DE2103303A1 - Electrically heatable facility - Google Patents
Electrically heatable facilityInfo
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- A45D2/36—Hair curlers or hair winders with incorporated heating or drying means, e.g. electric, using chemical reaction
Description
HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHT- GRIESSBACH - HAECKER
<t I U ο ο U<t IU ο ο U
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U.S.Ser.No. 006,095U.S.Ser.No. 006.095
Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, U.S.A.Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, U.S.A.
Elektrisch erwärmbare EinrichtungElectrically heatable device
Die Erfindung betrifft eine elektrisch erwarmbare Einrichtung mit einer zum Erwärmen und Wärmespeiehern dienenden Heizvorrichtung, die ein vom elektrischen Strom durchströmbares Heizelement hat.The invention relates to an electrically heatable device with one that is used for heating and storing heat Heating device which has a heating element through which an electric current can flow.
In den letzten Jahren haben elektrisch beheizte Lockenwickler immer mehr Anklang gefunden. Diese Lockenwickler haben im allgemeinen einen äußeren zylindrischen Mantel aus einem geeigneten Polymer, von dessen Umfangsflache aus sich zum Erfassen des Haares eine Vielzahl von Fingern erstreckt. Die Lockenwickler werden auf die gewünschte Temperatur gebracht und von der betreffenden Person übernommen, die Haar um den Umfang wickelt. Im allgemeinen wird der Lockenwickler eine kurze Zeit in Berührung mit dem Haar gehalten, um eine Lockenbildung zu erzielen. Es sind nun verschiedene Heizverfahren bekannt, die jedoch alle gewisse Nachteile haben. Ein bekannter Lockenwickler verwendet ein im Mantel angeordnetes Gehäuse, das eil» schmelzbares Wachs enthält. Der Lockenwickler wird in Wärmetauscheranordnung zu einer Heizvorrichtung so lange gebracht, bis das Wachs schmilzt, worauf er von der Heizvorrichtung entfernt wird und nun gebrauchsfertig ist.In recent years, electrically heated hair curlers have gained increasing popularity. These hair curlers generally have an outer cylindrical jacket made of a suitable polymer, from the peripheral surface of which can be grasped the hair extends a multitude of fingers. The curlers are brought to the desired temperature and from of the person concerned, wrapping hair around the circumference. In general, the curler will be a short one Time kept in contact with the hair to create a curl. Various heating methods are now known however, they all have certain disadvantages. A well-known hair curler uses a housing arranged in the jacket, the part » Contains fusible wax. The hair curler is brought to a heating device in a heat exchanger arrangement for so long until the wax melts, whereupon it is removed from the heater and is now ready for use.
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Da das Wachs flüssig wird, müssen besondere Vorsichtsmaßnahmen zum sicheren Abdichten getroffen werden. Ferner ist die zum Anwärmen erforderliche Zeit infolge der niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Wachs langer als erwünscht. Die Wachsfüllvmg ergibt jedoch den Vorteil einer ausgezeichneten Wärmespeicherung infolge der latenten Wärme, die während der Phasenänderung des Wachses vom flüssigen in den festen Zustand beim Abkühlen abgegeben wird. Versuche wurden nun bereits gemacht, den erstgenannten Nachteil dadurch zu vermeiden, daß im Lockenwickler ein Widerstandselement sowohl für die Aufheizung als auch die Wärmespeicherung verwendet wurde. Hierdurch werden bei der Abdichtung auftretenden Schwierigkeiten vermieden, doch ist die Aufwärmzeit immer noch übermäßig groß, da ein relativ massiges Widerstandselement benützt werden muß, um genügend Wärme für die Zeit nach dem Abschalten zu speichern. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beide Ausführungsformen Steuervorrichtungen, beispielsweise Thermostaten, zur Steuerung des Stromes benötigen. Außerdem ist die Wärmeverteilung auf der Oberfläche der beiden Arten von Lockenwicklern verhältnismäßig ungleichmäßig, so daß heiße und kalte Stellen auf dem Umfang entstehen, wodurch sich eine ungleichmäßige Lockenbildung in verschiedenen Teilen des Haares ergibt.As the wax becomes liquid, special precautions must be taken to ensure a secure seal. Furthermore, it is for warming up required time due to the low thermal conductivity of wax longer than desired. However, the wax filling has the advantage of excellent heat storage as a result the latent heat released during the phase change of the wax from the liquid to the solid state when it cools will. Attempts have now been made to avoid the first-mentioned disadvantage by using the curler a resistance element was used for both heating and heat storage. This will help in sealing occurring difficulties avoided, but the warm-up time is still excessive, since a relatively massive Resistance element must be used to store enough heat for the time after switching off. Another disadvantage is that both embodiments control devices, such as thermostats, to control the current require. In addition, the heat distribution on the surface of the two types of curlers is relatively uneven, so that hot and cold spots arise on the circumference, resulting in uneven curls in different Parting the hair results.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung, beispielsweise einen Lockenwickler, zu schaffen, die rasch aufheizbar ist,, eine große Wärmespeicherung hat, keine Steuervorrichtungen für den Strom benötigt und eine gleichmäßige Wärmeverteilung besitzt. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Heizelement aus kristallinem, leitende Teilchen als FüllerThe invention is based on the object of providing a device, for example a hair curler, which quickly can be heated, has a large amount of heat storage, no control devices required for electricity and has an even heat distribution. This task is at the beginning mentioned device according to the invention solved in that the heating element made of crystalline, conductive particles as a filler
aufweisendem Polymer gebildet ist und einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten hat und daß am Heizelement Anschlüsse zum Anbringen von elektrischen Verbindungen angeordnet sind. Hierdurch wurde eine einfache, zuvorlässige undcomprising polymer and has a positive temperature coefficient of resistance and that the heating element has connections for making electrical connections are. This created a simple, casual and
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kräftige Einrichtung geschaffen, die mit besonderem Vorteil als Lockenwickler verwendet werden kann. Günstig ist dabei die außerordentlich rasche Aufwärmzeit und die Wärmespeicherung für eine verhältnismäßig lange Zeit nach dem Abschalten des Stromes. Vorteilhaft ist ferner die sehr genaue Temperaturkontrolle ohne Verwendung eines Thermostaten.powerful device created that can be used with particular advantage as a hair curler. It is cheap the extremely fast warm-up time and the heat storage for a relatively long time after switching off of the stream. The very precise temperature control without the use of a thermostat is also advantageous.
Die schnelle Aufwärmzeit hängt mit der günstigen steilen Kennlinie des Heizelements und mit seinem positiven Widerstandskoeffizienten, also seinem PTC-Effekt, zusammen. Die langsame Abkühlzeit ergibt sich durch die Phasenänderung vom amorphen Polymer in den kristallinen Zustand, Ein Schweben des Polymers tritt wegen der scharfen Widerstandserhöhung oberhalb der Anomalietemperatur nicht ein. Da hierdurch das Polymer bzw. das Heizelement seine Gestalt beibehält, sind keine besonderen Abdichtmittel wie bei Wachs erforderlich.The quick warm-up time depends on the cheap steep Characteristic curve of the heating element and with its positive resistance coefficient, so its PTC effect, together. The slow cooling time results from the phase change from amorphous polymer in the crystalline state, a levitation of the polymer occurs because of the sharp increase in resistance above the anomaly temperature does not enter. Since this means that the polymer or the heating element retains its shape no special sealants required as with wax.
