专利名称：用于管状加热体的螺旋线加热丝的连接元件及其制造方法
用于管状加热体的螺旋线加热丝的连接元件及其制造方法本发明总的来说涉及一种加热设备中的螺旋炽热丝(GliAwendel)或螺旋线加热丝的连接装置。本发明尤其涉及一种用于在不需要熔焊或钎焊工艺的情况下将螺旋炽热丝或螺旋线加热丝连接到管状加热体的连接组件上的新型连接元件。由DE1156906A公开了一种用于管形电热体的电流连接件，其中，加热丝端部插入由可轻易弯曲的导电材料，优选低碳钢制成的分接套筒中并且两个部件通过挤压相互连接。由DE1841985U公开了一种用于连接螺旋线加热丝端部与连接螺栓的装置，其中， 螺栓具有轴向钻孔，螺旋线加热丝端部插入并且挤压入该钻孔中。由DE10351811A1公开了一种用于带有至少一根电阻加热丝的电阻式电加热装置的加热组件，其中，电阻加热丝的端部与连接元件压接并且建议了连接元件和电阻加热丝之间不同的空间状况。由DE102006005322A1公开了一种加热设备，其中，加热丝的端部例如通过焊接分
别与一个连接组件连接。在此，过载保护装置的连接导线与连接螺栓的端部通过压接工艺或刻槽工艺连接。由DE10062539A1公开了一种用于电热设备的连接组件。由德国公开文本DE102006005322A1公开了一种按本发明类型的加热设备。
图1 示出了已知加热设备的主要构件或组件套管10，在该套管10中借助绝缘物质40相对套管电绝缘但导热地设有一根通过连接组件30接触的螺旋线加热丝20。连接组件在其一端通过连接螺栓32与螺旋线加热丝20连接。以下简要阐述各构件或组件。布置在套管10内部的螺旋线加热丝20由一种缠绕成螺旋状的、在电流通过时自身变热的电阻材料制成。在两个自由连接端21处，螺旋线加热丝20与分别设置在该处的连接组件30通过连接螺栓32连接。为了使螺旋线加热丝20更容易安装在连接螺栓32上， 该连接螺栓32在其指向螺旋线加热丝20的端部具有圆锥形的区段32a。连接螺栓32圆锥形的区段3 与连接螺栓32的圆柱形区段32b连接。后者与一个同样至少近似与套管10的中央纵向线同轴布置的过热保护装置34这样连接，使得过热保护装置34的一根连接导线3 通过压扁部32c连接在连接螺栓32右端的盲孔中。在过热保护装置34圆锥形设计的右端34b处(该过热保护装置34的其余部分的横截面基本上呈圆柱形)，过热保护装置34的另一根连接导线3 又通过压扁部36a在连接件36左端的盲孔中与过热保护装置34连接。连接件36从套管10中向外引出并且用于连接已知的加热设备与(未示出的)电源。位于套管10右端IOa处的闭锁珠(VerSChluSSperle)38由一种可热变形的塑料制成，并且具有四个沿闭锁珠38的周向均勻间隔分布的填充缝38a。该填充缝38a在轴向上沿闭锁珠38延伸。在各填充缝38a之间设有隔片38b，隔片38b的外径至少近似相当于套管10的内径。在隔片38b向外指向的端部设有凸耳38c，该凸耳38c在给套管10填充绝缘物质40之后通过热变形过程封闭填充缝38a。由图1清楚可见，闭锁珠38突伸出套管 10的右端IOa并且在该处借助套管10中的两个刻槽固定在连接件36上。
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连接螺栓32优选由一种导电性能好的材料制成，以避免连接组件在电流流过时由于欧姆损失过热。因此铜是尤其适合于连接螺栓32的材料。但在此存在铜耐热性较差的问题，即，不耐热并因此在加热设备按规定使用时易于流变，出于此原因，连接螺栓32和螺旋线加热丝20之间的纯摩擦配合式连接不适于保证尤其是在导电方面可靠的持久的机械连接。摩擦配合式连接在此理解为这种连接，它通过使用由适合的预应力产生的压力， 例如压力或摩擦力形成，其中，仅借助这些力保证了借助摩擦配合式连接方式而连接的部件的接合在一起。一般待传递的力在纯摩擦配合式连接时与连接配合件所涉及的表面相切。因此，对于已知的连接装置来说，只要借助预应力形成的在连接螺栓32和螺旋线加热丝20之间的粘附力大于或等于由在拉应力的作用下在管状加热体中拉紧的螺旋线加热丝施加的拉力，就可以在螺旋线加热丝20和连接螺栓32之间借助摩擦配合式连接可靠地传递出现的拉力。但因为在工作中铜的上述特性会导致粘附力减小，所以存在插入各连接组件之间的管状加热体中的螺旋线加热丝脱离连接螺栓的危险，管状加热体因此失灵并且必须进行更换。因此，在已知的加热设备中，连接螺栓优选由黄铜或其它耐热材料制成并且螺旋线加热丝附加地通过材料接合式连接固定在连接螺栓上。材料接合式连接在此应当理解为通过原子或分子作用力使连接配合件接合在一起的连接，在这种情况下可以借助点焊或硬钎焊或高温钎焊建立螺旋线加热丝和连接螺栓之间的材料接合式连接。这种连接只能通过毁坏连接而分离，而且其制造较耗费，尤其是耗时，特别是需要在制造过程中不断进行质检，以避免废品。本发明所要解决的技术问题是，建议一种螺旋线加热丝和连接组件之间的新型连接装置以及用于制造这种连接装置的相应方法，这种连接装置具有机械和电学特性，并且不需要附加的材料接合式连接措施就能很好地工作。该技术问题通过一种具有权利要求1的特征的连接元件和一种带有这种连接元件的具有权利要求9特征的加热设备解决。之后的各从属权利要求分别是它们有利的技术方案或扩展方案。