Eine gattungsgemäße Vorrichtung in Form eines elektrischen Heizkörpers ist aus der EP 0 123 698 B1 der Anmelderin be- kannt. Erstmals wies diese Vorrichtung einen aus einer Mehrzahl von Heizkörperelementen mit kreisförmigem Quer- schnitt zusammengesetzten Heizkörper auf, der eine durchge- hende, zylindrische Mantelfläche anbietet, während im In- nenraum des zylindrischen Körpers axiale Strömungskanäle für einen Luftstrom sowie diese Strömungskanäle querende Wendelelemente aus Heizdrahtmaterial vorgesehen sind. Im Ergebnis war mit dieser Vorrichtung aus dem Stand der Tech- nik bereits eine kompakte Anordnung realisierbar, die hin- sichtlich Fluiderwärmung und Strömungseigenschaften für das Fluid vorteilhafte Eigenschaften aufweist.

Jedoch hat sich insbesondere bei dieser Vorrichtung der mehrstufige, stückweise Aufbau einer Heizwendel als ferti- gungstechnisch aufwendig und in der Ansteuerung bzw. im Heizverhalten als problematisch erwiesen. So entstehen näm- lich insbesondere durch die zwischen aufeinanderfolgenden, ringförmigen Wendelsegmente Wärmebrücken, und darüber hin- aus ist der Spannungsabfall entlang der Kette der aufeinan- derfolgenden Wendelsegmente problematisch.

Ferner ist in dieser Druckschrift der Heizkörper als zylin- drischer Körper mit i. w. homogener Außenfläche beschrieben, insbesondere jedoch die wärmeisolierte Montage dieses Kör-

pers etwa in einem Kunststoffgehäuse eines Heissluftgeblä- ses gestaltet sich als schwierig und manuell aufwendig.

Schließlich weisen gattungsgemäße, bekannte Heizkörper den Nachteil auf, dass, montagebedingt bzw. durch unvermeidbare Streuungen im verwendeten Material, Toleranzen der Heiz- wendeln usw. eine Ansteuerung der Heizwendel bis zur theo- retisch möglichen Grenzlast oder nahe dieser nicht möglich ist, da sonst innerhalb einer produzierten Serie zahlreiche Geräte durch Überhitzung vorzeitig unbrauchbar werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gat- tungsgemäße Heizvorrichtung im Hinblick auf ihre Heizeigen- schaften, ihre mechanischen und Montageeigenschaften sowie hinsichtlich ihrer maximalen Ansteuerleistung weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Heizvorrichtung mit den Merkma- len des Patentanspruches 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.

In vorteilhafter Weise ermöglicht es die erfindungsgemäß vorgesehene, elektronische Speichervorrichtung, für die be- vorzugt modulartig ausgebaute Heizvorrichtung konkret ge- messene, individuelle Parameter direkt am Modul festzuhal- ten und für eine spätere, elektronische Betriebssteuerung im Gerät, beispielsweise einem Heissluftgebläse, zur Verfü- gung zu stellen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ins- besondere ein individueller Temperaturfühler-Messwert gemäß Prüfmessung des betreffenden Heizmoduls im Speicher abge- legt ist, so dass eine mit dem Heizmodul zu verbindende Steuerelektronik dann unter Berücksichtigung dieses indivi- duellen Wertes das Gerät vollständig und bis zur Leistungs- grenze aussteuern kann, ohne dass es etwa zu nachteiligen Auswirkungen auf die Lebensdauer der Heizwendel durch Über- belastung kommt. Darüber hinaus bietet der Speicherbaustein in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, weitere, etwa län- der- oder versorgungsnetzspezifische Parameter vorzugeben,

so dass eine vorgeschaltete, universell ausgerichtete Steu- erelektronik dann mittels dieser Werte dem Benutzer ein in- dividuell auf seine Bedürfnisse sowie auf die jeweiligen Bedingungen vor Ort, so etwa die Netzfrequenzen eines be- stimmten Landes, zugeschnittene Vorrichtung anbietet, ohne dass etwa ein Endbenutzer selbst muhsame und/oder fehler- trächtige Einstellungen vornehmen muss.

Im Ergebnis wird, insbesondere für hochwertige Geräte, der Bedienkomfort und die Leistungsdichte von gattungsgemäßen Heizvorrichtungen deutlich erhöht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen beschrieben.

So ist es besonders bevorzugt, die erfindungsgemäß verbind- bare Steuerelektronik so auszubilden, dass diese dem Benut- zer das Vorgeben einer für das zu erwärmende Fluid zu wäh- lenden Solltemperatur ermöglicht, wobei dann die erfin- dungsgemäße Vorrichtung, durch den erfindungsgemäß aus- gangsseitig vorgesehenen Temperaturfühler, das Regeln der Ansteuerung bis zum Erreichen dieser Vorgabetemperatur er- möglicht. Dies erfolgt in ansonsten bekannter Weise durch übliche Regelvorgänge, die besonders bevorzugt auf digita- ler Ebene mittels eines aktuellen Temperaturmesswertes (gewonnen durch die Temperaturfühler) einerseits sowie des Vorgabewertes andererseits realisiert werden können.

Besonders bevorzugt ist es zudem, auch eine aktuelle Ist- bzw. eine Soll-Drehzahl des für den Fluidtransport notwen- digen Lüftermotors einzubeziehen. Durch eine umfassende Re- gelung auf der Basis sowohl der Motor- als auch der Tem- peraturparameter wird damit zum einen in betriebssicher- heitserhöhender Weise sichergestellt, dass Überhitzungen, etwa durch zu geringe Motordrehzahl, nicht vorkommen kön- nen, und andererseits wird das Erreichen vorbestimmter Solltemperaturen, falls notwendig, durch Verringern des Luftstroms sichergestellt. Da, wie erwähnt, die vorliegende

Erfindung die maximale Ausnutzung der Erwärmungsmöglichkei- ten bzw. des Beheizungspotentials der Heizvorrichtung be- zweckt, erscheint insbesondere für den Betrieb im Grenzbe- reich diese Regelung besonders zweckmäßig und vorteilhaft.

