CH644399A5 - Verfahren zum formen einer heizschlange. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen einer Heizschlange in der Form eines spiralförmig gewickelten, blanken Drahtes für die Verwendung in der Strahlungsheizeinrichtung eines Kochgerätes mit glatter Kochfläche.
Ein Kochgerät mit glatter Kochfläche ist ein solches, bei welchem ein glatter Oberteil, der üblicherweise aus Glaskeramik besteht, ein oder mehrere, im wesentlichen kreisför-mige(s), elektrische(s) Heizelement(e), das (die) auf einer Schicht von wärmedämmendem und elektrisch isolierendem Material abgestützt ist (sind), so überlagert, dass das Element (die Elemente) im Abstand vom Oberteil bzw. von der Kochfläche angeordnet ist (sind). Im Betrieb wird ein Kochgeschirr, das auf den Oberteil, also die Kochfläche, oberhalb eines Heizelementes aufgsetzt wird, durch die Übertragung von Wärme von einem Heizelement zu der und durch die Kochfläche durch Luftkonvektion und infrarote Strahlung erwärmt. Derartige Elemente werden als Strahlungsheizeinrichtungen bezeichnet. Das Isolationsmaterial verhindert im wesentlichen, dass Wärme vom Element weg wo anders als zur Kochfläche hin übertragen wird und da für den Oberteil, d.h. also die Kochfläche, vorzugsweise im wesentlichen nicht wärmeleitende Materialien verwendet werden, werden nur jene Teile der Kochfläche erwärmt, die dem Heizelement ausgesetzt sind. Um zu verhindern, dass Wärme auch auf jene Teile der Kochfläche übertragen wird, die nicht von einem daraufgesetzten Kochgeschirr bedeckt sind, wird üblicherweise um das Heizelement herum eine in Umfangsrichtung verlaufende Wand aus wärmedämmendem Material vorgesehen.
Bei Strahlungsheizeinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art besteht die Heizschlange üblicherweise aus einem
Eisen-Chrom-Aluminium-Heizwiderstandsdraht und ist von stark federnder Beschaffenheit. Es wird auf die am gleichen Tag eingereichte österreichische Anmeldung der Anmelderin mit dem Titel «Kochgerät mit glatter Kochfläche» beruhend auf der Priorität der GB-Anmeldung 79.04289 vom 7.
Februar 1979 verwiesen, welche eine Weiterentwicklung von Strahlungsheizeinrichtungen dieser Art betrifft. Die komplexen Formen der gegenwärtig verwendeten Strahlungsheizeinrichtungen erfordern eine sehr sichere Befestigung der Heizschlange auf ihrer Unterlage bzw. Abstützung. Diese Befestigung kann zeitraubend und kostspielig sein und auch das Isolationsmaterial der Abstützung beschädigen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches die Befestigung einer Heizschlange auf ihrer Abstützung in einer Strahlungsheizeinrichtung erleichtert.
Gemäss der Erfindung wird eine Heizschlange in Form eines spiralenförmig gewickelten, blanken Drahtes dadurch geformt, dass sie in eine Nut von gewünschter Form eingebracht und in dieser festgehalten wird, dass die Heizschlange auf eine für das Entspannungsglühen ausreichende Temperatur erwärmt und dann abgekühlt wird. Üblicherweise ist diese Temperatur die Glühtemperatur des Materials der Heizschlange und liegt bei einem Heizwiderstandsdraht aus Eisen-Chrom-Aluminium innerhalb eines Bereichs von 700-900°C. Die Heizschlange kann durch Durchleiten von elektrischem Strom erhitzt werden, wie es auch bei ihrer üblichen Verwendung erfolgt. Obgleich die elektrische Spannung nicht kritisch ist, wird sie üblicherweise höher sein als die Spannung, mit welcher die Heizschlange während der normalen Verwendung beaufschlagt ist, um den Zeitraum zu verkürzen, während dessen die Spannung angelegt werden muss, um das Material der Heizschlange auf seine Glühtemperatur zu bringen. 500 V sind ein typischer Wert für eine genormte Heizschlange von 6 mm Durchmesser aus Eisen-Chrom-AIuminium-Heizwiderstandsdraht, deren normale Betriebsspannung innerhalb eines Bereiches von 200-250 V liegt.
Die Glühtemperatur eines Metalles oder einer Legierung ist jene Temperatur, bei welcher die Umkristallisierung vor sich geht. Wenn das Material verformt wurde, wie es bei der Heizschlange in dem erfindungsgemässen Verfahren der Fall ist, befindet sich die neue Kristallstruktur im stabilen Gleichgewicht und die verformte Heizschlange verliert die Tendenz, sich geradezubiegen. Das Prinzip des Glühens von kaltgehärteten Metallen, um sie zu stabilisieren, wird in «Process and Physical Metallurgy» von James E. Garside, 2. Auflage, Verlag Charles Griffin and Company, 1957, auf Seite 225 ff beschrieben.
