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Elektrische Heizeinrichtung mit einem Heizelement aus Kalt-
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leitermaterial Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung
mit einem Heizelement aus Kaltleitermaterial, das an zwei gegenüberliegenden Flächen
elektrisch leitende Beschichtungen als-Kontaktschicht zur Stromzufuhr aufweist,
durch die hindurch es die erzeugte Wärme an zwei wärmeleitende Isoliermaterialplatten
abgibt, zwischen die es unter Druck eingespannt ist.
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Derartige elektrische Heizeinrichtungen wurden bereits vorgeschlagen
in der deutschen Patentanmeldung P 27 43 880 und der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung
G 77 30 233. Die in diesen Schriften vorgeschlagenen Heizeinrichtungen müssen sehr
sorgfältig zusammengebaut werden, um ungewollte Kontakte' des Kaltleiterelementes
mit dem Heizkörper in den es eingebaut wird zu vermeiden, d.h. elektrische Kurzschlüsse
zu vermeiden. Insbesondere ist dabei auch die Durchführung der elektrischen Stromzuführung
durch den beheizten Heizkörper umständlich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizeinrichtung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die weniger Montageaufwand beim Zusammenbau
erfordert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Heizelement
in eine Durchgangsöffnung eines Isoliermaterialrahmens eingelegt und auf den beiden
freien, die Kontaktschichten auf weisenden Seiten unter Zwischenlage von, im Isoliermaterialrahmen
verankerten, elektrisch leitenden, als Stromzuführungen dienenden Elektrodenplatten
mit den lsoliermaterialplatten belegt ist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, daß der im fertigmontierten Zustand
in der Heizeinrichtung verbleibende Isoliermaetgreialrahmen sowohl bei der Montage
als Justierelement dient undfschnelle Steckmontage erleichtert, als auch nach der
Montage evtl. Verschiebungen der Bauteile gegeneinander auf Dauer sicher verhindert.
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Die Elektrodenplatten bestehen vorteilhafterweise aus einem plastisch
verformbaren, d.h. duktilen Material, z.B. Aluminium, und verformen sich,wenn beim
Zusammenbau ein großer Anpreßdruck aufgebracht wird und füllen Unebenheiten der
Kontakt schicht des Kaltleiterelementes, wie auch der Isoliermaterialplatten, aus,
wodurch ein guter Wärmeübergang sichergestellt wird. Im Isoliermaterialrahmen können
weiter vorteilhafterweise Kont akt federn zur Stromzufuhr zu den Elektrodenplatten
gehaltert sein, wobei -im Falle des Einbaues des Heizelementes in einen vorzugsweise
metallischen Heizkörper der Isoliermaterialrahmen sich mit An-: sätzen durch Öffnungen
des Heizkörpers heraus erstreckt, in denen Ansclilußelemente der Kontaktfedern durch
den Heizkörper herausgeführt sind. Die Kontakt federn können dabei schubladenartig
in Ausnehmungen des Isoliermaterialrahmens eingeschoben sein, die im zusammengebauten
Zustand der gesamten Ileizelementbaugruppe von einer der Isoliermaterialplatten,bzw.
einer der Elektrodenplatten,abgedeckt sind, sodaß auch hier eine einfache Steckmontage
vorliegt.
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Die verwendeten Elektrodenplatten haben mehrere Vorteile. Sie erleichtern
ersten die Kontaktierung bzw. Stromzufuhr zu dem Heizelement. Zweitens bewirken
sie bei Ausführung aus einem plastisch verformbaren Material eine Verteilung des
Preßdruckes beim Zusaminenpressen der Ileizelementbaugruppe, die aus dem Heizelement
selbst,
den Elektrodenplatten und den Isoliermaterialplatten besteht.
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Drittens wird der Wärmeübergang durch die plastisch verformten Elektrodenplatten
verbessert. Der Isoliermaterialrahmen kann als Kunststoff-Spritzgußteil hergestellt
sein und liegt relativ lose in der montierten und zusammengepreßten Heizelementbaugruppe.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 in einem Vertikalschnitt im wesentlichen entlang der
Linie I-I in Figur 3 eine Wasserschale eines elektrischen Eierkochers, deren Boden
von einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung gebildet wird, wobei zur Vereinbarung
der Darstellung nur der Aufnahmeraum für die Heizelementbaugruppe dargestellt, diese
aber weggelassen ist; Fig. 2 eine Ansicht von unten in Figur 1 gesehen eines Deckels
des Aufnahmeraumes für die Heizelementbaugruppe; Fig. 3 in vergrößertem Maßstab
ausschnittsweise eine Ansicht der Wasserschale gemäß Figur i von unten, wobei der
Deckel des Aufnahmeraumes sowie die untere Isoliermaterialplatte weggenommen sind,
um den Isoliermaterialrahmen und die untere EleRtrodenplatte zu zeigen; Fig. 4 in
weiter vergrößertem Maßstab einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie IV-IV
in Figur 3;
Fig. 5 ausschnittsweise einen Schnitt im wesentlichen
entlang der Linie IV-IV in Figur 3; Fig. 6 in vergrößertem Maßstab eine Kontaktfeder,
die in Figur 5 in eingebautem Zustand dargestellt ist und Fig. 7 eine Ansicht von
unten in Figur 6 gesehen der Kontaktfeder.
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Die in den Figuren dargestellte Wasserschale 2 eines elektrischen
Eierkochers weist als Boden eine elektrische Heizeinrichtung 4 auf. Die Heizeinrichtung
4 umfaßt einen Heizkörper 6 mit einer Bodenplatte 8, von der sich eine Ringwand
10 nach unten erstreckt, um einen Aufnahmeraum 12 für eine Heizelementbaugruppe
14 zu bilden. Der Aufnahmeraum 12 ist nach unten durch einen mit Druck auf die in
Figur i nichtdargestellte eizelementbaugruppe aufgepnßten und in den ringförmigen
Ansatz 10 eingepreßten Deckel 16 verschlossen, der die von der Heizelementbaugruppe
nach unten abgegebene Wärme zu dem Ansatz 10 des IIeizkörpers 6 überträgt.
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Der Aufbau der in den Aufnahmeraum 12 eingesetzten Heizelementbaugruppe
ist aus den Figuren 3 bis 5 zu ersehen. Ein Isoliermaterialrahmen 18 in Form einer
runden dünnen Kunststoffscheibe aus Spritzgußmaterial liegt lose in dem einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisenden Aufnahmeraum 12 und enthält,in eine große zentrale rechteckige
Durchgangsöffnung 20 lose eingelegt, zwei nebeneinanderliegende Heizelemente 22
und 24 aus Kaltleitermaterial, die jeweils an ihrer Oberseite und Unterseite mit
Kontaktschichten 26 und 28 in Form elektrisch leitender Beschichtungen, z.B. aus
Aluminium, versehen sind. Eine deckseitige Elektrodenplatte 30 aus Aluminium, die
etwas größer ist als die, die Kontakt elemente aufnehmende Ausnehmung 20 des Isoliermaterialrahmens
18, liegt auf der Kontaktschicht 26 der Heizelemente auf und weist zwei hakenförmig
gebogene Justageansätze 72 und 34 auf, die zur Halterung der Elektrodenplatte
gegen
Verschieben und Verdrehen in Justageöffnungen 36 und 38 des Isoliermaterialrahmens
18 eingreifen. Darüber hinaus weist die Elektrodenplatte 30 noch einen Kontaktansatz
40 auf. Zwisehen die Elektrodenplatte und die die Decke des Aufnahmeraumes 12 bildende
Bodenplatte 8 ist eine kreisrunde Isoliermaterialplatte 42 eingesetzt, Bodenseitig
ist auf die Kontaktschichten 28 der Heizelemente 22 und 24 eine Elektrodenplatte
44- aufgelegt, die,ebenso wie die deckseitige Elektrodenplatte 30, aus einem weichen
Aluminium besteht und in Justageöffnungen 46 und 48 des Isoliermaterialrahmens 18
greif ende, hakenförmig gebogene IIalterungs- bzw. Justageansätze 50 und 52 aufweist
sowie einen sich in der Ebene der Elektrodenplatte seitlich weg erstreckenden Kontaktansatz
54. Zwischen die boden sein tige Elektrodenplatte 44 und den,den Aufnahmeraum verschliessenden
eingepreßten Deckel 16 ist eine in ihrer Grundrißform dem in Figur 2 im Grundriß
dargestellten Deckel entsprechende Isoliermaterialplatte 56 eingesetzt. Beide Isoliermaterialplatten
bestehen vorzugsweise aus einem wärmeleitenden Keramikmaterial, wie z.B. Aluminium-Oxyd
oder auch einem Silikonharz.
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Der Isoliermaterialrahmen 18 weist ferner Durchgangsöffnungen 60 und
62 au, in denen Kontaktfedern 64 und 66 liegen, die elastisch zusammenpreßbar beiderseits
dieser Durchgangsöffnungen heraussehen und jeweils einerseits mit den Kontaktansätzen
40-und 54 der Elektrodenplatten und andererseits mit einer Isoliermaterialplatte
42 bzw. 56 zusammenwirken und die Stromzufuhr zu den Elektrodenplatten 30 und 44
bewirken. Der Isoliermaterialrahmen 18 weist jeweils im Anschluß an diese Durchgangsöffnungen
60 und 62 nach unten ragende Durchführungsansätze 70 und 72 auf, in denen Anschlußelemente
74 der Kontaktfedern aufgenommen und elektrisch isoliert durch Öffnungen- 76 und
78 des den Aufna1ineraum 12 verschließenden Deckels 16 sowie durch entsprechende
Durchgangsöffnungen der Isoliermaterialplatte 56 hindurchgeführt sind. Die Durchführungsansätze
70 weisen bodenseitige Öffnungen 80 und 82 auf, durch die hindurch elektrische Zuleitungsdrähte
zu den Federklemm-Anschlußelementen der Kontaictfedern
führbar
sind. Die Innenräume der Durchftihrungsansätze 70 schließen an die Durchgangsöffnungen
60 und 62 zur Aufnahme der Kontaktfedern an und sind nach oben offen, so daß die
Kontaktfedern, an denen die Anschlußelemente gleich ausgebildet sind, bei der Montage
einfach von oben in den Isoliermaterialrahmen ,ts einschiebbar sind. In den Figuren
6 und 7 ist die in Figur 5 in eingebautem Zustand dargestellte Kontakt feder 66
in vergrößertem Maßstab dargestellt.
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Die Dicke des Isoliermaterialrahmens 18 ist geringer als die der mit
der Kontakt schicht versehenen Heizelemente aus Kaltleitermaterial, so daß letztere
beidseits aus der Durchgangsöffnung 20 des Isoliermaterialrahmens 18 herausragen.
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6 Patentansprüche 7 Figuren
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