本发明的第一方面涉及一种尤其在用于家用电器的加热流体的加热设备中用于连接螺旋线加热丝与加热设备的连接组件的连接元件。按本发明的连接元件主要具有以下特点在第一连接端部处具有用于与尤其是螺旋线加热丝的连接端导电连接并且夹紧螺旋线加热丝的连接端的保持元件、具有至少一个用于尤其是形状配合地将螺旋线加热丝固定在保持元件旁或之上的固定元件。所述至少一个固定元件设计成，使得该固定元件能够通过塑性变形在建立它与螺旋线加热丝的连接端的连接时将该连接端形状配合地固定在保持元件旁边或之上，同时可以在这些连接配合件之间形成可靠导电的接触。在优选的实施形式中，连接元件具有用于与连接组件的构件连接的第二连接端部。为此，可以在第二连接端部处设置至少一个夹紧元件，该夹紧元件尤其通过塑性变形以一定的预应力与连接组件的构件的形状匹配，使得该第二连接端部可以在连接时，尤其通过插接与连接组件的构件摩擦配合并且导电地连接。为了排除这种连接松脱的可能，可以在夹紧元件中设置穿孔和/或凹处，相应地设置在连接组件的构件上的对应凸起或止动元件可以在连接时啮合到这些穿孔和/或凹处中，因此除了已述的摩擦配合式连接外还可以建立形状配合式连接。为了解释需要说明的是，此处形状配合式连接应当理解为，该连接通过两个连接配合件的相互啮合而形成，其中，由运行负载引起的力可以基本上垂直于两个连接配合件的表面，即与其成直角地传递。在这种机械连接中，连接配合件在没有力传递或力传递中断时也不会松脱。此外，由于连接点中的垂直力而不会形成移动的剪切力。在连接元件特定的实施形式中，附加地在保持元件上设置导热器件，尤其是导热舌或导热锥。将导热器件设计成，使得它在装配状态中以预先确定的长度基本上同心地伸入所连接的螺旋线加热丝中，以便将热量从螺旋线加热丝传导至连接元件，并因此传导至优选与第二连接端部连接的过热保护装置，从而保证过热保护装置可靠地，尤其是快速地响应。在连接元件特定的实施形式中，该导热器件还可以在建立与螺旋线加热丝的连接时用作“穿装辅助装置”(Fadelhilfe)。第二种功能“穿装辅助”通过以下方式使得与螺旋线加热丝连接的建立得到简化，尤其是自动化，即，螺旋线加热丝的端部这样被穿装辅助装置导引，使得螺旋线加热丝，尤其是螺旋线加热丝的连接端处于相对保持元件预先确定的位置中，以便由此实现与保持元件预先确定的啮合。按本发明连接元件的保持元件具有表面基本上平坦的螺旋线加热丝支承区域，在该区域之中或之上具有一个凸起。在特别的实施形式中，凸起的基本上与螺旋线加热丝支承区域平行的横截面具有与螺旋线加热丝的连接端的内部横截面匹配或相同的形状。也就是说，凸起周向表面的形状遵循螺旋线加热丝的连接端的形状。在按本发明连接装置的特定实施形式中，螺旋线加热丝的连接端可以具有由以下的组构成的设计方案挂钩、圈环、圆柱绕组或圈套。换言之，保持元件的凸起和螺旋线加热丝的连接端这样相互匹配，使得在作为连接配合件的凸起和连接端之间可以建立一种类似于挂钩和圈环或圈套和侧柱之间连接的形状配合式连接。螺旋线加热丝支承区域上的凸起能够通过变形被制造成螺旋线加热丝支承区域内环形的、深拉的边缘，尤其通过深冲等被制造成罐状的边缘，或作为备选通过冲孔和/或推扩孔等被制造成通孔上呈管状的，尤其是环形的边缘。在按本发明的连接元件的第一种实施形式中，凸起由一在螺旋线加热丝支承区域内基本上呈圆形的通孔处深冲的边缘形成。在按本发明的连接元件的第二种实施形式中， 凸起由一在螺旋线加热丝支承区域内的一个基本上呈圆形的通孔处，尤其通过铆接而插接的材料块，例如螺栓或钢丝件构成。此处需要说明的是，在特定的实施形式中，凸起可以设计成，它同样通过在建立凸起与螺旋线加热丝的连接端的连接时的塑性变形以铆钉的形式形状配合地挤压或固定该连接端，并且在此已经可以在凸起和螺旋线加热丝支承区域以及螺旋线加热丝的连接端之间建立能够可靠传导电流的接触。在连接元件的第二种实施形式中，螺旋线加热丝支承区域可以相对第二连接端部基本上成直角地弯折或折角，使得凸起基本上沿连接元件的轴向，尤其是沿着延伸穿过夹紧元件的径向横截面的中央纵轴线的延长线的方向远离第二连接端部地定向。为了连接组件的构件和螺旋线加热丝径向同心的定向可以理想地在连接元件的第一连接端部和第二连接端部之间设置偏移段。该偏移段成形为，使得与保持元件连接的螺旋线加热丝的中央纵轴线和在第二连接端部处与连接组件连接夹紧元件的构件的中央纵轴线相向地定向。换句话说，偏移段优选成形为，使得与保持元件啮合的螺旋线加热丝的中央纵轴线基本上与一条虚拟的轴线重合，该虚拟的轴线相当于轴向穿过连接组件接触夹紧元件的构件的横截面延伸的中央纵轴线的延长线。为防止偏移段尤其在将由螺旋线加热丝和连接组件构成的单元装配到套管中时意外地变形，可以在偏移段中设置一个尤其借助至少一个刻槽形成的材料加固部。保持元件上的至少一个固定元件优选设计成至少一个接片形区段的形状，该接片形区段与螺旋线加热丝支承区域连接。该至少一个固定元件进一步设计成，使得它能够通过塑性变形这样变形，从而将螺旋线加热丝套在凸起上的连接端摩擦配合并且形状配合地固定在保持元件的凸起旁边或之上，并且同时与该凸起导电良好地，即最好没有接触电阻地接触。在制造连接元件的方面应当说明，毛胚元件为此尤其有利地可以由板材，尤其优选由铜通过冲裁制成。也就是说，连接元件的中间形态是一个由板材冲裁而成的半成品。在第一种实施形式中，连接元件基本上仅由一个唯一的板件，即一体式地制成，在前述备选的第二种实施形式中，作为连接元件的另一个组成部分，凸起添加或设置为附加的部分。