Die Nut wird in einem stark wärmedämmenden Material und tief genug ausgebildet, um die Heizschlange darin festzuhalten. Nach dem Entspannungsglühen tritt ein bestimmtes Ausmass an Schrumpfung ein, das jedoch typisch nicht mehr als etwa 1,25% beträgt. Die Breite der Nut wird überlichereise 0,5-5% grösser gewählt als der Durchmesser der Heizschlange, um das Entfernen der Heizschlange aus der Nut zu erleichtern.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt die Ausbildung scharfer Biegungen in einer Heizschlange zu, ohne dabei die Mittel besonders stark zu beanspruchen, mittels welcher die Heizschlange später z.B. in einer Strahlungsheizeinrichtung befestigt wird; die gewünschte Form bzw. Ausgestaltung kann durch einfches Biegen erzielt werden und die Heizschlange muss dazu nicht auf-bzw. abgewickelt werden. Dadurch werden die erforderlichen Herstellungskosten stark verringert und erübrigt sich die Notwendigkeit, im Abstand voneinander angeordnete Abschnitte der Heizschlange mittels anderer Einrichtungen zu verbinden. Auch wird dadurch das Ausmass der erforderlichen Befestigung reduziert, was s
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weniger Heftklammern bedeutet, wenn sonst keine Befestigung vorgesehen ist. Die bei Strahlungsheizeinrichtungen, auf die sich die Erfindung bezieht, verwendeten Heftklammern sind kostspielige Bestandteile, so dass eine wesentliche Kosteneinsparung möglich ist. Bei Strahlungsheizeinrichtungen erleichtert dies auch die Schaffung einer einheitlichen Heizfläche, da die Heizschlange kontinuierlich ist und über ihre gesamte Länge im wesentlichen eine einheitliche Drahtstärke bzw. Drahtdichte aufweist.
Der besondere Vorteil der Erfindung bei der Anwendung in Verbindung mit Strahlungsheizeinrichtungen besteht in der Tatsache, dass nur ein Minimum an Befestigungsmitteln erforderlich ist, da diese üblicherweise die Heizleistung nachteilig beeinflussen. So z.B. kann bei der in der vorher erwähnten österreichischen Anmeldung (Priorität: GB 79.04289) der Anmelderin beschriebenen Strahlungsheizeinrichtung die Heizschlange einfach in eine seichte Nut in einem Grundmaterial eingelegt und mittels Heftklammern oder Zement in gut gewählten Abständen entlang der Nut befestigt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die heiligenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Formers mit der Nut, in welche eine Heizschlange vor dem Entspannungsglühen gepresst wird;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Einheit zum Entspannungsglühen einer geformten Heizschlange mit einem Former in Arbeitsstellung und
Fig. 3 eine Detailansicht des mit Ringen versehenen Abschnitts in Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Former ist zum Formen einer Heizschlange für eine Strahlungsheizeinrichtung von im wesentlichen kreisförmiger Ausbildung bestimmt. Der Former 2 umfasst einen Block aus einem unter dem Handelsnamen Sindanyo vertriebenen Material, in welchem eine Nut bzw. Rinne 4 für die Aufnahme einer Heizschlange 6 vorgesehen bzw. gefräst ist. Die Nut erstreckt sich entlang der dargestellten, gewundenen Bahn, um die kreisförmige Zone im wesentlichen abzudecken. Die Enden der Heizschlange sind mit Verbindungsplatten 8 (Fig. 3) verschweisst, die in Öffnungen 10 für die Verbindung mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Stromquelle passen, um die Heizschlange, wie nachstehend beschrieben wird, zu erhitzen.
Die Nut ist mit einer Tiefe von etwa 60% der Dicke des Formers 2 ausgebildet und für eine bestimmte Heizschlange etwas tiefer als der Durchmesser der Heizschlange. Die Seiten der Nut sind an der Oberseite abgeschrägt bzw. abgefast, um das Einbringen der Heizschlange in die Nut zu erleichtern. Die Breite der Nut übersteigt den Durchmesser der Heizschlange um etwa 0,5-5%.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Einheit umfasst eine Grundplatte 12, auf welcher eine T-förmige Platte 14 angeordnet ist. Durch die Basis des «T» erstrecken sich zwei gespaltene bzw. federnde elektrische Anschlüsse 16, in welchen die Platten 8 angeordnet sind, wenn der Former 2 und die Heizschlange 6 in der Einheit in Stellung gebracht sind. Die Abdeckung 18, die bei 20 mit Scharnieren verbunden ist, umfasst eine Platte 22, die mit dem Former 2 längs eines Durchmessers in Berührung steht, um zu gewährleisten, dass sich die Heizschlange 6 nicht von selbst vom Former löst. Die Platte 22 ist breit genug, um mit den
Punkten 26 der stärksten Krümmung der Heizschlange in Berührung zu stehen, die sich im wesentlichen entlang dieses Durchmessers befinden. An diesen Punkten tendiert die Heizschlange dazu, sich zu lösen.
