DE2619242C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine bekannte Heizvorrichtung, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht (DE-OS 24 38 476), weist einen Thermistor und einen Varistor auf, die über­ einander in einem Gehäuse angeordnet sind. Bei beiden Widerstandselementen sind die Elektroden auf ver­ schiedenen Seiten des Halbleiterkörpers angeordnet, so daß der Strom quer durch den Halbleiterkörper hindurch­ fließt und die Wärme vorwiegend im inneren des Halb­ leiterkörpers erzeugt wird. Der Elektrodenaufbau der bekannten Heizvorrichtung hat den Nachteil, daß die erzeugte Wärme vornehmlich im inneren des Halbleiter­ körpers erzeugt wird und daß ein großer Teil dieser Wärme nicht nach vorne und zum heizenden Objekt ab­ geleitet wird, sondern nach hinten. Diese Wärme­ ableitung in die falsche Richtung wird noch dadurch begünstigt, daß der Thermistor, der einen PTC-Halb­ leiterkörper bildet, zusätzlich noch durch das vordere Anschlußelement von der Isolierscheibe und der Wärme­ emissionsplatte getrennt ist. Dadurch wird einerseits der Wärmeübergang von der Vorderseite des Thermistors zur Wärmeemissionsplatte erschwert und andererseits wird diejenige Wärme, die auf das Gehäuse übertragen worden ist, nur zu einem relativ kleinen Anteil auf die Wärmeemissionsplatte übertragen. Das Gehäuse steht nicht im direkten Kontakt mit der Wärmeemissionsplatte.

Bei einem weiteren bekannten Halbleiter-Heizelement (US-PS 38 85 129) sind die Elektroden nur an einer Seite angeordnet, jedoch befindet sich unterhalb des Halbleiterkörpers ein Hohlraum. Das Gehäuse besteht aus isolierendem Kunststoff und ist dickwandig und schecht-wärmeleitend. Zwar wird die Hauptmenge der Wärmeenergie an der Oberseite des Halbleiterkörpers erzeugt, jedoch entsteht durch die Anordnung der Elektroden auch eine erhebliche Wärme im inneren des Halbleiterkörpers. Diese Wärme wird nicht abgeführt und steht für eine Wärmeabgabe an das zu heizende Objekt nicht zur Verfügung.

Schließlich ist eine Heizvorrichtung bekannt (DE-AS 16 90 587), bei der in einem metallischen Gehäuse, das durch eine keramische Platte verschlossen ist, eine Scheibe aus Bariumtitanatkeramik angeordnet ist, an dessen Vorder- und Rückseite Glimmerplättchen anliegen. Die erzeugte Wärme wird an das gesamte Gehäuse abgegeben; eine Wärmeemissionsplatte, die die Wärme nach einer bestimmten Richtung abgibt, ist nicht vorhanden. Das Heizelement ist - mit Ausnahme der Kabeldurchführung - symmetrisch ausgebildet und stellt einen nach allen Seiten hin wärmeabgebenden Körper dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heiz­ vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß ein größerer Anteil der in dem Heizelement erzeugten Wärme an die Wärmeemissionsplatte abgegeben wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung wird die Wärme auf der der Wärmeemissionsplatte zugewandten Vorderseite des Halbleiter-Heizelementes erzeugt; das Heizelement steht im direkten Flächenkontakt mit der an der Wärmeemissionsplatte anliegenden elektrischen Isolierscheibe und durch geeignete Anordnung der Elektroden und der Elektrodenanschlüsse wird erreicht, daß der weitaus überwiegende Teil der erzeugten Wärme direkt von der Vorderseite des Heizelements auf die Wärmeemissionsplatte übertragen wird. Die nach rück­ wärts abgeleitete oder abgestrahlte Wärme, die von dem Gehäuse aufgefangen wird, wird praktisch verlustfrei über den Rand des Gehäuses zur Wärmeemissionsplatte transportiert. Auf diese Weise erzielt man eine optimale Ausnutzung der erzeugten Wärme, d. h. ein sehr großer Anteil dieser Wärme wird wirksam auf die Wärme­ emissionsplatte übertragen und nicht nach rückwärts abgeleitet oder abgestrahlt. Bei der Heizvorrichtung wird also ein guter Wärmeübergang zwischen Gehäuse und Wärmeemissionsplatte hergestellt und zugleich dafür gesorgt, daß bei dem Heizelement die Wärme gleichmäßig an der Vorderseite erzeugt wird. Trotz dieser ein­ seitigen Wärmeerzeugung wird durch die rückwärtige Ge­ häuseseite noch Wärme von dem Heizelement abgeführt und zur Wärmeemissionsplatte geleitet.

Bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung weisen die Elektroden an dem Halbleiterkörper mehrere finger- oder kammförmig angeordnete Streifen auf, von denen jeder zwischen zwei Elektrodenstreifen der jeweils anderen Elektrode angeordnet ist. Die Elektrodenanschlüsse sind auf der Rückseite des Halbleiterkörpers derart an­ geordnet, daß die kammförmigen Streifen verschieden­ poliger Elektroden sich nicht durch den Halbleiter­ körper hindurch mit dem Elektrodenanschluß überlappen. Wenn an das Heizelement eine Spannung angelegt wird, fließt der Strom in dem Halbleiterkörper nahezu aus­ schließlich an der Oberfläche entlang zwischen benach­ barten Elektroden, so daß nur ein dünner Oberflächen­ bereich des Halbleiterkörpers zwischen den beiden Elektroden als Wärmeerzeugungsfläche wirkt. Dadurch erhält man eine schnelle Reaktion der Wärmeemission auf die elektrische Stromstärke. Die erfindungsgemäße Heiz­ vorrichtung eignet sich wegen ihrer schnellen Reaktion auf Stromänderungen insbesondere für Regelzwecke.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs­ form des PTCS-Heizelementes nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 3.

Fig. 3 zeigt die PTCS-Heizvorrichtung der Fig. 1 in Explosionsdarstellung.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Draufsicht und eine Ansicht von unten des PTCS-Heizelementes, das in der Heizvor­ richtung der Fig. 1 verwendet werden kann.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der elektrisch isolierenden Platte.

Fig. 7 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Platte in ähnlicher Darstellung wie Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anschluß­ einheit.

Fig. 9 zeigt eine Modifizierung der Anschlußeinheit in ähnlicher Darstellung wie Fig. 8.

Fig. 10 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2.

Fig. 11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Isolierschuhs, der in der Heizvorrichtung nach Fig. 10 verwendet werden kann.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er­ findung in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er­ findung in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4.

Fig. 15 zeigt eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungs­ beispiel in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie XVI-XVI der Fig. 15, und

Fig. 17 zeigt eine Explosionsdarstellung der PTCS-Heiz­ vorrichtung nach Fig. 15.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Heizvorrichtung 1 a enthält ein Heizelement 2 mit einem Halbleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTCS) und besitzt eine obere Isolationsschicht 3 sowie eine untere Isolier­ scheibe 4, die zu beiden Seiten des PTCS-Heizelementes 2 sandwichartig angeordnet sind, eine Wärmeemissionsplatte 5, auf der das PTCS-Heizelement 2 zusammen mit den Isolierplatten 3 und 4 installiert ist, sowie ein Gehäuse 6, das sämtliche Lagen aus dem PTCS-Heizelement 2 und den Isolierplatten 3 und 4 um­ schließt. Im folgenden wird jedes der Teile, aus denen die PTCS- Heizvorrichtung 1 a besteht, detailliert beschrieben.