本发明还涉及一种加热设备，尤其是管状加热体，该加热设备具有套管；至少一个布置在套管内部的、由电阻电热丝构成的螺旋线加热丝，该螺旋线加热丝嵌入套管中电绝缘的、导热的绝缘物质中；至少一个连接组件，该连接组件布置在套管的内部并且具有为将螺旋线加热丝与套管外部的电源连接而从套管向外导引出的连接端部，和优选至少一个布置在套管开口区域内的，优选整体式的夹持装置。最后，连接组件借助按本发明的连接元件与螺旋线加热丝连接。加热设备的连接组件在优选的实施形式中具有至少一个尤其是热学方面的过载保护装置，即优选为过热温度保护装置，该过热温度保护装置在达到预先给定的温度时进行响应。该预先确定的温度尤其是加热设备继续运行的临界温度，该临界温度表明加热设备处于非正常运行状态。按本发明的整体式夹持装置设计成，使得它至少部分形状配合地容纳连接组件的构件，并且可以保证将这些构件精确地布置在套管内部。除了使由螺旋线加热丝和连接组件构成的单元更容易装配到套管中外，按本发明的整体式夹持装置还有其它优点。通过形状配合地容纳连接组件的各构件，卸减了连接组件的各个构件之间的机械连接受到的拉力。因为连接组件的各构件，即连接螺栓、必要时过热保护装置和按本发明的连接元件具有不同的形状，所以通过将连接组件的各构件至少部分形状配合地装入或插入优选为整体式的夹持装置中，导入到连接元件或连接螺栓处的力可以通过夹持装置直接导入套管中。因此，连接元件与过载保护装置之间以及过载保护装置与连接螺栓之间的机械连接装置和电连接装置均不必传递力，由此明显降低了连接装置失效的危险。此外，可以通过夹持装置的材料和其形状调节连接组件中的过载保护装置和套管之间的热接触电阻，从而可以更好地调节过载保护装置的响应性能。所反映的热接触电阻在此取决于夹持装置与绝缘物质的材料关系(这些材料一同位于套管和过载保护装置之间)并因此能够被较好地确定。在运行中，过载保护装置基本上受到从螺旋线加热丝通过连接元件传导至过载保护装置的热量的加载。因此铜作为非常好的导热体基于这种考虑也特别适合作为连接元件的材料。此外，按本发明的连接元件的第二连接端部的设计方案恰恰在导热和热传递方面相对已知的连接装置是特别有利的。整体式夹持装置为此尤其在过载保护装置区域内具有凹处，以便过载保护装置至少部分地在套管之间这样被绝缘物质包围，使得可以通过绝缘物质将每时间单位内预先确定的热量从过载保护装置导出到套管上，该热量基本上相当于加热设备正常运行时经由连接元件的第二连接端部输送给过载保护装置的热量。因此，可以特别精确地调整过载保护装置的响应特性。为了固定套管中的连接组件，套管可以在连接组件的区域内，尤其在夹持装置不具有过载保护装置的区域内，优选在连接螺栓延伸的夹持装置区域内通过挤压或压紧过程开槽，即逐点地或沿套管的内径线减小。螺旋线加热丝的连接端具有钩、环或圈的形状以便与按第一种实施形式的连接元件连接，其中，此形状的内部横截面基本上与连接元件保持元件上的凸起的外部横截面一致。在一种特定的实施形式中，螺旋线加热丝的连接端部，尤其通过形成螺旋线加热丝的电阻电热丝的变形设计成，使得螺旋线加热丝的设计为钩形、圈形或环形的连接端部展开的平面基本上垂直于螺旋线加热丝绕组的横截面展开的平面。而螺旋线加热丝的用于连接在按第二种实施形式的连接元件上的连接端相对图1 所示的已知螺旋线加热丝未改变。因为按本发明的加热设备可以不用结晶退火而制成，所以可以使用硅化的绝缘物质，尤其是硅化的氧化镁作为绝缘物质。因为硅化的氧化镁是疏水的，所以可以省掉加热装置耗费的密封蒙护。当然，绝缘物质也可以是传统的氧化镁，那么加热设备例如借助防漏地封闭套管的热塑性闭锁珠相对外界密封。在前述的加热设备中，在装配加热设备期间，可以将由螺旋线加热丝组成的整个预组装单元在填充绝缘物质之前装入套管中，该螺旋线加热丝在其各端部处分别与一连接组件连接，其中，连接组件又由在一侧借助按本发明的连接元件与螺旋线加热丝连接并且在另一侧与过热保护装置连接的连接螺栓、过热保护装置本身和形状配合地装有连接组件的组成部分的夹持装置组成。尤其通过这种设计方案，即容纳各连接组件的整体式夹持装置在其外侧设置有至少一个在夹持装置整个轴向长度上延伸的填充缝，存在这种可能性，即通过该至少一个填充缝将绝缘物质注入这样预先配备的套管中。当夹持装置在其外侧具有多个优选沿周向均勻间隔分布的填充缝时，可以更快地进行填充过程。也存在这种可能性，即，在加热设备或套管的端部处设置不带填充缝的夹持装置或附加地设置不具有填充缝的所谓闭锁珠。因此在通过套管的另一端填充时，套管的这一端密封地防止绝缘物质从套管中漏出。那么具有至少一个填充缝的夹持装置就设置在套管的另一端。在通过填充缝将绝缘物质注入套管内部之后，封闭该至少一个填充缝。这例如可以通过这样进行，即，与填充缝相邻地在夹持装置远离套管内部指向的一侧设置至少一个可变形的封闭凸耳。该可变形的封闭凸耳可以在填充过程之后变形，以防漏地封闭填充缝。 这例如可以通过这样进行，即，夹持装置的至少一个封闭凸耳由可热变形的塑料组成，因此该封闭过程可以借助热压印工具进行。若夹持装置具有多个填充缝，则为每个填充缝都相应地设有这种封闭凸耳。作为封闭夹持装置上的这个或这些填充缝的备选方案，朝套管的外侧方向，即朝套管开口的方向在夹持装置上连接有一个防漏地封闭套管的密封珠。