DE1465446B2

DE1465446B2 - Bimetall-Element mit Heizkörper

Info

Publication number: DE1465446B2
Application number: DE19641465446
Authority: DE
Inventors: Mogens Gildbro Dyre (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1964-10-16
Filing date: 1964-10-16
Publication date: 1970-07-02
Also published as: BE670513A; NL6513030A; SE319230B; NO119281B; CH427366A; GB1077283A; DE1465446A1; AT256965B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bimetall-Element mit einer aufgeklebten biegsamen Isolierstoffschicht und einem darauf angebrachten Heizkörper.

Bei einer bekannten Anordnung ist auf das Bimetall-Element eine elastische Isolierfolie geklebt, auf die ein linienförmiger Strompfad als Heizwiderstand aufgedruckt ist. Diese Konstruktion erfährt eine ungleichmäßige Erwärmung. Entweder wird die Isolierstoffschicht im Bereich des aufgedruckten Strompfades überlastet, was insbesondere bei einer Isolierschicht aus Kunststoff schon bei geringen Übertemperaturen der Fall sein kann, oder aber es ergibt sich eine so geringe Heizleistung, daß der Anwendungszweck des Bimetall-Elements beschränkt bleibt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für jede Größe des Bimetalls und für jede Heizleistung eine spezielle Isolierfolie mit einem speziellen Aufdruck vorgesehen werden muß.

Des weiteren ist ein Bimetall-Element bekannt, bei dem die Isolierschicht aus Glas oder Email besteht, das auf die Bimetallkomponente mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten aufgeschmolzen wird. Anschließend wird eine Heizfolie auf die Isolierschicht aufgeschmolzen. Dieser Vorschlag läßt sich nur verwirklichen, wenn das Glas oder Email den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie die darunter befindliche Metallschicht, da sonst die Isolierschicht Risse bekommen und abspringen würde. Ferner werden für das Aufschmelzen der Isolierschicht relativ hohe Temperaturen benötigt, die im allgemeinen weit oberhalb des normalen Arbeitsbereichs des Bimetall-Elements liegen und daher zu einer Beschädigung dieses Elements führen können. Es kommt hinzu, daß sowohl die Herstellung eines solchen Bimetall-Elements an sich als auch die Einstellung eines genauen Widerstandswertes der Heizfolie recht schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bimetall-Element der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einfach undrationellherzustellenistundimBetrieb auch bei höherenHeizleistungen keinenSchadennimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aufgeklebte Isolierschicht im wesentlichen vollständig mit einer elektrisch leitenden Heizschicht bedeckt ist.

Bei diesem Aufbau ergibt sich, wenn eine vorgegebene Heizleistung zu übertragen ist, die geringste Belastung der Isolierschicht, weil diese gleichmäßig beansprucht wird. Man kann daher mit einem höheren Wert der mittleren Heiztemperatur arbeiten oder Kunststoff-Isolierfolien mit geringerer Temperaturbeständigkeit verbinden. Außerdem kann man Isolierschicht und Heizkörper vorfertigen und dann durch Ausschneiden beliebig großer und beliebig geformter Flächenabschnitte einen Heizwiderstand mit genau definierten Eigenschaften erzeugen. Infolge des Aufklebens wird jede Temperaturbeanspruchung des Bimetall-Elements bei der Herstellung vermieden. Als Isolierstoff können beliebige biegsame Materialien benutzt werden, die jeglicher Bewegung des Bimetall-Elements zu folgen vermögen.

Beispielsweise kann der Isolierstoffstreifen aus Kunststoff, z. B. Polytetrafluorethylen, bestehen. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn ein warmhärtender Kleber verwendet wird. Hierfür kommt z. B. Epoxyharz in Frage. Bei der späteren Benutzung des Bimetall-Elements kann daher die Haftkraft des Klebers nur noch verstärkt werden.

Auch empfiehlt es sich, die leitende Schicht aus mit einem Kleber versetztem Kolloidgraphit bestehen zu lassen, vorzugsweise aus einem Gemisch von Epoxyharz und Kolloidgraphit. Ein solches Gemisch läßt sich leicht aufbringen und hat einen nach Belieben einstellbaren Widerstand, da der Widerstandswert des Heizkörpers nicht nur durch seine Flächenabmessung, sondern außerdem auch durch das Mischungsverhältnis der beiden Mischungsbestandteile variiert werden kann. Brauchbare Mischungsverhältnisse sind z. B. ein Teil Epoxyharz und zehn Teile Kolloidgraphit oder ein Teil Epoxyharz und vier Teile Kolloidgraphit.