Gemäß Fig. 4 und 5 besteht das PTCS-Heizelement 2, das in der Heizvorrichtung benutzt wird, aus einem rechtwinkligen PTCS-Kör­ per 2′ mit zwei einander gegenüberliegenden flachen und parallel zueinander verlaufenden Hauptflächen, nämlich der Vorderseite 2 a und der Rückseite 2 b. Die Vorderseite 2 a, an der die untere Isolierscheibe 4 anliegt, trägt zwei Metall­ filmelektroden 10 und 11. Jede Elektrode besitzt mehrere Streifen, die einen gabel- und kammförmigen Aufbau bilden, in dem jeder Streifen derart angeordnet ist, daß benachbarte Streifen durch den Abstand T voneinander getrennt sind, während die benachbarten Streifen unterschiedlichen Elektroden angehören, und mindestens einer der Streifen ist kürzer als die anderen Streifen. Jeder Rand einer Elektrode hat den Abstand T von dem Rand der entgegen­ gesetzten Elektrode. Auf der Rückseite 2 b befinden sich zwei Elektrodenan­ schlüsse 12 und 13, die elektrisch mit der jeweiligen Elektrode 10 bzw. 11 verbunden sind. Wenn die Elektrodenanschlüsse 12 und 13 auf der Rückseite 2 b angebracht werden, sollten sie so angeordnet werden, daß jeder Anschluß sich nicht durch das PTCS-Heizelement 2′ hindurch mit irgendeinem Bereich der Gegenelektrode überlappt und daß der äußere Rand der Anschlußstelle von dem Rand der gegen­ überliegenden Elektrode um mindestens im Abstand T entfernt ist, so daß der elektrische Strom keine stärkere Komponente hat, die zwischen dem jeweiligen Anschluß und der Gegenelektrode durch den PTCS-Körper in Dickenrichtung fließt, so daß der elektrische Strom nicht in Dickenrichtung des Körpers fließt.

Ein derartiges PTCS-Heizelement 2 eignet sich insbesondere dazu, die Wärme direkt an der flachen Vorderseite 2 a unter gleichmäßiger Wärmeverteilung zu erzeugen.

Gemäß Fig. 3 hat die untere Isolierscheibe 4 eine ähn­ liche Gestalt wie das PTCS-Heizelement 2, wobei sie gleichgroß oder größer ist als das PTCS-Heizelement 2. Die Isolierscheibe 4 besteht aus hoch-wärmeleitfähigem Material, wie Aluminiumoxyd (alumina) oder Beryllerde- Porzellan oder aus einem Kunstharz, das vorzugsweise elastisch ist, isoliert die Elektroden 10 und 11 vonein­ ander und überträgt die Wärme auf die Wärmeemissions­ platte 5.

Die obere Isolationsschicht 3 ist von ähnlicher Gestalt wie das PTCS-Heizelement 2 und ist gleichgroß oder größer als dieses. Die Isolationsschicht 3 besteht aus elektrisch isolierendem und hoch-wärmeleitfähigem Material, wie die untere Isolierscheibe 4, besitzt jedoch zwei nach innen gekrümmte Ausnehmungen 14 und 15, die an denjeni­ gen Stellen angeordnet sind, die den beiden auf der Rückseite 2 b des PTCS-Heizelementes 2 vorgesehenen Anschlußstellen entsprechen. Jede Ausnehmung nimmt ein Anschlußelement 20 auf, das aus einem rechteckigen flachen Basisteil 21 mit einem rechtwinklig abstehenden Stift 22 besteht. Das Basisteil und der Stift sind einstückig hergestellt. Wenn das Anschlußelement 20 in der PTCS-Heizvorrichtung montiert wird, muß das Basisteil 21 fest an der ent­ sprechenden Anschlußstelle angeordnet werden, während der Stift 22 in die entsprechende Öffnung 16 eingesetzt wird und durch die obere Isolierplatte 4 hindurchragt. Da die Form der Ausnehmung derjenigen des Basisteils 21 angepaßt ist, kann die obere Isolationsschicht 3 dicht und fest auf dem PTCS-Heizelement aufliegen.

