Befestigungsvorrichtung für einen elektrischen Heizkörper in einem Flüssigkeitsbehälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvor richtung für einen elektrischen Heizkörper, insbesondere einen Rohrheizkörper, in einem Flüssigkeitsbehälter, mit einem Gewindenippel, einer Gegenmutter und einer Un- terlagscheibe.
Bei bekannten Ausführungsarten von Befestigungs vorrichtungen für den elektrischen Rohrheizkörper eines Flüssigkeitsbehälters, z.B. eines Heisswasserbereiters, sind die Enden des Rohrheizkörpers in Flanschen einge lötet, die unter Verwendung von Dichtmaterial und Schrauben am Wasserbehälter befestigt werden. Bei einer anderen bekannten Ausführung sind profilierte Gummi platten mit entsprechenden Durchführungen für den Heizkörper verwendet, wobei die Abdichtung der Behäl terwand meistens dadurch erzielt wird, dass die Gummi platten mittels konisch ausgebildeter Flanschen zusam- mengepresst werden und dabei seitlich ausweichend gegen die Behälterwand liegen.
Beim Einbau von elektrischen Heizkörpern muss neben einer einwandfreien und weitgehend druckfesten Abdichtung durch die Befestigungsvorrichtung vor allem erreicht werden, dass zur Erzielung einer einwandfreien Schutzerdung das den Heizkörper umschliessende Heiz körpergehäuse, welches vor allem der Berührung mit Spannung führenden Teilen ausgesetzt ist, in guter elek trischer Kontaktverbindung mit dem geerdeten Flüssig keitsbehälter gehalten wird.
Beim Versagen des Temperaturreglers ist die zu fordernde einwandfreie Schutzerdung bei den seither bekannt gewordenen Ausführungsformen von Befesti gungsvorrichtungen nicht gegeben, da dann bei einer Zerstörung der Dichtung der elektrische und mechani sche Kontakt nicht mehr vorhanden ist oder sehr mangel haft wird. Infolge der durch Ausfall des Temperaturreg lers auftretenden hohen Temperatur des Heizkörpers wird regelmässig die Dichtung so zerstört, dass sie den elektrischen Kontakt zum Flüssigkeitsbehälter beein trächtigt.
Um die erforderliche Dichtwirkung und eine ein wandfreie Schutzerdung zu erzielen, wird bei einer Befestigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Nippel mit einem gegen die Innenwand des Behälters zur Anlage kommenden Bund versehen ist, der an seiner, dem Behälter zugekehrten Stirnfläche eine Ringnut zur Auf nahme eines im Querschnitt in unverspanntem Zustand wenigstens annähernd kreisförmigen Dichtringes hat, wobei die in Achsrichtung des Gewindenippels gemesse ne Tiefe der Ringnut wesentlich kleiner als der Durch messer des Dichtringes, der Querschnitt der Ringnut jedoch grösser als derjenige des Dichtringes gewählt ist, so dass der Dichtring bei angezogener Gegenmutter radial verformt ist,
aber vollständig innerhalb der Ring nut des mit seiner Stirnseite sich an der Behälterwand abstützenden Bundes liegt.
Weitere Einzelheiten sind nachstehend an zwei, in der Zeichnung in ihrem axialen Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 1 ist für einen Wasserbehälter 1 eines im übrigen nicht näher dargestell ten Heisswasserbereiters bestimmt, dessen Rohrheizkör per 2 eine ebenfalls nicht näher dargestellte Heizwendel enthält und nach seinem Einsetzen in den Wasserbehälter 1 so abgedichtet werden soll, dass bei allen zu berück sichtigenden Betriebsfällen ein ausreichender elektrischer Kontakt des Rohrheizkörpers mit dem Wasserbehälter sichergestellt ist. Ausserdem muss eine bei allen im praktischen Betrieb vorkommenden Innendrücken im Wasserbehälter ausreichende Dichtwirkung zwischen dem Rohrheizkörper 2 und dem Wasserbehälter 1 sicher gestellt sein.
Hierzu dient ein Rund- oder Sechskantnip- pel 3, der an dem aus dem Wasserbehälter 1 vorstehen den, die nicht näher bezeichneten elektrischen Anschluss- mittel der Heizwendel tragenden Ende auf den Rohrheiz körper 2 aufgeschoben ist und über eine Löt- oder Schweissnaht 4 mit dem Rohrheizkörper dicht verbunden ist. Der Nippel 3 hat an seinem aus dem Wasserbehälter vorstehenden Ende ein Schraubgewinde 5 zur Aufnahme einer Spannmutter 6. Als Zwischenlage zum Wasserbe hälter ist eine metallene Unterlegscheibe 7 vorgesehen.
An seinem anderen, in der dargestellten Betriebslage innerhalb des Wasserbehälters 1 verbleibenden Ende ist ein Gegenbund 8 vorgesehen, der beim Ausführungsbei spiel nach Fig. 1 als einstöckig mit dem Gewindenippel 3 verbundener Flansch 8 ausgebildet ist. Dieser Gegenbund enthält eine eingedrehte Ringnut 9. Diese nimmt einen in unverspanntem Zustand im Querschnitt kreisflächigen Dichtring 10 auf.