Besonders bevorzugt ist zudem, dem Benutzer eine numerische Ausgabeeinheit zur unmittelbaren Temperaturanzeige (wahlweise Soll- und/oder Ist-Temperatur) anzubieten, da insbesondere professionelle Anwender eine derartige Infor- mation, etwa betreffend die tatsächlich erreichte Tempera- tur, für ihre Arbeit benötigen können. Dabei ist es weiter bevorzugt, diese Temperaturanzeige mit einem zeitlich ab- hängigen Umschaltmodus zu versehen.

Vorteilhaft ist ferner, dass der erfindungsgemäße Speicher- baustein zum Speichern einer elektronischen Kennung für ei- ne Netzfrequenz, mit welcher die Heizvorrichtung zu be- treiben ist, und/oder für ein Temperaturanzeigeformat (Grad Celsius, Grad Fahrenheit) zur Verarbeitung durch die Steue- relektronik beschreibbar ausgebildet ist.

In weiterbildungsgemäß vorteilhafter Weise ermöglicht die besondere Ausgestaltung der stegförmigen Abschnitte das gleichzeitige Führen und Halten eines durchgängig spiral- förmigen, gewendelten Heizelements, welches auf diesem Wege einfach montiert und gleichmäßig beheizt sowie von dem Fluid umströmt werden kann. Insbesondere im Temperatur- Grenzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der bei ei- ner Schmelztemperatur der Temperaturwendeln überschritten werden würde, ist eine derartige Ausbildung vorteilhaft und erhöht Lebensdauer und Betriebssicherheit eines mit der er- findungsgemäßen Heizvorrichtung realisierten Gerätes gegen- über dem Stand der Technik. Gleichzeitig bleibt jedoch die bewährte, konstruktive Realisierung der Strömungskanäle zwischen benachbarten, sich radial erstreckenden Streben eines Keramikkörpers zwischen einem außenliegenden Ringab- schnitt und einem innenliegenden Mittelabschnitt, der, wei-

ter bevorzugt, zusätzlich Kanäle für Zuleitungen od. dgl. aufweisen kann, erhalten.

Bevorzugt ist es dabei sowohl, dass die spiralförmige Heiz- wendel durchgängig ausgebildet ist und sich i. w. über die gesamte Länge des Strömungskanals erstreckt, oder aber die spiralförmige Heizwendel in axialer Richtung mehrstückig und separat ansteuerbar ausgebildet ist.

Ferner ist es zur Erhöhung der Heizleistung weiter bevor- zugt, zwei Heizwendeln mit verschiedenen Außendurchmessern, die entlang derselben Achse angeordnet sind, durch die er- findungsgemäße Heizvorrichtung zu führen, wobei in diesem Fall die stegförmigen Abschnitte jeweils zwei benachbarte Ausnehmungen für eine innen- bzw. außenliegende Wendel auf- weisen. Weiter bevorzugt ist eine solche Heizwendelanord- nung, die zu der gewünschten Heizleistungserhöhung führt, durch getrennte, individuelle Ansteuerung der Einzelwendeln in ihrer Leistung einstellbar, wobei sich sowohl die be- schriebenen Ausführungen mit zwei sich über die gesamte Ka- nallänge des Strömungskanals erstreckenden Einzelwendeln bewährt haben, als auch, in Strömungsrichtung aufeinander- folgend angeordnete, Doppelwendelstücke, die separat ange- steuert werden.

Besonders vorteilhaft gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist zudem die zylindrische Mantelfläche je- weils endseitig einen erhöhten Rand auf, realisiert durch entsprechende Ringabsätze an Endstücken der Trägerelemente.

Hierdurch entsteht eine besonders einfach und ferti- gungstechnisch günstig mit einer Isolatorfolie od. dgl. Ma- terial bewickelbare Aufnahme, die dann für eine gute Wär- meisolation der so geschaffenen Anordnung in einem umgebe- nen Gerätegehäuse sorgt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der stegförmigen Ab- schnitte gemäß dem Wendelverlauf bzw. der Wendelsteigung der Heizwendel (n) ist es notwendig, die einzelnen Träger-

elemente während der Montage besonders genau zueinander auszurichten, damit der Spiralverlauf der Wendel nicht un- terbrochen wird. Diese notwendige Ausrichtung der Trägere- lemente relativ zueinander wird erleichtert durch die wei- terbildungsgemäß vorgesehenen Zentrierstücke, die eine ver- drehsichere Montage der einzelnen Trägerelemente erlauben.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung sorgt die mit der Heizwendel bzw. dem Temperaturfühler verbundene Steuerelektronik dafür, dass eine Leistungsregelung auf ei- nen vorbestimmten elektrischen Leistungswert, insbesondere das Leistungsmaximum bzw. ein leicht unterhalb des Lei- stungsmaximums liegender elektrischer Leistungswert, ge- regelt wird. Genauer gesagt werden gemäß dieser vorteilhaf- ten Ausführungsform Regelungsmittel realisiert, die die Drehzahl des im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Lüftermo- tors automatisch so beeinflussen (erhöhen), dass die Hei- zung den vorbestimmten Leistungswert, z. B. 5/6 der Maximal- leistung, aufnimmt. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausführungsform dann, wenn Vorsatzdüsen mit kleinem Öff- nungsdurchmesser im Zusammenhang mit der vorliegenden elek- trischen Heizvorrichtung am austrittseitigen Ende des Strö- mungskanals verwendet werden, da insbesondere durch eine Vorsatzdüse mit sehr kleinem Durchmesser die vom Gerät ab- gegebene Heizenergiemenge sinkt und durch die weiterbil- dungsgemäße Nachregelung der Lüfterdrehzahl, abhängig le- diglich von der aufgenommenen Heizleistung, kompensiert werden könnte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungs- gemäßen Heizvorrichtung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen ; diese zeigen in Fig. l : eine perspektivische Ansicht eines Heiz- körpers gemäß einer ersten Ausführungs- form der Erfindung mit einer Mehrzahl scheibenförmiger Heizkörperelemente in montiertem Zustand (best mode) ; Fig. 2 : eine Perspektivansicht einer zur Verwen- dung in der Anordnung gemäß Fig. 1 ein- setzbaren, eingängigen, stufenlosen Heizwendel ; Fig. 3 : einen Längsschnitt durch ein gebläsesei- tiges Endstück der Heizelementanordnung gemäß Fig. 1; Fig. 4 : einen Längsschnitt durch ein Mittelstück der Anordnung gemäß Fig. 1 entsprechend einer Schnittansicht gemäß der Schnitt- linie IV-IV in Fig. 6 ; Fig. 5 : einen Längsschnitt durch ein auslasssei- tiges Endstück der Anordnung gemäß Fig.