作为另一种备选方案，在夹持装置上的所述至少一个填充缝还可以借助喷射密封介质，如人造树脂或塑料实现。如已提及那样，在按本发明的加热设备中，已经使用了一种具有期望的端部直径的套管，该端部直径可以用于相应的法兰组件以及类似物。为了密封绝缘物质，套管仅在部分区段或在整个轴向长度上经受挤压过程，以实现绝缘物质所需的密封。这个挤压过程可以在套管变形的同时或之后进行。以有利的方式，不再需要通过压轧减小套管的直径，由此可以省掉之后的再结晶退火。通过省掉必须进行的再结晶退火，刚好获得这种可能性，即，使用硅化的氧化镁以及用于整体式夹持装置的可热变形的塑料来代替至今通常使用的绝缘物质，即氧化镁。例如也可以通过热固性塑料(人工树脂)省掉管状加热体的涂漆密封或填塞密封。与之相关联地应当说明，原则上当然也可以进一步实现，使用一般的绝缘物质如氧化镁作为绝缘物质并且通过不透气地，无论如何防漏地或流体密封地封闭套管的热弹性闭锁珠或密封珠使加热设备相对外界封闭地填塞密封或涂漆密封。在此，加热设备可以附加地通过涂盖树脂(Abdeclcharz)相对外界密封。以下结合附图阐述按本发明的加热设备的其它有利设计方案和实施例。在对实施例的说明中使用的概念“左边”、“右边”、“上方”和“下方”是指具有普通可读附图标记和附图名称的附图的定向。附图中图1是已知加热设备部分剖分的立体图；图加是按本发明第一种实施例的连接元件的立体图；图2b是按图加的连接元件在加装的螺旋线加热丝进行机械连接之前的立体图；图2c是按图加的连接元件在加装的螺旋线加热丝进行机械连接之后的立体图；图2d是按本发明加热设备的一个区段的立体图，尤其是带有集成的连接组件和按图加的连接元件的套管端部，该连接元件具有加装的进行了机械连接的螺旋线加热丝；图3a是按本发明第二种实施例的连接元件的立体图；图北是按图3a的连接元件在加装的螺旋线加热丝进行机械连接之前的立体图；图3c是按图3a的连接元件在加装的螺旋线加热丝进行机械连接之后的立体图；图4是整体式夹持装置的立体图，该夹持装置用于连接本发明加热设备的连接组件。现在参考示出按本发明第一个实施例的连接元件32-1的立体图的图h、2b和2c， 除了连接元件本身还阐述了如何制造按本发明在螺旋线加热丝和该连接元件之间的连接
直ο就按本发明第二个实施例的连接元件32-2而言(该连接元件32-2在图3a、!3b和 3c中以立体图形式表示)，应当说明的是，该连接元件32-2分别在强调可能存在的区别的情况下与第一个实施例一同描述。由此，避免了不必要的重复，还可以更好地理解与按本发明的共同的连接原理有关的内容。当然，除了在此所描述的实施例外本领域技术人员还可清楚地认识到充分理解运用本说明书所述的本发明原理得到的备选实施方案。
图加示出按本发明的连接元件32-1的第一个实施例，该连接元件32-1可以基本上一体式地由板件通过冲裁以及随后的变形，例如冷锻而制成。该连接元件32-1具有两个连接端部，即用于与螺旋线加热丝20 (参见图2b、2c和2d)连接的第一连接端部50-1和用于与连接组件连接的，尤其用于与集成到连接组件中的过热保护装置34(参见图2b、2c和 2d)或过热温度保护装置连接的第二连接端部60。对于按本发明连接元件32-1和32-2在此阐述的两个实施例，将在之后更详细地描述该第二连接端部60。按第一个实施例的连接元件32-1的第一连接端部50-1具有基本上呈平坦表面的螺旋线加热丝支承区域M-1。在该螺旋线加热丝支承区域M-I之中或之上具有凸起阳-1，该凸起例如作为孔53-1上的边缘在冲裁的毛胚板件变形时借助推扩孔制造而成。凸起55-1在此具有管状边缘的形状，该管状的边缘连接在螺旋线加热丝支承区域M-I内的孔53-1上。当然，凸起55-1也可以通过深冲压入平坦表面的螺旋线加热丝支承区域内，这样螺旋线加热丝支承区域就不具有通孔。在第一连接端部50-1和第二连接端部60之间具有设计成偏移区域58-1的材料段，并且该偏移区域58-1将两个连接端部50-1和60相互连接。以下进一步阐述用于定向两个连接端部的偏移区域58-1的定向功能。在螺旋线加热丝支承区域M-I与连接偏移区域58-1的一侧相对的一侧具有一个作为用于使连接元件与螺旋线加热丝热耦合的导热件的、尖状收缩的导热舌。该导热舌在装配状态中(参见图2b、2c和2d)以预先确定的长度基本上同心地延伸或伸入所连接的螺旋线加热丝20中并且用作导热件，以便将由螺旋线加热丝产生的热量传导或传递给连接元件32-1并因此还传导或传递给优选与第二连接端部60连接的过热保护装置34。由此确保了过热保护装置34可靠尤其是迅速的响应。螺旋线加热丝支承区域M-I的其余侧边缘之一与一个接片形的固定元件56-1相连，该固定元件56-1在图加中已通过紧接在板材冲裁之后的变形过程基本上垂直于螺旋线加热丝支承区域向上，即远离螺旋线加热丝支承区域M-I指向地弯曲。设计成固定接片的固定元件56-1可以如在以下描述的图2c所示通过固定接片的折弯而朝凸起55-1的方向变形，以便固定螺旋线加热丝21-1 (参见图2b)套在凸起55-1上的连接端并且保证其不脱落。图3a示出按本发明的连接元件32-2的第二个实施例，该连接元件32_2基本上由两部分构成，即通过板材的冲压和紧接着的冷变形制成的主体和导热锥51-2形式的导热器件以及形成凸起M-2的材料件。按本发明的连接元件32-2的第二个实施例与第一个实施例一样具有两个连接端部，即用于与螺旋线加热丝20(参见北和3c)连接的第一连接端部50-2和用于与连接组件连接的、与第一实施例相同的第二连接端部60。因此以下仅进一步阐述不同于第一个实施例成形的第一连接端部50-2。如上面已说明那样，对于两个实施例来说相同的第二连接端部60会在之后进行更详细地描述。按本发明第二个实施例的连接元件32-2的第一连接端部50-2也具有基本上为平坦表面的螺旋线加热丝支承区域M-2，但该螺旋线加热丝支承区域M-2与第一个实施例相比成直角地折角，使得平坦表面的螺旋线加热丝支承区域平行于第二连接区域的径向横截面布置。相比第一个实施例，第二个实施例的螺旋线加热丝支承区域M-2旋转了 90度。