Unter der unteren Isolierscheibe 4 befindet sich die Wärme­ emissionsplatte 5, die aus einem gut-wärmeleitfähigem Material, z. B. einem Metall, besteht und rechtwinklig ausgebildet ist.

Das oberhalb der oberen Isolationsschicht 3 angebrachte Ge­ häuse ist z. B. durch einen Preßvorgang aus einer Metall­ platte hergestellt und weist einen rechtwinkligen Hohl­ raum 7 auf, der die einzelnen Lagen aus der Isolierscheibe 4 dem PTCS-Heizelement 2 und der oberen Isolationsschicht 3 vollständig bedeckt. Um den Hohlraum 7 herum verläuft ein flanschartiger Rand 8, der auf den Randbereich der Wärmeemissions­ platte 5 aufsetzbar ist, und sich diesem anpaßt. An der Wand des Hohlraumes 7 befinden sich zwei Löcher, durch die jeweils ein Stift 22 eines jeden Anschlußelements 20 hindurchragt.

Die Oberflächen der beiden Isolierplatten 3 und 4 und der Wärmeemissionsplatte 5 sind durch Polieren, sog. Läppen, bearbeitet, so daß sie exakt aneinanderpassen und ein außerordentlich guter Wärmeübergang zwischen ihnen stattfindet.

Beim Zusammensetzen der verschiedenen Teile werden die einzelnen Lagen und die Wärmeemissionsplatte 5 durch eine geeignete Verbindung fest miteinander verbunden, während das Basisteil 21 des Anschlußelements 20 eng gegen die entsprechenden Anschlüsse des PTCS-Heizelemen­ tes 2 gedrückt und mit einem elektrisch leitenden Kleber oder durch Löten an diesem befestigt werden. Das Ge­ häuse 6 ist an der Wärmeemissionsplatte 5 durch Schrau­ ben befestigt, die an jeder der Ecken angebracht sind, oder durch andere Verbindungsmittel.

Die Gesamtstärke der Lagen ist etwa gleich der Tiefe des Hohlraumes 7, so daß das Gehäuse 6 das gesamte Paket exakt bedeckt und das PTCS-Heizelement 2 in der Heizvor­ richtung in festem Verbund gehalten ist.

Wenn an die Stifte 22 des Anschlußelements 20 eine Spannung angelegt wird, fließt ein Strom zwischen den Streifen der beiden Elektroden durch den Körper des Heizelements 2, und zwar vorwiegend in der Nähe der Vorderseite 2 a, so daß an dieser Wärme erzeugt wird. Der überwiegende Teil der erzeugten Wärme wird durch die untere Isolierscheibe 4 der Wärme­ emissionsplatte 5 und dem (nicht dargestellten) zu heizen­ den Objekt zugeführt. Ein Teil der erzeugten Wärme wird jedoch der gegenüberliegenden Rückseite 2 b des PTCS-Heiz­ elementes 2 und durch die obere Isolationsschicht 3 hindurch dem Gehäuse 6 zugeleitet. Wenn das Gehäuse 6 nicht mit einem wärmeableitenden Objekt verbunden ist, wird die dem Gehäuse 6 zugeführte Wärme über den Rand 8 des Gehäuses der Wärmeemissionsplatte 5 zugeführt. Die in dem Heizelement 2 erzeugte Wärme wird auf diese Weise wirksam und schnell der Wärmeemissionsplatte 5 zu­ geführt, wodurch dem zu heizenden Objekt eine große Wärmemenge zugeleitet werden kann. Ferner wird die von der Wärmeemissionsplatte 5 zu emittierende oder zu trans­ mittierende Wärme gleichmäßig auf der Wärmeemissions­ platte verteilt.

