專利名稱：用于管狀加熱體的螺旋線加熱絲的連接元件及其制造方法
用于管狀加熱體的螺旋線加熱絲的連接元件及其制造方法本發明總的來說涉及一種加熱設備中的螺旋熾熱絲(GliAwendel)或螺旋線加熱絲的連接裝置。本發明尤其涉及一種用于在不需要熔焊或釬焊工藝的情況下將螺旋熾熱絲或螺旋線加熱絲連接到管狀加熱體的連接組件上的新型連接元件。由DE1156906A公開了一種用于管形電熱體的電流連接件，其中，加熱絲端部插入由可輕易彎曲的導電材料，優選低碳鋼制成的分接套筒中并且兩個部件通過擠壓相互連接。由DE1841985U公開了一種用于連接螺旋線加熱絲端部與連接螺栓的裝置，其中， 螺栓具有軸向鉆孔，螺旋線加熱絲端部插入并且擠壓入該鉆孔中。由DE10351811A1公開了一種用于帶有至少一根電阻加熱絲的電阻式電加熱裝置的加熱組件，其中，電阻加熱絲的端部與連接元件壓接并且建議了連接元件和電阻加熱絲之間不同的空間狀況。由DE102006005322A1公開了一種加熱設備，其中，加熱絲的端部例如通過焊接分
別與一個連接組件連接。在此，過載保護裝置的連接導線與連接螺栓的端部通過壓接工藝或刻槽工藝連接。由DE10062539A1公開了一種用于電熱設備的連接組件。由德國公開文本DE102006005322A1公開了一種按本發明類型的加熱設備。
圖1 示出了已知加熱設備的主要構件或組件套管10，在該套管10中借助絕緣物質40相對套管電絕緣但導熱地設有一根通過連接組件30接觸的螺旋線加熱絲20。連接組件在其一端通過連接螺栓32與螺旋線加熱絲20連接。以下簡要闡述各構件或組件。布置在套管10內部的螺旋線加熱絲20由一種纏繞成螺旋狀的、在電流通過時自身變熱的電阻材料制成。在兩個自由連接端21處，螺旋線加熱絲20與分別設置在該處的連接組件30通過連接螺栓32連接。為了使螺旋線加熱絲20更容易安裝在連接螺栓32上， 該連接螺栓32在其指向螺旋線加熱絲20的端部具有圓錐形的區段32a。連接螺栓32圓錐形的區段3 與連接螺栓32的圓柱形區段32b連接。后者與一個同樣至少近似與套管10的中央縱向線同軸布置的過熱保護裝置34這樣連接，使得過熱保護裝置34的一根連接導線3 通過壓扁部32c連接在連接螺栓32右端的盲孔中。在過熱保護裝置34圓錐形設計的右端34b處(該過熱保護裝置34的其余部分的橫截面基本上呈圓柱形)，過熱保護裝置34的另一根連接導線3 又通過壓扁部36a在連接件36左端的盲孔中與過熱保護裝置34連接。連接件36從套管10中向外引出并且用于連接已知的加熱設備與(未示出的)電源。位于套管10右端IOa處的閉鎖珠(VerSChluSSperle)38由一種可熱變形的塑料制成，并且具有四個沿閉鎖珠38的周向均勻間隔分布的填充縫38a。該填充縫38a在軸向上沿閉鎖珠38延伸。在各填充縫38a之間設有隔片38b，隔片38b的外徑至少近似相當于套管10的內徑。在隔片38b向外指向的端部設有凸耳38c，該凸耳38c在給套管10填充絕緣物質40之后通過熱變形過程封閉填充縫38a。由圖1清楚可見，閉鎖珠38突伸出套管 10的右端IOa并且在該處借助套管10中的兩個刻槽固定在連接件36上。
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連接螺栓32優選由一種導電性能好的材料制成，以避免連接組件在電流流過時由于歐姆損失過熱。因此銅是尤其適合于連接螺栓32的材料。但在此存在銅耐熱性較差的問題，即，不耐熱并因此在加熱設備按規定使用時易于流變，出于此原因，連接螺栓32和螺旋線加熱絲20之間的純摩擦配合式連接不適于保證尤其是在導電方面可靠的持久的機械連接。摩擦配合式連接在此理解為這種連接，它通過使用由適合的預應力產生的壓力， 例如壓力或摩擦力形成，其中，僅借助這些力保證了借助摩擦配合式連接方式而連接的部件的接合在一起。一般待傳遞的力在純摩擦配合式連接時與連接配合件所涉及的表面相切。因此，對于已知的連接裝置來說，只要借助預應力形成的在連接螺栓32和螺旋線加熱絲20之間的粘附力大于或等于由在拉應力的作用下在管狀加熱體中拉緊的螺旋線加熱絲施加的拉力，就可以在螺旋線加熱絲20和連接螺栓32之間借助摩擦配合式連接可靠地傳遞出現的拉力。但因為在工作中銅的上述特性會導致粘附力減小，所以存在插入各連接組件之間的管狀加熱體中的螺旋線加熱絲脫離連接螺栓的危險，管狀加熱體因此失靈并且必須進行更換。因此，在已知的加熱設備中，連接螺栓優選由黃銅或其它耐熱材料制成并且螺旋線加熱絲附加地通過材料接合式連接固定在連接螺栓上。材料接合式連接在此應當理解為通過原子或分子作用力使連接配合件接合在一起的連接，在這種情況下可以借助點焊或硬釬焊或高溫釬焊建立螺旋線加熱絲和連接螺栓之間的材料接合式連接。這種連接只能通過毀壞連接而分離，而且其制造較耗費，尤其是耗時，特別是需要在制造過程中不斷進行質檢，以避免廢品。本發明所要解決的技術問題是，建議一種螺旋線加熱絲和連接組件之間的新型連接裝置以及用于制造這種連接裝置的相應方法，這種連接裝置具有機械和電學特性，并且不需要附加的材料接合式連接措施就能很好地工作。該技術問題通過一種具有權利要求1的特征的連接元件和一種帶有這種連接元件的具有權利要求9特征的加熱設備解決。之后的各從屬權利要求分別是它們有利的技術方案或擴展方案。