DD286926A5 - Heizeinrichtung fuer einseitige waermeabgabe - Google Patents

Abstract

Heizeinrichtung fuer einseitige Waermeabgabe. Als Heizelemente kommen Widerstandselemente mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) zur Anwendung. Als Beispiele seien Buegeleisen und Kochplatten genannt, die mehrere Heiztemperaturen aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einer Mehrzahl gleicher PTC-Widerstandselemente eine Heizeinrichtung fuer mehrere Heiztemperaturen und einseitige Waermeabgabe aufzubauen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz geloest, indem die PTC-Widerstandselemente auf einer Seite an einem gemeinsamen Waermeableit- und Kontaktblech, das an eine erste Klemme einer Spannungsquelle angeschlossen ist, anliegen und auf der anderen Seite je PTC-Widerstandselement ein separates Waermeableit- und Kontaktblech vorgesehen sind, die an eine zweite Klemme der Spannungsquelle, vorzugsweise ueber einen Wahlschalter, angeschlossen sind, die nicht mit dem jeweils zugehoerigen PTC-Widerstandselement in Kontakt stehenden Bereiche der separaten Waermeableit- und Kontaktbleche verschiedene Oberflaechengroeszen aufweisen und die separaten Waermeableit- und Kontaktbleche thermisch voneinander getrennt sind. Fig. 1{Heizeinrichtung; einseitige Waermeabgabe; PTC-Widerstandselemente; gekroepfte Waermeableit- und Kontaktbleche; Oberflaechengroesze; thermische Trennung; Mantelblech}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebtat der Erfindung

Die Erfindung betrifft elektrische Heizgeräte, bai denen die erzeugte Wärme lediglich auf oinor Seito abgagebon wird. Als Heizelement kommen Widerstandselemente mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) zur Anwendung. Als Beispiele seien Bügeleisen und Kochplatten genannt, die mehrere Heiztemperaturen aufweisen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Heizeinrichtungen für einseitige Wärmeabgabe sind bekannt. Eine so geartete Heizplatte ist in der OE-AS 2359215 beschrieben. Ein flächenförmiges Heizelement ist zwischon beidseitig angeordnetem, aber einseitig aus verschiedenen Schichten verstärkt ausgeführtem Isoliermaterial gelagert. Eino Grundwannenplatte und eine die gleiche Wärmeausdehnung aufweisende metallische Gegenplatto schließen die Heizelemente und eine sich mit den Platten fest verbindende Schicht aus elektrisch isolierendem, mit Quarzmehl vormischtem Gießharz wasserdicht ein. Weiterhin besteht die Heizplatte aus einer äußeren Deckplatte, wobei zwischen dieser und der Gegenplatto ein wärmeisolierender Kunststoffschaum eingebracht ist. Dieser Kunststolfschaum bewirkt, daß die Wärmeabgabe von den Heizelementen in Richtung der Grundwannenplatto verläuft. Nachteilig an dieser Heizplatte ist, daß es auf der Seite der Gegenplatte zu Wärmostaus kommen kann, da oino Ableitung der dort orzeugton Wnrmo nicht '"'olg·.. Bei Verwendung von PTC-Hoizelemonten besteht dadurch die Gefahr dor Zerstörung dor Heizolomwte.

Es sind auch Heizeinrichtungen bekannt, die mehrere Heiztemperaturen zur Verfügung stollen und PTC-Widerstandsolcmento verwenden. In der DE-PS 3207015 ist eins PTC-Heizung beschrieben, die zwei PTC-Elemente mit unterschiedlichen Curietemperaturen aufweist.

Nachteilig daran ist, daß in der Serienproduktion solcher Heizungon PTC-Elemente bereitgestellt werden müssen, dio relativ foin abgestufte Curietemperaturen aufwoisen und deshalb kos'onintensiv sind. Dios stellt aber oinen unnötig hohen Aufwand dar. Weiterhin ist eine Heizvorrichtung mit einem Widerstandskörper aus PTC-Material aus der DE-OS 2715878 bekannt. An den Widerstandskörper sind auf einer Seite eine Flächenelektrode, die an eine Klemmo der Vorsorgungsspannung angeschlossen ist, und auf der anderen Seite mindestens droi verschieden große Bereiche des Widerstandskörpers kontaktierende Eloktroden, die über oinon Wahlschaltor mit der zweiton Klemme der Vorsorgungsspannung verbunden sind, angelegt. Nachteil g an dieser Heizvorrichtung ist, daß dio Herstellung von kompakten PTC-Körporn einen relativ hohen technologischen Aufwand erfordert. Außerdem sind thormische Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Bereichen des Widerstandskörpers im Betrieb nicht auszuschließen, so daß thermisch bedingte Spannungen im Material auftreten können.

Ziel der Erfindung

Oie Erfindung bezweckt die Verringerung des materiellen und technologischen Aufwands für Heizeinrichtungon zur Bereitstellung mehrerer Heiztemperaturen unter Verwendung von PTC-Widerstandselementen.