1 Fig. 6 : eine Draufsicht auf ein scheibenförmiges Heizkörperelement der Anordnung gemäß Fig. 1 ; Fig. 7 bis Fig. 10 : Teilschnitte der Strebenbereiche gemäß Schnittlinien VII bis X in Fig. 6 ;

Fig. 11 : eine Doppelwendelanordnung mit einer in- nenliegenden und einer außenliegenden Heizwendel zur Verwendung in einer Heiz- vorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung ; Fig. 12 : eine alternative Ausführungsform zur Wendelanordnung der Fig. 11 mit einer vorderen (stromabwärts gelegenen) sowie einer hinteren (stromaufwärts gelegenen, jeweils bezogen auf ein Gebläse) Heiz- wendelanordnung aus innenliegender und außenliegender, parallelgeschalteter Heizwendel ; Fig. 13 : eine Perspektivansicht der Heizvorrich- tung gemäß der zweiten Ausführungsform zur Aufnahme der Heizwendelanordnung ge- mäß Fig. 11 bzw. Fig. 12 ; Fig. 14 : eine Draufsicht auf ein scheibenförmiges Heizelement der Anordnung gemäß Fig. 13 ; Fig. 15 : eine Schnittansicht entlang der Schnitt- linie XV-XV in Fig. 14 ; Fig. 16 bis Fig. 19 : Teilschnitte eines Strebenbereichs ent- lang der Schnittlinien XVI bis XXI in Fig. 14 mit dem Verlauf der Wendelkanäle in Streben des Heizkörperelements der Fig. 14 und Fig. 20 : ein Blockschaltbild eines Heissluftge- bläses mit elektrischen Steuer- und Funktionskomponenten zur Steuerung und zum Betrieb der Heizanordnungen gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 13.

Die Heizvorrichtung der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht aus einer Mehrzahl zylinderartig aneinandergereih- ter, scheibenförmiger Heizkörperelemente 10 (neun Elemente im Ausführungsbeispiel der Fig. 1), die jeweils, wie in Fig. 6 gezeigt, einen ringförmigen Außenbereich (Außenring) 12, einen scheibenförmigen Innenbereich 14 sowie eine Mehr- zahl den Außenring 12 sowie den Innenbereich 14 verbin- dende, sich radial erstreckende Streben 16 aufweisen.

Ein einzelnes Heizkörperelement 10, wie in der Schnittan- sicht der Fig. 4 gezeigt, weist einen Außendurchmesser von ca. 35 mm auf und ist ca. 9 mm tief. Zur ergänzenden Aus- richtung der Elemente nebeneinander gemäß Fig. 1 ist man- telseitig eine Markierungsrille 31 vorgesehen, die sich bei korrekt aneinandersitzenden Einzelelementen 10 zu dem in Fig. 1 gezeigten, durchgehenden Strichmuster ergänzt.

Der Innenbereich 14 weist eine Mehrzahl i. w. kreisförmiger Durchbrüche 18 auf, die, in der Anordnung der Fig. 1, zu- einander fluchtend ausrichtbar sind und so sich durch die Heizkörperanordnung der Fig. 1 langes erstreckende, durch- gängige Kanäle ausbilden. Genauer gesagt weisen die bevor- zugt aus keramischem Material gefertigten Heizkörperele- mente 10 einen vierkantförmigen Durchbruch 19 im Zentrum des Innenbereichs 14 auf, durch welchen ein in der Fig. 1 lediglich schematisch angedeutetes, vierkantförmiges Span- nelement 20 geführt werden kann und so für einen festen, verdrehsicheren Halt der Mehrzahl von Elementen 10 sorgt.

Darüber hinaus sind auf dem scheibenförmigen Innenbereich 14 jedes Heizkörperelements 10 vier kegelförmige Vorsprünge in Form von Zentrierspitzen 22 um den Mittelpunkt herum an- geordnet, welche in jeweils zugeordnete Zentrierbohrungen eines in der Anordnung der Fig. 1 benachbarten Elements eingreifen und so für eine exakte Positionierung der ein- zelnen Elemente zueinander sorgen.

