DE2504237C3 - Elektrisches Haarbehandlungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Haarbehandlungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Ausdruck Haarbehandlungsgerät umfaßt dabei Frisierstäbe und Lockenwickler.

Es ist bereits eine elektrisch erwärmbare Einrichtung für Lockenwickler mit einer zum Erwärmen und Wärmespeichern dienenden Heizvorrichtung bekannt, die ein vom elektrischen Strom durchströmbares Heizelement hat (DE-OS 21 03 303). Die Heizvorrichtung dieser Einrichtung ist daoei aus kristallinem, leitende Teilchen als FüKer aufweisendem Polymer gebildet und hat einen positiven V iderstandstemperaturkoeffizienten.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist das Heizelement als geschlossener Hohlzylinder ausgebildet, der nur schwer herstellbar und somit relativ teuer ist

Des weiteren ist bei einem elektrischen Kaffeekocher ein Heizelement bekannt, das mehrere in einer Ebene liegende, zwischen zwei Flächenelektroden mit diesen in elektrischem Kontakt angeordnete PTC-Widerstandspillen aufweist (US-PS 33 75 774).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine günstigere Gestaltung und Anordnung des Heizelementes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß PTC-Pillen weniger aufwendig in der Herstellung als geschlossene Blöcke sind, weil bei ihrer Herstellung keine Wärmespannungen auftreten. Außerdem reagieren sie im Betrieb schneller als geschlossene Blöcke.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Abhängigkeit eines PTC-Widerstandes von der Temperatur.

Fig.2 den Widerstands/Temperatur-Verlauf bei verschiedenen PTC-Widerstands-Typen.

Fig.3 die Strom-Spannungskennlinien bei verschiedenen PTC-Widerstands-Typen.

Fig.4 die dynamische Kennlinie eines PTC-Widerstands.

Fig.5 einen elektrischen Lockenwickler mit PTC-Widerstand, der aus mehreren PTC-Widerstands-Pillen besteht

In der Fig. 1 ist der Logarithmus eines PTC-Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur aufgetragen. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß ein Kaltleiter oder PTC-Widerstand bei geringen Temperaturen zunächst einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, dann oberhalb der Curie-Temperatur durch einen stark positiven und anschließend daran wieder durch einen Bereich mit negativem Temperaturkoeffizienten gekennzeichnet ist Durch diesen Kurven verlauf unterscheidet sich ein Kaltleiter im engeren Sinne von einem Kaltleiter im weiteren Sinn, zu dem beispielsweise jeder normale elektrische Leiter aus Kupfer oder Eisen gehört (vgl. z.B. MOELLER, Ιί> Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, 1959, S. 20—22). Kaltleiter aus halbleitenden keramischen Stoffen, z. B. gesintertem Bariumtitanat mit Zusätzen von Metalloxyd und -salzen, also Kaltleiter im engeren Sinn, zeigen einen sehr starken Anstieg des elektrischen Widerstands und werden PTC-Widerstände genannt Der interessiemde PTC-Effekt wird dadurch erreicht, daß die keramischen Scheiben in Anwesenheit von Sauerstoff gesintert werden. Dabei dringt atmospärischer Sauerstoff entlang den Poren und Kristallgrenzen

während des Abkühlens nach dem Brennprozeß in das polykristalline Gefüge ein. Die Sauerstoffatome lagern sich an den KristaPoberflächen an und binden in einer dünnen Schicht freie Elektronen des halbleitenden Kristalls. Dadurch entsteht eine Potentialbarriere, die

x> einen zusätzlichen Widerstand des Kaltleiters bewirkt (vgl. VALVO-Handbuch, Temperaturabhängige Widerstände, 1974,S. 167).