Um die erforderliche Dichtwirkung und gleichzeitig den notwendigen ständigen Kontakt zwischen dem Nippel 3 bzw. seinem Gegenbund 8 und der Behälterwand 1 sicherzustellen, ist die Ringnut 9 in ihrem Querschnitt so gestaltet, dass ihre in Achsrichtung des Gewindenippels 3 gemessene Tiefe wesentlich kleiner als der Durchmesser des unverspannten Dichtringes ist, der Dichtring daher beim Festziehen der Spannmutter 6 unter starker elastischer Verformung flachgepresst wird.
Um für die dabei auftretende radiale Verformung des Dichtringes 10 ausreichenden Platz zu schaffen, ist die rechteckförmige Querschnittsfläche der Ringnut 9, deren Querschnittslangseite radial verläuft und erheblich länger als die in axialer Richtung des Nippels gemessene Nuttiefe ist, so bemessen, dass sie nur etwa 10 bis 25 /0 grösser als die kreisförmige Querschnittsfläche des unver- spannten Dichtringes 10 ist.
Zur Befestigung des Heizkörpers 2 in dem Wasserbe hälter 1 wird der Heizkörper mit dem bereits vorher aufgelöteten oder aufgeschweissten Nippel 3 und dem eingelegten Dichtring 10 in die vorgesehene, nicht näher bezeichnete Öffnung des Behälters von innen her einge setzt und mittels der Spannmutter 6 festgeschraubt. Als Zwischenlage dient dabei die Unterlagscheibe 7. Beim Anziehen der Spannmutter 6 wird der Dichtring 10 etwa auf die Hälfte seines Durchmessers flachgepresst, wobei er sich radial verformen kann, aber vollständig innerhalb der Ringnut des mit seiner Stirnseite sich an der Behäl terwand abstützenden Flanschrandes verbleibt.
Hier durch wird erreicht, dass der Nippel 3 mit dem Heizkör per 2 auf der wasserseitigen Wand des Behälters 1 und auf der anderen Seite die Unterlagscheibe 7 mit dem Wasserbehälter in einen dauernden leitenden Kontakt kommt und so eine einwandfreie Schutzerdung gewähr leistet, wobei an dem Wasserbehälter der netzseitige, in der Zeichnung nicht dargestellte Schutzleiter angebracht werden kann. Diese Schutzerdung ist auch dann gewähr leistet, wenn der Dichtring durch eine evtl. Hitzeeinwir kung zerstört werden sollte.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2, in welcher gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind, ist der als Automatendrehteil ausgebildete Gewindenippel 3 anstelle eines einstöckig mit ihm verbundenen Flansches 8 an seinem innerhalb des Behälters verbleibenden Ende mit einem eine schmale Ansatzschulter ergebenden Wulst 11 versehen.
Zur Aufnahme des in unverspanntem Zustand einen kreisflächigen Querschnitt aufweisenden Dichtrin ges 10 ist im Gegensatz zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel eine als Bund wirkende, metallische Ringscheibe 12 vorgesehen, die einen über die Ringschei- benfläche vorstehenden gepressten Rand 13 hat, der gegenüber der nicht näher bezeichneten zentralen Boh rung der Ringscheibe und dem in diese Bohrung ein- schiebbaren Nippel 3 eine Nut 14 einschliesst.
Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.l ist die in axialer Richtung gemessene Tiefe dieser Nut 14 wesentlich kleiner als der Durchmesser des unverspannten Dichtrin ges 10 gehalten, jedoch in ihrer Querschnittsfläche nur um so viel grösser als die Querschnittsfläche des Dicht ringes gehalten, dass der Dichtring in der dargestellten Spannstellung zwischen der Behälterwand 1 und der den Nutgrund bildenden Stirnfläche der Ringscheibe 12 etwa auf die Hälfte seines Durchmessers flachgepresst werden kann, dabei jedoch so viel Platz in der vom Rand 13 begrenzten Ringnut findet,
dass er vollständig in dieser Ringnut verschwindet und daher der Rand 13 unter dem Spanndruck der Mutter 6 einen dauernden gutleitenden elektrischen Kontakt zur Behälterwand 1 sicherstellen kann.
Fastening device for an electric heater in a liquid container The invention relates to a fastening device for an electric heater, in particular a tubular heater, in a liquid container, with a threaded nipple, a lock nut and a washer.
In known embodiments of fastening devices for the electric tubular heater of a liquid container, e.g. of a hot water heater, the ends of the tubular heater are soldered into flanges that are attached to the water tank using sealing material and screws. In another known embodiment, profiled rubber plates with corresponding bushings for the radiator are used, whereby the sealing of the container wall is usually achieved by compressing the rubber plates by means of conical flanges and thereby lying sideways against the container wall.
When installing electrical radiators, the fastening device must ensure, in addition to a perfect and largely pressure-resistant seal, that the radiator housing surrounding the radiator, which is primarily exposed to contact with live parts, is in good electrical condition in order to achieve a perfect protective earth Contact connection with the grounded liquid is maintained.