Beidseits der Mehrzahl der Heizkörperelemente 10 in Fig. 1 sind Endstücke vorgesehen, und zwar ein eintrittseitiges (gebläseseitiges) Endstück 24, welches einem Gebläsemotor zur Förderung eines Fluids (bevorzugt Luft) durch die Heiz- körperanordnung hindurch, benachbart sitzt, sowie am gegen- überliegenden Ende ein austrittsseitiges Endstück 26. Beide Endstücke 24,26 begrenzen auf diesem Wege die Heizkör- peranordnung der Fig. 1, wobei, wie sich aus der Gegenüber- stellung der Längsschnitte durch die Einzelelemente 10,24, 26 der Fig. 3 bis 5 ergibt, sowohl das eintrittsseitige Endstück 24 als auch das austrittsseitige Endstück 26 je- weils einen Ringabsatz zu ihrer jeweiligen, außenliegenden Endfläche hin aufweisen. Ein Ringabsatz 28 des austritts- seitigen Endstücks 26 bildet dabei einen etwas geringeren Außendurchmesser aus, als ein Ringabsatz 30 des eintritts- seitigen Endstücks 24. Durch die Ringabsätze 28,30 ent- steht ein beidseits von einem Rand begrenzter, durch die Außenflächen der jeweiligen Heizkörperelemente 10 gebilde- ter Mantelabschnitt, welcher zum Bewickeln mit einer Iso- lierfolie ausgebildet und vorgesehen ist. Genauer gesagt ermöglicht es diese Anordnung, Isolierfolie kompakt, posi- tionsgenau und mechanisch zuverlässig auf die Heizkörperan- ordnung der Fig. 1 aufzubringen, ohne dass hierfür geson- derte Vorkehrungen zur Führung oder Befestigung der Iso- lierfolie getroffen werden müßten.

Die in der Fig. 2 gezeigte, eingängige und stufenlose Heiz- wendel 32 verläuft im Inneren der Heizkörperanordnung der Fig. 1, und zwar werden die gewendelten Abschnitte der Heizwendel 32 durch an geeigneter Stelle in den Streben 16 der Heizkörperelemente 10 gebildete Ausnehmungen bzw.

Durchbrüche geführt. Dieser Mechanismus ergibt sich aus der Abfolge der Teilschnittansichten gemäß Fig. 7 bis Fig. 10, welche den Verlauf einer in der jeweiligen Strebe 16 gebil- deten Ausnehmung 34 zeigen. Die Fig. 7 bis Fig. 10, die den Verlauf über einen Umfangswinkel von etwa 120° des Heizkör- perelements 10 der Fig. 6 zeigen, verdeutlichen, wie die Ausnehmung 34 bzw. der verbleibende Steg 16 in Um-

fangsrichtung aufeinanderfolgender Streben sich so kontinu- ierlich verändern bzw. verschieben, dass der Wendelform bzw. dem Wendelverlauf kontinuierlich gefolgt wird und die in das Heizkörperelement 10 eingelegte Heizwendel 32 durch die Abfolge der Streben in Umfangsrichtung stufenlos und spiralförmig entlang ihrer Steigung geführt und unterstützt wird. Insgesamt bildet so jedes scheibenförmige Heizkör- perelement 10 eine Unterstützung für eine volle Umdrehung der Wendel 32, so dass durch Aneinandersetzen einer Mehr- zahl von Heizkörperelementen 10 eine entsprechend lange Wendel gehalten und geführt werden kann. Wie in der Fig. 2 gezeigt, können sowohl eine austrittsseitige Zuleitung 36 als auch eine eintrittsseitige Zuleitung 38 durch ent- sprechende Durchbrüche 18 des Heizkörperelements 10 längs der Erstreckungsrichtung der Heizkörperanordnung der Fig. 1 bis zum Anschlussende geführt werden, wobei die Durchbrüche 18, wie in der Fig. 6 gezeigt, hierfür geeignet auch in ra- dialer Richtung Öffnungen aufweisen.

Ergänzend bietet die Anordnung der Heizkörperelemente 10 mit den Durchbrüchen im Innenbereich der jeweiligen Ein- zelelemente Kanäle für zusätzliche Leitungen, etwa für ei- nen am austrittsseitigen Endstück 26 vorsehbares Thermo- element, an, dessen Zuleitungen dann in entsprechender Wei- se am eintrittsseitigen Ende mit zugehöriger Auswer- teelektronik verbunden werden können.

Im betriebsfertigen Gerät verläuft die in der Fig. 2 ge- zeigte Wendel, in der oben beschriebenen Weise geführt, im Bereich der Streben 16 zwischen Außenring 12 und Innenbe- reich 14 eines jeweiligen Heizkörperelements. Damit ist si- chergestellt, dass Luft, die in Pfeilrichtung 42 in das eintrittsseitige Ende der Heizkörperanordnung der Fig. 1 eintritt, durch den vom Außenring 12 und Innenbereich 14 begrenzten, hohlzylindrischen Bereich geleitet wird, mit optimierter Angriffsfläche die Wendel umströmen kann und so mit bestem Wirkungsgrad aus der Anordnung, auf eine Aus- trittstemperatur von z. B. 600° beheizt, austreten kann.

Durch die stufenlose Ausbildung der Heizwendel findet dar- über hinaus eine gleichmäßige, brückenlose Beheizung dieser Wendel und damit des Luftstroms statt, wodurch insbesondere die Lebensdauer der Vorrichtung beträchtlich erhöht werden kann. Schließlich ist es zudem weiterbildungsgemäß möglich, zum austrittseitigen Ende der Anordnung hin -- da dort be- reits erwärmte Luft fließt -- eine geringere Wicklungs- bzw. Wendeldichte der Wendel vorzusehen, als auf der Ein- trittsseite, wobei, weiter bevorzugt, diese Variation ent- lang der Wendelausdehnung auch stufenlos erfolgen kann.

Unter Bezug auf die Fig. 11 bis 19 wird im weiteren eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie- ben, die insoweit als beste Ausführungsform (best mode) an- gesehen wird.

Die in Fig. 13 in der Perspektivansicht montiert gezeigte zweite Ausführungsform besteht, analog der ersten Ausfüh- rungsform, aus einer Aneinanderreihung einzelner Heizkör- perelemente 44, die mittels einer Markierungslinie 46 zu- einander ausgerichtet sind und beidends von einem an- schlussseitigen Endstück 48 bzw. einem austrittsseitigen Endstück 50 begrenzt werden. Wiederum bilden hier beide Endstücke 48,50 einen Rand für eine zwischenliegende, durchgehende Mantelfläche aus, die in der vorbeschriebenen Weise mit Isolierpapier umwickelt werden kann. Geometrisch unterscheidet sich die Anordnung der Fig. 13 von der Vor- richtung nach Fig. 1 durch einen etwas grösseren Außen- durchmesser der mittleren Heizkörperelemente 44, nämlich im beschriebenen Ausführungsbeispiel ca. 45 mm, sowie durch eine etwas andere Anordnung von im Innenbereich 52 eines jeweiligen Einzelelementes liegender Durchbrüche 54 für die Zuleitungen zu den Heizelementen.