In der Fi g. 2 sind verschiedene Widerstands/Temperatur-Kennlinien im halblogarithmischen Maßstab dar-

« gestellt Da sich PTC-Widerstände nicht in einer geschlossenen mathematischen Formel angeben lassen, ist es zweckmäßig, zumindest die Grundtypen der möglichen Kennlinienformen zu kennen. Bei den in der F i g. 2 gezeigten Kennlinien handeh es sich um Kurven, die bei sehr geringen Meßspannungen und -strömen ermittelt wurden, um eine Erwärmung des Widerstands durch den Meßstrom weitgehend zu verhindern und um außerdem Fehler, die infolge der Spannungsabhängigkeit des Widerstands auftreten können, zu vermeiden.

Der Effekt, der bei der Verwendung eines PTC-Widerstands in Lockenwicklern gewünscht wird, nämlich die Aufheizung des Widerstands durch den Strom, ist in der Darstellung der F i g. 2 also nicht hervorgehoben. In der Fig.3 sind die Strom-Spannungs-Kennlinien von zwei verschiedenen PTC-Widerständen angegeben. Es handelt sich hierbei um statische Kennlinien, d. h. mch Einstellung eines Spannungswertes wird der zugehörige Stromwert erst nach hinreichend langer Zeit abgelesen, wenn sich der PTC-Widerstand im thermi sehen Gleichgewicht mit seiner Umgebung befindet. Man erkennt aus der doppellogarithmischen Darstellung, daß sich die PTC-Widerstände zunächst entsprechend dem ohmschen Gesetz verhalten, bis bei einer bestimmten Temperatur ein Strommaximum erreicht wird und der Strom bei weiter anwachsender Spannung wieder abnimmt.

Die dynamischen Kennlinien eines PTC-Widerstands sehen ganz anders aus als die in Fig.3 gezeigten statischen Kennlinien. Aus der F i g. 4 erkennt man, daß

^hl der Kaltleiter im dynamischen Betrieb die Eigenschaften eines VDR hat. PTC-Widerstände besitzen also unabhängig von ihrem spezifischen PTC-Verhalten auch noch VDR-Eigenschaften. Im Ersatzschaltbild kann man

deshalb das PTC-Baueleinent durch einen reinen PTC-Widerstand mit einer hohen maximal anlegbaren Spannung und einen parallel dazu geschalteten VDR-Widerstand mit wesentlich tiefer liegender Einsatzspannung darstellen.

Sowohl für die statische als auch für die dynamische Kennlinie eines PTC-EIements gilt indessen, daß bei konstanter Spannung und variabler Temperatur der Strom abnimmt, wenn die Temperatur zumimmt. Dies bedeutet, daß sich der Stromfluß an die bestehenden Temperaturverhältnisse anpaßt: sinkt die Temperatur, so fließt mehr Strom, wächst die Temperatur, so fließt weniger Strom. Damit verhält sich ein PTC-Widerstand wie ein Regler, der eine konstante Temperatur zu erreichen versucht, denn durch den größeren Stromfluß '5 bei geringer Temperatur wird eine größere Temperatur hervorgerufen. Der PTC-Widerstand läßt sich also einerseits als Heizelement verwenden — da er wie ein gewöhnlicher Widerstand Wärme abstrahlt — und andererseits als sein eigener Regler. Er ist folglich Heizelement und Thermostat in einem.

In der Fig. 5 ist ein elektrisch au/heizbarer Lockenwickler gezeigt, wie er etwa in der US-PS 38 35 292 beschrieben ist Anders als dort ist jedoch kein Heizelement mit einem zusätzlichen Thermostaten, 2"> sondern nur ein PTC-Widerstand vorgesehen.

An dem Schaft 1 des Lockenwicklers befindet sich einerseits die elektrische Anschlußleitung 2 und andererseits der eigentliche Heizungsteil 3. Dieser Heizungsteil 3 besteht wiederum aus mehreren ^⁰ Einzelelementen, von denen mit 4 der Lockenzylinder bezeichnet ist, um den die zu formenden Haare geschlungen werden. In dem Lockenzylinder 4 befinden sich zwei halbzylindrische Kupferteile 5,6, die über die Leitungen 7,8 mit elektrischer Energie versorgt werden « und zwischen denen mehrere PTC-Widerstands-Pillen 9 angeordnet sind. Gegenüber den Leitungen 7,8 befindet sich eine Heizplatte 10, die auf Grund der Wärmeabstrahlung der Pillen 9 aufgeheizt werden kann. An diese Heizplatte It) ist ein Docht 11 angedrückt, der in einen ->° Wasserbehälter 12 hineinragt. Dieser Wasserbehälter ist von der Verlängerjng 13 des Lockenzylinders 4 umschlossen, in die er hineingeschraubt werden kann.

Soll mit einem Lockenwickler gemäß Fig.5 eine Locke geformt werden, so sind folgende Schritte vorzunehmen: Mit der Hand wird eine an dem Schaft 1 angebrachte Klammer 14 an der Stelle 15 nach unten gedrückt, so daß der Lockenzylinder 4 freiliegt. Nun werden die zu formenden Haare um den Lockenzylinder 4 geschlungen und die Klammer 14 wieder losgelassen.

Wird jetzt über die Leitungen 7, 8 Spannung an die Kupferteile 5, 6 gelegt, so heizen sich die PTC-Piilen 9 auf, denn es durchfließt sie ein Strom. Solange die Umgebungstemperatur noch niedrig ist, fließt ein relativ großer Strom, der seinerseits bewirkt, daß die Umgebungstemperatur erhöht wird. Hat die Umgebungstemperatur einen bestimmten Wert erreicht, so fließt bei gleichbleibender Spannung kaum noch ein Strom; der dann noch fließende Strom reicht gerade aus, um die Abstrahlungsverluste der Pi"-.n 9 zu kompensieren. Es herrscht somit Gleichgewicht. Von besonderem Vorteil ist es, daß dieses Gleichgewicht sich bei den industriell gefertigten PTC-Pillen gerade bei einer solchen Temperatur einstellt, die für das Formen von Locken geeignet ist. Sinkt die Umgebungstemperatur auf Grund äußerer Einflüsse, so fließt der elektrische Strom verstärkt nach und erhöht damit die Umgebungstemperatur wieder. Andererseits fällt der elektrische Strom, wenn eine Überhitzung der Un.gebung aufgetreten ist.

Durch die von den Pillen 9 abgegebene Wärme wird die Heizplatte 10 aufgeheizt, an die ein Docht 11 angedrückt isL Da dieser Docht 11 sich in einem Wasserbehälter 12 befindet, verdampft an der Heizplatte 10 Wasser. Dieser Wasserdampf kann die Heizplatte 10 passieren und durch die im Lockenzylinder 4 vorgesehenen IxScher 16 entweichen. Da um den Lockenzylinder4 Haare geschlungen sind, werden diese befeuchtet und dadurch für eine Formung vorbereitet Die eigentliche Formung erfolgt jedoch durch die Wirme der Pillen 9.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrisches Haarbehandlungsgerät mit einem Heiz- und Temperaturregel-Element, das aus einem Material besteht, dessen elektrischer Heizwiderstand bei zunehmender Temperatur stark ansteigt und von einem bestimmten Temperatur-Grenzwert an wieder abfällt (PTC-Widerstand), wobei das Heiz- und Temperaturregel-Element zwischen zwei an diesem anliegenden, gut wärme- und elektrisch leitenden Flächenelektroden befindlich ist, die mit elektrischen Anschlüssen verbindbar sind und wobei die gesamte Anordnung von einem äußeren Lockenzylinder umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und Temperaturregel-Element aus mehreren PTC-Widerstandspillen (9) besteht, die in einer Ebene hintereinander liegen, und daß die Flächenelektroden langgestreckte Wärmeblöcke (5,6) sind.