-2- 286 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einer Mehrzahl gleicher PTC-Widerstandselemente eine Heizeinrichtung für mehrere r!olztemporatu:en und einseitige Wärmeabgabe aufzubauen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß golöst, indem die PTC-Widerstandselemente auf einer Seite an einem gemeinsamen Wärmeableit- und Kontaktblech, das an eine erste Klemme einer Spannungsquelle angeschlossen ist, anliegen und auf der anderen Seite je PTC-Widerstandselement ein separates Wärmeableit· und Kontaktblech vorgesehen sind, die an eine zweite Klemme der Spannungsquelle, vorzugsweise über einen Wahlschalter, angeschlossen sind, die nicht mit dem jeweils zugehörigen PTC-Widerstandselement in Kontakt stehenden Bereiche der separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche verschiedene Oberflächengrößen aufweisen und die separaten Wärmeableit· und Kontaktbleche thermisch voneinander getrennt sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche derart gekröpft sind, daß sie außerhalb der Kontaktbereiche zu den PTC-Widerstandselementen eine Ebene mit dem gemeinsamen Wärmoabloit- und Kontaktblech bilden.

Ausgestaltet wird die Erfindung dadurch, daß ein Mantelblech elektrisch isoliert die Wärmeableit- und Kontaktbleche umschließt.

Hinzu kommt als weiteres erfinderisches Merkmal, daß das Mantelblech planparallel zu der von dem gemeinsamen Wärmeableit- und Kontaktblech und den abgekröpften Bereichen der separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche gebildeten Ebene angeordnet ist sowie deren gegenüberliegende Seite der Einrichtung teilweise und die Längsseiten vollständig umfaßt.

Die Wärmeabgabe erfolgt hauptsächlich durch Wärmeleitung von einem oder mehreren an Spannuno gelegten PTC-Widerstandselementen über das oder die zugehörigen separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche einerseits und das gemeinsame Wärmeableit- und Kontaktblech andererseits zum Mantelblech. Die Kröpfung der separaten Kontaktbleche bewirkt die Wärmeleitung in Richtung der mit dem gemeinsamen Kontaktblech gebildeten Ebene, von der aus die Wärme über das Mantelblech abgegeben wird.

Die unterschiedlichen Größen der separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche bewirken, daß unterschiedliche Wärmemengen von den PTC-Heizelementen abgeführt werden. Entsprechend der umgesetzten Leistung stellt sich die Temperatur an der Wärmeabgabefläche der Heizeinrichtung ein.

Wegen der Kröpfung der separaten Wärmeableit- und Kontaktblecho braucht die von der Wärmeabgabofläche abgewandto Seite der Heizeinrichtung nicht zusätzlich thermisch isoliert zu werden, da annähernd die gesamte erzeugte Wärmemenge zur Wärmeabgabefläche abgeleitet wird und dort zur Verfügung steht.

Vorteilhaft an der Erfindung ist auch, daß verschiedene Heiztemperaturen einstellbar sind und dafür gleiche PTC-Elemente verwendet worden können. Dies stellt einen technologischen Gewinn dar, da keine nach abgestuften Curiotemperaturen sortierten PTC-Elemente bereitgestellt werden müssen.

Ausführungsbeispiel

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es handelt sich um eine Heizeinrichtung für ein Bügeleisen, insbesondere ein Reisebügeleiden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 A: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung; Fig. 1 B: eine Seitenansicht der Heizeinrichtung; Fig. 2- dio Heizeinrichtung als Explosivdarstellung.