Genauer gesagt sieht diese Ausführungsform vor, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, dass eine (Fig. 11) bzw. zwei (alternative Ausführungsform Fig. 12) Doppelwendel (n) für die Erwärmung des Luftstroms zwischen Innenbereich und au- ßenliegendem Ringabschnitt der jeweiligen Heizkörperele- mente 44 sorgen. Wie nämlich anhand der Schnittansicht der Fig. 15 durch ein mittleres Heizkörperelement 44 gezeigt (bei einem Durchmesser von 45 mm ist das Element im gezeig- ten Ausführungsbeispiel ca. 8 mm dick), können im Bereich der Streben 58, die den Ringabschnitt 56 mit dem Innenbe- reich 52 verbinden, zwei Wendeln mit unterschiedlichem Wen- deldurchmesser geführt werden, und die Streben 58 weisen hierfür entsprechend wendelförmig verlaufende bzw. um- fangsweise abgestufte Ausnehmungen 60 auf. Wie die Abfolge der Fig. 16 bis 19 entlang der Umfangsrichtung der Fig. 14 verdeutlicht, ist zudem die Steigung einer innenliegenden Wendel 59, erkennbar durch innenliegende Ausnehmungen 60g, geringer als die Steigung einer außenliegenden Wendel 61, geführt in zugehörigen, äußeren Ausnehmungen 60b in den je- weiligen Streben 58. Auch hier ist jedoch erfindungsgemäß realisiert, dass die Wendeln kontinuierlich und stufenlos geführt werden können ; im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 12 jedoch in zwei Abschnitten, die in einem vorde- ren, austrittseitigen Doppelwendelabschnitt 62 und einem hinteren, gebläseseitigen (eintrittseitigen) Doppelwen- delabschnitt 64 aufgeteilt sind und jeweils aus einer Par- allelschaltung von innerer und äußerer Wendel bestehen. Die Zuführung des Fluids erfolgt wiederum aus der Richtung der Anschlüsse bzw. Zuleitungen zu den Wendeln.

Wie die Draufsicht auf ein Element 44 der Fig. 15 verdeut- licht, ist durch die Doppelwendelheizung die Anzahl der Zu- leitungen höher, und entsprechend erhöht sich die Anzahl der im Innenbereich 52 vorgesehenen Durchbrüche 54. Wie zu- dem aus Fig. 14 bzw. Fig. 15 zu erkennen ist, findet, ana- log der Zentrierkegel der Fig. 6, ein Ausrichten benach- barter Heizkörperelemente 44 zueinander zur Anordnung der Fig. 13 mittels kegelstumpfförmiger Erhebungen 66 statt,

die um den Umfang verteilt, auf dem Ringabschnitt 56 vorge- sehen sind und in der dargestellten, nicht radial symmetri- schen Anordnung eine eindeutige Fixierung der Einzelele- mente zueinander in Umfangsrichtung definieren.

In montiertem Zustand der Fig. 13 nimmt die gezeigte Anord- nung der Heizkörperelemente entweder die einstückige Dop- pelwendel der Fig. 11, oder aber die geteilte Doppelwendel der Fig. 12 auf, wobei durch entsprechende Verschaltung bzw. Ansteuerung dieser Wendelanordnungen jeweils zwei Lei- stungsstufen aktiviert werden können : Hinsichtlich der Fig.

11 würde eine erste (niedrige) Heizstufe das Aktivieren le- diglich der inneren Heizwendel 59 vorsehen, und auf einer zweiten, höheren Heizstufe würde dann die Parallelschaltung beider Heizwendeln 59,61 aktiviert werden.

Dagegen besteht bei der Fig. 12 sowohl der hintere als auch der vordere Doppelwendelabschnitt 64,62 jeweils bereits aus einer Parallelschaltung der entsprechenden Wider- standsheizelemente, und entsprechend würde eine erste Heiz- stufe das Aktivieren eines der beiden Doppelwendelab- schnitte vorsehen, um dann bei Volllast in einer zweiten Heizstufe den jeweils anderen zusätzlich zu aktivieren.

Eintrittsseitig (d. h. auf den Lüftermotor gerichtet) weisen die vorbeschriebenen Ausführungsformen einen in den Fig. nicht gezeigten Anschlusskopf auf, welcher, neben geeigne- ten Steckerstiften zum Anschluss des jeweiligen Heizkörpers an die zugeordnete Elektronik, ein EEPROM als mit den elek- trischen und Prüfdaten einer jeweiligen Vorrichtung be- schriebenes Speicherelement trägt. Genauer gesagt sind in diesem elektronischen Speicherbaustein individuelle Daten hinsichtlich Heizungstyp (einstufig/zweistufig, eine Wendel bzw. zwei Wendeln), Temperaturparameter (z. B. Anzeige in Grad Celsius oder Grad Fahrenheit), weitere Abgleichwerte (konkretes Temperaturverhalten) und Produktionsdaten ge- speichert. Am diesem Anschlusskopf gegenüberliegenden Ende sitzt austrittsseitig ein in den Fig. nicht gezeigtes Ther-

moelement, dessen Temperaturinformation dann ebenfalls über den Anschlusskopf abgegriffen werden kann.