Vorzugsweise ist der Isolierstoffstreifen wenigstens einseitig angerauht. Auf diese Weise erreicht man, daß der zur Verbindung mit dem Bimetall benötigte Kleber bzw. der in der leitenden Schicht enthaltene Kleber gut am Isolierstoff haftet. Das Anrauhen kann z. B. durch eine Ätzung vorgenommen werden.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Zuleitungen mittels mit einem Kleber versetzten Kolloidsilbers angebracht. Da die Deh^ nung im Bereich der Kontaktstelle nur minimal ist, braucht man keine Zerstörung der Kontaktstelle bei einer Bewegung des Bimetall-Elements zu befürchten. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dafür gesorgt, daß auf die leitende Schicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer weiteren Isolierschicht, ein Reflektionsbelag gelegt ist. Diese Maßnähme verhindert eine zu große Wärmeabstrahlung, so daß auch bei geringerer Heizleistung eine ausreichende Beeinflussung des Bimetalls erfolgt. Das Aufbringen der Reflektionsschicht ist besonders einfach, weil die elektrisch leitende Schicht eine glatte Oberfläche haben kann. Als Reflektionsbelag eignet sich z.B. eine nicht in den Heizstromkreis einbezogene Silberschicht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer, räumlicher Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bimetall-Elements und
F i g. 2 im Querschnitt ein zweites Ausführungs-

beispiel.

Das Bimetall-Element besteht in üblicher Weise aus zwei Metallstreifen 1 und 2, deren Material einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt. Ein Isolierstoffstreifen 3 aus Polytetrafluoräthylen ist mit einer leitenden Schicht 4 und auf der anderen Seite mit einer Kleberschicht 5 versehen. Der Kleber besteht aus Epoxyharz. Die leitende Schicht besteht aus einem Gemisch von Epoxyharz und Kolloidgraphit. Die Schichtkombination 3 bis 5 ist aus einer größeren vorgefertigten Fläche ausgeschnitten oder ausgestanzt worden und wurde dann auf das Bimetall-Element 1, 2 geklebt. Zum Anschluß dient ein Leitungsdraht 6, der auf das Ende der leitenden Schicht 4 gelegt und dort mit einer Anhäufung 7 aus leitendem Material, nämlich einem Gemisch von Kleber und Kolloidsilber, festgeklebt ist.

Für die Bemessung des Widerstandswertes der leitenden Schicht 4 gibt es vielerlei Möglichkeiten. Man kann die Dicke dieser Schicht entsprechend auslegen. Man kann Breite und Länge der Schicht frei wählen. Man kann das Mischungsverhältnis der Schichtbestandteile (Kleber — Kolloidgraphit) variieren. Man kann die beiden Anschlußleiter 6 in jedem

beliebigen Abstand voneinander anordnen. Man kann die wirksame Länge der Schicht verkürzen, indem man der Anhäufung 7 eine größere Ausdehnung gibt.

In F i g. 2 ist auf die leitende Schicht 4 noch eine weitere Isolierschicht 8, z. B. ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen, aufgetragen, über die eine Reflektionsschicht 9 gebreitet ist, z. B. ein Silberbelag, durch den von der Schicht 4 erzeugte Wärme zum Bimetall-Element zurückreflektiert wird.

Selbstverständlich kann die leitende Schicht auch in anderer Weise aufgebaut sein, z.B. aus einem Metall oder einem leitenden Metalloxyd bestehen. Die besten Ergebnisse hinsichtlich der Genauigkeit des Widerstandswertes und der erforderlichen Biegsamkeit haben sich aber mit dem geschilderten Gemisch aus einem Kleber und Kolloidgraphit oder Kohleteilchen gezeigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Bimetall-Element mit einer aufgeklebten biegsamen Isolierstoffschicht und einem darauf aufgebrachten Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeklebte Isolierschicht im wesentlichen vollständig mit einer elektrisch leitenden Heizschicht bedeckt ist.

2. Bimetall-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht aus einem mit einem Kleber versetzten Kolloidgraphit besteht.

3. Bimetall-Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht aus einem Gemisch von Epoxyharz und Kolloidgraphit besteht.

4. Bimetall-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen mittels mit einem Kleber versetzten Kolloidsilbers angebracht sind.

5. Bimetall-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die leitende Schicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer weiteren Isolierschicht, ein Reflektionsbelag gelegt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen