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Heizvorrichtung für einen elek-
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tischen Zigarettenanzünder Beschreibung Die Erfindung betrifft allgemein
einen elektrischen Zigarettenanzünder und speziell eine verbesserte Heizvorrichtung
für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders für die Benutzung z. B. in
Motorfahrzeugen und dgl.
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Herkömmlich wird in Heizvorrichtungen der oben beschriebenen Art
allgemein eine metallische Heizspule oder Windung als Heizteil der Heizvorrichtung
verwendet. Die oben beschriebenen bekannten Vorrichtungen
weisen
aber verschiedene Nachteile bezüglich des Zusammenbaus in das Heizgehäuse eines
Steckers auf oder Schwierigkeiten beim Einstellen des Widerstands gegen verschiedene
Versorgungsspannungen, beim Einstellen der Heizzeit, der Heizverzögerungszeit usw.
so daß eine Verbesserung dringend erforderlich ist.
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Deshalb ist die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Heizvorrichtung für einen elektrischen Zigarettenanzünder zu schaffen,
in welcher ein Heizelement, welches plattenförmig ausgestaltet ist, durch Aufdrucken
oder Einbetten eines Widerstandsheizteils auf einer elektrisch isolierenden Oberfläche
einer Grundplatte oder eines Substrats verwendet wird, welche z. B. aus keramischem
oder hitzebeständigem metallischem Material besteht, wobei ein Ende des Widerstandsheizteils
mit dem Heizgehäuse verbunden ist, während das andere Ende mit einem Elektrodenstab
verbunden ist, der elektrisch mit einem Pol einer Spannungsquelle verbunden ist.
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Eine weitere wichtige Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte
Heizvorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die einfach in der Konstruktion
und stabil und sicher im Betrieb ist und mit geringen Kosten in großem Maßstab hergestellt
werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer Heizvorrichtung der oben genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stecker einen Elektrodenstab aufweist, der
an einem Ende am Grundkörper des Steckers befestigt ist, ein Heizgehäuse, das auf
dem anderen Ende des Elektrodenstabes elektrisch davon isoliert angeordnet ist,
und ein Heizelement, welches eine Grundplatte aufweist, die auf ihrer gesamten elektrisch
isolierten Oberfläche ein Widerstandsheizteil aufweist, und die im Heizgehäuse untergebracht
ist, wobei das Widerstandsheizteil mit seinem einen Ende elektrisch mit dem Heizgehäuse
verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem Elektrodenstab.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist vorteilhaft eine verbesserte
Heizvorrichtung geschaffen durch einfache Konstruktion, wodurch der Zusammenbau
und die Adjustierung des Widerstands und der Heizzeit usw. erleichtert wird, und
so die Nachteile der herkömmlichen Heizvorrichtungen im wesentlichen eliminiert
werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Figuren genauer beschrie ben. Es zeigen:
Fig.
1(a) eine perspektivische Ansicht, teilweise gebrochen, eines Heizelements einer
verbesserten Heizvorrichtung eines elektrischen Zigarettenanztinder gemäß der Erfindung;
Fig. 1(b) eine perspektivische Ansicht von unten des Heizelements von Fig. 1(a);
Fig. 1(c) einen Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform, in der das Heizelement von Fig. 1(a) verwendet wird.
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Fig. 2(a) eine Fig. 1(a) entsprechende Ansicht in einer anderen Ausftthrungsform,
bei der aus KlarheitsgrUnden die Anschlußklemmen und die Schutzschicht weggelassen
wurden.
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Fig. 2(b) eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht des Heizelements
von Fig. 2(b) mit dem Elektrodenstab, einer Schutzschicht und einer Anschlußklemme;
Fig. 2(c) einen Teilschnitt entlang der Linie IIc-IIc von Fig. 2(b);
Fig.
2(d) eine Fig. 1(c) entsprechende Ansicht einer Heizvorrichtung in einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform, in der das Heizelement von Fig. 2(b) verwendet
ist; Fig. 3(a) eine Explosionsansicht eines Heizelements gemäß einer weiteren Ausführungsform
des Heizelements von Fig. 1(a); Fig. 3(b) eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten
Heizelements von Fig. 3(a); Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein Heizelement in einer
weiteren Ausftirungsform, das eine elektrisch isolierte metallische Grundplatte
verwendet; Fig. 5(a) eine perspektivische Ansicht eines Heizelementes unter Verwendung
der Konstruktion von Fig. 4; Fig. 5(b) einen Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung
in einer weiteren Ausführungsform, die das Heizelement von Fig. 5(a) verwendet;
Fig. 5(c) und 5(d) Teilschnitte weiterer Ausfuhrungsformen entsprechend Fig. 5(b);
Fig.
6(a) eine Fig. 5(a) entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform; Fig. 6(b)
und 6(c) Teilschnitte in vergrößertem Maßstab durch das Heizelement von Fig. 6(a);
Fig. 6(d) eine Fig. 5(b) entsprechende Ansicht, die eine Heizvorrichtung unter Verwendung
des Heizelements von Fig. 6(a) zeigt; Fig. 7(a) eine perspektivische Ansicht einer
Grundplatte für ein Heizelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7(b) eine Fig. 7(a) entsprechende Ansicht, die ein modifiziertes Heizelement
zeigt, das die Grundplatte von Fig. 7(a) verwendet; und Fig. 7(c) einen Teilschnitt
in vergrößertem Maßstab, der den Aufbau des Heizelementes von Fig. 7(b) zeigt.
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In den verschiedenen Figuren werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die Fig. 1(a) bis 1(c) zeigen eine Heizvorrichtung PA in einer bevorzugten
Ausführungsform gemäß der Erfindung.
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Die Heizvorrichtung PA, in Fig. 1(c) gezeigt, ist mit einem Heizelement
H1 versehen, welches eine elektrisch isolierende keramische Grundplatte 1, ein auf
der Oberfläche der Grundplatte 1 aufgedrucktes Widerstandsheizteil 2 und einen Schutzfilm
oder eine Schutzschicht 3 aus dem gleichen elektrisch isolierenden Keramikmaterial
wie das der Grundplatte 1 aufweist welches zusätzlich auf dem Widerstandsheizteil
2 auf der Grundplatte 1 aufgebracht ist. Das Widerstandsheizteil 2 ist auf der Oberfläche
der Grundplatte so aufgebracht, daß es gleichmäßig darauf verteilt ist, ohne sich
zu überschneiden, wobei das eine Ende des Widerstandsheizteils 2, das an der Umfangskante
der Grundplatte 1 liegt, am entsprechenden Ende eines kurzen metallischen Anschlußteils
4 angelötet ist, und das andere Ende des Heizteils 2, das gleichermaßen an einer
Umfangskante der Grundplatte 1 liegt, ebenfalls an das entsprechende Ende eines
langen metallischen Anschlußteils 5 angelötet ist.
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Das andere Ende des langen Anschlußteils 5 ist entlang der Umfangskante
und der Unterseite der Grundplatte 1 umgebogen oder gefaltet, so daß es zum Mittelteil
der Grundplatte 1 führt, an welchem ein Ende eines mit Gewinde versehenen Elektrodenstabes
6 angelötet ist und mit einem
Lötmaterial R mit dem anderen Ende
des Anschlußteils 5 verbunden ist. Das oben beschriebene Heizelement H1 mit dem
Elektrodenstab 6 wird daraufhin abschließend einer Sinterung unterworfen.
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Das oben beschriebene Widerstandsheizteil 2 besteht hauptsächlich
aus Keramik, vorzugsweise aus einer gekneteten Mischung aus Keramikstoffen (z. B.
einem elektrisch leitfähigen Lanthan-Strontium-Kobalt-Oxid: LaO 8S40 2CoO: Thermischer
Ausdehnungskoeffizient 15 x 10 ), einer verstärkenden Glasfritte und einem Metallpulver
(Ag) zum Einstellen des Widerstandswertes in einem Gewichtsverhältnis im Bereich
von 1:0,04 bis 0,06:1. Durch Verwendung der oben beschriebenen Keramikstoffe wird
es möglich, daß das Widerstandsheizteil 2 sehr schnell aufgeheizt werden kann.
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Das Heizelement H1 mit der beschriebenen Elektroden -stange 6 wird,
wie in Fig. 1(c) gezeigt, an der Heizvorrichtung PA befestigt, welche einen Grundkörper
7 eines Heizsteckers für einen elektrischen Zigarettenanzünder (nicht gezeigt) enthält,
ein isolierendes Keramikteil 8, das auf einer Endfläche 7 a des Körpers 7 befestigt
ist, ein Heizgehäuse 9, das auf dem isolierenden Keramik-
körper
8 befestigt ist, eine isolierende Platte 13, die im Heizgehäuse 9 untergebracht
ist, und das Heizelement H1, das auf der isolierenden Platte 14 im Heizgehäuse 9
untergebracht ist, wobei das untere Ende der Elektrodenstange 6, das an der Unterfläche
des Heizelements H1 befestigt ist, sich durch zentrale Öffnungen, die jeweils in
der isolierenden Platte 13, der isolierenden Keramik 8 und der Endfläche 7a des
Steckerkörpers 7 ausgebildet sind, erstreckt, während eine flache Beilegscheibe
12 und ein Federring 11 am unteren Ende des Elektrodenstabes 6 angeordnet sind,
um durch eine Mutter 10 angepreßt zu werden, die auf den mit Gewinde versehenden
Teil des Elektrodenstabe aufgeschraubt wird. In der oben beschriebenen Anordnung
wird das äußere Ende des kurzen Anschlußteils 4 so gebogen, daß es durch seine Elastizität
in Druckkontakt mit der Innenfläche des Heizgehäuses 9 gehalten ist.
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Beim Einführen des Steckerkörpers 7, der die oben beschriebene Heizvorrichtung
PA aufweist, in den Sockel eines elektrischen Zigarettenanzünders (nicht gezeigt)
zum Inbetriebsetzen, fließt ein elektrischer Strom zum Heizgehäuse 9 durch einen
Bi-Metallfinger (nicht gezeigt), der im Sockel vorgesehen ist und mit einem Pol
(nicht gezeigt) einer Spannungsquelle verbunden ist, und fließt durch einen elektrischen
Weg in der Reihenfolge durch das
Anschlußteil 4, das gedruckte
Widerstandsheizteil 2, das Anschlußteil 5, den Elektrodenstab 6 und den Steckerkörper
7, von wo er zur Masse geführt wird.
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Das Widerstandsheizteil 2 des Heizelements H1 in der Ausführungsform
der Fig. 1(a) bis 1(c) und dessen elektrische Verbindungen zum Heizgehäuse 9 und
dem Elektrodenstab 6 können abgewandelt werden, wie im folgenden im Zusammenhang
mit den Fig. 2(a) bis 2(d) und 3(a) und 3(b) beschrieben wird.
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Das Heizelement H2 in der Ausführungsform der Fig. 2(a) bis 2(d)
weist eine elektrisch isolierende Keramikgrundplatte 1 auf, die eine zentrale Bohrung
1a aufweist, ein modifiziertes Widerstandsheizteil 2, das auf der Oberfläche der
Grundplatte 1 in einem konzentrischen Muster, wie in Fig.2(a)gezeigt, aufgedruckt
ist, wobei das innere Ende 2a des Heizteils 2 zur Umfangskante der Zentralbohrung
1a weist und das äußere Ende 2b zur Umfangskante der Grundplatte 1 weist, eine Schutzschicht
3', z. B. aus Aluminium, die ebenso eine zentrale Öffnung 3a' aufweist, die auf
das Widerstandsheizteil 2 auf der Grundplatte 1 aufgebracht ist, und ein Anschlußteil
4', das durch Lötmaterial R am äußeren Ende 2b des Widerstandsheizteils 2
an
der Umfangskante der Schutzschicht 3' und dem entsprechenden Umfangsteil der Grundplatte
1 angelötet ist, um so elektrisch mit dem Heizteil 2 verbunden zu werden und gegen
die Innenfläche des Heizgehäuses gepreßte zu werden, wenn es darin untergebracht
wird, wie in Fig. 2(d) gezeigt. Der mit Gewinde versehene Elektrodenstab 6 wird
mit einem Ende in die Zentralbohrung la der Grundplatte und die entsprechende Zentralöffnung
3a' der Schutzschicht 3' gesteckt und daran durch Anlöten mit Lötmittel R befestigt,
während das innere Ende 2a des Widerstandsheizteils 2 mit dem Elektrodenstab 6 ebenso
durch Anlöten mit Lötmaterial R verbunden ist. Das Heizelement H2, das so vorbereitet
ist (Fig. 2(b), wird schließlich einer Sinterung unterzogen und auf der Heizvorrichtung
PB, die in Fig. 2(d) gezeigt ist, in gleicher Weise befestigt, wie es unter Bezugnahme
auf Fig. 1(c) beschrieben wurde, auch wenn eine detaillierte Beschreibung hier abgekürzt
wurde, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt wurden.
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In der Ausführungsform von Fig. 3(a) und 3(b) enthält das modifizierte
Heizelement H3 eine elektrisch isolierende keramische Grundplatte 1 ohne zentrale
Bohrung, wobei das Widerstandsheizteil 2 auf der Oberfläche
der
Grundplatte 1 in gleicher Weise wie in Fig. 2(a) aufgedruckt ist, wobei die einander
gegenüberliegenden Enden 2a und 2b des Heizteils 2 so angeordnet sind, daß sie an
der Umfangskante der Grundplatte 1 in einem Winkelabstand von etwa 900 angeordnet
sind, eine elektrisch isolierende keramische Schutzschicht 3, die auf dem Heizteil
2 aufgebracht wurde, ein Anschlußteil 4, das mit seinem einen Ende am entsprechenden
Ende 2b des Heizteils 2 an der Umfangskante der Grundplatte und der Schutzschicht
3 angelötet wird, in gleicher Weise wie in der Ausführungsform von Fig. 2(b) für
die elektrische Verbindung, so daß es nach dem Einbau ins Heizgehäuse gegen die
Innenfläche des Heizgehäuses gepreßt wird, und eine Mulde 3b, die in der Schutzschicht
3 an einer Stelle ausgebildet ist, an der das andere Ende 2a des Widerstandsheizteils
2 liegt. Das Heizelement H3 weist ferner eine metallische Stützplatte oder Aufnahme
14 von im wewesentlichen rechteckigem Umfang auf, in welcher die Grundplatte cit
aufgenommen wird und an welcher der mit Gewinde versehene Elektrodenstab 6 mit einem
Ende im Mittelteil der Unterfläche des metallischen Trägerteils 14 befestigt ist.
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Das metallische Trägerteil 14, das oben beschrieben wurde, ist mit
seitlichen Wand- oder Flanschteilen 14a und
14b versehen, die sich
von gegenüberliegenden Seitenkanten aus nach oben erstrecken, um das Heizelement
H3 genau passend aufzunehmen. Wie in Fig. 3(b) gezeigt ist, wird das Lötmaterial
R in-die Mulde 3b der Schutzschicht 3 eingefüllt, um eine elektrische Verbindung
zwischen dem Ende .2a des Widerstandsheizteils und dem Flanschteil 14a herzustellen.
Auf der anderen Seite hat das andere-Flanschteil 14b einen Vorsprung 14c, der in
der Mitte der oberen Kante ausgebildet ist, und der vorspringende Teil 14c wird
über die entsprechende Oberfläche des Heizelements'H3 gefaltet, um so das Heizelement
H3 und das metallische Trägerteil 14 zu einer Einheit zu verbinden.
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Das oben beschriebene Heizelement H3 mit dem metallischen Trägerteil
14 und dem Elektrodenstab 6 wird abschließend einer Sinterung unterworfen und auf
dem Stecker des elektrischen Zigarettenanzünders (nicht gezeigt) in gleicher Weise
wie gemäß Fig. 1(c) befestigt.
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Die bis jetzt beschriebenen Heizelemente H1 bis H3, bei denen das
Widerstandsheizteil auf der gesamten Oberfläche der Grundplatte 1 vorgesehen ist,
sind deshalb vorteilhaft, weil die Grundplatte gleichmäßig als Ganzes aufgeheizt
wird, haben aber noch den Nachteil, daß die Grundplatte 1 aus
keramischem
Material Risse bekommt aufgrund thermischer Spannungen beim Temperaturanstieg, so
daß eine weitere Verbesserung des Heizelements für einen Zigarettenanzünder erwünscht
ist, bei dem ein schnelles Ansteigen auf hohe Temperaturen in kurzer Zeit notwendig
ist.
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Deshalb wurde in den Varianten, die im folgenden unter Bezugnahme
auf die Fig. 4, 5(a) bis 5(d) und 6(a) bis 6(d) beschrieben werden, die keramische
Grundplatte der vorangegangenen Ausführungsformen durch eine hitzebeständige Metallplatte
ersetzt, die nicht leicht Risse bekommt und einen genügenden Widerstand gegen thermische
Spannung aufweist.
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Fig. 4 illustriert die grundsätzliche Konstruktion eines Heizelementes
unter Verwendung einer hitzebeständigen metallischen Grundplatte. Die Variante des
Heizelements H4 weist im wesentlichen die hitzebeständige Metalllatte 1' auf, die
aus einem Legierungsmaterial, wie z. B. Fe-Cr-Al usw. besteht, die einer oxidschicht-(Ala03)-bildenden
Behandlung bei hoher Temperatur unterworfen wird und eine so ausgebildete Oxidschicht
7b' auf ihrer Oberfläche aufweist, eine elektrisch isolierende Keramikschicht 15,
die auf der Oberfläche der metallischen Platte 1' aufgeschichtet ist und vorzugsweise
aus
Aluminiumoxid besteht, welches eine gute Adhäsion zur Oxidschicht
1' mit der gleichen Zusammensetzung aufweist, mit der geringsten Möglichkeit eines
Abschälens z. B. aufgrund von Hitze, und das Widerstandsheizteil 2, das auf der
Keramikschicht 15 in gleicher Weise wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen
gemäß 1(a) bis 3(b) aufgedruckt ist.
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Es soll hier betont werden, daB,auch wenn die Schutzschicht weiterhin
auf dem Widerstandsheizteil 2 wie in desführungsformen von Fig. 1(a) bis 3(b) aufgebracht
ist, solch eine Schutzschicht nicht so notwendig ist, wenn das Heizteil 2 aus Oxid
besteht, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß die hitzebeständige Metallplatte
1' selber eine größere Haltbarkeit aufweist, als die keramischen Grundplatten. Wenn
aber Nichtoxide, wie z. B. Tungsten od. dgl. als Material für das Widerstandsheizteil
2 verwendet wird, wird es notwendig, eine Schutzschicht vorzusehen.
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Es soll auch betont werden, daß auch im Falle, daß die hitzebeständige
metallische Grundplatte 1' verwendet wird, gleiche Prozesse wie unter Bezugnahme
auf Fig. 1(a) bis 3(b) beschrieben wurden, verwendet werden können zur Verbindung
des Widerstandsheizteils 2 mit dem Heizgehäuse 9 und dem Elektrodenstab 6.
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Die Ausführungsform von Fig. 5(a) und 5(b) hat eine Konstruktion
ähnlich der Ausführungsform von Fig. 2(a) bis 2(d) und das Heizelement H5 weist
ein Widerstandsheizteil 2 4 das in Spiralform auf der Isolierschicht 15 auf der.
hitzebeständigen metallischen Grundplatte 1' vorgesehen ist, wobei das innere Ende
2a des Heizteils 2 an der Umfangskante der Zentralbohrung 1a der Grundplatte 1'
liegt und das äußere Ende 2b an der Umfangskaate der Grundplatte 1' liegt, während
ein Ende des Anschlußteils 4 durch Löten mit dem äußeren Ende 2b des Heizteils 2
und der Grundplatte 1 in gleicher Weise wie in der Ausführungsform von Fig. 1(a)
verbunden ist.
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Wie in Fig. 5(b) gezeigt ist, ist das Heizelement H5 mit der oben
beschriebenen Konstruktion im Heizgehause 5 durch die mit Gewinde versehende Elektrodenstange
6' befestigt, welche ein flaches Kopfteil 6a1 an einem Ende aufweist. Beim Einführen
des mit Gewinde versehenden Elektrodenstabs 6' in die Zentralbohrung 1a der Grundplatte
1' wird also das Kopfteil 6a' der Stange 6' in Kontakt mit dem inneren Ende 2a des
Widerstandsheizteils 2 gebracht, wie in der modifizierten Heizvorrichtung PC von
Fig. 5(b) gezeigt ist, und das freie Ende des Anschluß--
teils
4 wird gebogen und gegen die Innenfläche des Heizgehäuses 9 gepreßt, wenn es darin
untergebracht wird, während das untere Ende des Elektrodenstabes 6' sich durch den
Steckerkörper 7 hindurcherstreckt und mit dem Körper 7 in gleicher Weise wie in
der Anordnung PA von Fig. 1(c) verbunden wird.
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Wenn auch in der Ausführungsform von Fig. 5(a) und 5(b) die Verbindung
zwischen dem Ende 2b des Widerstandsheizteils 2c und dem Heizgehäuse 9 durch ein
Anschlußteil 4 bewirkt wird, welches an dem Endteil 2b befestigt ist, soll hervorgehoben
werden, daß eine solche Verbindung zwischen dem Ende 2b und dem Heizgehäuse durch
die hitzebeständige metallische Grundplatte 1' selber bewirkt werden kann, wie in
den weiteren Ausführungsformen von Fig. 5(c) und 5(d) gezeigt.
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In der Heizvorrichtung von Fig. 5(c) sind die Oxidschicht 1b' undIsolationskeramikschicht
15, die auf der Oberfläche der hitzebeständigen metallischen Grundplatte 1 vorgesehen
sind, jeweils in entsprechenden Teilen ausgeschnitten, in denen das Lötmaterial
R zur Verbindung zwischen dem Endteil 2b des Heizteils 2 und der hitzebeständigen
metallischen Grundplatte 1' durch Lötung eingefUlltwird, während die Oxidschicht
1b' an der Unterseite der
Basisplatte 1' ebenso in einem Teil ausgeschnitten
ist, um daran das Verbindungsteil 4' zu befestigen, das mit dem Heizgehäuse in gezeigter
Weise verbunden wird.
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In der weiteren Variante PE von Fig. 5(d) wird die hitzebeständige
metallische Grundplatte 1' vorläufig mit einer Gewindebohrung 1c' versehen, in welche
ein mit Gewinde versehenes Anschlußteil 4, welches mit dem Heizgehäuse 9 verbunden
werden soll, eingeschraubt wird von der Unterseite der Grundplatte 1, während das
Lötmaterial R in den oberen Teil der Bohrung 1c von der Oberfläche der Grundplatte
1 eingefüllt wird, um das Endteil 2b des Heizteils 2 und die Grundplatte 1' zu verbinden.
Durch Verbindung des Verbindungsteils 4' mit der Grundplatte 1' durch die Gewindebohrung
1c in der Grundplatte 1' kann der Vorgang, der zum Ausschneiden der Isolierschicht
notwendig ist, fortgelassen werden, wodurch sich eine weitere Vereinfachung der
Herstellung ergibt Die weitere Variante gemäß Fig. 6(a) bis 6(d) zeichnet sich dadurch
aus, daß das Widerstandsheizteil und der Elektrodenstab durch die hitzebeständige
metallische Grundplatte verbunden sind, im Vergleich zu den Ausführungsformen von
Fig. 5(c) und 5(d), bei denen das Viderstandsheizteil und das Heizgehäuse durch
die hitze-
beständige metallische Grundplatte verbunden wurden.
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In der Ausgestaltung PF von Fig. 6(d) enthält das Heizelement H6
die hitzebeständige metallische Grundplatte 1', die mit der Isolierschicht 15 beschichtet
ist und das Widerstandsheizteil 2, das darauf im Zickzackmuster wie in Fig. 1(a)
aufgedruckt ist, wobei gegenüberliegende Enden 2a' und 2b' des Heizteils 2 so angeordnet
sind, daß sie an der Umfangskante der Grundplatte 1' liegen, wie in Fig. 6(a) gezeigt.
Im Teil um das eine Ende 2a' des Heizteils 2 ist auf der Grundplatte 1' die Oxidschicht
Ib' und die Isolierschicht 15 ausgeschnitten, wobei das Ende 2a' elektrisch mit
der hitzebeständigen Grundplatte 1' verbunden ist, während das eine Ende des Anschlußteils
4 durch Löten an dem anderen Ende 2b' des Heizteils 2 wie in der ersten Ausführungsform
von Fig. 1(a) befestigt ist. Ferner ist ein Ende des mit Gewinde versehenden Elektrodenstabes
6 mit dem Mittelteil der unteren Fläche der hitzebeständigen metallischen Grundplatte
1' verbunden, wobei der Elektrodenstab 6 elektrisch mit dem Widerstandsheizteil
2 über die Grundplatte 1' verbunden ist.
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Das Heizelement H6 mit dem Elektrodenstab 6 ist mit dem Steckerkörper
7 im wesentlichen in der gleichen Wei-
se wie in den Ausführungsformen
von Fig. 5(a) und 5(b) verbunden, wie in der Heizvorrichtung PF von Fig. 6(d) gezeigt.
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Aus der vorangegangenen Beschreibung ist klar, daß bei der erfindungsgemäßen
Heizvorrichtung für elektrische Zigarettenanzünder nicht nur der Zusammenbau erleichtert
ist, sondern auch eine Widerstandsanpassung an verschiedene Versorgungsspannungen
durch Änderung des Musters des Widerstandsheizteils einfach erreicht werden kann,
da das Heizelement in Plattenform ausgestaltet ist, wobei das Widerstandsheizteil
auf der isolierenden Oberfläche der Grundplatte, wie z. B. einer Keramikplatte,
einer hitzebeständigen metallischen Grundplatte od. dgl. aufgedruckt ist. Da das
Heizteil gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Grundplatte verteilt ist, wird
es möglich, die Grundplatte gleichmäßig aufzuheizen, während die Heizzeit und die
Heizverzögerungszeit usw.
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durch geeignete Anpassung der Dicke der Grundplatte wie gewünscht
eingestellt werden kann.
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Wenn ferner die Grundplatte für das Heizteil aus einem metallischen
Material mit großem Spannungswiderstand besteht, wie in den Ausführungsformen von
Fig. 4, 5(a) bis 5(d) und 6(a) bis 6(d), ist die Stärke der Verbindung des Anschlußteils
wesentlich verbessert und die Möglich-
keit eines Bruchs des gedruckten
Widerstandsheizteils aufgrund von Stößen oder thermischen Spannungen in der Grundplatte
wird erheblich reduziert, wodurch die Betriebssicherheit der Heizvorrichtung erheblich
verbessert wird.
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Fig. 7(a) bis 7(c) zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Heizelementes.