Unter Bezug auf das Blockschaltbild der Fig. 20 wird im weiteren die elektrische Beschaltung sowie die Steuerung bzw. der Signalfluss beim Betrieb der vorbeschriebenen Aus- führungsformen beschrieben, wobei die in der Fig. 20 ge- zeigte Elektronik 68 auf einem geeigneten Träger, etwa ei- ner Platine, im Gehäuse eines Heissluftgebläses enthalten ist und elektrisch mit den Anschlüssen am Heizmodul 70 (genauer : dem Anschlusskopf an den in den Fig. 1 bzw. 13 gezeigten Anordnungen) kommuniziert. In den Fig. sind die Komplexe"Elektronik"68 bzw."Heizmodul"70 durch jeweils gestrichelte Linien voneinander abgegrenzt, wobei zur Elek- tronik 68 auch noch der Lüftermotor 72 in Form eines bür- stenlosen DC-Motors gerechnet wird (der im montierten Zu- stand Luft durch die beschriebenen Anordnungen leitet), ferner eine Motorsteuereinheit 74 zur elektronischen An- steuerung des Motors 72 sowie zur Erfassung einer Ist-Dreh- zahl des Motors nient, die entsprechende Halbleiterbauele- mente, ein Schaltnetzteil und ein Steuer-ASIC für den Motor aufweist und in nachfolgend zu beschreibender Weise von ei- nem zentralen, prozessorgesteuerten Regelkreis angesteuert wird. Eine Heizungs-Steuereinheit 76 weist Triacs zum Schalten der Heizwendel sowie Optokoppler zur Nulldurch- gangsdetektion auf, um den Einschaltzeitpunkt mit hinrei- chender Genauigkeit bestimmen zu können.

Genauer gesagt wirkt die Steuereinheit 76 mit dem ersten Heizstrang 78 und einem zweiten Heizstrang 80 zusammen (im Fall des Ausführungsbeispiels der Fig. l entfällt der zwei- te Heizstrang ; im Fall der Fig. 12 für das zweite Aus- führungsbeispiel bedeuten die Heizstränge die innere bzw. äußere Heizwendel 59,61, und im Fall der Fig. 12 den vor- deren bzw. hinteren Doppelwendelabschnitt 62,64).

Das Heizmodul 70 ist in der Realisierung der Ausführungs- formen gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 13 so dimensioniert, dass die

Oberflächentemperatur des Heizdrahtes für die Wendeln nahe an dessen Schmelzpunkt liegt, so dass es zur Aufrechterhal- tung einer zu garantierenden Betriebsdauer notwendig ist, dass jede individuell gefertigte Heizanordnung an der je- weils heissesten Stelle von einem Prüfgerät vermessen wird, wobei dann die so erfassten, spezifischen Eigenschaften der Heizung für die elektronische Ansteuerung bzw. die Parame- trisierung des Betriebsverfahrens zugänglich gemacht werden können. Aus diesem Grund ist der vorerwähnte EEPROM, Be- zugszeichen 82 im Blockschaltbild der Fig. 20, unmittelbar am Heizmodul vorgesehen und enthält die jeweils produktspe- zifischen Daten wie folgt : Nach der Vermessung auf einem Prüfplatz ist vor allem der Messwert einer Thermoelementspannung eines ebenfalls am Heizmodul vorgesehenen, als Cr-Ni-Cr-Thermoelement reali- sierten Thermoelements 84 bei einer Temperatur von z. B.

600°C (maximale, gewünschte Betriebstemperatur) an der je- weils heissesten Stelle gespeichert. Darüber hinaus sind in dem Speicherbaustein folgende technische Informationen ab- gelegt : Ein Kenner für das Versorgungsnetz bzw. die Netz- frequenz eines vorgesehenes Betriebslandes, da, wie nach- folgend noch zu erläutern sein wird, die Ansteuerung für die Motoreinheit bei Betreiben an einem 50 Hz-Netz gegen- über einem 60 Hz-Netz verändert erfolgt. Darüber hinaus ist ein Wert für die Raumtemperatur angegeben, welcher bei ei- ner Temperaturmessung ohne Heizbetrieb angezeigt wird (Anzeige-Offset) ; es ist ein Indikator vorhanden, ob eine an späterer Stelle zu erläuternde, zentrale Steuereinheit für die Temperaturanzeige die auszugebende Temperaturwerte in Grad Celsius oder Grad Fahrenheit aufbereiten muss, es sind darüber hinaus weitergehende Reglerparameter für ver- schiedene Motordrehzahlbereiche gespeichert, die die zen- trale Steuereinheit zur Motorregelung verwendet, und es findet mittels vorgegebener Parameter eine Vorgabe zur Steuerung der Trägheit einer Anzeigesteuerung statt. Ferner enthält der Speicherbaustein 82 einen Referenz-Temperatur- wert für eine Temperaturkompensation mittels eines Kompen-

sations-Messelementes 86 (das Thermoelement 84 erzeugt als Thermospannung einen Messwert relativ zu einer Vergleichs- stelle. Da jedoch diese Referenzpunkt bei Betrieb des Gerä- tes erwärmt wird, kann mittels des Kompensations-Messele- ments 86, z. B. einem NTC, die Temperatur dieser Ver- gleichsstelle gemessen werden, um den entstehenden Fehler zu kompensieren).

Weitere, individuell einem Heizmodul zugeordnete Parameter sind Angaben über einen Heizungstyp (ein bzw. zwei Heiz- stränge), Dauer einer Anzeige eines von einem Benutzer ein- zustellenden Temperatur-Sollwertes (statt eines permanent angezeigten Temperatur-Istwertes), eine automatische Dreh- zahlabsenkung bei hohen Temperaturwerten sowie weitere Sta- tusangaben. Im Ergebnis stellt der spezifisch programmierte Speicherbaustein 82 sämtliche heiz- und temperaturrelevan- ten Parameter bereit, um der angeschlossenen Elektronik 68 die Basis für eine Motor- und Heizungsregelung zu bieten, die die Belastbarkeit der Heizwendeln maximal ausnutzt und trotzdem keinen unbeabsichtigten Verschleiss des Materials herbeiführt. Bei diesem individuell für jedes Heizmodul er- stellten Speicherbaustein ist, wie erwähnt, die wichtigste Information die konkret gemessene Thermoelementspannung des Ni-CrNi-Elements 84 bei maximaler Betriebstemperatur.