Als Füllermaterial wird vorzugsweise Kohlenstoff, insbesondere Ruß, verwendet.Carbon, in particular carbon black, is preferably used as the filler material.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:Further advantages and features of the invention emerge from the following description in connection with FIG Drawing containing exemplary embodiments of the invention. In the drawing show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Lockenwickler gemäß der Erfindung, 'Fig. 1 is a longitudinal section through a hair curler according to the invention, '
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1,FIG. 2 is a plan view according to FIG. 1,
Fig. 3 ein Kurvendiagramm, in dem der spezifische Widerstand als Funktion der Temperatur eines Heizelements gemäß der Erfindung dargestellt ist,3 shows a graph in which the specific resistance as a function of the temperature of a heating element is shown according to the invention,
Fig. 4 ein Kurvendiagramm, bei dem die Oberflächeritemperatur in Funktion der Aufwärmzeit einmal eines Lockenwicklers gemäß der Erfindung und zum anderen eines bekannten Lockenwicklers dargestellt ist, wobei die Lockenwickler ihre maximale Temperatur erreichen,Fig. 4 is a graph in which the surface temperature as a function of the warm-up time, once a hair curler according to the invention and on the other hand a known one Curlers is shown, with the curlers reaching their maximum temperature,
Fig. 5 ein Kurvendiagramm, bei dem die Oberflächentemperatur als Funktion der Abkühlzeit nach Erreichen der maximalen Temperatur einmal eines Lockenwicklers gemäß der Erfindung und zum anderen eines bekannten Lockenwicklers nach Erreichen der Maximaltemperatur dargestellt ist,Fig. 5 is a graph in which the surface temperature as a function of the cooling time after reaching the maximum temperature once a hair curler according to the invention and on the other hand, a known hair curler is shown after reaching the maximum temperature,
Fig. 6 ein Kurvendiagramm ähnlich Fig. 4, wobei jedoch die Lockenwickler abgeschaltet wurden, wenn durch die Temperatur ein Anzeigepunkt betätigt wurde,6 shows a curve diagram similar to FIG. 4, but with the Curlers have been switched off when a display point has been activated by the temperature,
Fig. 7 ein Kurvendiagramm ähnlich Fig. 5, wobei jedoch die Lockenwickler von der in Fig. 6 angezeigten Temperatur aus abgekühlt wurden.FIG. 7 shows a curve diagram similar to FIG. 5, but with the Curlers have been cooled from the temperature indicated in FIG.
Die Dimensionen bestimmter Teile in der Zeichnung sind abgewandelt und/oder übertrieben dargestellt, um das Verständnis zu erleichtern.The dimensions of certain parts in the drawing are modified and / or exaggerated to facilitate understanding.
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Das Heizelement gemäß der Erfindung ist aus einem leitenden, Füller enthaltenden Polymer hergestellt, der einen positiven Widerstandstemporaturkoeffizienten oberhalb einer Ancmalietemperatur oder eines Schwellwertes hat. Das Heizelement wird an die Netzspannung so angeschlossen, daß der Strom hindurch-The heating element according to the invention is made of a conductive, filler-containing polymer which has a positive Resistance temperature coefficients above an ancmalie temperature or a threshold value. The heating element is connected to the mains voltage in such a way that the current flows through
2 fließt und dadurch eine Ohm'sche Erwärmung entsprechend I R erzeugt wird. Wenn die Temperatur bis über den Anomaliepunkt ansteigt, ergibt sich eine plötzliche und markante Erhöhung des Widerstandes, so daß nun der Strom durch das Heizelement in wirksamer Weise abgeschaltet oder gedrosselt wird. Durch diese Selbstbegrenzung des.Stromes kann nun die Notwendigkeit des Einbaus eines Thermostaten oder einer ähnlichen bekannten Steuervorrichtung in Wegfall kommen. Die vorliegende Erfindung ergibt neben anderen Vorteilen eine außerordentlich schnelle Aufwärmzeit, wobei die Wärme für eine längere Zeitdauer gespeichert wird, da das Polymer als Heizelement, als Wärmetauscher und Wärmevorratsmittel wirkt» Die PTC-Merkmale dienen nicht nur dazu, den Strom zu begrenzen, sondern ergeben auch einen weiteren überraschenden Vorteil.2 flows and thereby an ohmic heating corresponding to I R is generated. When the temperature is above the anomaly point increases, there is a sudden and marked increase in resistance, so that now the current through the heating element is effectively shut down or throttled. Through this self-limitation of the current, the necessity the installation of a thermostat or a similar known control device can be omitted. The present invention results, among other advantages, in an extremely fast warm-up time, with the heat being stored for a longer period of time as the polymer acts as a heating element, heat exchanger and heat storage medium »The PTC features serve not only to limit the current, but also result in another surprising benefit.
Es wurde allgemein angenommen, daß die PTC-Merkmale in leitenden Polymeren durch einen Unterschied in der Wänneausdehnung zwischen dem Polymermaterial und dem leitenden Füller verursacht werden, doh. es wurde angenommen, daß das Polymer einen größeren Wärmeausdehnungekoeffizienten als die leitenden Füllerteilchen habe und daß dies zu dem PTG-Effekt führe. Wenn die Temperatur ansteigt, dehnt sich das Polymer mehr als aus die leitenden Teilchen, so daß die leitenden Teilchen erweitert werden. Vergleiche in diesem Zusammenhang die USA-Patentschriften 2 978 665 und 3 243 753. Dies ist jedoch keine befriedigende Erklärung, da viele Materialien, beispielsweise Polyvinylchlorid undIt was widely believed that the PTC characteristics in conductive Polymers are caused by a difference in thermal expansion between the polymer material and the conductive filler, doh. it was believed that the polymer had a greater coefficient of thermal expansion than the conductive filler particles and that this leads to the PTG effect. When the temperature rises the polymer expands more than the conductive particles, so that the conductive particles expand. Comparisons in this connection the USA patents 2,978,665 and 3,243,753. However, this is not a satisfactory explanation, as many materials, such as polyvinyl chloride and
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Polystyrol, keinen markanten PTC-Effekt haben, obgleich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers größer als der der leitenden Teilchen ist.Polystyrene, do not have a distinctive PTC effect, although the The polymer's coefficient of thermal expansion is greater than that of the conductive particle is.
Der PTC-Effekt scheint eher von der Phasenänderung oder Zustandsänderung der Polymere von kristallinem Aufbau und nicht in erster Linie von der Höhe dar thermischen Ausdehnung abzuhängen. Wenn exn xristallines Polymer, beispielsweise Polyäthylen, mit Kohlenstoffteilchen, beispielsweise Ruß, beladen wird, so ist der Ruß auch nach einer intensiven Mischung ungleich im Polymer verteilt. Ein derartiges Material weist amorphe Bereiche auf, und es ergibt sich nun, daß die meisten der Kohlenstoffteilchen in diesen amorphen Bereichen vorhanden sind. Die Kohlenstoffteilchen bilden große Aggregate, die durch kristalline Bereiche getrennt sind, wobei die Trennung von der Größenordnung von mehreren hundert 8. ist. Damit enthält das Polymer einige wenige Ketten von Kohlenstoffteilchen, die eine ununterbrochene Kette durch das Material bilden, jedoch ist die Hauptmenge solcher Ketten durch die kristallinen Bereiche des Polyäthylens unterbrochen. Es kann nun ein Elektronentunneleffekt ohne weiteres durch diese dünnen Filme aus kristallinem Polymer hindurch so eintreten, daß die durch die kristallinen Bereiche unterbrochenen Kohlenstoffketten Leitfähigkeiten annehmen, die mit denen von ununterbrochenen Kohlenstoffketten verglichen werden können und sich diesen nähern. Wenn die Temperatur ansteigt, so trennen sich die Kohlenstoffrußmassen infolge der größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des Polymers, so daß die Schwierigkeit einer Elektronentunnelbildung zwischen den Kohlenstoffmassen erhöht wird, wodurch die infolge der Temperaturerhöhung erhöhte Elektronentunnelwirkung kompensiert wird, während die kristal-The PTC effect seems to depend more on the phase change or change in state of the polymers of crystalline structure and not primarily on the level of thermal expansion. If exn x crystalline polymer, for example polyethylene, is loaded with carbon particles, for example carbon black, the carbon black is unevenly distributed in the polymer even after intensive mixing. Such a material has amorphous areas, and it now appears that most of the carbon particles are present in these amorphous areas. The carbon particles form large aggregates separated by crystalline domains, the separation being on the order of several hundred eighth. The polymer thus contains a few chains of carbon particles which form an uninterrupted chain through the material, but the majority of such chains are interrupted by the crystalline regions of the polyethylene. An electron tunneling effect can now easily occur through these thin films of crystalline polymer in such a way that the carbon chains interrupted by the crystalline regions assume conductivities which can be compared to and approach those of uninterrupted carbon chains. As the temperature rises, the carbon soot masses separate due to the higher coefficient of thermal expansion of the polymer, increasing the difficulty of electron tunneling between the carbon masses, thereby compensating for the increased electron tunneling effect due to the increase in temperature, while the crystal-
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linen Bereiche intakt verbleiben. Dies ergibt sich aus Fig, 3, wo der spezirische Widerstand eines mit Kohlenstoff beladenen Polyäthylenpolymers als Funktion der Temperatur eingezeichnet ist. Bei Temperaturen unterhalb ungefähr 90 C ist die Höhe des Widerstandes verhältnismäßig gleichbleibend. "Wenn die Temperatur bis zum kristallinen Schmelzpunkt ansteigt, werden die Kohlenstoffmassen durch amorphe Bereiche getrennt, in denen eine Elektronentunnelbildung sehr begrenzt ist, so daß sich nun ein hoher Widerstand des Materials ergibt, wie sich dies in dem Bereich ungefähr zwischen 90 C und 130 C der Fig. 3 zeigt. Durch eine weitere Erhöhung der Temperatur wird das Polymer in einen halbgeschmolzenen Zustand versetzt, so ,daß die unter Spannung stehenden Kohlenstoffmassen sich in das Polymer hinein ausdehnen können und damit ein Teilkohlenstoff netzwerk im Material bilden, so daß sich eine Erhöhung der Leitfähigkeit ergibt, wie dies aus Fig. 3 bei Temperaturen oberhalb ungefähr 130° C der Fall ist.linen areas remain intact. This can be seen from Fig, 3, where is the specific resistance of a person loaded with carbon Polyethylene polymer plotted as a function of temperature is. At temperatures below approximately 90 C, the level of resistance is relatively constant. "If the Temperature rises to the crystalline melting point, the carbon masses are separated by amorphous areas, in which electron tunneling is very limited, so that there is now a high resistance of the material, as is shows this in the range between approximately 90 ° C. and 130 ° C. in FIG. A further increase in temperature will puts the polymer in a semi-molten state so that the carbon masses under tension are in the polymer can expand into it and thus form a partial carbon network in the material, so that there is an increase the conductivity results, as is the case from FIG. 3 at temperatures above approximately 130.degree.
Damit gestattet die Verwendung von PTC-Polymeren nicht nur eine Kombination mehrerer Funktionen, wie oben erwähnt, sondern es wird auch eine zusätzliche Wärmespeicherfähigkeit im Zusammenhang mit der Phasenänderung ausgenutzt. Durch eine Änderung des kristallinen Polymergebildes in eine amorphe Phase bei Erwärmung wird damit im Zusammenhang mit der Phasenänderung latente Wärme gespeichert, die beim Abkühlen freigegeben wird, so daß hierdurch eine sehr günstige Wärmespeichervorrichtung entsteht.This not only allows the use of PTC polymers a combination of several functions, as mentioned above, but there is also an additional heat storage capacity in the Relationship with the phase change exploited. By changing the crystalline polymer structure to an amorphous one During the heating phase, latent heat is stored in connection with the phase change, which is released during cooling is, so that this creates a very cheap heat storage device.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ist mit 10 als Ganzes ein Lockenwickler gemäß der Erfindung bezeichnet. Dieser hat einen äußeren, im wesentlichen zylindrischen Mantel 12 aus irgendeinem geeigneten synthetischenIn the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, 10 as a whole is a hair curler according to the invention designated. This has an outer, substantially cylindrical shell 12 made of any suitable synthetic