Wenn die PTCS-Heizvorrichtung an ein Objekt angesetzt wird, um beispielsweise dessen Temperatur in einem be­ stimmten Bereich zu halten, hält der schnelle Wärmeüber­ gang die Temperatur des Objektes in engen Grenzen, so daß nur geringe Temperaturänderungen gegenüber der Soll­ temperatur entstehen. Die Heizvorrich­ tung reagiert außerordentlich schnell auf die Umgebungs­ temperatur, was bedeutet, daß Änderungen der Umgebungs­ temperatur das PTCS- Heizelement beeinflussen, so daß es schnell reagiert, indem es seinen Arbeitspunkt verlagert und die elektrische Leistung entsprechend ändert. Auf diese Weise wird die Temperatur des Obejektes zuverlässig in dem gewünschten Bereich gehalten.

Die Fig. 6 und 7 zeigen modifizierte Beispiele für die Isolationsschicht 3. Anstelle der Hohlräume 14 und 15, die nach innen gekrümmt sind, können die Hohlräume beliebige andere Formen haben. Beispielsweise können sie als recht­ eckige Ausnehmungen ausgebildet sein, wie man klar aus Fig. 6 erkennt, oder sie sind langgestreckt oder stufen­ förmig wie in Fig. 7. Ferner kann die Öffnung 16 in der Ausnehmung nutförmig sein, wie Fig. 7 zeigt.

In den Fig. 8 und 9 sind Modifizierungen des Anschluß­ elements 20 dargestellt. Der Basisteil 21 des Anschluß­ elements, der eine flache und rechteckige Form aufweist, kann ferner mit mindestens einer Öffnung 23 (in diesem Falle drei Öffnungen) versehen sein, wie Fig. 8 zeigt, damit überschüssiger Kleber oder Lötmittel durch die Öffnungen 23 hindurch entweichen kann, wenn das Anschluß­ element 20 fest gegen die entsprechenden Elektrodenanschlüsse 12 bzw. 13 gedrückt wird. Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Basisteil 21′ zur Erzeugung einer Federkraft gekrümmt ausgebildet, so daß die Ver­ bindung zwischen dem Anschlußelement 20 und den ent­ sprechenden Elektrodenanschlüssen 12 und 13 sichergestellt wird, wenn die obere Isolationsschicht 3 exakt auf dem PTCS-Heiz­ element 2 positioniert wird.

Bei der in Fig. 10 dargestellten PTCS-Heizvorrichtung 1 b, die eine Modifizierung der oben beschriebenen PTCS-Heiz­ vorrichtung 1 a darstellt, ist die obere Isolationsschicht 3 durch zwei Hülsen 25 ersetzt, von denen jede aus Isolier­ material, z. B. Hartkautschuk, Porzellan oder Kunstharz, besteht, und die die Aufgabe haben, das Anschlußelement 20 zu positionieren und festzuhalten und darüber hinaus das PTCS-Heizelement 2 gegenüber dem Gehäuse 6 zu isolie­ ren. Jede Hülse 25 weist, wie man am besten aus Fig. 11 ersieht, einen Basisblock 26 mit einer (in Fig. 11 nicht sichtbaren) Ausnehmung am Boden auf, um den Basisteil 21 des Anschlußelements 20 darin einsetzen zu können, und besitzt einen vorstehenden Bereich 27, der dem Basis­ teil 21 einstückig angeformt ist und ein Durchgangs­ loch zum Durchstecken des Stiftes 22 aufweist. Die bei­ den bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 6 vor­ gesehenen Öffnungen 9′ sind hinreichend groß, um den vorstehenden Bereich 27 der Hülse 25 hindurchstecken zu können, so daß das Gehäuse 6 an dem schulterförmigen Be­ reich 28 der Hülse 25 anliegt, wenn es exakt auf der Wärmeemissionsplatte 5 positioniert ist, und die Lagen des PTCS-Heizelementes 2 und der unteren Isolationsschicht 3 gegen die Wärmeemissionsplatte 5 drückt, wie Fig. 10 zeigt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Heiz­ vorrichtung 1 c nach Fig. 12 ist das Innere des von der Wärmeemissionsplatte 5 verschlossenen Gehäuses 6 mit injizierter Masse 30 gefüllt, um die Lagen des PTCS- Heizelementes 2 und der unteren Isolierscheibe 4 in Stel­ lung zu halten.