本發明的第一方面涉及一種尤其在用于家用電器的加熱流體的加熱設備中用于連接螺旋線加熱絲與加熱設備的連接組件的連接元件。按本發明的連接元件主要具有以下特點在第一連接端部處具有用于與尤其是螺旋線加熱絲的連接端導電連接并且夾緊螺旋線加熱絲的連接端的保持元件、具有至少一個用于尤其是形狀配合地將螺旋線加熱絲固定在保持元件旁或之上的固定元件。所述至少一個固定元件設計成，使得該固定元件能夠通過塑性變形在建立它與螺旋線加熱絲的連接端的連接時將該連接端形狀配合地固定在保持元件旁邊或之上，同時可以在這些連接配合件之間形成可靠導電的接觸。在優選的實施形式中，連接元件具有用于與連接組件的構件連接的第二連接端部。為此，可以在第二連接端部處設置至少一個夾緊元件，該夾緊元件尤其通過塑性變形以一定的預應力與連接組件的構件的形狀匹配，使得該第二連接端部可以在連接時，尤其通過插接與連接組件的構件摩擦配合并且導電地連接。為了排除這種連接松脫的可能，可以在夾緊元件中設置穿孔和/或凹處，相應地設置在連接組件的構件上的對應凸起或止動元件可以在連接時嚙合到這些穿孔和/或凹處中，因此除了已述的摩擦配合式連接外還可以建立形狀配合式連接。為了解釋需要說明的是，此處形狀配合式連接應當理解為，該連接通過兩個連接配合件的相互嚙合而形成，其中，由運行負載引起的力可以基本上垂直于兩個連接配合件的表面，即與其成直角地傳遞。在這種機械連接中，連接配合件在沒有力傳遞或力傳遞中斷時也不會松脫。此外，由于連接點中的垂直力而不會形成移動的剪切力。在連接元件特定的實施形式中，附加地在保持元件上設置導熱器件，尤其是導熱舌或導熱錐。將導熱器件設計成，使得它在裝配狀態中以預先確定的長度基本上同心地伸入所連接的螺旋線加熱絲中，以便將熱量從螺旋線加熱絲傳導至連接元件，并因此傳導至優選與第二連接端部連接的過熱保護裝置，從而保證過熱保護裝置可靠地，尤其是快速地響應。在連接元件特定的實施形式中，該導熱器件還可以在建立與螺旋線加熱絲的連接時用作“穿裝輔助裝置”(Fadelhilfe)。第二種功能“穿裝輔助”通過以下方式使得與螺旋線加熱絲連接的建立得到簡化，尤其是自動化，即，螺旋線加熱絲的端部這樣被穿裝輔助裝置導引，使得螺旋線加熱絲，尤其是螺旋線加熱絲的連接端處于相對保持元件預先確定的位置中，以便由此實現與保持元件預先確定的嚙合。按本發明連接元件的保持元件具有表面基本上平坦的螺旋線加熱絲支承區域，在該區域之中或之上具有一個凸起。在特別的實施形式中，凸起的基本上與螺旋線加熱絲支承區域平行的橫截面具有與螺旋線加熱絲的連接端的內部橫截面匹配或相同的形狀。也就是說，凸起周向表面的形狀遵循螺旋線加熱絲的連接端的形狀。在按本發明連接裝置的特定實施形式中，螺旋線加熱絲的連接端可以具有由以下的組構成的設計方案掛鉤、圈環、圓柱繞組或圈套。換言之，保持元件的凸起和螺旋線加熱絲的連接端這樣相互匹配，使得在作為連接配合件的凸起和連接端之間可以建立一種類似于掛鉤和圈環或圈套和側柱之間連接的形狀配合式連接。螺旋線加熱絲支承區域上的凸起能夠通過變形被制造成螺旋線加熱絲支承區域內環形的、深拉的邊緣，尤其通過深沖等被制造成罐狀的邊緣，或作為備選通過沖孔和/或推擴孔等被制造成通孔上呈管狀的，尤其是環形的邊緣。在按本發明的連接元件的第一種實施形式中，凸起由一在螺旋線加熱絲支承區域內基本上呈圓形的通孔處深沖的邊緣形成。在按本發明的連接元件的第二種實施形式中， 凸起由一在螺旋線加熱絲支承區域內的一個基本上呈圓形的通孔處，尤其通過鉚接而插接的材料塊，例如螺栓或鋼絲件構成。此處需要說明的是，在特定的實施形式中，凸起可以設計成，它同樣通過在建立凸起與螺旋線加熱絲的連接端的連接時的塑性變形以鉚釘的形式形狀配合地擠壓或固定該連接端，并且在此已經可以在凸起和螺旋線加熱絲支承區域以及螺旋線加熱絲的連接端之間建立能夠可靠傳導電流的接觸。在連接元件的第二種實施形式中，螺旋線加熱絲支承區域可以相對第二連接端部基本上成直角地彎折或折角，使得凸起基本上沿連接元件的軸向，尤其是沿著延伸穿過夾緊元件的徑向橫截面的中央縱軸線的延長線的方向遠離第二連接端部地定向。為了連接組件的構件和螺旋線加熱絲徑向同心的定向可以理想地在連接元件的第一連接端部和第二連接端部之間設置偏移段。該偏移段成形為，使得與保持元件連接的螺旋線加熱絲的中央縱軸線和在第二連接端部處與連接組件連接夾緊元件的構件的中央縱軸線相向地定向。換句話說，偏移段優選成形為，使得與保持元件嚙合的螺旋線加熱絲的中央縱軸線基本上與一條虛擬的軸線重合，該虛擬的軸線相當于軸向穿過連接組件接觸夾緊元件的構件的橫截面延伸的中央縱軸線的延長線。為防止偏移段尤其在將由螺旋線加熱絲和連接組件構成的單元裝配到套管中時意外地變形，可以在偏移段中設置一個尤其借助至少一個刻槽形成的材料加固部。保持元件上的至少一個固定元件優選設計成至少一個接片形區段的形狀，該接片形區段與螺旋線加熱絲支承區域連接。該至少一個固定元件進一步設計成，使得它能夠通過塑性變形這樣變形，從而將螺旋線加熱絲套在凸起上的連接端摩擦配合并且形狀配合地固定在保持元件的凸起旁邊或之上，并且同時與該凸起導電良好地，即最好沒有接觸電阻地接觸。在制造連接元件的方面應當說明，毛胚元件為此尤其有利地可以由板材，尤其優選由銅通過沖裁制成。也就是說，連接元件的中間形態是一個由板材沖裁而成的半成品。