DE3201367A1

DE3201367A1 - Elektrischer widerstandsheizkoerper mit kaltleiter-elementen

Info

Publication number: DE3201367A1
Application number: DE19823201367
Authority: DE
Inventors: Erich 7200 Tuttlingen Hillinger
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 1982-01-19
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1983-07-28

Description

Elektrischer Widerstandsheizkörper mit
Kaltleiter-Elementen Die Erfindung betrifft elektrische Widerstands-Heizkörper für k dSigb Temperaturbereiche, bzw. für niedrige thermische Oberflächenbelastungen, wie sie beispielsweise in Elerkochern, Kaffeemaschinen, oder auch in Ijockenwicklern od.dergl. eingebaut werden. In diesen Bereichen ist die Verwendung von Heizelementen aus Kaltleitermaterialien, d.h. von sogenannten PTC-Elementen vorteilhaft, da sie sich in ihrer elektrischen Leistungsaufnahme gewissermaßen selbst regeln und somit umfangreiche Xegel-oder Begrenzungseinrichtungen entfallen können.
Die scheiben-oder quaderförmigen PTC-Elemente werden gewöhnlich mittels flächiger Elektroden an zwei gegenüberliegenden Seiten derselben kontaktiert und dieser Aufbau dann nach außen isoliert, wie dies beispielsweise die DU-OS 28 35 742 und die DU-OS 28 45 965 offenbaren.
Ein Nachteil dieser bekannten Heizkörper mit PTC-Elementen besteht darin, daß in den Heizelementen ein mehr oder weniger großer Wärmestau entsteht, der dazu führen kann, daß infolge der durch den Stau rasch ansteigenden Temperatur, die Leistungsaufnahme des Heizungselements entsprechend zurückgeht, noch bevor die Temperatur des Heizkörpers insgesamt die gewünschte Höhe erreicht. Der Anwendungsbereich solcher Heizkörper wird dadurch ziemlich eingeschränkt.
Es ist der Zweck dieser Erfindung, diesen Nachteil weitgehend zu beheben und einen mit PTC-Elementen bestückten Heizkörper zu schaffen, bei dem der erwähnte Wärmestau vermieden wird und so die Selbstregelung der Elemente erst dann wirksam eintritt, wenn die gewünschte Temperatur des betreffenden Heizkörper erreicht wird.
Zu diesem Zweck sind bei dem erfindungsgemäßen Heizkörper die PTC-Elemente zwischen zwei parallelen, die Kontataktierung der Heizelemente bewirkenden Strangpreßschienen aus Aluminium od.dergl. eingelagert, die Heizelemente und die Schienen mit Isoliermaterial umgeben und dieser Aufbau mit einem Metallrohr umhüllt und mit diesem verpreßt.
Die verhältnismäßig massereichen, satt an den Flächen der PDO-Elemente anliegenden Aluminiumschienen sorgt für rasches Ableiten der in den Elementen erzeugten Wärme und für eine gute Weiterleitung derselben über das Isoliermaterial an die Außenflächen des Heizkörpers. Wird, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, MgO-Pulver als Isoliermaterial verwendet, so wird dieses beim Verpressen des Metallrohrs verdichtet und damit gut wärmeleitend, womit ein einwandfreier Wärmeübergang zwischen Heizelement, Strangpreßschie nen und Außenmantel des Heizkörpers sichergestellt ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale des t;rfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Gegenstand der Erfindung ist in zwei Ausführungsbei- spielen in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen die Figuren 1 und 2 einen Längs-und einen Querschnitt durch den Heizkörper, Figuren 3 und 4 eine der beiden Strangpreßschienen in der Seitenansicht und in der Vorderansicht, Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des deizkörpers.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Heizkörper besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Strangpreßschienen 1 aus Aluminium od.dergl. zwischen denen zwei oder mehrere Heizelemente aus Kaltleitermaterialien, sog. PTC-elemente 2 eingelagert sind, einem die Elemente 2 und die Schienen 1 umhüllenden Isoliermaterial 3, beisrieiwise MgO-Pulver und einem einseitig mit Metallboden 4 versehenen Metallrohr 5, das die vorgenannten Teile 1,2,3 umgibt. Dieser Aufbau 1 bis 5 ist unter hohem Druck verpreßt, so daß das MgO-Pulver entsprechend hoch verdichtet ist und damit eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Als Abschluß für das Mantelrohr 5 dient ein Keramikstopfen 6, durch den die elektrischen Anschlüsse 7 und 8 herausgeführt sind.
Die im Querschnitt nahezu halbrunden Strangpreßschienen 1 weisen, wie die Figuren 3 und 4 zeigen, an ihrer Flachseite 9 ein breite Längsnut 10 auf, die in ihrem Querschnitt der Quaderform der Heizelemente 2 entspricht, so daß letztere formschlüssig in die Nut 10 passen. Diese Anordnung ergibt einen sehr guten und betriebssicheren Kontakt zwischen den Elementen und den Schienen. Die Strangpreßschienen sind außerdem mit einer Längsbohrung 11 versehen, in die die als Kontaktstecker ausgebildeten Anschlüsse 7 und 8 gesteckt werden können.
Die Figur 5 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel für die Erfindung. Hier ist anstelle des MgO-Pulvers ein Schrumpfschlauch 12 aus Kunststoff verwendet, der den wiederum aus zwei Strangpreßschienen 1 und mehreren PTOlementen 2 bestehenden Aufbau isolierend und gleichzeitig zusammenpressend umhüllt und ihm so den erforderlichen Zusammenhalt verleiht. Ein aufgepreßtes Metallmantelrohr 13 ergibt die notwendige mechanische Festigkeit für den Heizkörper, der jedoch in dieser offenen Form nicht für die Erwärmung flüssiger Medien gedacht ist. Die elektrischen Anschlüsse dieses Heizkörpers sind mit Steckzungen 14 versehen.
Die Praxis hat gezeigt, daß die beschriebenen neuartigen Heizkörper eine in ihrer Charakteristik erheblich verbesserte Leistungsabgabe aufweisen, d.h. der Selbstregelungseffekt setzt erst dann ein, wenn die erwünschte Temperatur des Heizkörpers insgesamt- erreicht wird.
Zwischen den beiden Strangpreßschienen 1 können beliebig viele Heizelemente eingesetzt werden, so daß ohne umfangreiche Lagerhaltung jede gewünschte Heizkörperlänge herstellbar ist. Die verhältnismäßig massereichen Metallschienen bewirken eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung auch in der Längsrichtung zwischen den einzelnen Heizelementen und ergeben damit geringe Oberflächenbelastungen, so daß solche Heizkörper besonders gut auch für die unmittelbare Erwärmung flüssiger Medien geeignet sind- Leerseite

Claims

PATENTANSPRUCHE Elektrischer Wiierstandsheizkörper mit Heizelementen aus Kaltleitermaterialien, sog. PTC-Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die PTC-Elemente (2) zwischen zwei parallelen, die Kontaktierung der Elemente (2) bewirkenden Strangpreßschienen (1) aus Aluminium odviergl.

eingelagertisinds die PTC-Elemente (2) und die Strangpreßschienen (1) mit Isoliermaterial (3) umhüllt sind und dieser Aufbau (1 bis 3) mit einem Mantelrohr (5) aus Metall umgeben und mit letzterem verpreßt ist.
2.) Elektrischer Widerstandsheizkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt nahezu halbrunden trangpreßschienen (1) an ihrer Flachseite (9) mit einer Längsnut (10) versehen sind, deren Querschnitt der Form der PTC-Elemente (2) entspricht.
3.) Elektrischer Widerstandsheizkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (3) aus MgO-Pulver besteht.
4.) Elektrischer Widerstandsheizkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßschienen (1) je mit einer Längsbohrung (11) für Kontaktstecker (7,8) versehen sind.
5.) Elektrischer Widerstandsheizkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermaterial ein Schrumpfschlauch (12) aus Kunststoff verwendet ist, der auf die StrangpreBschxnen (1), in denen die Heizelemente (2) lagern, aufgeschrumpft ist.