Ein solches Material kann beispielsweise ein durch Wärme vernetzbares Harz sein, das in den Hohlraum durch eine (nicht dargestellte) Öffnung des Gehäuses 6 hindurch inji­ ziert wurde.

In Fig. 13 ist eine PTCS-Heizvorrichtung 1 d als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier ist die Hülse 25, die zur Positionierung und zum Festhalten des Anschluß­ elements 20 dient, durch die injizierte Masse 30 er­ setzt. Hierdurch werden die Herstellungsstufen vereinfacht und die Herstellungskosten verringert.

Bei der in Fig. 14 dargestellten PTCS-Heizvorrichtung 1 e, die ein weiteres Ausführungsbeispiel darstellt, erstrecken sich die Anschlußelemente 20, die bei den zuvor beschrie­ benen Heizvorrichtungen von der Oberseite abstehen, seit­ lich aus dem Gehäuse 6 heraus nach außen, so daß der Stift 22 das (nicht dargestellte) benachbarte Objekt nicht behindert.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Heizvorrichtung 1 f nach den Fig. 15, 16 und 17 besteht das Gehäuse 6′ aus elek­ trisch isolierendem gut-wärmeleitfähigem Material, wie Porzellan mit Aluminiumoxyd (alumina) als Füllstoff und nicht, wie das oben beschriebene Gehäuse 6, aus Metall. Das Gehäuse 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar auf dem PTCS-Heizelement 2 angeordnet, da es aus elektrisch isolierendem Material besteht, so daß die Lagen aus dem PTCS-Heizelement 2 und der unteren Isolierplatte zwischen dem Gehäuse 6′ und der Wärme­ emissionsplatte 5 festgehalten werden.

Das mit den entsprechenden Anschlüssen verbundene An­ schlußelement 20 greift in einen Rand- oder Stufenab­ schnitt des Loches 9′′ ein und wird hier in Position ge­ halten, während ihr Basisteil 21 über eine Feder elektrisch mit dem entsprechenden Anschlußpunkt des PTCS-Heizelementes in Verbindung steht, so daß ein Kon­ takt gewährleistet ist, oder der Basisteil 21 ist auf andere Weise fest durch Lötung oder eine andere elek­ trisch leitfähige Bindung mit dem Anschluß verbunden.

Da bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel für die PTCS-Heizvorrichtung 1 f weniger Konstruktions­ teile benötigt werden als für die zuvor beschriebenen Vorrichtungen, ist die Herstellung hier noch einfacher und kostengünstiger durchzuführen.

Bei den obenerwähnten Ausführungsbeispielen haben die PTCS-Heizelemente 2 Elektrodenstreifen auf der Vorderseite 2 a. Zusätzlich können weitere Streifen auf der Rückseite 2 b vorgesehen sein, die den Streifen auf der Vorderseite 2 a gleichen, um an beiden Hauptflächen 2 a und 2 b Wärme zu erzeugen. Da die Streifen gleichpoliger Elektroden auf beiden Seiten des Halbleiterkörpers einander gegenüber­ liegen, fließt kein Strom durch den Halbleiterkörper 2′ in dessen Dickenrichtung hindurch, so daß im Innenbe­ reich keine Wärme erzeugt wird, sondern nur in den Be­ reichen an Vorder- bzw. Rückseite 2 a und 2 b zwischen ungleich­ nahmig gepolten Elektroden. Von den Flächen 2 a und 2 b wird die Wärme schnell emittiert. Das Heizelement 2′ kann aus einer verhältnismäßig dünnen Schicht bestehen.

Ferner können die Schichten der Wärmeemissionsplatten 5 der unteren Isolierscheibe 4, des PTCS-Heizelementes 2, der oberen Isolierschicht 3, sofern sie vorhanden ist, und des Gehäuses 6 oder 6′ mit Filmen aus hoch-wärme­ leitfähigem Material versehen sein, beispielsweise aus Siliconkautschuk oder Siliconfett.

Claims (7)

1. Heizvorrichtung mit einem Halbleiter-Heizelement (2) mit positivem Temperaturkoeffizienten, das aus einer Halbleiterplatte mit zwei mit gegenseitigem Abstand angeordneten Elektroden (10, 11) besteht, einer vor dem Halbleiter-Heizelement angeordneten elektrisch isolierenden Isolierscheibe (4), einer an der Vor­ derseite der Isolierscheibe (4) anliegenden metal­ lischen Wärmeemissionsplatte (5), einem Gehäuse (6, 6′), das zusammen mit der Wärmeemissionsplatte (5) das Heizelement (2) und die Isolierscheibe (4) umschließt und gegenüber dem Heizelement (2) elek­ trisch isoliert ist, und mit aus dem Gehäuse heraus­ führenden Anschlußelementen (20), von denen je­ weils eines mit einer Elektrode (10, 11) des Heiz­ elementes (2) verbunden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorderseite (2 a) des Heizelementes direkt an der Isolierscheibe (4) anliegt, daß beide Elektroden (10, 11) auf der Vorder­ seite (2 a) des Heizelementes angeordnet sind, daß die durch Öffnungen (9) des Gehäuses (6) hindurchgeführten Anschlußelemente (10, 11) an Elektrodenanschlüssen (12, 13) anliegen, die an der Rückseite (2 b) des Heizelemen­ tes (2) angeordnet sind, daß jede der Elektroden (10, 11) des Halbleiter-Heizelementes (2) mehrere im Ab­ stand voneinanderliegende Streifen aufweist, die mit­ einander verbunden sind, wobei die Streifen der bei­ den Elektroden abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, daß min­ destens ein Streifen einer jeden Elektrode (10, 20) kürzer ist als die übrigen Streifen, daß die Elektroden­ anschlüsse (12, 13) an der Rückseite (2 b) des Halbleiter­ körpers derart angeordnet sind, daß sie sich nicht mit den Streifen der jeweils anderen Elektrode durch den Halbleiterkörper hindurch überlappen, und daß ein um­ laufender flanschförmiger Rand (8) des Gehäuses (6) in direktem Flächenkontakt mit dem Rand der Wärmeemissions­ platte (5) steht und diesem Rand zur Erzielung eines guten Wärmeüberganges angepaßt ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Halbleiterkörpers (2) eine Isolationsschicht (3) zur elektrischen Isolierung der Elektrodenanschlüsse (12, 13) vorgesehen ist, daß das Gehäuse (6) aus Metall besteht, und daß die Anschluß­ elemente (20) durch die Isolationsschicht (3) und das Gehäuse (6) hindurch nach außen ragen.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolierscheibe (4) aus hoch-wärme­ leitfähigem Material besteht.

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Isolations­ schicht (3) eine Platte aus hoch-wärmeleitfähigem Material ist.

5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Isolations­ schicht aus zwei Hülsen (25) besteht, von denen jede den Stift (22) eines Anschlußelementes (20) umgibt und einen schulterförmigen Randbereich aufweist, der von innen her an dem Gehäuse (6) angreift, so daß zwischen dem Gehäuse (6) und dem Heizelement (4) ein Abstand verbleibt (Fig. 10).

6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Öffnung des Gehäuses hindurch in den Gehäusehohlraum eine elek­ trisch isolierende Masse (30) injiziert ist (Fig. 12).

7. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolations­ schicht aus einem Injektionsmaterial besteht, das durch eine Öffnung des Gehäuses (6) eingeführt wurde.