在第一種實施形式中，連接元件基本上僅由一個唯一的板件，即一體式地制成，在前述備選的第二種實施形式中，作為連接元件的另一個組成部分，凸起添加或設置為附加的部分。本發明還涉及一種加熱設備，尤其是管狀加熱體，該加熱設備具有套管；至少一個布置在套管內部的、由電阻電熱絲構成的螺旋線加熱絲，該螺旋線加熱絲嵌入套管中電絕緣的、導熱的絕緣物質中；至少一個連接組件，該連接組件布置在套管的內部并且具有為將螺旋線加熱絲與套管外部的電源連接而從套管向外導引出的連接端部，和優選至少一個布置在套管開口區域內的，優選整體式的夾持裝置。最后，連接組件借助按本發明的連接元件與螺旋線加熱絲連接。加熱設備的連接組件在優選的實施形式中具有至少一個尤其是熱學方面的過載保護裝置，即優選為過熱溫度保護裝置，該過熱溫度保護裝置在達到預先給定的溫度時進行響應。該預先確定的溫度尤其是加熱設備繼續運行的臨界溫度，該臨界溫度表明加熱設備處于非正常運行狀態。按本發明的整體式夾持裝置設計成，使得它至少部分形狀配合地容納連接組件的構件，并且可以保證將這些構件精確地布置在套管內部。除了使由螺旋線加熱絲和連接組件構成的單元更容易裝配到套管中外，按本發明的整體式夾持裝置還有其它優點。通過形狀配合地容納連接組件的各構件，卸減了連接組件的各個構件之間的機械連接受到的拉力。因為連接組件的各構件，即連接螺栓、必要時過熱保護裝置和按本發明的連接元件具有不同的形狀，所以通過將連接組件的各構件至少部分形狀配合地裝入或插入優選為整體式的夾持裝置中，導入到連接元件或連接螺栓處的力可以通過夾持裝置直接導入套管中。因此，連接元件與過載保護裝置之間以及過載保護裝置與連接螺栓之間的機械連接裝置和電連接裝置均不必傳遞力，由此明顯降低了連接裝置失效的危險。此外，可以通過夾持裝置的材料和其形狀調節連接組件中的過載保護裝置和套管之間的熱接觸電阻，從而可以更好地調節過載保護裝置的響應性能。所反映的熱接觸電阻在此取決于夾持裝置與絕緣物質的材料關系(這些材料一同位于套管和過載保護裝置之間)并因此能夠被較好地確定。在運行中，過載保護裝置基本上受到從螺旋線加熱絲通過連接元件傳導至過載保護裝置的熱量的加載。因此銅作為非常好的導熱體基于這種考慮也特別適合作為連接元件的材料。此外，按本發明的連接元件的第二連接端部的設計方案恰恰在導熱和熱傳遞方面相對已知的連接裝置是特別有利的。整體式夾持裝置為此尤其在過載保護裝置區域內具有凹處，以便過載保護裝置至少部分地在套管之間這樣被絕緣物質包圍，使得可以通過絕緣物質將每時間單位內預先確定的熱量從過載保護裝置導出到套管上，該熱量基本上相當于加熱設備正常運行時經由連接元件的第二連接端部輸送給過載保護裝置的熱量。因此，可以特別精確地調整過載保護裝置的響應特性。為了固定套管中的連接組件，套管可以在連接組件的區域內，尤其在夾持裝置不具有過載保護裝置的區域內，優選在連接螺栓延伸的夾持裝置區域內通過擠壓或壓緊過程開槽，即逐點地或沿套管的內徑線減小。螺旋線加熱絲的連接端具有鉤、環或圈的形狀以便與按第一種實施形式的連接元件連接，其中，此形狀的內部橫截面基本上與連接元件保持元件上的凸起的外部橫截面一致。在一種特定的實施形式中，螺旋線加熱絲的連接端部，尤其通過形成螺旋線加熱絲的電阻電熱絲的變形設計成，使得螺旋線加熱絲的設計為鉤形、圈形或環形的連接端部展開的平面基本上垂直于螺旋線加熱絲繞組的橫截面展開的平面。而螺旋線加熱絲的用于連接在按第二種實施形式的連接元件上的連接端相對圖1 所示的已知螺旋線加熱絲未改變。因為按本發明的加熱設備可以不用結晶退火而制成，所以可以使用硅化的絕緣物質，尤其是硅化的氧化鎂作為絕緣物質。因為硅化的氧化鎂是疏水的，所以可以省掉加熱裝置耗費的密封蒙護。當然，絕緣物質也可以是傳統的氧化鎂，那么加熱設備例如借助防漏地封閉套管的熱塑性閉鎖珠相對外界密封。在前述的加熱設備中，在裝配加熱設備期間，可以將由螺旋線加熱絲組成的整個預組裝單元在填充絕緣物質之前裝入套管中，該螺旋線加熱絲在其各端部處分別與一連接組件連接，其中，連接組件又由在一側借助按本發明的連接元件與螺旋線加熱絲連接并且在另一側與過熱保護裝置連接的連接螺栓、過熱保護裝置本身和形狀配合地裝有連接組件的組成部分的夾持裝置組成。尤其通過這種設計方案，即容納各連接組件的整體式夾持裝置在其外側設置有至少一個在夾持裝置整個軸向長度上延伸的填充縫，存在這種可能性，即通過該至少一個填充縫將絕緣物質注入這樣預先配備的套管中。當夾持裝置在其外側具有多個優選沿周向均勻間隔分布的填充縫時，可以更快地進行填充過程。也存在這種可能性，即，在加熱設備或套管的端部處設置不帶填充縫的夾持裝置或附加地設置不具有填充縫的所謂閉鎖珠。因此在通過套管的另一端填充時，套管的這一端密封地防止絕緣物質從套管中漏出。那么具有至少一個填充縫的夾持裝置就設置在套管的另一端。在通過填充縫將絕緣物質注入套管內部之后，封閉該至少一個填充縫。這例如可以通過這樣進行，即，與填充縫相鄰地在夾持裝置遠離套管內部指向的一側設置至少一個可變形的封閉凸耳。該可變形的封閉凸耳可以在填充過程之后變形，以防漏地封閉填充縫。 這例如可以通過這樣進行，即，夾持裝置的至少一個封閉凸耳由可熱變形的塑料組成，因此該封閉過程可以借助熱壓印工具進行。若夾持裝置具有多個填充縫，則為每個填充縫都相應地設有這種封閉凸耳。作為封閉夾持裝置上的這個或這些填充縫的備選方案，朝套管的外側方向，即朝套管開口的方向在夾持裝置上連接有一個防漏地封閉套管的密封珠。