在螺旋线加热丝支承区域M-2之中或之上具有一个凸起55-2，该凸起55-2现在借助附加的、此处为圆柱件形式的材料件设置在螺旋线加热丝支承区域M-2上。形成凸起的圆柱形材料件与尤其是截锥形的，即逐渐变细的材料段相连，该材料段以导热锥51-2的形式用作具有已与图加相关联描述过的功能的导热件。形成凸起的材料件和形成导热件的材料段优选一体式地制造，并且例如以铆钉的方式，即形状配合地固定在螺旋线加热丝支承区域M-2内的孔(在图3a中不可见)中。作为备选也可以材料接合地通过熔焊或硬钎焊或高温钎焊形成这种固定。螺旋线加热丝支承区域M-2的两个相对置的侧边缘M-加和分别与一个接片形的固定元件56- 和56-2b，即总共两个固定元件连接，这两个固定元件在图3a中已通过紧接在板材的冲裁之后的变形过程基本上垂直于螺旋线加热丝支承区域M-2向上， 即远离螺旋线加热丝支承区域M-2，也就是朝导热锥51-2的方向指向地弯曲。这两个设计成固定接片的固定元件56- 和56-2b如将在之后描述的图3c示出的那样可以通过固定接片所谓的压接(Crimpen)或挤压过程朝凸起55_2的方向这样变形，以便形状配合地固定螺旋线加热丝21-2(参见图3b)推套到凸起55-2上的连接端并防止其脱落。当然，还可以在螺旋线加热丝支承区域M-2其余的自由边缘上设置另一个，即第三个固定接片。现在参照附图加和3a描述第二连接端部60，该第二连接端部对按本发明的连接元件32-1和32-2的两个实施例来说是相同的。第二连接端部60具有两个夹紧元件61a 和61b，这两个夹紧元件61a和61b共同形成了一个用于与连接组件30(参见图2d)的构件 34 (参见图沘、2c、2d、3b、3c)连接的夹紧器件。连接组件待接触的构件优选是过热保护装置34或例如可以是熔断保护装置的过热温度保护装置，该熔断保护装置在超过预先确定的温度时断开螺旋线加热丝20和(未示出的)电源之间的导电连接。两个夹紧元件61a和61b尤其通过塑性变形与连接组件待接触的构件即过载保护装置的形状这样以一定的预应力匹配，使得第二连接端部60可以通过接合，尤其是插接而通过所述构件摩擦配合地并且导电地与连接组件连接。在附图所示的实施例中设有一个用于与过载保护装置基本上呈圆柱形的区段连接的第二连接端部60。因此，两个夹紧元件61a和61b通过塑性变形精确地与圆柱形状匹配。前述的预应力通过以下方式形成，即由两个夹紧元件61a和61b展开的、切缝的圆柱周向表面的内径大约小于待接触的过载保护装置34(参见图2b、3b)的外径。基本上由夹紧元件61a和61b的边缘形成的、第二连接端部60的管边形的端部 60a远离连接元件32-1或32-2地在一个区段60b上如喇叭状地，即呈漏斗状地扩宽，以便连接组件待接触的构件可以更容易地借助相互插接而连接。以下阐述按照图2b和图北所示的中间步骤形成的、在图2c和图3c中示出的按本发明在螺旋线加热丝与按本发明的连接元件32-1或32-2之间的连接。图2b和图北分别示出螺旋线加热丝20的连接端21-1或21_2，该连接端借助导热器件(在图2b和图北中分别被螺旋线加热丝20遮盖)的第二种功能“辅助穿装”与第一连接端部50-1或50-2被置入一个彼此确定的位置中。在图2b中，螺旋线加热丝20的连接端21-1设计成环形。由该环展开的平面通过形成螺旋线加热丝20的电阻电热丝的相应变形基本上垂直于由螺旋线加热丝的绕组展开的径向横截面并因此平行于连接元件32-1的螺旋线加热丝支承面M-1。在图2b中清楚可见，螺旋线加热丝20的连接端21-1与连接元件32-1的保持元件52-1已通过以下方式形状配合地连接，即，螺旋线加热丝20的环形连接端21-1套在凸起55-1上地设置在螺旋线加热丝支承区域讨-1上。此处成形为并且用作圆柱形悬挂芯棒的凸起55-1，在优选的实施例中以铆接的形式或方式变形，并因此成形或挤压到螺旋线加热丝20的连接端21-1的圈或环的上方，以便预先固定连接端21-1。真正的固定元件56-1在图2b中尚未变化，即，螺旋线加热丝20的连接端21-1还没有最终固定并因此电接触，尤其是其接触电阻也还不是最佳的。在图北中螺旋线加热丝20的连接端21-2基本上由螺旋线加热丝20的端部本身构成。该螺旋线加热丝20的连接端21-2通过将连接端21-2推套或插到(在图北中被螺旋线加热丝遮盖的)导热锥51-2(参见图3a)上而与连接元件32-2的保持元件52-2连接， 其中，螺旋线加热丝20的最后一圈绕组贴靠在螺旋线加热丝支承区域M-2上。两个固定元件56- 和56-2b在图北中尚未变化，即螺旋线加热丝20的连接端21-2还未固定在连接元件上，并且电接触，尤其是其接触电阻也还不是最佳的。图2c和图3c相对图2b和图北分别示出螺旋线加热丝20的连接端21_1或21_2， 其借助各自的固定元件52-1或52- 和52-2b形状配合和摩擦配合地固定在各自的凸起