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Kunstharz, der eine Vielzahl von Fingern 14 hat, die sich vom Mantel aus radial erstrecken, um dadurch das Haar zu halten. Der Mantel 12 hat ein geschlossenes Ende 16 und ein offenes Ende 18, so daß dort eine Heizvorrichtung 20 eingesteckt werden kann. Die Heizvorrichtung 20 hat ein längliches, hohlzylindrisches Heizelement 22 aus einem leitenden, mit Füller beladenen Polymer, das einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten oberhalb eines Anomaliepunktes oder einer Schwellwerttemperatur hat. Um nun einen optimalen und zuverlässigen elektrischen Kontakt mit diesem Polymermaterial zu schaffen, sind die inneren, und äußeren Umfangsflachen des Heizelements 22 mit einem leitenden Material beschichtet, beispielsweise chemoplattiertem (electroless) Nickel oder elektroplattiertem Zinn, die mit Hülsen eine satte körperliche Verbindung haben. Eine Hülse 24, die aus einem elektrisch gut leitenden Material, beispielsweise Kupfer, hergestellt ist und eine entsprechende Größe und Stärke hat, liegt nach dem Einpressen in die Bohrung des Heizelementes 22 gegen die Innenfläche unter Spannung an. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein elektrischer Kontakt mit dem leitenden Überzug, sondern auch eine Halte-wirkung für diesen letzteren, so daß er sich bei einem häufigen Energiewechsel nicht abschälen kann. An der Hülse 24 ist an einem Ende durch übliche Mittel eine Kappe befestigt, beispielsweise durch Löten, und von der Kappe erstreckt sich ein Stift 28 weg, der ebenfalls angelötet sein kann. Die Kappe 26 kann mit der Hülse 24 gegebenenfalls auch einstückig sein. Der Stift 20 erstreckt sich durch eine Öffnung einer Kappe 30, die das offene Ende des Mantels 12 schließt. Ferner ist eine Hülse 32 aus einem elektrisch gut leitenden Material am Außenumfang des Heizelements 22 in fester Berührung mit demselben angebracht und ist bei 34 durch Umbcrdeln so befestigt, daß dort ein Kopfstück 36Synthetic resin that has a plurality of fingers 14 that are extend radially from the jacket to thereby hold the hair. The jacket 12 has a closed end 16 and a open end 18 so that a heater 20 can be plugged in there. The heating device 20 has an elongated, Hollow cylindrical heating element 22 made of a conductive, filled with filler polymer, which has a positive temperature coefficient of resistance above an anomaly point or a threshold temperature. To get an optimal and to create reliable electrical contact with this polymer material are the inner and outer peripheral surfaces of the Heating element 22 coated with a conductive material, for example chemoplated (electroless) nickel or electroplated tin, which have a whopping physical connection with sleeves. A sleeve 24 consisting of an electrically highly conductive material, for example copper, is made and has a corresponding size and strength after pressing into the bore of the heating element 22 against the inner surface under tension. This results in not only an electrical contact with the conductive coating, but also a holding effect for the latter, so that it cannot peel off with frequent energy changes. On the sleeve 24 is at one end by the usual Means a cap attached, for example by soldering, and from the cap extends a pin 28, which also can be soldered on. The cap 26 can optionally also be in one piece with the sleeve 24. The pin 20 extends through an opening of a cap 30 which closes the open end of the jacket 12. Furthermore, a sleeve 32 is made of an electrical highly conductive material attached to the outer periphery of the heating element 22 in firm contact with the same and is at 34 fastened by being rolled so that there is a head piece 36
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befestigt ist. Das Kopfstück 36 hat einen Außenrand 38 aus irgendeinem geeigneten Material, beispielsweise Aluminium, der einen Ring 40 aus dielektrischem Material, beispielsweise Polymer, umgibt, der seinerseits eine Scheibe 42 hält. Von der Scheibe 42 erstreckt sich axial ein Stift 44, der dort, beispielsweise durch Schweißen, befestigt ist. Um die elektrische Verbindung zwischen dem Stift 44. und der Hülse 32 zu verbessern, kann auf die Oberfläche 34 um den Stift herum ein Lötmittel aufgebracht werden, oder es kann die Scheibe 42 in nicht dargestellter Weise elektrisch mit dem Außenrand 38 verbunden sein.is attached. The head piece 36 has an outer edge 38 made of any suitable material, for example aluminum, which surrounds a ring 40 made of dielectric material, for example polymer, which in turn holds a disk 42. Of the Washer 42 extends axially a pin 44 which there, for example by welding. In order to improve the electrical connection between the pin 44 and the sleeve 32, For example, solder may be applied to the surface 34 around the pin, or the washer 42 in FIG Way be electrically connected to the outer edge 38.