Die Heizeinheit 70 wird von einer in dem Elektronikmodul 68 vorgesehenen, zentralen Steuereinheit gemäß den Vorgaben des Benutzers bzw. den im Speicherbaustein 82 abgelegten Parametern angesteuert, wobei die Steuereinheit, in der Fig. 20 durch die gestrichelte Linie 88 angedeutet, die folgenden Funktionskomponenten aufweist (diese können so- wohl durch dezidierte Hardware-Schaltungen realisiert sein, wie dem Fachmann unmittelbar klar ist, oder aber Funktiona- litäten eines mit entsprechender Software versehenen Mikro- controllers od. dgl. Prozessorelements sein). Ein Abgleich- und Prüfmodul 89 empfängt die Parameterdaten des EEPROM 82 aus dem Heizmodul und lädt darüber hinaus weitere, von ei- nem separaten EEPROM 90 gelesene Parameter und Vorgaben.

Nach Durchführen einer Abgleich- und Plausibilitätsprüfung nach Betriebsbeginn des in Fig. 20 gezeigten Heissluftge- räts, die bei einem kritischen Fehler zum Abschalten der Heizung und zur Ausgabe einer Servicemeldung auf einem An- zeigebaustein 92 (Anzeigemodul mit zugehörigem Ausgabe- Controller) führt, beginnt die Heizungs- und Motoran- steuerung, wobei zu diesem Zeitpunkt bereits geprüft worden ist, ob eine Heizung auf das Gerät gesteckt ist, welche Konfiguration diese Heizung besitzt und welche konkreten Temperaturparameter bei dieser Heizung gemessen und gespei- chert worden sind.

Über eine Verstärkereinheit 94 wird eine aktuelle, vom Thermoelement 84 abgegebene Thermospannung verstärkt und einem A/C-Wandler 96 als Ist-Temperatur TiSt zugeführt. Der A/C-Wandler der zentralen Steuereinheit 88 empfängt darüber hinaus einen extern vom Bediener vorgegebenen Temperatur- sollwert Tsoll sowie einen Drehzahl-Sollwert n..,,. Weiterhin wird eine Kompensationstemperatur comp des Kompensations- messelements 86 eingelesen. Schließlich empfängt der AD- Wandler 96 noch die aktuelle Motordrehzahl ni,, t der Motor- steuereinheit 74, wobei mittels einer Fehlererkennungsein- heit 98, die einer Motorregelungseinheit 100 nachgeschaltet ist, eine Überwachung der tatsächlichen Motordrehzahl nist durchgeführt wird. Sollte nämlich etwa die Drehzahl des Mo- tors, z. B. durch Verschmutzung oder Fremdkörper auf dem Schaufelrad, zu weit absinken und damit einen notwendigen Luftfluss durch den Heizkörper nicht mehr ermöglichen, schaltet die zentrale Steuereinheit 88 die Heizstränge 78 und ggf. 80 ab und gibt auf der Anzeigeeinheit 92 eine ent- sprechende Fehler- bzw. Servicemeldung aus.

Eine im bidirektionalen Datenaustausch mit der Motorrege- lungseinheit 100 dargestellte Temperaturregelungseinheit 102 ist als digitaler PI-Regler realisiert. Eine Interak- tion zwischen der Motorregelung 100 und der Temperaturrege- lung 102 erfolgt insoweit durch gegenseitige Beeinflussung, als etwa eine Erhöhung der Motordrehzahl eine Änderung des Regelverhaltens für die Temperatur bewirkt, und eine Erhö- hung der Temperatur eine Absenkung der Motordrehzahl, da die Luftmengeleistung des Lüftermotors so groß ist, dass die Temperaturregelung ohne eine automatische Absenkung der Motordrehzahl bei hohen Solltemperaturen nicht in der Lage wäre, die geforderte Temperatur einzustellen.

Der Benutzer kann entsprechend durch Vorgeben einer Soll- temperatur, die auf der Anzeigeeinheit 92 in Form einer di- gitalen, mehrstelligen (z. B. 7-Segment-Anzeige) Anzeigeein- heit dargestellt wird, einen gewünschten Temperaturwert der aus dem Gerät austretenden Heissluft vorwählen, und es wird dann durch die zentrale Steuereinheit 88 gemäß aktuell er- fasstem Temperatur-Istwert Tint dite Steuerleistung für die Heizung erhöht, bis der vorgegebene Sollwert erreicht ist.

Daraufhin wird im Wege einer Regelschleife die Temperatur auf dem gewünschten Pegel gehalten. Je nach Vorgabe ermög- licht es das Anzeigemodul 92, den von dem Bediener einge- stellten Sollwert für eine vorbestimmte Zeit seit der Be- dienung eines Stellelements anzuzeigen, bis zurück in einen Anzeigemodus für eine tatsächliche Ist-Temperatur Tist zu- rückgeschaltet wird.

