jeweils lotrecht zu dieser Trägerplatte angeordnet ist. Wenn diese Verankerung zwischen den verschiedenen Paaren von Lappen 17, 18 und Schlitzen 19, 20 in dem in Figur 3 durch Pfeile angedeuteten Sinn erfolgt, ergibt sich eine feste Verschachtelung der vier Trägerplatten 21, 22, 23, 24. Beim Zusammenfügen der vier Trägerplatten 21, 22, 23, 24 werden die einzelnen Platten nach Art einer aufsteigenden Schraube angeordnet, was dadurch ermöglicht wird, dass die Schlitze 19, 20, ... alle so lang ausgebildet sind (1 = 4 x d), dass die Lappen 17, 18, ... in diesen Schlitzen verschiebbar sind. Nach dem Bewickeln werden die Trägerplatten so weit zurückverschoben, dass die Lappen 17, 18, ... mit ihren vorderen Kanten 25, 26 an den vorderen Kanten, 29, 30, ... der Schlitze 25, 26, ... anliegen. Eine besonders zweckmässige Ausbildung des Heizleiterträgers weist einen Versatz a je Platte auf, der gleich ist (Wendelabstand b multipliziert mit der Anzahl der Wendel 5) geteilt durch (Plattenzahl minus 1).

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtheizelementes zur Lufterwärmung mit einem die Heizleiterwicklung aufnehmenden Heizleiterträger, der aus mehreren im Winkel aneinanderstossen den Trägerplatten aus wärmebeständigem Isoliermaterial gleicher Form und Kantenlänge besteht, wobei der drahtförmige Heizleiter mäanderartig, zickzackförmig oder nach der Art eines Wellbandes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die (in Wickel richtung A betrachtet) zweite Trägerplatte (2) und jede weitere parallel zum Luftstrom (B) angeordnete Trägerplatte (3, 4) zum Zwecke der Bewicklung mit dem Heizleiter (5) gegenüber der (entgegengesetzt zur Wickelrichtung A betrachtet) jeweils davor angeordneten Trägerplatte (1, 2, 3) um ein Mass (ai, a2, a3) in Längsrichtung (Pfeilrichtung B) verschoben angeordnet wird, und dass die Trägerplatten (2, 3, 4) nach dem Bewickeln mit dem Heizleiter (5) soweit in Längsrichtung (entgegen der Pfeil richtung B) bewegt werden, bis ihre vorderen, der Luftströ mungsrichtung (B) zugekehrten Kanten (6, 7, 8, 9) in gleicher Ebene liegen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mass (al, a2, a3), um das jeweils die eine Trägerplatte (2, 3, 4) gegenüber der nächsten Trägerplatte zum Zwecke der Bewicklung verschoben wird, dem Abstand (b) entspricht, um den jeweils der eine Heizleiterwickel (5.1) vom benachbarten Heizleiterwickel (5.2) entfernt ist. 3. Elektrisches Drahtheizelement, welches nach dem Verfahren gemäss der Ansprüche 1 oder 2 herstellbar ist und einen die Heiz leiterwicklung aufnehmenden Heizleiterträger hat der aus mehreren im Winkel aneinanderstossenden Trägerplatten aus wärmebeständigem Isoliermaterial gleicher Form und Kantenlänge besteht, wobei der drahtförmige Heizleiter mäanderartig, zick zackförmig oder nach Art eines Wellbandes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (1-4) gegenein ander in Längsrichtung verschieblich angeordnet sind. 4. Elektrisches Drahtheizelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Trägerplatten (1, 2, 3, 4) Paare von sich quer zur Luftströmungsrichtung (B) erstreckenden Lappen (17, 18) aufweisen, die die Öffnungen oder Schlitze (19, 20) ein greifen, die in der jeweils benachbarten Trägerplatte ange ordnet sind, wobei deren Länge (1) ein Mehrfaches der Breite (d) eines Lappens (17, 18) beträgt. 5. Elektrisches Drahtheizelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trägerplatte (1, 2, 3) mit ihrer innenliegenden Längskante (12) lotrecht auf der ihr zuge kehrten Seitenfläche der benachbarten Trägerplatte (2, 3, 4) angeordnet ist, wobei alle Trägerplatten (1, 2,3, 4) zusammen einen prismatischen Raum (11) mit quadratischem Querschnitt einschliessen. 6. Elektrisches Drahtheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mass a gleich ist (dem Wendel abstand b multipliziert mit der Anzahl der Wendel 5) geteilt durch (Plattenzahl minus 1).

Inventors: KLAWUHN, MANFRED, KNOLL, DIETER B., DR.
Applicants: BRAUN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: H05B3
IPC codes: H05B3