Das Heizelement 22 ist aus einem Polymermaterial gebildet, das mit leitenden Teilchen gefüllt ist und einen PTC-Effekt hat. Das ™ Polymer ist ein solches mit kristallinem Aufbau, beispielsweise ein Polyolefin, bei dem die PTC-Me.rkmale deutlich vorhanden sind und das außerdem Wärmespeichereigenschaften hat, die im Zusammenhang mit der Phasenänderung, nämlich der Änderung der kristallinen Phase in die amorphe Phase, zusammenhängen. Der besondere Vorteil dieses Materials besteht darin, daß der Strom und damit auch die Wärmeerzeugung durch die scharfe Änderung des Widerstandes begrenzt wird, bevor das MaterialThe heating element 22 is formed from a polymer material that is filled with conductive particles and has a PTC effect. The ™ Polymer is one with a crystalline structure, for example a polyolefin, in which the PTC features are clearly present and that also has heat storage properties related to the phase change, namely the change the crystalline phase into the amorphous phase. The particular advantage of this material is that the electricity and thus also the heat generation by the sharp Change in resistance is limited before the material
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schmilzt. Dies bedeutet, daß der Hohlzylinder Seine Gestalt beibehält, so daß keine Notwendigkeit für umständliche Abdichtmittel vorhanden ist, wie dies beispielsweise bei Vorrichtungen unter Verwendung von schmelzbaren Wachsen notwendig ist. Trotz- % dem sind die Vorteile vorhanden, wie sie mit der Phasenänderung zusammenhängen. Das Material wird in der Weise ausgewählt, daß be. Anlegen der Netzspannung der Widerstand die Höhe erreicht, die in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Bei dieser Höhe kommt die Wärmeerzeugung der Wärmeabgabe bei geringer Änderung der Temperatur gleich. In diesem Zusammenhang wird auf die gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung derselben Anmelderin (meine Akte: A 38 595 h) hingewiesen, wo nähere Angaben übermelts. This means that the hollow cylinder retains its shape, so that there is no need for cumbersome sealing means, as is necessary, for example, with devices using fusible waxes. Nevertheless, the% are the benefits available, how they are related to the phase change. The material is selected in such a way that be. When the mains voltage is applied, the resistance reaches the level shown in FIG. 3 by dashed lines. At this level, the heat generation equals the heat dissipation with a slight change in temperature. In this context, reference is made to the patent application filed at the same time by the same applicant (my file: A 38 595 h), where details on
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die Zusammensetzung des Polymer-Materials und seine Herstellung gemacht werden.the composition of the polymer material and its manufacture can be made.
Die Kombination der Aufwärm- und Wärmespeicherfunktionen mit Hilfe des PTC-Polymer-Elernents ergibt eine sehr schnelle Aufwärmzeit zusammen mit den langsamen Abkühlmerkmalen der mit Wachs gefüllten Vorrichtungen. Fig. 4 zeigt einen Vergleich zwischen einem wachsgefüllten Lockenwickler (Kurve B) und einem Lockenwickler gemäß der vorliegenden Erfindung (Kurve A). Beide Lockenwickler wurden auf ihre maximale Temperatur aufgewärmt. Es ergibt sich nun, daß zum Erreichen der maximalen Temperatur der wachsgefüllte Lockenwickler ungefähr ™ 18 Minuten benötigt, während für den Lockenwickler gemäß der Erfindung nur ungefähr 4 Minuten erforderlich sind. Wie sich ferner aus Fig. 5 ergibt, in der die gleichen Lockenwickler beim Abkühlen dargestellt sind, sind sich bei der Abkühlung die wachsgefüllte Vorrichtung (Kurve D) und der PTC-Lockenwickler (Kurve C) im wesentlichen ähnlich, wobei jedoch der PTC-Lockenwiekler mehr Wärme während der ungefähr ersten 12 Minuten zurückhält, d.h. während der Zeit, in der ein Lockenwickler normalerweise in Berührung mit dem Haar gehalten wird.The combination of the warm-up and heat storage functions with the help of the PTC polymer element results in a very fast one Warm up time along with the slow cool down features of the wax filled devices. Fig. 4 shows a comparison between a wax-filled hair curler (curve B) and a hair curler according to the present invention (Curve A). Both curlers were warmed up to their maximum temperature. It now follows that to achieve the maximum temperature of the wax-filled curlers approximately ™ takes 18 minutes while for the curler according to the Invention only takes about 4 minutes. As can also be seen from Fig. 5, in which the same hair curlers are shown during cooling, the wax-filled device (curve D) and the PTC hair curler are mutually exclusive during cooling (Curve C) essentially similar, but with the PTC curling curler adding more heat during the first approximately 12 months Minutes, the time a curler is normally held in contact with the hair.
Eine weitere Art, um das Arbeiten eines PTC-Lockenwicklers mit einem wachsgefüllten bekannten Lockenwickler zu verglei- ^ chen, ergibt sich aus den Fig ren 6 und 7. Es ist üblich,Another way to work a PTC hair curler to be compared with a known hair curler filled with wax is shown in FIGS. 6 and 7. It is common to
auf der Oberfläche eines Lockenwicklers einen Punkt anzubringen, der aus einem auf Temperatur ansprechenden Farbmaterial besteht, das seine Färbung ändert, wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist. Wenn die Farbe sich beispielsweise von rot auf schwarz ändert, wird die betreffende Person darauf hingewiesen, daß der Lockenwickler nun gebrauchsfertig ist.to install a point on the surface of a curler, which consists of a temperature-responsive color material changes the its color when a predetermined temperature is reached. For example, if the color changes from red to black, the person concerned will be notified that the curler is now ready for use.