Der Längsschnitt der Heizeinrichtung nach Fig. 1A zeigt die geometrische Anordnung der Einzelteile. Zwoi PTC-Elemonte 1 und 1 'werden von einem Elementehaltor 5 zwischen einem gomoinsamon Kontaktblech 2 und zwei separaten Kontaktblechen 3 und 3' fixiert. Das gemeinsame Kontaktblech 2 ist mit einer senkrecht bofostigten Anschlußfahno 9 vorsehen, dio zwischen den PTC-Elemonten 1 und 1' angeordnet ist. Der Elementehalter 5 verfügt dazu über eine entsprechende Aussparung. Die separaten Kontaktbleche 3 und 3' weisen Anschlußdrähte 4 und 4' auf, die vorteilhafterwoise jowoils an don freien Endon angeordnet sind. Zwischen den inneren Enden der separaten Kontaktbleche 3 und 3' ist eine Isolationsscheibe 8 für dio Anschlußfahno 9 vorgesehen. Die separaten Kontaktbleche 3 und 3' sind abgekröpft, so daß ihre freien Enden in einer Ebene mit dem gemeinsamen Kontaktblech 2 liegen, im Kontaktbereich mit don jeweils zugehörigen PTC-Elomenten 1 bzw. 1' sind dio separatem Kontaktblecho 3 und 3' gleich ausgeführt. Ihre freien Endon weisen jedoch einen Unterschied auf. Das freie Ende des Kontaktbleches 3 hat eine goringero Flachenausdehnung als das dos Kontaktblechs 3'. Ein Mantelblech 7 umhüllt dio gesamte Anordnung, woboi zwischen diesem und don Kontaktblechon 2, 3 und 3' eine Basisisolation β vorgesehen ist. Die in Fig. 1 B dargestellte Seitenansicht der Heizeinrichtung domonstriort vorrangig dio Funktion des Mantelblechs 7 als Halteelement für die gesamte Anordnung. Das Mantelblech 7 umschließt dio Heizeinrichtung iiuf der Unterseite, dio zur Wärmeabgabe vorgesehen ist, und an den Längsseiten. Die Oborseito der Heizeinrichtung !lingegon wird nur toilwoiso vom M ntolblcch 7 bedockt, so daß dor größte Teil dor Oberseite der Einrichtung von dor Basisisolation 6 abgeschlossen wird. Das Explosivbild der erfindungsgomäßen Heizeinrichtung gemäß Fig. 2 verdeutlicht die geometrisch-konstruktive Gestaltung der in der Heizeinrichtung verwendeten Bauteile und die Reihenfolge ihrer Anordnung. Das Mantelblech 7 verfügt über Durchbrüche 11. Es besteht aus drei Bereichen, wobei im breitesten d'o Durchbrücho 1' quer zur Längsrichtung eingebracht sind. Oberhalb des Mantelblechs 7 befindet sich dio Basisisolation 6, dio ebenfalls in dr: i Bereiche unterteilt ist. Das darüber dargestellte gemeinsame Kontaktblech 2 ist rechteckig ausgeführt und verfügt über einen Durchbruch 10 sowie dio Anschlußlahne 9. Der Elementehalter 5 besteht aus Isoliermaterial und hat die Form oines Rechtecks mit zwei rechteckigen Ausschnitten für dio PTC-Elemento 1 und Γ sowie einen Einschnitt zur Durchführung der Anschlußfahno 9. Dio separaten Kontaktbleche 3 und 3' sind rechteckige Blechstreifen. Sie weisen eino Dreiteilung auf, wobei dio zueinander gerichteten Bereiche über gleiche Größen und eino Durchführungsaussparung für dio Anschlußfahne 9 vorfü on. Die nach außen sich

anschließenden Bereiche sind ebenfalls gleich groß. Sie sind in einem Winkel von etwa 45° abgekröpft. Daran schließen sich diefreien Enden der Kontaktbleche 3 und 3' an, die parallel zu den inneren Bereichen vorlaufen. Das freie Ende des Kontaktbiechs 3hat eine nur etwa halb so große Fläche wie das freie Ende des Kontaktblechs 3'. Die Durchführungsaussparungen für die

Anschlußfahne 9 werden von der Isolation 8 abgedeckt, die als runde Scheibe mit einem Einschnitt ausgeführt ist. Die Montage der Heizeinrichtung erfolgt gemäß der Explosivdarstellung in Fig. 2, wobei zum Schluß die Anordnung durch Biegen des Mantelblechs 7 entlang der Biogelinien 12 als Einheit entsteht. Die Durchbrüche 11 im Mantelblech 7 und 10 im gemeinsamen Kontaktblech 2 dienen der gegenseitigen thermischen Entkopplung der PTC-Elemente 1 und V.

Claims (4)

1. Heizeinrichtung für einseitige Wärmeabgabe mit mindestens zwei PTC-Widerstandselementen zur Erzeugung mehrerer Heiztemperaturen, wobei die PTC-Widerstandselemente auf einer Seite an einem gemeinsamen Wärmeableit- und Kontaktblech, das an eine erste Klemme einer Spannungsquelle angeschlossen ist, anliegen und auf der anderen Seite je PTC-Widerstandselemont ein separates Wärmeableit- und Kontaktblech vorgesehen sind, die an eine zweite Klemme der Spannungsquelle, vorzugsweise über einen Wahlschalter, angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem jeweils zugehörigen PTC-Widerstandselement (1,1') in Kontakt stehenden Bereiche der separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche (3,3') verschiedene Oberflächengrößen aufweisen und die separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche (3,3') thermisch voneinander getrennt sind.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche (3,3') derart gekröpft sind, daß sie außerhalb der Kontaktbereiche zu den PTC-Widerstandselementen (1,V) eine Ebene mit dem gemeinsamen Wärmeableit- und Kontaktblech (2) bilden.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 ode 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantelblech (7) elektrisch isoliert, die Wärmeableit- und Kontaktbleche (2; 3,3') umschließt.

4. Heizeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelblech (7) planparallel zu der von dem gemeinsamen Wärmeableit- und Kontaktblech (2) und den abgekröpften Bereichen der separaten Wärmeableit- und Kontaktbleche (3,3') gebildeten Ebene angeordnet und um die gegenüberliegende Seite gebördelt ist.