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In dieser Ausführungsform enthält das Heizelement H7 die Basisplatte
1" aus metallischem Material, vorzugsweise Legierungen (z. B. Fe-Cr-Al-Legierung,
wie in Fig. 4 bis 6(d)), eine flache durchgehende Nut g für ein Widerstandsmuster,z.
B. in konzentrischer Form, die auf der Oberfläche der Grundplatte 1" so ausgestaltet
ist, daß sie gleichmäßig darüber verteilt ist ohne sich zu kreuzen, eine dünne Isolierschicht
15 aus Aluminium (Al203), die auf der gesamten Oberfläche der Basisplatte 1" mit
der Nut g aufgeschichtet ist, und ein Widerstandsheizteil 2B, das durch Einfüllen
eines pastenförmigen Widerstandsmaterials in die Nut g mit anschließendem Sintern
ausgebildet ist.
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Das Widerstandsmaterial des Heizteils 2B besteht hauptsächlich aus
Keramikmaterial, vorzugsweise hergestellt aus einer gekneteten Mischung aus Keramiken
(z. B. einem elektrisch leitfähigen Lanthan-Strontium-Kobalt-Oxid: LaO 8SrO 2com3:
Thermischer
Ausdehnungskoeffizient 15 x 10 6), einer verstärkenden Glasfritte und Metallpulver
(Ag) zur Widerstandseinstellung in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 1:0,04
bis 0,o6:1.ähnlich der im Heizelement H1 von Fig. 1a verwendeten.
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In Fig. 7(b) hat das Heizelement H7 ferner die Zentralöffnung 1a
zum Einfügen des Elektrodenstabs (nicht gezeigt) wie die Heizelemente der vorangegangenen
Ausführungensformen, z. B. in Fig. 2(d),so daß das innere Ende 2Ba des Heizteils
2B mit dem entsprechenden Ende des Heizstabs in Kontakt kommt, während das andere
Ende des Anschlußdrahts 4, der auf der Grundplatte 1 vorgesehen ist, mit dem äußeren
Ende 2Bb des Heizteils 2B verbunden ist.
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Es soll betont werden, daß das Prinzip der Anordnung des Heizteils
H7 von Fig. 7(a) bis 7(c), d. h. die Ausbildung einer Nut g im Widerstandsmuster
und das Einfül- -len des pastenförmigen Widerstandsmaterials in die Nut g, um so
ein Widerstandsheizteil auf der Grundplatte vorzusehen, auf die Heizelemente von
Fig. 1(a) bis 3(b) mit keramischer Grundplatte und auf die von Fig. 4 bis 6(d) mit
hitzebeständiger metallischer Grundplatte, Je nach Notwendigkeit angewendet werden
kann, um so die gedruckten
Widerstandsheizteile, die darin verwendet
wurden, zu ersetzen.
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Das Heizelement H7 wird im (nicht gezeigten) Stekkerkörper in gleicher
Weise wie in den vorangehenden Ausführungsformen befestigt.
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Das Heizelement H7 der Fig. 7(a) bis 7(c) hat die folgenden Vorteile,
ähnlich wie die der Ausführungsformen von Fig. 4 bis 6(d).
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(1) Da das Widerstandsheizteil im wesentlichen aus Keramiken besteht,
ist ein schneller Temperaturanstieg möglich, während es nicht notwendig ist, die
Oxidationsschutzschicht auszubilden.
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(2) Aufgrund der Verteilung des Widerstandsheizteils über die gesamte
Oberfläche der Grundplatte kann diese Grundplätte gleichmäßig aufgeheizt werden.
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(3) Da die Grundplatte aus metallischem Material besteht, ist sie
widerstandsfähig gegen Stöße und thermische Spannungen.
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Es wurde durch einen Test das Heizelement gemäß Fig. 7(a) bis 7(c)
durch Anwendung in einem elektrischen Zigarettenanzünder überprüft, daß Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten
im Bereich von 30 bis 50 0C/Sek.
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erreicht wurden, wobei Temperaturen im Bereich von 7000 bis 8000C
innerhalb von 15 bis 20 Sek. erreicht wurden.
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