55-1或 55-2 上。在图2c中，螺旋线加热丝20环形的连接端21-1通过设计成固定接片的固定元件
56-1的折弯或折合固定在连接元件32-1的螺旋线加热丝支承面M-I上。折弯的固定元件 56-1固定住螺旋线加热丝20的连接端21-1并且还确保了非常好的电接触，尤其是很小的接触电阻。在图3c中，螺旋线加热丝20的连接端21-2通过设计成固定接片的固定元件 56-2a和56-2b所谓的压接或挤压固定在设置于连接元件32-2的螺旋线加热丝支承面 54-2处的凸起55-2上。挤压的或压接的固定元件56- 和56_2b固定住螺旋线加热丝20 的连接端21-1并且确保了非常好的电接触，尤其是很小的接触电阻。对于在图加或图3a中示出的连接元件32-1或32_2还应看出，在第一连接端部 50-1或50-2与第二连接端部60之间具有偏移区域58-1或58_2，该偏移区域58_1或58_2 基本上用于这样使两个连接端部50-1或50-2和60彼此定向，使得与第一连接端部50-1 或50-2连接的螺旋线加热丝20虚拟的中央纵轴线基本上与第二连接端部60，尤其是连接在该处的过载保护装置34的虚拟的中央纵轴线成一条直线，S卩，基本上指向相同或以尽可能小的间隔平行延伸。为了加固偏移区域58-1或58-2以防其意外地弯曲，在偏移区域内设置一个用于加固的刻槽58a。现在参照图2d，该图2d示出按本发明的加热设备一个区段的立体图，尤其是套管 10的端部与附加的螺旋线加热丝20进行机械连接之后的情形，该套管10集成有连接组件 30和根据结合图加至图2c阐述的实施例的连接元件。连接元件的详细情况请参见图加至图2c。加热设备的套管10由导热充分或导热性能较好的材料，例如精炼钢或铝制成，并且具有至少近似圆形的横截面，但根据应用也可以具有其它的横截面。套管10的两IOa向外敞开，并且在图2d中仅示出了两个端部IOa之一。
虽然未示出，但要提及的是，可以使套管10呈任意的外部形状。根据应用情况，套管例如可以设计成直线延伸的管子，或呈字母“U”或“W”的形状弯曲。当然也可以是不同于所述形状的其它形状。与已知加热设备的套管相反，套管10从一开始，即在布置于套管10中的构件或组件装配之初就已具有外径Da，该套管10在装入状态下，例如在洗碗机或洗衣机的流体容器中具有该外径Da。在图4中，为了看得更清楚，单独示出了本发明的整体式夹持装置38*。夹持装置 38*由可热变形的塑料制成。如由图^、2c和2d(该处用38-1标记)以及由图:3b、3c和 3d(该处用38-2标记)清楚可见，夹持装置38*具有在其周向上分布的填充缝38a*。该填充缝38a*在夹持装置38*的整个轴向长度上延伸。在各填充缝38a*之间设有隔片38b*，该隔片38b*基本上确定夹持装置38*的外径D/，该外径Da*至少近似相当于套管10的内径D1。如已述那样，将夹持装置38*设计成，形状配合地容纳连接组件的各构件，以卸减连接组件的各构件(连接元件、过载保护装置和连接螺栓)之间机械连接的拉力。因为连接组件的各组成部分，即连接螺栓，必要时过载保护装置以及按本发明的连接元件具有不同的形状，所以通过将连接组件的各构件形状配合地装入或插入优选整体式的夹持装置38* 中，导入到连接元件32-1或32-2或连接螺栓36上的力将通过夹持装置38*直接导入套管 10中。因此，连接元件与过载保护装置之间，以及过载保护装置与连接螺栓之间的电连接和机械连接基本上不传递力，从而明显减少了这些连接失效的危险。如同样已述那样，整体式夹持装置38*在应当安装过载保护装置34的区域34a内具有凹处34b，因此过载保护装置在装入套管10之后至少部分地在套管10之间被绝缘物质40这样包围，使得通过绝缘物质40可以将每单位时间内预先确定的热量从过载保护装置34导出到套管10上。这些热量优选相当于在加热设备按规定运行中通过连接元件32-1 或32-2的第二连接端部60输送给过载保护装置34的热量。因此可以尤其精确地调节过载保护装置34的响应特性。与之相关联地，也可以附加地通过夹持装置38*的材料和其形状调节连接组件30 中过载保护装置34和套管10之间的热接触电阻，由此可以更精确地调节过载保护装置的响应特性。前述的热接触电阻在此取决于夹持装置38*与绝缘物质40的材料关系(这些材料一同位于套管10和过载保护装置34或过热温度保护装置之间)并因此能较好地确定。在运行中，过热温度保护装置基本上受到从螺旋线加热丝20通过连接元件32-1 或32-2传导至过载保护装置的热量的加载。尤其是按本发明的连接元件的第二连接端部 60的设计方案在此相对图1中加热设备中的连接是特别有利的，因为通过第二连接端部60 的夹紧器件，热量特别好地在过载保护装置34的整个圆柱形外周上传递，而不是如图1所示的加热设备那样只在热收缩部位3 上传递。最后还需要说明的是，在夹持装置38*上，在其于套管端部IOa处向外指向的端部上，在隔片38b*上可以设有凸耳(图2d中未示出)，在用绝缘物质40填充加热装置之后， 这些凸耳如在以下进一步阐述的那样通过热变形过程封闭填充缝38a*。如图2d清楚可见，夹持装置38*略微突出套管10的右端部10a。