作為另一種備選方案，在夾持裝置上的所述至少一個填充縫還可以借助噴射密封介質，如人造樹脂或塑料實現。如已提及那樣，在按本發明的加熱設備中，已經使用了一種具有期望的端部直徑的套管，該端部直徑可以用于相應的法蘭組件以及類似物。為了密封絕緣物質，套管僅在部分區段或在整個軸向長度上經受擠壓過程，以實現絕緣物質所需的密封。這個擠壓過程可以在套管變形的同時或之后進行。以有利的方式，不再需要通過壓軋減小套管的直徑，由此可以省掉之后的再結晶退火。通過省掉必須進行的再結晶退火，剛好獲得這種可能性，即，使用硅化的氧化鎂以及用于整體式夾持裝置的可熱變形的塑料來代替至今通常使用的絕緣物質，即氧化鎂。例如也可以通過熱固性塑料(人工樹脂)省掉管狀加熱體的涂漆密封或填塞密封。與之相關聯地應當說明，原則上當然也可以進一步實現，使用一般的絕緣物質如氧化鎂作為絕緣物質并且通過不透氣地，無論如何防漏地或流體密封地封閉套管的熱彈性閉鎖珠或密封珠使加熱設備相對外界封閉地填塞密封或涂漆密封。在此，加熱設備可以附加地通過涂蓋樹脂(Abdeclcharz)相對外界密封。以下結合附圖闡述按本發明的加熱設備的其它有利設計方案和實施例。在對實施例的說明中使用的概念“左邊”、“右邊”、“上方”和“下方”是指具有普通可讀附圖標記和附圖名稱的附圖的定向。附圖中圖1是已知加熱設備部分剖分的立體圖；圖加是按本發明第一種實施例的連接元件的立體圖；圖2b是按圖加的連接元件在加裝的螺旋線加熱絲進行機械連接之前的立體圖；圖2c是按圖加的連接元件在加裝的螺旋線加熱絲進行機械連接之后的立體圖；圖2d是按本發明加熱設備的一個區段的立體圖，尤其是帶有集成的連接組件和按圖加的連接元件的套管端部，該連接元件具有加裝的進行了機械連接的螺旋線加熱絲；圖3a是按本發明第二種實施例的連接元件的立體圖；圖北是按圖3a的連接元件在加裝的螺旋線加熱絲進行機械連接之前的立體圖；圖3c是按圖3a的連接元件在加裝的螺旋線加熱絲進行機械連接之后的立體圖；圖4是整體式夾持裝置的立體圖，該夾持裝置用于連接本發明加熱設備的連接組件。現在參考示出按本發明第一個實施例的連接元件32-1的立體圖的圖h、2b和2c， 除了連接元件本身還闡述了如何制造按本發明在螺旋線加熱絲和該連接元件之間的連接
直ο就按本發明第二個實施例的連接元件32-2而言(該連接元件32-2在圖3a、!3b和 3c中以立體圖形式表示)，應當說明的是，該連接元件32-2分別在強調可能存在的區別的情況下與第一個實施例一同描述。由此，避免了不必要的重復，還可以更好地理解與按本發明的共同的連接原理有關的內容。當然，除了在此所描述的實施例外本領域技術人員還可清楚地認識到充分理解運用本說明書所述的本發明原理得到的備選實施方案。
圖加示出按本發明的連接元件32-1的第一個實施例，該連接元件32-1可以基本上一體式地由板件通過沖裁以及隨后的變形，例如冷鍛而制成。該連接元件32-1具有兩個連接端部，即用于與螺旋線加熱絲20 (參見圖2b、2c和2d)連接的第一連接端部50-1和用于與連接組件連接的，尤其用于與集成到連接組件中的過熱保護裝置34(參見圖2b、2c和 2d)或過熱溫度保護裝置連接的第二連接端部60。對于按本發明連接元件32-1和32-2在此闡述的兩個實施例，將在之后更詳細地描述該第二連接端部60。按第一個實施例的連接元件32-1的第一連接端部50-1具有基本上呈平坦表面的螺旋線加熱絲支承區域M-1。在該螺旋線加熱絲支承區域M-I之中或之上具有凸起陽-1，該凸起例如作為孔53-1上的邊緣在沖裁的毛胚板件變形時借助推擴孔制造而成。凸起55-1在此具有管狀邊緣的形狀，該管狀的邊緣連接在螺旋線加熱絲支承區域M-I內的孔53-1上。當然，凸起55-1也可以通過深沖壓入平坦表面的螺旋線加熱絲支承區域內，這樣螺旋線加熱絲支承區域就不具有通孔。在第一連接端部50-1和第二連接端部60之間具有設計成偏移區域58-1的材料段，并且該偏移區域58-1將兩個連接端部50-1和60相互連接。以下進一步闡述用于定向兩個連接端部的偏移區域58-1的定向功能。在螺旋線加熱絲支承區域M-I與連接偏移區域58-1的一側相對的一側具有一個作為用于使連接元件與螺旋線加熱絲熱耦合的導熱件的、尖狀收縮的導熱舌。該導熱舌在裝配狀態中(參見圖2b、2c和2d)以預先確定的長度基本上同心地延伸或伸入所連接的螺旋線加熱絲20中并且用作導熱件，以便將由螺旋線加熱絲產生的熱量傳導或傳遞給連接元件32-1并因此還傳導或傳遞給優選與第二連接端部60連接的過熱保護裝置34。由此確保了過熱保護裝置34可靠尤其是迅速的響應。螺旋線加熱絲支承區域M-I的其余側邊緣之一與一個接片形的固定元件56-1相連，該固定元件56-1在圖加中已通過緊接在板材沖裁之后的變形過程基本上垂直于螺旋線加熱絲支承區域向上，即遠離螺旋線加熱絲支承區域M-I指向地彎曲。設計成固定接片的固定元件56-1可以如在以下描述的圖2c所示通過固定接片的折彎而朝凸起55-1的方向變形，以便固定螺旋線加熱絲21-1 (參見圖2b)套在凸起55-1上的連接端并且保證其不脫落。圖3a示出按本發明的連接元件32-2的第二個實施例，該連接元件32_2基本上由兩部分構成，即通過板材的沖壓和緊接著的冷變形制成的主體和導熱錐51-2形式的導熱器件以及形成凸起M-2的材料件。按本發明的連接元件32-2的第二個實施例與第一個實施例一樣具有兩個連接端部，即用于與螺旋線加熱絲20(參見北和3c)連接的第一連接端部50-2和用于與連接組件連接的、與第一實施例相同的第二連接端部60。因此以下僅進一步闡述不同于第一個實施例成形的第一連接端部50-2。如上面已說明那樣，對于兩個實施例來說相同的第二連接端部60會在之后進行更詳細地描述。按本發明第二個實施例的連接元件32-2的第一連接端部50-2也具有基本上為平坦表面的螺旋線加熱絲支承區域M-2，但該螺旋線加熱絲支承區域M-2與第一個實施例相比成直角地折角，使得平坦表面的螺旋線加熱絲支承區域平行于第二連接區域的徑向橫截面布置。相比第一個實施例，第二個實施例的螺旋線加熱絲支承區域M-2旋轉了 90度。
在螺旋線加熱絲支承區域M-2之中或之上具有一個凸起55-2，該凸起55-2現在借助附加的、此處為圓柱件形式的材料件設置在螺旋線加熱絲支承區域M-2上。形成凸起的圓柱形材料件與尤其是截錐形的，即逐漸變細的材料段相連，該材料段以導熱錐51-2的形式用作具有已與圖加相關聯描述過的功能的導熱件。形成凸起的材料件和形成導熱件的材料段優選一體式地制造，并且例如以鉚釘的方式，即形狀配合地固定在螺旋線加熱絲支承區域M-2內的孔(在圖3a中不可見)中。作為備選也可以材料接合地通過熔焊或硬釬焊或高溫釬焊形成這種固定。螺旋線加熱絲支承區域M-2的兩個相對置的側邊緣M-加和分別與一個接片形的固定元件56- 和56-2b，即總共兩個固定元件連接，這兩個固定元件在圖3a中已通過緊接在板材的沖裁之后的變形過程基本上垂直于螺旋線加熱絲支承區域M-2向上， 即遠離螺旋線加熱絲支承區域M-2，也就是朝導熱錐51-2的方向指向地彎曲。這兩個設計成固定接片的固定元件56- 和56-2b如將在之后描述的圖3c示出的那樣可以通過固定接片所謂的壓接(Crimpen)或擠壓過程朝凸起55_2的方向這樣變形，以便形狀配合地固定螺旋線加熱絲21-2(參見圖3b)推套到凸起55-2上的連接端并防止其脫落。當然，還可以在螺旋線加熱絲支承區域M-2其余的自由邊緣上設置另一個，即第三個固定接片。現在參照附圖加和3a描述第二連接端部60，該第二連接端部對按本發明的連接元件32-1和32-2的兩個實施例來說是相同的。第二連接端部60具有兩個夾緊元件61a 和61b，這兩個夾緊元件61a和61b共同形成了一個用于與連接組件30(參見圖2d)的構件 34 (參見圖沘、2c、2d、3b、3c)連接的夾緊器件。連接組件待接觸的構件優選是過熱保護裝置34或例如可以是熔斷保護裝置的過熱溫度保護裝置，該熔斷保護裝置在超過預先確定的溫度時斷開螺旋線加熱絲20和(未示出的)電源之間的導電連接。兩個夾緊元件61a和61b尤其通過塑性變形與連接組件待接觸的構件即過載保護裝置的形狀這樣以一定的預應力匹配，使得第二連接端部60可以通過接合，尤其是插接而通過所述構件摩擦配合地并且導電地與連接組件連接。在附圖所示的實施例中設有一個用于與過載保護裝置基本上呈圓柱形的區段連接的第二連接端部60。因此，兩個夾緊元件61a和61b通過塑性變形精確地與圓柱形狀匹配。前述的預應力通過以下方式形成，即由兩個夾緊元件61a和61b展開的、切縫的圓柱周向表面的內徑大約小于待接觸的過載保護裝置34(參見圖2b、3b)的外徑。基本上由夾緊元件61a和61b的邊緣形成的、第二連接端部60的管邊形的端部 60a遠離連接元件32-1或32-2地在一個區段60b上如喇叭狀地，即呈漏斗狀地擴寬，以便連接組件待接觸的構件可以更容易地借助相互插接而連接。以下闡述按照圖2b和圖北所示的中間步驟形成的、在圖2c和圖3c中示出的按本發明在螺旋線加熱絲與按本發明的連接元件32-1或32-2之間的連接。圖2b和圖北分別示出螺旋線加熱絲20的連接端21-1或21_2，該連接端借助導熱器件(在圖2b和圖北中分別被螺旋線加熱絲20遮蓋)的第二種功能“輔助穿裝”與第一連接端部50-1或50-2被置入一個彼此確定的位置中。在圖2b中，螺旋線加熱絲20的連接端21-1設計成環形。由該環展開的平面通過形成螺旋線加熱絲20的電阻電熱絲的相應變形基本上垂直于由螺旋線加熱絲的繞組展開的徑向橫截面并因此平行于連接元件32-1的螺旋線加熱絲支承面M-1。在圖2b中清楚可見，螺旋線加熱絲20的連接端21-1與連接元件32-1的保持元件52-1已通過以下方式形狀配合地連接，即，螺旋線加熱絲20的環形連接端21-1套在凸起55-1上地設置在螺旋線加熱絲支承區域討-1上。此處成形為并且用作圓柱形懸掛芯棒的凸起55-1，在優選的實施例中以鉚接的形式或方式變形，并因此成形或擠壓到螺旋線加熱絲20的連接端21-1的圈或環的上方，以便預先固定連接端21-1。真正的固定元件56-1在圖2b中尚未變化，即，螺旋線加熱絲20的連接端21-1還沒有最終固定并因此電接觸，尤其是其接觸電阻也還不是最佳的。在圖北中螺旋線加熱絲20的連接端21-2基本上由螺旋線加熱絲20的端部本身構成。該螺旋線加熱絲20的連接端21-2通過將連接端21-2推套或插到(在圖北中被螺旋線加熱絲遮蓋的)導熱錐51-2(參見圖3a)上而與連接元件32-2的保持元件52-2連接， 其中，螺旋線加熱絲20的最后一圈繞組貼靠在螺旋線加熱絲支承區域M-2上。兩個固定元件56- 和56-2b在圖北中尚未變化，即螺旋線加熱絲20的連接端21-2還未固定在連接元件上，并且電接觸，尤其是其接觸電阻也還不是最佳的。圖2c和圖3c相對圖2b和圖北分別示出螺旋線加熱絲20的連接端21_1或21_2， 其借助各自的固定元件52-1或52- 和52-2b形狀配合和摩擦配合地固定在各自的凸起
55-1或 55-2 上。在圖2c中，螺旋線加熱絲20環形的連接端21-1通過設計成固定接片的固定元件
56-1的折彎或折合固定在連接元件32-1的螺旋線加熱絲支承面M-I上。折彎的固定元件 56-1固定住螺旋線加熱絲20的連接端21-1并且還確保了非常好的電接觸，尤其是很小的接觸電阻。在圖3c中，螺旋線加熱絲20的連接端21-2通過設計成固定接片的固定元件 56-2a和56-2b所謂的壓接或擠壓固定在設置于連接元件32-2的螺旋線加熱絲支承面 54-2處的凸起55-2上。擠壓的或壓接的固定元件56- 和56_2b固定住螺旋線加熱絲20 的連接端21-1并且確保了非常好的電接觸，尤其是很小的接觸電阻。對于在圖加或圖3a中示出的連接元件32-1或32_2還應看出，在第一連接端部 50-1或50-2與第二連接端部60之間具有偏移區域58-1或58_2，該偏移區域58_1或58_2 基本上用于這樣使兩個連接端部50-1或50-2和60彼此定向，使得與第一連接端部50-1 或50-2連接的螺旋線加熱絲20虛擬的中央縱軸線基本上與第二連接端部60，尤其是連接在該處的過載保護裝置34的虛擬的中央縱軸線成一條直線，S卩，基本上指向相同或以盡可能小的間隔平行延伸。為了加固偏移區域58-1或58-2以防其意外地彎曲，在偏移區域內設置一個用于加固的刻槽58a。現在參照圖2d，該圖2d示出按本發明的加熱設備一個區段的立體圖，尤其是套管 10的端部與附加的螺旋線加熱絲20進行機械連接之后的情形，該套管10集成有連接組件 30和根據結合圖加至圖2c闡述的實施例的連接元件。連接元件的詳細情況請參見圖加至圖2c。加熱設備的套管10由導熱充分或導熱性能較好的材料，例如精煉鋼或鋁制成，并且具有至少近似圓形的橫截面，但根據應用也可以具有其它的橫截面。套管10的兩IOa向外敞開，并且在圖2d中僅示出了兩個端部IOa之一。
雖然未示出，但要提及的是，可以使套管10呈任意的外部形狀。根據應用情況，套管例如可以設計成直線延伸的管子，或呈字母“U”或“W”的形狀彎曲。當然也可以是不同于所述形狀的其它形狀。與已知加熱設備的套管相反，套管10從一開始，即在布置于套管10中的構件或組件裝配之初就已具有外徑Da，該套管10在裝入狀態下，例如在洗碗機或洗衣機的流體容器中具有該外徑Da。在圖4中，為了看得更清楚，單獨示出了本發明的整體式夾持裝置38*。夾持裝置 38*由可熱變形的塑料制成。如由圖^、2c和2d(該處用38-1標記)以及由圖:3b、3c和 3d(該處用38-2標記)清楚可見，夾持裝置38*具有在其周向上分布的填充縫38a*。該填充縫38a*在夾持裝置38*的整個軸向長度上延伸。在各填充縫38a*之間設有隔片38b*，該隔片38b*基本上確定夾持裝置38*的外徑D/，該外徑Da*至少近似相當于套管10的內徑D1。如已述那樣，將夾持裝置38*設計成，形狀配合地容納連接組件的各構件，以卸減連接組件的各構件(連接元件、過載保護裝置和連接螺栓)之間機械連接的拉力。因為連接組件的各組成部分，即連接螺栓，必要時過載保護裝置以及按本發明的連接元件具有不同的形狀，所以通過將連接組件的各構件形狀配合地裝入或插入優選整體式的夾持裝置38* 中，導入到連接元件32-1或32-2或連接螺栓36上的力將通過夾持裝置38*直接導入套管 10中。因此，連接元件與過載保護裝置之間，以及過載保護裝置與連接螺栓之間的電連接和機械連接基本上不傳遞力，從而明顯減少了這些連接失效的危險。如同樣已述那樣，整體式夾持裝置38*在應當安裝過載保護裝置34的區域34a內具有凹處34b，因此過載保護裝置在裝入套管10之后至少部分地在套管10之間被絕緣物質40這樣包圍，使得通過絕緣物質40可以將每單位時間內預先確定的熱量從過載保護裝置34導出到套管10上。這些熱量優選相當于在加熱設備按規定運行中通過連接元件32-1 或32-2的第二連接端部60輸送給過載保護裝置34的熱量。因此可以尤其精確地調節過載保護裝置34的響應特性。與之相關聯地，也可以附加地通過夾持裝置38*的材料和其形狀調節連接組件30 中過載保護裝置34和套管10之間的熱接觸電阻，由此可以更精確地調節過載保護裝置的響應特性。前述的熱接觸電阻在此取決于夾持裝置38*與絕緣物質40的材料關系(這些材料一同位于套管10和過載保護裝置34或過熱溫度保護裝置之間)并因此能較好地確定。在運行中，過熱溫度保護裝置基本上受到從螺旋線加熱絲20通過連接元件32-1 或32-2傳導至過載保護裝置的熱量的加載。尤其是按本發明的連接元件的第二連接端部 60的設計方案在此相對圖1中加熱設備中的連接是特別有利的，因為通過第二連接端部60 的夾緊器件，熱量特別好地在過載保護裝置34的整個圓柱形外周上傳遞，而不是如圖1所示的加熱設備那樣只在熱收縮部位3 上傳遞。最后還需要說明的是，在夾持裝置38*上，在其于套管端部IOa處向外指向的端部上，在隔片38b*上可以設有凸耳(圖2d中未示出)，在用絕緣物質40填充加熱裝置之后， 這些凸耳如在以下進一步闡述的那樣通過熱變形過程封閉填充縫38a*。如圖2d清楚可見，夾持裝置38*略微突出套管10的右端部10a。夾持裝置38*可以在其軸向位置中借助刻槽固定在套管中，例如固定在套管10內部延伸有連接螺栓36的區域內。還需注意到，按本發明的加熱設備的第二連接端部60的區域可以在未示出的一側與前面所述那樣相同地構造。作為備選存在這種可能性，即，代替前述的夾持裝置38*還可以使用另一種夾持裝置，例如一種沒有填充縫并且其外徑基本上相當于套管10內徑的夾持裝置。那么這種夾持裝置可以例如通過粘接過程固定在套管10相應的端部中。作為備選可以在連接組件的區域內，尤其是夾持裝置沒有過載保護裝置的區域內，優選在夾持裝置延伸有連接螺栓的區域內，使套管10的內徑通過擠壓或壓制過程開槽，即逐點地或沿一條線地減小，以便這樣將夾持裝置固定在套管中。隨后，簡短地闡述按本發明的加熱設備的制造。在將螺旋線加熱絲20與安裝在其兩個端部上的連接組件30 —同引入套管10內部并且在軸向布置方面借助夾持裝置38*固定在其位置中之后，可以通過至少一個夾持裝置38*上的填充縫38a*填充入一種尤其由硅化氧化鎂組成的絕緣物質40。絕緣物質40用于使由電阻電熱絲構成的螺旋線加熱絲20和連接組件30導電的構件，即連接元件32、過載保護裝置34和連接螺栓36相對套管10的內壁電絕緣。此外，絕緣物質將由螺旋線加熱絲20產生的熱量傳導到套管10上。在絕緣物質40完全從一個夾持裝置38指向套管10內側的端側注入至另一個夾持裝置38同樣指向內側的端側之后，例如可以通過封閉凸耳的熱變形過程或通過借助適合的密封介質如熱固性塑料的封閉防漏地封閉填充縫38a。與之相關聯地應當說明，在使用硅化的絕緣灌漿料，例如硅化的氧化鎂時，套管的端側密封不再需要特別的密封裝置，因為硅化的氧化鎂是疏水的。也就是說只需封閉套管的端部以防止絕緣物質可能例如在由于洗衣機中的旋轉脫水過程引起的震動中從加熱設備的內部掉落或震落出。
1權利要求
1.一種用于連接螺旋線加熱絲00)與尤其用于加熱流體的加熱設備的連接組件(30) 的連接元件(32-1 ；32-2)，其中，所述連接元件包括優選由變形的板件制成的連接元件，該板件尤其由導熱性能好的材料，例如銅制成在第一連接端部(50-1 ；50-2)處具有用于與所述螺旋線加熱絲00)導電連接并且夾持所述螺旋線加熱絲00)的保持元件(55-1 ；55-2)，具有至少一個用于將所述螺旋線加熱絲OO)固定在所述保持元件(55-1 ；55-2)旁邊或之上的固定元件(56-1 ；56-2a,56-2b),其中，所述至少一個固定元件設計成，使得它通過塑性變形能夠將至少一個位于所述螺旋線加熱絲OO)的連接端部上的掛鉤或所述螺旋線加熱絲OO)的至少一個繞組形狀配合地固定在所述保持元件(55-1 ；55-2)旁邊或之上并且能夠與所述保持元件(55-1 ；55-2) 導電接觸。
2.如權利要求1所述的連接元件，其特征在于，該連接元件還在用于與所述連接組件 (30)的構件(34)連接的第二連接端部(60)上具有至少一個夾緊元件(61a;61b)，其中，所述至少一個夾緊元件尤其通過塑性變形以一定的預應力與所述連接組件的構件的形狀這樣匹配，使得所述第二連接端部能夠通過接合或插接與所述構件摩擦配合式連接并且與所述連接組件導電連接。
3.如權利要求1或2所述的連接元件，其特征在于，該連接元件還具有導熱器件，尤其是導熱舌(51-1)或導熱錐(51-2)，其中，所述導熱器件設計成，使得它在裝配狀態中以預先確定的長度基本上同心地伸入所連接的螺旋線加熱絲OO)中，以便將熱量從該螺旋線加熱絲OO)傳導至所述連接元件。
4.如權利要求1至3之一所述的連接元件，其特征在于，所述保持元件(55-1 ；55-2)具有一個基本上為平坦表面的螺旋線加熱絲支承區域 (54-1 ； 54-2)；所述螺旋線加熱絲支承區域64-1 ；54-2)具有凸起(55-1 ；55-2)；并且所述凸起基本上平行于所述螺旋線加熱絲支承區域64-1 ；54-2)的橫截面具有基本上與所述螺旋線加熱絲OO)的連接端Ol-I ；21-2)的內部橫截面匹配的形狀。
5.如權利要求4所述的連接元件，其特征在于，所述凸起由通過在所述螺旋線加熱絲支承區域內的變形，尤其是沖壓和/或彎曲等形成的突起邊緣制成，或者所述凸起(55-1)由在所述螺旋線加熱絲支承區域(54-1)內的一個基本上呈圓形的通孔(53-1)處尤其通過沖孔和/或推擴孔等深沖出的邊緣形成，或者所述凸起(55- 由一個在所述螺旋線加熱絲支承區域(54- 內的一個基本上呈圓形的通孔處形狀配合地和/或材料接合地插接的材料塊，尤其是鉚釘或螺栓構成。
6.如權利要求4或5所述的連接元件，其特征在于，所述螺旋線加熱絲支承區域(54- 基本上相對所述第二連接端部(60)成直角地折邊，使得所述凸起(55- 沿所述連接元件(32- 的軸向遠離所述第二連接端部指向，其中，所述連接元件的中央縱軸線和凸起的中央縱軸線成一條直線。
7.如權利要求1至6之一所述的連接元件，其特征在于，在所述第一連接端部(50-1 ；50-2)和第二連接端部(60)之間設有偏移段(58-1 ； 58-2)，所述偏移段(58-1 ；58-2)成形為，使得與所述保持元件(52-1 ；52-2)連接的螺旋線加熱絲的中央縱軸線和所述連接組件在第二連接端部處與所述夾緊元件(61a;61b)連接的構件的中央縱軸線成一條直線，在所述偏移段(58-1 ；58-2)中可選擇地設有尤其借助至少一個刻槽形成的加固部 (58a)。
8.如權利要求5至7之一所述的連接元件，其特征在于，所述至少一個固定元件(56-1 ；56-2a,56-2b)構造為所述螺旋線加熱絲支承區域 (54-1 ；54-2)上的至少一個接片形區段的形式，并且所述至少一個固定元件通過塑性變形能夠變形為，使得所述螺旋線加熱絲00)套在所述凸起上的連接端(21-1 ；21-2)能夠形狀配合地固定在所述保持元件(52-1 ；52-2)的凸起(55-1 ；55-2)旁邊或之上，并且能夠與所述凸起(55-1 ；55-2)導電接觸。
9.一種加熱設備，其具有套管(10)，至少一個布置在所述套管(10)內部的螺旋線加熱絲(20)，該螺旋線加熱絲00)由嵌在所述套管(10)內電絕緣且導熱的絕緣物質GO)中的電阻電熱絲構成，至少一個連接組件(30)，該連接組件(30)布置在所述套管(10)的端部區域內并且具有為連接所述螺旋線加熱絲00)的連接端部與位于所述套管(10)外部的電源而從所述套管(10)向外導引出的連接端部，其特征在于，借助按權利要求1至8之一所述的連接元件(32-1 ；32-2)以及所述螺旋線加熱絲在所述螺旋線加熱絲的連接端部(21-1 ；21-2)和所述連接組件(30)之間建立連接。
10.如權利要求9所述的加熱設備，其特征在于，所述螺旋線加熱絲00)的連接端部01-1)設計成鉤形、環形或圈形，并且所述連接端的內部橫截面基本上與所述保持元件(52-1 ；52-2)上的凸起(55-1 ；55-2)的外部橫截面一致，一個由所述螺旋線加熱絲00)的設計成鉤形、環形或圈形的連接端01-1)展開的平面優選通過形成所述螺旋線加熱絲的電阻電熱絲的相應變形而基本上垂直于由所述螺旋線加熱絲的繞組橫截面展開的平面。
11.如權利要求9或10所述的加熱設備，其特征在于，所述加熱設備還包括至少一個布置在所述套管(10)開口區域內的整體式夾持裝置(38*)，所述整體式夾持裝置設計成，容納所述連接組件的各構件，并且所述連接組件至少部分形狀配合地布置在所述整體式夾持裝置(38*)內相應成形的缺口中。
12.如權利要求9至11之一所述的加熱設備，其特征在于，所述連接組件(30)具有至少一個過載保護裝置(34)，尤其是過熱溫度保護裝置。
13.如權利要求11或12所述的加熱設備，其特征在于，所述整體式夾持裝置(38*)尤其在所述過載保護裝置(34)的區域內具有缺口，使得所述過載保護裝置(34)至少部分地被位于它與所述套管(10)之間的絕緣物質GO)包圍，從而能夠通過所述絕緣物質GO)將每單位時間內預先確定的熱量從所述過載保護裝置(34)導出到所述套管上，該熱量基本上相當于在所述加熱設備正常運行時通過所述連接元件的第二連接端部輸送給所述過載保護裝置(34)的熱量。
14.如權利要求11至13之一所述的加熱設備，其特征在于，所述整體式夾持裝置(38*)在其外側配有至少一個在所述夾持裝置的整個軸向長度上延伸的填充縫(38a)，該填充縫用于在制造加熱設備時將所述絕緣物質00)注入所述加熱設備中，以及所述絕緣物質GO)是疏水的，尤其是硅化物質，優選是硅化的氧化鎂。
15.如權利要求11至14之一所述的加熱設備，其特征在于，所述套管(10)在所述連接組件的區域內，尤其在所述夾持裝置(38*)的具有所述連接螺栓的區域內經受擠壓過程和 /或開槽過程以便將所述夾持裝置(38*)固定在所述套管(10)中。
全文摘要
本發明涉及一種用于連接螺旋線加熱絲(20)與尤其用于加熱流體的加熱設備的連接組件(30)的連接元件(32-1；32-2)。該連接元件(32-1；32-2)在第一連接端部(50-1；50-2)處具有與螺旋線加熱絲(20)導電連接并且夾持該螺旋線加熱絲(20)的保持元件(55-1；55-2)和至少一個用于將螺旋線加熱絲固定在保持元件(55-1；55-2)旁邊或之上的固定元件(56-1；56-2a；56-2b)。該至少一個固定元件設計成，它可以通過彈性的變形使至少一個位于螺旋線加熱絲的連接端部處的掛鉤或螺旋線加熱絲的至少一個繞組形狀配合地固定在保持元件旁或之上并且與該保持元件導電地接觸。該連接元件(32-1；32-2)尤其有利地適合使用在加熱設備中，該加熱設備具有一個套管(10)；至少一個布置在該套管(10)內部的、由電阻電熱絲構成的螺旋線加熱絲(20)，該電阻電熱絲嵌在套管(10)中電絕緣的、導熱的絕緣物質(40)中；至少一個連接組件(30)，該連接組件(30)布置在套管(10)的端部區域的內部并且具有一個為連接螺旋線加熱絲(20)的連接端與套管(10)外部的電源而從套管(10)向外導引出的連接端部；以及至少一個布置在套管(10)開口區域內的整體式夾持裝置(38*)，該夾持裝置設計成，形狀配合地容納連接組件的構件，以便在螺旋線加熱絲(20)的連接端(21-1；21-2)和連接組件(30)之間建立連接。
文檔編號H05B3/48GK102362545SQ201080012957
公開日2012年2月22日 申請日期2010年1月15日 優先權日2009年1月21日
發明者M.賴克爾 申請人:布萊克曼兩合公司