Auf die beschriebene Weise ist es somit möglich, mit einem einsträngigen Heizmodul (Ausführungsbeispiel der Fig. 1) ein Heissluftgerät einer Leistung von etwa 1. 700 Watt zu realisieren, während ein zweisträngiger Apparat (Fig. 13) eine Heizleistung von etwa 3. 400 Watt bei, wie oben be- schrieben, kompakten Abmessungen und langer Lebensdauer im Dauerbetrieb, ermöglicht.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Realisierungsform der vorliegenden Erfindung findet eine Ansteuerung der ein- oder zweisträngigen Heizwendeln bei Minimierung etwaiger Netzstörungen und Netzrückwirkungen statt. Zu diesem Zweck wird die gesamte Last für jeden Heizstrang jeweils während vollständiger Halbwellen der Versorgungsspannung geschal- tet, wobei, in Abhängigkeit von einem jeweiligen Schaltmu- ster, eine stufenweise Leistungsstellung durch Steuerung dieses die ein- bzw. ausgeschalteten Halbperioden angeben- den Schaltmusters erfolgen kann. Genauer gesagt wird ein Schaltmuster innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode T = k x 3. 000/ [Netzfrequenz in Hz] gewählt, wobei k eine ganzzahlige, natürliche Zahl > = 2 ist und das Schaltmuster innerhalb jeder Periode T konstant bleibt. Für eine Netz- frequenz von 50 Hz ist damit eine Zeitperiode T = 60 ms oder ein ganzzahliges Vielfaches davon, und innerhalb die- ser 60 ms werden jeweilige Halbwellen ein- oder zweisträn- gig so geschaltet, dass der gesamte, geschaltete Gleichlei- stungsanteil innerhalb einer Periode Null bleibt. Während bei nur einem Heizstrang hierdurch vier realisierbare Schaltstufen (0,1/3, 2/3, voll) entstehen, ergeben sich bei einer Heizung mit zwei unabhängig voneinander geschal- teten Strängen (jedoch während derselben Periode T) insge- samt sieben Leistungsstufen durch Variation des Schaltmu- sters für jeweils ganze, geschaltete Halbwellen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vor- liegenden Erfindung ist eine Regelung vorgesehen, die ins- besondere bei einem Gebrauch einer Vorsatzdüse mit kleinem Durchmesser vor dem Fluidaustritt dafür sorgt, dass durch eine solche, den Austrittsquerschnitt verringernde Düse die abgegebene Heizenergiemenge nicht absinkt.

Dieser Weiterbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die von der vorliegenden elektrischen Heizvorrichtung auf ein Werkstück transportierbare (Wärme-) Energiemenge i. w. von der zugeführten elektrischen Leistung sowie von dem vom Lüfterrad erzeugten dynamischen Druck im Heizelement abhän-

gig ist ; der dynamische Druck ist dabei ein Maß dafür, wie- viel Fluid (Luft) bei einem vorbestimmten Auslassquer- schnitt von dem Lüfterrad transportiert werden kann. Bei sinkender Drehzahl des Lüfterrades sinkt (in der prakti- schen Realisierung fast proportional) der dynamische Druck innerhalb des Heizelementes und somit die auf das Werkstück übertragbare Wärmeenergiemenge bei konstanter Temperatur.

Benutzt ein Anwender nunmehr eine Vorsatzdüse mit einem sehr kleinen Durchmesser (also einem entsprechend kleinen Auslassquerschnitt), sinkt die vom Gerät abgegebene Ener- giemenge nochmals, da durch die Querschnittsverkleinerung der Düse bei konstant gehaltenem Innendruck die geförderte Luftmenge sinkt und entsprechend der Regler die Leistungs- aufnahme der Heizwendel verringert, da er nun mit einer kleineren elektrischen Leistung die geforderte Temperatur einstellen kann.

Gegenstand der beschriebenen Weiterbildung mittels des Lüf- terrad-Regelungskonzeptes ist es nunmehr, automatisch die Lüfterdrehzahl soweit zu erhöhen, dass die Heizung im Mit- telwert z. B. 5/6 der maximalen elektrischen Heizleistung aufnimmt. Solange der aktuelle Motordrehzahlwert unterhalb der eigentlich eingestellten Solldrehzahl liegt und die An- steuerung der Heizwendel nicht mehr als 5/6 der Maximallei- stung zur Temperatursteuerung verwenden muss, wird durch einen Regelkreis in der zentralen Steuereinheit die Dreh- zahl automatisch bis an das maximal mögliche Produkt aus Luftmenge und elektrische Heizleistung auf- bzw. angere- gelt.

Würde beispielsweise bei voreingestellter, maximaler Soll- drehzahl und einer Temperatur von 600°C durch den Anwender die zentrale Steuereinheit (Micro-Controller) ansonsten die Motordrehzahl auf einen festen, voreingestellten Wert ab- senken, der bei normalem Betrieb der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der maximale mögliche Drehzahlwert bei der geforderten Temperatur ist, würde hier bei Verwendung einer kleinen Vorsatzdüse die aufgenommene elektrische Leistung

sinken, da die geförderte Luftmenge sinkt und somit die Temperaturregelung die elektrische Leistung der Heizung re- duziert.

Die weiterbildungsgemäß vorgesehene Drehzahlregelung würde bei denselben Einstellungen im normalen Betrieb (d. h. ohne Vorsatz) in derselben Weise funktionieren, dagegen jedoch bei Verwendung einer Vorsatzdüse mit kleinem Querschnitt dazu führen, dass die Steuereinheit die Turbinendrehzahl solange erhöht, bis etwa 5/6 (Beispielwert) der gesamten Heizleistung im Mittel erreicht sind, oder die Solldrehzahl gleich der Istdrehzahl ist.

Auf diese Weise kann auf effektive und steuerungstechnisch leicht zu implementierende Weise der üblicherweise mit der Verwendung von engen Auslassdüsen verbundene Effekt einer Reduzierung der zur Verfügung stehenden Heizenergie ausge- glichen werden.

Im Ergebnis ermöglicht es die beschriebenen Steuerschal- tungsvarianten zusammen mit einem der vorstehend erläuter- ten Ausführungsbeispiele für das Heizmodul, eine Heizvor- richtung für ein Fluid, insbesondere ein Heissluftgebläse, zu schaffen, welches in ausserordentlich leistungsfähiger bei noch kompakter Bauweise hohe Heizleistungen mit einer genauen Temperaturregelung, die in überaus benutzerfreund- licher Weise mit einer von dem Benutzer einzustellenden Solltemperatur arbeitet, zu kombinieren. Heizmodulspezifi- sche Parameter und Temperaturdaten gestatten in diesem Zu- sammenhang maximale Steuerleistungen, ohne die Lebensdauer der hochbelasteten Heizstränge zu gefährden.