夹持装置38*可以在其轴向位置中借助刻槽固定在套管中，例如固定在套管10内部延伸有连接螺栓36的区域内。还需注意到，按本发明的加热设备的第二连接端部60的区域可以在未示出的一侧与前面所述那样相同地构造。作为备选存在这种可能性，即，代替前述的夹持装置38*还可以使用另一种夹持装置，例如一种没有填充缝并且其外径基本上相当于套管10内径的夹持装置。那么这种夹持装置可以例如通过粘接过程固定在套管10相应的端部中。作为备选可以在连接组件的区域内，尤其是夹持装置没有过载保护装置的区域内，优选在夹持装置延伸有连接螺栓的区域内，使套管10的内径通过挤压或压制过程开槽，即逐点地或沿一条线地减小，以便这样将夹持装置固定在套管中。随后，简短地阐述按本发明的加热设备的制造。在将螺旋线加热丝20与安装在其两个端部上的连接组件30 —同引入套管10内部并且在轴向布置方面借助夹持装置38*固定在其位置中之后，可以通过至少一个夹持装置38*上的填充缝38a*填充入一种尤其由硅化氧化镁组成的绝缘物质40。绝缘物质40用于使由电阻电热丝构成的螺旋线加热丝20和连接组件30导电的构件，即连接元件32、过载保护装置34和连接螺栓36相对套管10的内壁电绝缘。此外，绝缘物质将由螺旋线加热丝20产生的热量传导到套管10上。在绝缘物质40完全从一个夹持装置38指向套管10内侧的端侧注入至另一个夹持装置38同样指向内侧的端侧之后，例如可以通过封闭凸耳的热变形过程或通过借助适合的密封介质如热固性塑料的封闭防漏地封闭填充缝38a。与之相关联地应当说明，在使用硅化的绝缘灌浆料，例如硅化的氧化镁时，套管的端侧密封不再需要特别的密封装置，因为硅化的氧化镁是疏水的。也就是说只需封闭套管的端部以防止绝缘物质可能例如在由于洗衣机中的旋转脱水过程引起的震动中从加热设备的内部掉落或震落出。
1权利要求
1.一种用于连接螺旋线加热丝00)与尤其用于加热流体的加热设备的连接组件(30) 的连接元件(32-1 ；32-2)，其中，所述连接元件包括优选由变形的板件制成的连接元件，该板件尤其由导热性能好的材料，例如铜制成在第一连接端部(50-1 ；50-2)处具有用于与所述螺旋线加热丝00)导电连接并且夹持所述螺旋线加热丝00)的保持元件(55-1 ；55-2)，具有至少一个用于将所述螺旋线加热丝OO)固定在所述保持元件(55-1 ；55-2)旁边或之上的固定元件(56-1 ；56-2a,56-2b),其中，所述至少一个固定元件设计成，使得它通过塑性变形能够将至少一个位于所述螺旋线加热丝OO)的连接端部上的挂钩或所述螺旋线加热丝OO)的至少一个绕组形状配合地固定在所述保持元件(55-1 ；55-2)旁边或之上并且能够与所述保持元件(55-1 ；55-2) 导电接触。
2.如权利要求1所述的连接元件，其特征在于，该连接元件还在用于与所述连接组件 (30)的构件(34)连接的第二连接端部(60)上具有至少一个夹紧元件(61a;61b)，其中，所述至少一个夹紧元件尤其通过塑性变形以一定的预应力与所述连接组件的构件的形状这样匹配，使得所述第二连接端部能够通过接合或插接与所述构件摩擦配合式连接并且与所述连接组件导电连接。
3.如权利要求1或2所述的连接元件，其特征在于，该连接元件还具有导热器件，尤其是导热舌(51-1)或导热锥(51-2)，其中，所述导热器件设计成，使得它在装配状态中以预先确定的长度基本上同心地伸入所连接的螺旋线加热丝OO)中，以便将热量从该螺旋线加热丝OO)传导至所述连接元件。
4.如权利要求1至3之一所述的连接元件，其特征在于，所述保持元件(55-1 ；55-2)具有一个基本上为平坦表面的螺旋线加热丝支承区域 (54-1 ； 54-2)；所述螺旋线加热丝支承区域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线加热丝支承区域64-1 ；54-2)的横截面具有基本上与所述螺旋线加热丝OO)的连接端Ol-I ；21-2)的内部横截面匹配的形状。
5.如权利要求4所述的连接元件，其特征在于，所述凸起由通过在所述螺旋线加热丝支承区域内的变形，尤其是冲压和/或弯曲等形成的突起边缘制成，或者所述凸起(55-1)由在所述螺旋线加热丝支承区域(54-1)内的一个基本上呈圆形的通孔(53-1)处尤其通过冲孔和/或推扩孔等深冲出的边缘形成，或者所述凸起(55- 由一个在所述螺旋线加热丝支承区域(54- 内的一个基本上呈圆形的通孔处形状配合地和/或材料接合地插接的材料块，尤其是铆钉或螺栓构成。
6.如权利要求4或5所述的连接元件，其特征在于，所述螺旋线加热丝支承区域(54- 基本上相对所述第二连接端部(60)成直角地折边，使得所述凸起(55- 沿所述连接元件(32- 的轴向远离所述第二连接端部指向，其中，所述连接元件的中央纵轴线和凸起的中央纵轴线成一条直线。
7.如权利要求1至6之一所述的连接元件，其特征在于，在所述第一连接端部(50-1 ；50-2)和第二连接端部(60)之间设有偏移段(58-1 ； 58-2)，所述偏移段(58-1 ；58-2)成形为，使得与所述保持元件(52-1 ；52-2)连接的螺旋线加热丝的中央纵轴线和所述连接组件在第二连接端部处与所述夹紧元件(61a;61b)连接的构件的中央纵轴线成一条直线，在所述偏移段(58-1 ；58-2)中可选择地设有尤其借助至少一个刻槽形成的加固部 (58a)。
8.如权利要求5至7之一所述的连接元件，其特征在于，所述至少一个固定元件(56-1 ；56-2a,56-2b)构造为所述螺旋线加热丝支承区域 (54-1 ；54-2)上的至少一个接片形区段的形式，并且所述至少一个固定元件通过塑性变形能够变形为，使得所述螺旋线加热丝00)套在所述凸起上的连接端(21-1 ；21-2)能够形状配合地固定在所述保持元件(52-1 ；52-2)的凸起(55-1 ；55-2)旁边或之上，并且能够与所述凸起(55-1 ；55-2)导电接触。
9.一种加热设备，其具有套管(10)，至少一个布置在所述套管(10)内部的螺旋线加热丝(20)，该螺旋线加热丝00)由嵌在所述套管(10)内电绝缘且导热的绝缘物质GO)中的电阻电热丝构成，至少一个连接组件(30)，该连接组件(30)布置在所述套管(10)的端部区域内并且具有为连接所述螺旋线加热丝00)的连接端部与位于所述套管(10)外部的电源而从所述套管(10)向外导引出的连接端部，其特征在于，借助按权利要求1至8之一所述的连接元件(32-1 ；32-2)以及所述螺旋线加热丝在所述螺旋线加热丝的连接端部(21-1 ；21-2)和所述连接组件(30)之间建立连接。
10.如权利要求9所述的加热设备，其特征在于，所述螺旋线加热丝00)的连接端部01-1)设计成钩形、环形或圈形，并且所述连接端的内部横截面基本上与所述保持元件(52-1 ；52-2)上的凸起(55-1 ；55-2)的外部横截面一致，一个由所述螺旋线加热丝00)的设计成钩形、环形或圈形的连接端01-1)展开的平面优选通过形成所述螺旋线加热丝的电阻电热丝的相应变形而基本上垂直于由所述螺旋线加热丝的绕组横截面展开的平面。
11.如权利要求9或10所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备还包括至少一个布置在所述套管(10)开口区域内的整体式夹持装置(38*)，所述整体式夹持装置设计成，容纳所述连接组件的各构件，并且所述连接组件至少部分形状配合地布置在所述整体式夹持装置(38*)内相应成形的缺口中。
12.如权利要求9至11之一所述的加热设备，其特征在于，所述连接组件(30)具有至少一个过载保护装置(34)，尤其是过热温度保护装置。
13.如权利要求11或12所述的加热设备，其特征在于，所述整体式夹持装置(38*)尤其在所述过载保护装置(34)的区域内具有缺口，使得所述过载保护装置(34)至少部分地被位于它与所述套管(10)之间的绝缘物质GO)包围，从而能够通过所述绝缘物质GO)将每单位时间内预先确定的热量从所述过载保护装置(34)导出到所述套管上，该热量基本上相当于在所述加热设备正常运行时通过所述连接元件的第二连接端部输送给所述过载保护装置(34)的热量。
14.如权利要求11至13之一所述的加热设备，其特征在于，所述整体式夹持装置(38*)在其外侧配有至少一个在所述夹持装置的整个轴向长度上延伸的填充缝(38a)，该填充缝用于在制造加热设备时将所述绝缘物质00)注入所述加热设备中，以及所述绝缘物质GO)是疏水的，尤其是硅化物质，优选是硅化的氧化镁。
15.如权利要求11至14之一所述的加热设备，其特征在于，所述套管(10)在所述连接组件的区域内，尤其在所述夹持装置(38*)的具有所述连接螺栓的区域内经受挤压过程和 /或开槽过程以便将所述夹持装置(38*)固定在所述套管(10)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于连接螺旋线加热丝(20)与尤其用于加热流体的加热设备的连接组件(30)的连接元件(32-1；32-2)。该连接元件(32-1；32-2)在第一连接端部(50-1；50-2)处具有与螺旋线加热丝(20)导电连接并且夹持该螺旋线加热丝(20)的保持元件(55-1；55-2)和至少一个用于将螺旋线加热丝固定在保持元件(55-1；55-2)旁边或之上的固定元件(56-1；56-2a；56-2b)。该至少一个固定元件设计成，它可以通过弹性的变形使至少一个位于螺旋线加热丝的连接端部处的挂钩或螺旋线加热丝的至少一个绕组形状配合地固定在保持元件旁或之上并且与该保持元件导电地接触。该连接元件(32-1；32-2)尤其有利地适合使用在加热设备中，该加热设备具有一个套管(10)；至少一个布置在该套管(10)内部的、由电阻电热丝构成的螺旋线加热丝(20)，该电阻电热丝嵌在套管(10)中电绝缘的、导热的绝缘物质(40)中；至少一个连接组件(30)，该连接组件(30)布置在套管(10)的端部区域的内部并且具有一个为连接螺旋线加热丝(20)的连接端与套管(10)外部的电源而从套管(10)向外导引出的连接端部；以及至少一个布置在套管(10)开口区域内的整体式夹持装置(38*)，该夹持装置设计成，形状配合地容纳连接组件的构件，以便在螺旋线加热丝(20)的连接端(21-1；21-2)和连接组件(30)之间建立连接。
文档编号H05B3/48GK102362545SQ201080012957
公开日2012年2月22日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月21日
发明者M.赖克尔 申请人:布莱克曼两合公司