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January 22, 1971
Ein aus einem solchen Material bestehender Punkt wurde sowohl auf dem PTC-Lockenwickler als auch auf einem bekannten, wachsgefüllten Lockenwickler angebracht. Die Heizkurven der Fig. 6 und die Kühlkurven der Fig. 7 wurden nun für Vorrichtungen aufgezeichnet, die abgeschaltet wurden, wenn der Anzeigepunkt seine Färbung änderte. Die gestrichelte Linie G der Fig. 6 zeigt die Temperatur, bei der der Anzeigepunkt seine Färbung von rot auf schwarz änderte, v/as eine Anzeige dafür war, daß die Lockenwickler nun für den Gebrauch geeignet waren. Der PTC-Lockenwickler (Kurve E) war in ungefähr 2 Minuten gebrauchsbereit, während der normale, wachsgefüllte Lockenwickler ungefähr 11 Minuten benötigte. Beim Abkühlen von diesen Bereitschaftstemperaturen (siehe Fig. 7) war die Wärmespeicherung für beide Vorrichtungen sehr ähnlich, wobei der PTC-Lockenwickler (Kurve H) im ersten Teil der Abkühlungskurve und der wachsgefüllte Lockenwickler im letzten Kurventeil mehr Wärme zurückbehielt. Wie oben erwähnt ist es erwünscht, mehr Wärme während der ersten paar Minuten zu speichern und zur Verfügung zu haben, da der Lockenwickler normalerweise mit dem Haar nur kurzzeitig in Berührung gehalten wird, nämlich üblicherweise 10 Minuten oder weniger.A point made of such a material was found both on the PTC hair curler and on a known, Wax-filled curlers attached. The heating curves of Fig. 6 and the cooling curves of Fig. 7 have now been recorded for devices that have been switched off, when the display point changed its color. The broken line G of Fig. 6 shows the temperature at which the display point its coloration changed from red to black, as an indication that the curlers were now for the Were suitable for use. The PTC curler (curve E) was ready to use in about 2 minutes, while the normal, wax-filled curlers took about 11 minutes. When cooling down from these standby temperatures (see Fig. 7) the heat storage for both devices was very similar, with the PTC curler (curve H) im first part of the cooling curve and the wax-filled curler retained more heat in the last part of the curve. As As mentioned above, it is desirable to store and have more heat available during the first few minutes since the Hair curlers are normally only kept in contact with the hair for a short time, usually 10 minutes or more fewer.
Die Verwendung eines Polymer-Heizelements für Lockenwickler ergibt damit eine sehr schnelle Aufwärmzeit und trotzdem eine sehr günstige Abkühlzeit. Ferner wird die Notwendigkeit zusätzlicher Thermostaten beseitigt, um den Strom so begrenzen, da die PTC-Kennlinie wirksam den Stromfluß begrenzt, wenn die Arbeitstemperatur erreicht ist. Zusätzlich ist Polymer sehr kräftig, wird beim Fallenlassen nicht beschädigt, ist außerordentlich gleichmäßig in seiner Heizwirkung entlang der Oberfläche und kann durch übliche Verfahren ohne weiteres in die gewünschte Form gebracht werden.The use of a polymer heating element for hair curlers results in a very fast warm-up time and still a very favorable cooling time. It also eliminates the need for additional thermostats to limit the current as well the PTC characteristic effectively limits the flow of current when the working temperature is reached. In addition, polymer is very strong, will not be damaged if dropped, is extraordinary uniform in its heating effect along the surface and can easily be converted into the desired one by conventional methods Be brought into shape.
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10 9 8 3 3/1356 ■'10 9 8 3 3/1356 ■ '
Claims (10)
Polyäthylen ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer is a copolymer of
Is polyethylene.
Polyäthylen, eine hohe Dichte hat.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer, in particular that
Polyethylene, which has a high density.
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