If the temperature controller fails, the required flawless protective grounding is not given in the embodiments of fastening devices that have become known since then, because if the seal is destroyed, the electrical and mechanical contact is no longer present or is very poor. As a result of the high temperature of the radiator caused by the failure of the temperature regulator, the seal is regularly destroyed in such a way that it impairs the electrical contact to the liquid container.
In order to achieve the required sealing effect and a perfect protective earthing, it is proposed according to the invention in a fastening device of the type described at the beginning that the nipple is provided with a collar that comes to rest against the inner wall of the container and has an annular groove on its end face facing the container has to take on a cross-section in the unrestrained state at least approximately circular sealing ring, wherein the measured in the axial direction of the threaded nipple ne depth of the annular groove is much smaller than the diameter of the sealing ring, the cross-section of the annular groove is larger than that of the sealing ring, so that the sealing ring is radially deformed when the lock nut is tightened,
but lies completely within the ring groove of the collar supported by its end face on the container wall.
Further details are described and explained in more detail below using two exemplary embodiments of the invention shown in the drawing in its axial longitudinal section.
The fastening device according to Fig. 1 is intended for a water tank 1 of an otherwise unspecified dargestell th hot water heater, the Rohrheizkör by 2 contains a heating coil, also not shown and is to be sealed after its insertion in the water tank 1 so that all to be considered Sufficient electrical contact between the tubular heating element and the water tank is ensured. In addition, a sufficient sealing effect between the tubular heating element 2 and the water container 1 must be ensured for all internal pressures occurring in practical operation in the water tank.
A round or hexagonal nipple 3 is used for this purpose, which is pushed onto the tubular heating element 2 at the end that protrudes from the water tank 1 and carries the electrical connection means of the heating coil (not shown) and is connected to the tubular heater via a soldered or welded seam 4 Tubular heater is tightly connected. The nipple 3 has at its end protruding from the water container a screw thread 5 for receiving a clamping nut 6. As an intermediate layer to the Wasserbe container, a metal washer 7 is provided.
At its other end, which remains in the operating position shown inside the water tank 1, a counter-collar 8 is provided which, in the embodiment example according to FIG. This counter-collar contains a screwed-in annular groove 9. This accommodates a sealing ring 10 with a circular cross-section in the untensioned state.
In order to ensure the required sealing effect and at the same time the necessary constant contact between the nipple 3 or its counter-collar 8 and the container wall 1, the cross-section of the annular groove 9 is designed so that its depth measured in the axial direction of the threaded nipple 3 is significantly smaller than the diameter of the is unstrained sealing ring, the sealing ring is therefore pressed flat when tightening the clamping nut 6 with strong elastic deformation.
In order to create sufficient space for the radial deformation of the sealing ring 10 that occurs, the rectangular cross-sectional area of the annular groove 9, the cross-sectional long side of which runs radially and is considerably longer than the groove depth measured in the axial direction of the nipple, is dimensioned so that it is only about 10 to 25/0 is larger than the circular cross-sectional area of the untensioned sealing ring 10.
To attach the radiator 2 in the Wasserbe container 1, the radiator with the previously soldered or welded nipple 3 and the inserted sealing ring 10 into the intended, unspecified opening of the container from the inside is set and screwed tight by means of the clamping nut 6. The washer 7 serves as an intermediate layer. When the clamping nut 6 is tightened, the sealing ring 10 is pressed flat to about half its diameter, whereby it can deform radially, but remains completely within the annular groove of the flange edge supported by its end face on the container wall.
This ensures that the nipple 3 with the Heizkör by 2 on the water-side wall of the container 1 and on the other side the washer 7 comes into permanent conductive contact with the water container and thus ensures a perfect protective earth, with the water container the mains-side protective conductor, not shown in the drawing, can be attached. This protective earthing is also guaranteed if the sealing ring should be destroyed by any possible exposure to heat.
In the embodiment of Figure 2, in which the same or equivalent parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1, the threaded nipple 3 designed as a machine turning part is instead of a one-piece flange 8 connected to it at its end remaining inside the container with a one Narrow shoulder resulting bead 11 is provided.
In order to accommodate the sealing ring 10, which has a circular cross-section in the unrestrained state, in contrast to the previously described embodiment, a metallic annular disc 12 acting as a collar is provided, which has a pressed edge 13 protruding over the annular disc surface, opposite the central one, which is not specified Boring of the annular disk and the nipple 3 that can be pushed into this borehole includes a groove 14.
As in the embodiment according to Fig.l, the measured in the axial direction depth of this groove 14 is kept much smaller than the diameter of the unstrained sealing ring total 10, but held in its cross-sectional area only so much larger than the cross-sectional area of the sealing ring that the sealing ring in the clamped position shown between the container wall 1 and the end face of the annular disk 12 forming the groove base, it can be pressed flat to about half its diameter, but there is enough space in the annular groove delimited by the edge 13,
that it disappears completely in this annular groove and therefore the edge 13 can ensure a permanent, highly conductive electrical contact with the container wall 1 under the clamping pressure of the nut 6.