Es ist zu beachten, dass die Heizschlange und der Former innerhalb der Heizeinheit nicht sehr stark gegenüber der Umgebung wärmegedämmt sind. Es wird eine maximale Abstrahlung der Wärme angestrebt, damit der Former und die Schlange so bald wie möglich nach der Behandlung wieder gehandhabt werden können.
Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Stück gewickelten, blanken Heizwider-standsdrahtes aus Eisen-Chrom-Aluminium auf die Länge der Nut gestreckt und in die Nut mit den Platten 8 in den Öffnungen 10 eingebracht. Dann wird der Former 2 in die Einheit so eingebracht, dass die Anschlüsse 16 mit den Platten 8 in Eingriff kommen. Die Abdeckung 18 wird auf die Einheit abgesenkt und ein Schalter am Bedienungspult 24 betätigt, um eine Spannung von etwa 500 V durch die Platten 8 etwa 20 Sekunden lang anzulegen. Dadurch wird genügend Wärme in einer Heizschlange der dargestellten Form in einem Former von 200 mm Durchmesser erzeugt, um das Metall der Heizschlange so zu glühen, dass es seine Form beibehält. Die erreichte Temperatur beträgt 700-900°C. Nach Ablauf der 20 Sekunden leuchtet am Bedienungspult ein Licht auf, um anzuzeigen, dass die Bedienungsperson jetzt gefahrlos die Abdeckung hochheben und den Former und die Heizschlange aus der Einheit entfernen kann. Die Heizschlange behält nunmehr die ihr vom Former verliehene Form bei. Die Heizschlange wird sodann aus dem Former entnommen, in Luft abkühlen gelassen und der nächsten Phase in der Herstellung einer Strahlungsheizeinrichtung zugeführt.
Das vorstehende Verfahren ist in bezug auf einen Eisen-Chrom-Aluminium-Heizwiderstandsdraht beschrieben, der handelsüblich unter dem Warenzeichen Fecralloy erhältlich ist. Das Verfahren ist ebenso gut für die Verwendung mit einem Heizwiderstandsdraht aus Eisen-Chrom-Aluminium-Yttrium geeignet, der unter der Handelsbezeichnung Kanthai D. vertrieben wird, obgleich die Erfindung nicht auf die Verwendung dieser beiden Arten von Draht eingeschränkt ist.
Kanthai D
Fecralloy
(nominelle
(typische Zusammensetzung)
Zusammensetzung)
Chrom 22%
Chrom 15,8%
Aluminium 4,5%
Aluminium 4,8%
Eisen Rest
Yttrium 0,3%
Silizium 0,3%
Kohlenstoff 0,03%
Eisen Rest
Obgleich in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung eine Platte 22 zum Festhalten des Drahtes im Former vorgesehen ist, ist diese Platte nicht unbedingt erforderlich. Wenn die Nut ausreichend tief ausgebildet ist, erübrigt sich jede zusätzliche Befestigung. In manchen Fällen wird der Querschnitt der Nut gegen ihre offene Seite zu leicht konvergierend ausgebildet, um zu verhindern, dass sich die Heizschlange von selbst löst.
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2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Formen einer Heizschlange in der Form eines spiralförmig gewickelten, blanken Drahtes für die Verwendung in der Strahlungsheizeinrichtung eines Kochgerätes mit glatter Kochfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschlange in eine Nut von gewünschter Form eingebracht und in dieser festgehalten wird, dass die Heizschlange auf eine für das Entspannungsglühen ausreichende Temperatur erwärmt und dann abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in einem stark wärmedämmenden Material und tief genug ausgebildet wird, um die Heizschlange darin festzuhalten.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in einem Former ausgebildet wird, der einen Block aus wärmedämmendem Material enthält, worin die Heizschlange in der Nut mittels einer Platte festgehalten wird, welche mit dem Former in Berührung steht, um wenigstens einen Abschnitt der Nut abzudecken, um die Heizschlange darin in Stellung zu halten.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Nut jene Teile umfasst, an welchen die Heizschlange am stärksten gekrümmt ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschlange durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes auf eine Temperatur innerhalb eines Bereichs von 700 bis 900°C erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschlange aus einem Eisen-Chrom-Aluminium-Heizwiderstandsdraht geformt ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nut den Durchmesser der geformten Heizschlange um 0,5-5% überschreitet.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |