DE3342755A1

DE3342755A1 - Heizelement fuer waermegeraete, verfahren zu dessen herstellung und heisskleber-pistole mit heizelement

Info

Publication number: DE3342755A1
Application number: DE19833342755
Authority: DE
Inventors: Reinhard 8088 Eching Ursprung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1985-06-05
Also published as: EP0147627A3; EP0147627A2

Description

Reinhard Ursprung P 105

Eduard-Thöny-Straße 19
D-8919 Utting / Ammersee

Heizelement für Wärmegeräte, Verfahren zu dessen Herstellung und Heißklebee=· Pistole mit Heizelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement für Wärmegeräte, beispielsweise für Heißklebe-PistDlen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2. auf ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 bzw. 9 und auf eine unter Verwendung des Heizelementes aufgebaute Heißklebe-Pistole zur Verflüssigung eines vorzugsweise stabförmigen, thermoplastischen Kunststoff-Klebers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 bzw. 11.

Für Wärmegeräte, wie beispielsweise Heißkleber-Pistolen werden unterschiedliche Heizelemente verwendet. Bekannt ist beispielsweise die Verwendung von Heizspiralen, die im Falle der Aufheizung eines Heizkanales um

den Heizkörper des Gerätes herumgelegt sind. Die Effizienz solcher Heizelemente ist relativ gering, da ein Großteil der erzeugten Hitze ungenutzt verstrahlt wird. Zur Temperaturbegrenzung wird in einem solchen Falle ein Thermostat benötigt, der zudem einen entsprechenden Bauraum beansprucht.

Bei Heißkleber-Pistolen ist die Verwendung von sogenannten PTC-Widerstandspatronen (Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten) bekannt, wie beispielsweise in dem DE-GM 80 34 755.3 beschrieben. Die Widerstandspatrone weist einen PTC-WiderStandsleiter auf, der auch die Form eines Stabes aufweisen kann und ist in einer elektrisch isolierenden, jedoch wärmeübertragenden Hülse angeordnet. Das patronenförmige Heizelement ist in einem zum Führungs- bzw. Heizkanal parallelen Aufnahmekanal im entsprechend in dieser Portion oval ausgebildeten Heizkörper angeordnet. Da die mit Silikonisolierung versehene Widerstandspe.trone relativ groß ist und zudem eine verhältnismäßig dicke Wandung zwischen dem Aufnahmekanal des Heizungselementes und dem Heizkanal vorhanden ist, sind sehr große Erwärmungsmassen vorhanden. Die verwendeten PTC-Widerstandspatronen sind separat gelieferte, käufliche Einheiten, die jeweils stirnseitig mit zwei Anschlußleitungen versehen sind. Diese Anschlußleitungen müssen über eine spezielle Anschlußklemme mit den entsprechenden Leitungen des Anschlußkabels der Klebepistole verbunden werden, was zeit- und kostenaufwendig ist. Zudem ist die Herstellung des Heizkörpers durch den unterhalb des Heizungskanales angeordneten Aufnahmekanal aufwendig, ca drei Kerne angeordnet und nach dem Guß wieder entfernt werden müssen. Auch benötigt der Aufnahmskanal eine zusätzliche genaue Bearbeitung, da für eine gute Wärmeleitung das Heizelement fest in den Aufnahmekanal eingepreßt werden muß. Die Effizienz dieser bekannten Klebepistolen ist gering und die Herstellungskosten sind relativ hoch.

Es sind des weiteren PTC-Widerstandspatronen bekannt, die als Widerstandsleiter eine Keramikplatte verwenden, auf deren beiden Plachseiten jeweils halbzylindrische Elektroden aufliegen und insgesamt in einer Silikonhülse -it ca. 2mm dicker Wandung eingeschoben sind. Die Anschlußleitungen der Elektroden ragen dabei an der gleichen Stirnseite der Patrone hervor und müssen entsprechend elektrisch gegeneinander isoliert sein. Durch die zylindrische Form der Patrone ist eine große Erwärmungsmasse gegeben, so daß die in der Keramikplatte entstehende Wärme einen relativ großen Übertragungsweg bis sum Heizungskanal einer Klebepistole durchlaufen muß. Die Effizienz dieser bekannten PTC-Heizwiderstände in der aufgezeigten Anordnung unterhalb des Heizungskanals ist gering, auch dadurch, daß ein großer Teil der erzeugten Wärme ungenutzt nach unten und nach den Seiten verstrahlt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heizelement für Wärmegeräte and ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, dia es ermöglichen, daß ein in einfacher, einen sehr geringen Platz einnehmender und in billig herzustellender und einzumontierender Weise aufgebautes Element bereitgestellt wird. Des v/eiteren ist es Aufgabe der Erfindung, 'eine Heißkleber-Pistole mit einem erfinduncsgemäßen Heizelement anzugeben, die einen einfachen, kleinen und leichten Aufbau besitzt, wodurch eine Rationalisierung der Fertigung und eine Materialeinsparung möglich sein soll. Die Pistole soll eine hohe Effizienz bei gleichbleibenden Energieverbrauch, d. h. eine größere und schnellere Aufheizung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heizelement "-it den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 2, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 bzw. 9 und durch eine Heißkleber-Pistole mit den Merkmalen des Anspruches 10 bzw. 11 gelöst.

Demgemäß besteht das erfindungsgemäße Heiselement für Wärmegeräte aus einem plattenförmigen Widerstandsleiter aus keramischen Material, im weiteren Keramikplatte genannt, auf dessen Flachseiten je eine mit Anschluß-elementen versehene Elektrode angeordnet ist, wobei Keramikplatte und Elektroden gemeinsam mit einer elektrisch isolierenden, jedoch thermisch leitenden Ummantelung umgeben sind. Wesentlich dabei ist, daß die Elektroden die Form flacher Platten (im weiteren Elektroden platten genannt) aufweisen und daß als Ummantelung eine an sich bekannte Kapton-Folie vorgesehen ist. Hierdurch wird ein besonders flaches Heizelement bereitgestellt, welches abgesehen von der außerordentlich vorteilhaften kleinen Bauweise auch sehr kleine Erwärmungs-

L5 massen aufweist, so daß eine sehr schnelle Wärmeübertragung von der Keramikplatte auf das Material des Heizkörpers erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die Elektrodenplatten relativ dünne, rechteckige Blechstanzteile, die die gleichen Seitenflächen wie die Keramikplatte aufweisen und an welchen als Anschlußelemente während dem Stanzvorgang Kabelklemmhülsen am äußeren Ende von jeweils einer Flachseite der Elektrodenplatter. angeformt sind. Durch die Ausbildung der Elektroden als Blechstanzteile ist eine äußerst einfache und billige Herstellungsweise der Elektroden sichergestellt. Durch die gleichzeitig angeformten Kabelklemmhülsen ist auch eine sehr schnelle und direkte Befestigungsweise der Litzen des Kabels mit Hilfe einer an sich bekannten Spezialzange möglich. Hierdurch kann eine zusätzliche Anschlußklemme, die die Verbindung zwischen Anschlußleitungen und Litzen des Anschlußkabels bildet, eingespart werden.

Die Anbringung der Kabelklemmhülsen jeweils am äußeren Ende einer Flachseite der Elektrodenplatten, also in der Plattenebene als senkrechter Fortsatz zu einer der

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ORfGJNAL

Plattenseiten bringt den Vorteil, daß beide Elektrodenplatten die gleiche Form aufweisen. Es muß folglich nur ein einziges Werkzeug bereitgestellt und nur eine Elek-

trodenform auf Lager gehalten werden. Bei der Montage 5

wird jeweils die eine Platte seitenversetzt im Vergleich zur anderen Platte an die Keramikplatte gelegt, so daß an der gleichen Seite jedoch mit Abstand voneinander die beiden Kabelklemmhülsen aus dem Plattenverbund herausragen. Hierdurch ist eine Isolierung der beiden Anschluß-

elemente gegeneinander nicht notwendig, was zugleich Material- und Fertigungskosten einsparen hilft. Je nach gewünschter Einbauweise des Heizungselementes können die Anschlußelemente an der Schmal- oder an der Längsseite der rechteckigen Elektrodenplatten vorgesehen sein, so

daß das erfindungsgemäße Heizelement in entsprechend vorgesehene Aufnahmeschlitze mit der Schmal- oder Längsseite voran eingeschoben werden kann.

Die Aufgabe wird auch durch ein Heizelement für Wärmege-

rate gelöst, bei welchem als Elektroden auf die beiden Flachseiten der Keramikplatte in bekannter Weise aufgebrachte elektrisch leitende Beschichtungen verwendet werden. Diese Beschichtungen kennen beispielsweise Metallbeschichtungen wie Nickel- oder Chromschichten

sein und können durch an sich tekannte Verfahren wie Aufsprühen, Aufdampfen aufgebrecht werden. Hierdurch wird der große Vorteil einer av.f ein Minimum reduzierten Erwärmungsmasse erreicht, vodurch eine besonders hohe Effizienz erlangt wird. Zudem werden effektiv zwei

Bauteile durch eine dünne Metallbeschichtung ersetzt, was eine erhebliche Materialeinsparung bedeutet. Von Vorteil ist des weiteren, wenn die Litzen des Anschlußkabels direkt auf der Beschichtung hart aufgelötet werden, wobei die Litzen in gleicher voneinander entfern-

ten Anordnung wie die Kabelklemmhülsen bei der Plattenausführung befestigt sind, wodurch ebenfalls eine separate Isolierung entfällt.

Die als elektrisch isolierende Ummantelung verwendete Kapton-Folie weist eine Stärke von ca. 0,025 mm auf und ist in drei Lagen um den Plattenzusammenbau bzw. um die beschichtete Keramikplatte gewickelt«, Hierdurch erreicht die somit entstehende Isolierschicht eine Dicke von ca. 0,075· mm, was im Verhältnis zu der 2 ram-Ummantelung ebenfalls eine bedeutende Erwärmungsmasse- und Dimensionsreduzierung bedeutet. Es ist dabei von Vorteil,

_n wenn die Kapton-Folie um den Plattenverbund bzw. um die beschichtete Keramikplatte derart gewickelt ist, daß die Erzeugende der hierdurch entstehenden Ummantelung im wesentlichen parallel mit den Kabelklemmhülsen bzw. mit den angelöteten Litzenenden ausgerichtet ist. Dabei

überragt die Ummantelung an ihrer einen offenen Stirn-15

seite die Kabelklenmhülsen bzw. den unisolierten Teil der Litzen und rag" andererseits über die den Anschlußelementen entgegengesetzten Kanten der Elektroden soweit heraus, daß diese Enden zusammengelegt bzw. zusammengefaltet diese Plattenschmalseite voll abdeckt.

Diese Aufgabe wird des weiteren durch ein Verfahren zur Herstellung des Heizelements nach Anspruch 1 dadurch gelöst, daß aus dümem Blech rechteckige Elektrodenplatten mit daran gleichzeitig angeformter und senkrecht an 25

der einen Ecke hervorstehender Klemmhülse gestanzt werden. An die beiden Flachseiten einer ebenfalls rechteckigen Keramikplatte wird je eine der Elektrodenplatten· derart gelegt, daß die Klemmhülsen zwar an der gleichen Schmalseite parallel zueinander hervorragen, jedoch an dieser Schmalseite jeweils an einem Seitenende sich befinden. Danach wird eine bandförmige, die Breite der Platten in ihrer Breite überragende Kapton-Folie mit ihrer Breitseite parallel zu den Klemmhülsen an die Elektroden angelegt und um den Plattenverband in

vorzugsweise drei Schichten derart gewickelt, daß die Klemmhülsen als auch das diesen Klemmhülsen entgegenstehende Ende der Platten von der hierdurch entstehen-

den Ummantelung überragt werden. Schließlich wird die letztere offene Seite der Ummantelung in im wesentlichen paralleler Mittelebene mit den Flachseiten der Keramikplatte flach zusammengelegt und diese Platten-Stirnseite abdeckend umgeschlagen.

Des weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelementes nach Anspruch 4 dadurch gelöst, daß eine rechteckige Keramikplatte (Widerstandsleiter) an ihren beiden parallelen Flachseiten in bekannter Weise mit je einer leitenden Beschichtung versehen wird Auf einer jeden der Beschichtungsseiten wird eine der beiden Litzen eines Anschlußkabels derart hart angelötet, daß die Litzen an der gleichen Schmalseite der Keramikplatten,jedoch an verschiedenen Enden der Schmalseite im wesentlichen parallel zueinander hervorragen. Schließlich wird die bandförmige Kapton-Folie in ähnlicher Weise wie beim vorerwähnten Verfahren um die Platte gelegt.

Es ist zu erkennen, daß beide erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eine sehr rasche und einfache Herstellung der Heizelemente erlauben. Sie erlauben des weiteren ein individuelle Herstellung, die sowohl für eine Herstellung in großer Stückzahl als auch bei kleiner Stückzahl wirtschaftlich angewendet werden kann. Durch wenige, einfache Verfahrensschritte können die Heizelemente in billiger, einfacher Weise bereitgestellt werden.

Die Aufgabe wird schließlich durch eine Heißkleber-Pistole zur Verflüssigung eines stabförmigen, thermoplastischen Kunststoff-Klebers gelöst, welcher mit einem Führungs- bzw. Heizkanal für den Klebestab enthaltenden heizbaren Körper, mit einem im Körper im wesentlichen axial weisend auf der gleichen vertikalen Mittelebene angeordneten Aufnahmekanal für ein Heizelement ausgestattet ist. Wesentlich dabei ist, daß das

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Heizelement eine Ausbildung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2 aufweist und daß der Aufnahmekanal mit dem Heizelement zumindest teilweise in den Heizkanal in vertikaler Richtung eingeschoben angeordnet ist. Hierdurch wird der große Vorteil erreicht, daß zum Ersten ein besonders schmales Bauelement als Heizelement Verwendung findet und zum Zweiten durch die zunindest teilweise Anordnung des Heizelementes in dem Hei.zungskanal IQ das Heizungselement zumindest z= T. in unmittelbarer Nähe von dem aufzuwärmenden Material umgeben wird. Hierdurch wird ein sehr hoher Wirkungsgrad der Einrichtung erreicht, da die unwirksam verstrahlte Wärme sehr weit reduziert ist.

Ein sehr hoher Wirkungsgrad wird erzielt, wenn in Weiterbildung des Erfindungsgedankens im wesentlichen das gesamte Heizelement in den Heizkanal hineinreichend angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die

2Q gesamte, durch das Heizelement erzeugte War Tie in direktester Weise an das aufzuweichende Klebegut weitergeleitet wird.

Versuche haben gezeigt, daß der Wirkungsgrad herkömmlicher Heißkleber-Pistolen mit PTC-Widerstandspatronen einen Wirkungsgrad von ca. 30 % besitzen. Zum Unterschied hierzu weist eine erfindungsgemäße Heißkleber-Pistole mit einem Heizelement mit Elektrodenplatten einen Wirkungsgrad von 83 % und *rit Heizelementen mit _n beschichteten Keramikplatten einen fast idealen Wirkungsgrad von ca. 99 % auf. Dies zeigt, daß die ganz besonders dünne Gestaltung der Elektroden in Verbindung mit der Einbeziehung des Heizelementes in den Heizungskanal den höchstmöglichen Wirkungsgrad überhaupt für eine solche Klebepistole bringt.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist der Aufnahmekanal ein vertikaler, von dünnen elastischen

Wänden umgebener schmaler Schlitz, der zumindest teilweise in den Heizungskanal hineinragend angeordnet ist. Der Aufnahmekanal kann aber auch ein in vertikaler Richtung durch den Heizungskanal hindurchführender und den Heizungskanal zumindest z. T. mit zwei Hälften trennender schmaler Schlitz mit elastischen Begrenzungswänden ausgebildet .sein. Durch die dünnen, elastischen Wände des Aufnahmekanals wird eine besonders gute und

!0 sichere Aufnahme mit gutem Flächenkontakt bzw. guter Flächenpressung des Heizelements erreicht, wodurch eine sehr gute Wärmeübertragung sichergestellt wird. Die Elastizität der Wände des Aufnahmekanals macht gleichseitig auch eine besonders feine Bearbeitung zwecks

,,- Einpassung des Heizelements hinfällig, so daß hierdurch ein Bearbeitungsvor gang des Heizkörpers eingespart wird.

Es ist von Vorteil, wenn die Trennwände des Aufnahmeka-2Q nals an ihren Schmalseiten in Achsrichtung des Heizkanals spitz zulaufend ausgebildet sind, so daß der Aufnahmekanal an seiner in den Heizkanal hineinragenden Außenmantelfläche stromlinienförmig ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung wird das bereits angeweichte KIe-„r bematerial gleichmäßig und mit möglichst kleinem Widerstand an dem im Aufnahmekanal befindlichen Heizelement vorbeigeführt. Die Stromlinienform des Aufnahmekanals kann dabei derart vorgesehen sein, daß der Heizungskanal insgesamt eine zum Ausflußende hin sich verjüngenden Querschnitt aufweist, der dem schnelleren Fluß des erweichten Materials dient«,

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die Innenwände des Heizkanals in Höhe des Aufnahmekanals mit Unregelmäßigkeiten ausgestattet und in dem 35

hinteren, vor dem Aufnahmekanal liegenden Teil glatt, vorzugsweise glattbeschichtet ausgebildet. Dabei können die Unregelmäßigkeiten des vorderen Endes von pri-

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mär sandgestrahlten Kernen herrührende Rauheiten sein. Sie können jedoch auch als axiale Rillen oder Längsrippen ausgebildet sein. Hierdurch wird erreicht, daß am vorderen, daß Heizungselement enthaltenden Ende des Heizkanals eine große Wärmeübertragungsoberfläche vorhanden ist, während am rückwärtigen Ende durch die glatte Oberfläche eine Wärmeübertragung vermieden wird.

-^Q Des weiteren ist von Vorteil, wenn die Außenmantelfläche des Heizkörpers in Höhe des Aufnahmekanals, also am vorderer Ende, glatt,vorzugsweise glänzend glatt beschichtet ausgebildet ist, während in dem rückwärtigen Teil, also in Richtung des Stabeinsteckendes an der Man-

_ir telflache Kühlrippen vorgesehen sind. Diese Kühlrippen können in Richtung zum Aufnahmekanal hin in ihrer Höhe kontinuierlich abnehmend (konisch) ausgebildet sein, um die Abkühlung am Einsteckende besonders zu akzentuieren» Hierdurch wird erreicht, daß in Höhe des Heiz-

„_n elementes möglichst wenig Wärme abgestrahlt wird, während am Einsteckende der Führungskanal relativ kühl gehalten :.st, um ein vorzeitiges Aufweichen des Kleberstabes :;u verhindern.

₂ρ- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeig·:::

Figur 1 eine Ansicht auf eine PTC-Widerstandspatrone nach dem Stand der Technik

Figur 2 einen Schnitt nach den Linien II-II aus Fig.l,

Figur 3 eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Heizelement in erster Ausführung mit Elektroden

platten,

Figur 4 einen Schnitt nach den Linien IV-IV aus Figur 3,

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BAD ORfCV***'

Figur 5 eine Perspektivansicht auf einen Plattenverbund eines Heizelementes nach Figur 3,

Figur 6 eine Perspektivansicht auf ein erfindungsgemäßes Heizelement in zweiter Ausführung mit beschichteter Keramikplatte, ohne Isolierungsummantelung,

Figur 7 eine Heißkleber-Pistole mit PTC-Widerstandspatrone nach dem Stand der Technik,

Figur S einen Schnitt nach den Linien VlII-VIII aus Figur 7,

-¹·⁵ Figur 9 eine Heißkleber-Pistole mit erfindungsgemäßen Heizelement, dessen Breite: den gesamten Durchmesser des Heizkanals einnimmt,

Figur 10 einen Querschnitt nach den Linien X-X aus Figur 9,

Figur 11 eine Teilansicht einer Pistole nach Figur mit einem Heizelement, dessen Breite nur einen Teil des Heizkanal-Durchmessers ausmacht,

Figur. 12 einen Schnitt nach den Linien XIZI-XII aus Figur 11,

Figur 13 einen teilweisen Schnitt nach den Linien

XIII-XIII aus Figur 9,

Figur 14 einen teilweisen Schnitt nach den Linien XIV-XIV - aus Figur 10,durch den Heizkörper,

Figur 15 einen Schnitt nach den Linien XV-XV aus

Figur 14 ,durch die kühle Zone des Heizkör-

— jet- —

pers, und

Figur 16 einen Schnitt entlang den Linien XVI-XVI aus

Figur 14, durch die Heizzone des Heizkörpers. 5

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, besteht eine bekannte PTC-Widerstandspatrone 1 aus einer Silikon-Hülse 2, die thermisch leitend jedoch elektrisch isolierend ist. In der Hülse 2 :.st eine rechteckige Keramikplatte, zu deren beiden Flachseiten je eine halbzylindrisch geformte Elektrode 4 angeordnet ist, derart daß die drei Platten den zylindirischen Innenraum der Silikon-Hülse 2 satt ausfüllen. An der offenen Stirnseite der Widerstandspatrone 1 ist an jeder Elektrode 4

eine als Anschlußelement dienende ,isolierte Anschlußleitung 5 befestigt.

Aus den Figuren 3 bis 5 wird de:r Aufbau eines erfinduncsgemäßen Heizelementes 6 ersieht Lieh. Auf den beiden

Schmalseiten der Keramikplatte 3 ist je eine aus dünnem Blech gestanzte Elektrodenplatte 7 angeordnet«, Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich ist, weist jede Elektrodenplatte einen in gleicher .Jbene herrausragenden und als Kabelklemmhülse 8 dienenden Fortsatz auf. Die ansich identisch geformten Platten 7 sind auf der Keramikplatte 3 seitenverkehrt angeordnet, so daß die Kabelklemmhülsen 8 an den entgegengesetzten Enden der gleichen Seite der Platten senkrecht hervorstehen. Um den gesamten Plattenaufbau 3, 7 ist eine Kapton-Folie 9 gewickelt.

3^ Aus zeichentechnischen Gründen ist lediglich eine Folienschicht als Ummantelung eingezeichnet, da die drei Folienschichten insgesamt nur 0,075 mm Dicke aufweisen. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ragt die Folie 9 an ihrer Breitseite über die Länge der Kabelklemmhülsen 8,

^5 in denen die Litzen 10 eines Anschlußkabels festgeklemmt sind, heraus, gleichzeitig eine Isolierung der Kabelbefestigungen bildend. Am entgegengesetzten Ende sind die ebenfalls über die Plattenbreite herausragen-

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den Enden 11 der Folie 9 über die Längsseite des Plattenverbundes 3, 7 zusammengelegt. Die Art der Zusammenlegung der Enden 11 kann je nach Einbauort und -weise

ρ- in anderer Art vorgenommen werden. Aus Figur 5 wird des weiteren die besondere, im gleichen Verfahrenschritt mit der Platte ausgestanzte Kabelklemmhülse 8 ersichtlich. A:.i einem schmalen Steg 12 ist eine rechteckige Fahne 13 vorgesehen, in welche das freie Ende der Litze 13 eingelegt und über eine spezielle Kabelklemmzange das Litzenende zylindrisch umschließend zusammengedrückt wird.

In Figur 6 ist ein erfindungsgemäßes Heizelement 17 in .._ zweiter Ausführungsform dargestellt. Die Keramikplatte weist auf ihren beiden Flachseiten je eine elektrisch leitende Beschichtung 15 auf, die die Rolle von Elektroden übernehmen. Auf einer jeden der Beschichtungen 15 ist das unisolierte Ende der Litze 10 eines Anschlußkabels hart aufgelötet. Die Litzen 10 sind damit im Verhältnis zu der Keramikplatte in gleicher Weise voneinander teabstandet angeordnet, wie in dem in Figuren 3 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Um in der Ausführungsform des Heizelementes 14 mit Beschichtung, die Zeichnung nicht zu komplizieren, wurde die Kap-25

ton-Folie-Ummantelung nicht eingezeichnet. Diese wird in gleicher VJeise ,wie in Figur 3 dargestellt, um die beschichtete Platte herumgelegt. Ein Vergleich zwischen den in Figuren 1, 3 und 6 dargestellten Heizelementen zeigt oen großen Unterschied in der Dimensionierung der

erfindungsgemäßen Heizelemente 6, 14 gegenüber dem Stand der Technik (Patrone 1), bei Verwendung gleich dicker Keramikplatten 3.

In Figuren 7 und 8 ist eine Heißkleber-Pistole gemäß

dem Stand der Technik dargestellt. Diese weist einen im wesentlichen ovalen Heizkörper 16 auf, in welchem untereinander.mit im wesentlichen parallelen Achsen ,ein

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Heizkanal 17 und eine Aufnahmebohrung 18 für eine Patrone 1 angeordnet sind. Der Heizkanal 17 ist gleichachsig mit einem zur Einschiebeöffnung führenden Führungskanal 19 und einem Mundstück 20 ausgebildet. Die Anschluß-5

leitungen 5 der Widerstandspatrone 1 führen in eine Anschlußklemme 21, in welcher ebenfalls die Litzen 10 eines Anschlußkabels 20 befestigt sind. Das die gesamten Bauelemente umschließende Gehäuse 28 ist nur mit dünnen Linien ausgeführt, um die wesentlichen Bestandteile der Pistole besser zur Geltung kommen zu lassen. Insbesondere aus Figur 8 kann ersehen werden, daß die Anordnung untereinander von Heizkanal 17 und Aufnahmebohrung 18 eine nur teilweise Übertragung der von der Patrone 1 erzeugten Wärme auf das im Heizkanal befindliche Klebema-

terial erlaubt, da zumindest 2/3 des die Patrone 1 umgebenden Heizkörpers 16 die Wärme frei und damit mit Verlust in den Gehäusefreiraum ausstrahlt.

In dem in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen HeißklebeP-Pistole ist der Heizkörper 16 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Im wesentlichen mittig wird der Heizkanal 17 von einem schlitzförmigen Aufnahmekanal 23 durchzogen. Der Aufnahmekanal 23 teilt den Heizkanal in zwei im Querschnitt gesehene kreisabschnittförmige Teilkanäle 24. Der Aufnahmekanal 23 ist von den Teilkanälen 24 durch dünne, elastische Wände 25 getrennt. Im horizontalen Schnitt, wie in Figur 13 dargestellt, weist die Wanduncj des Aufnahmekanals 23 jeweils eine in Achsrichtung zu-

SQ gespitzte Form auf, wodurch eine dem Fluß des Klebematerials wenig Widerstand entgegensetzende Stromlinienform erzeugt wird. Das Heizelement 6, 14 ist in dem Aufnahmekanal in seiner ganzen Breite voll aufgenommen. Aus dem Heizkörper 16 ragt lediglich die Kapton-Eolien-Ummantelung 9 heraus, welche die Kabelklemmhülsen 8 isolierend umschließt. Die Litzen 10 des Anschlußkabels 22, der relativ tief in den Pistolengriffteil hineingezogen sein kann, sind direkt an der Kabelklemm-

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ORIGINAL

hülse 8 befestigt.

In Figuren 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pistole dargestellt, in welchem das erfindungsgemäße Heizelement 6 bzw. 14 den
Heizkanal 17 nicht völlig durchtrennt, sondern diesem eine im wesentlichen Hufeisenförmige Querschnittsform verleiht. Die"Wände 25 des Aufnahmekanals 23 sind hier

IQ ebenfalls dünn und elastisch ausgebildet. Auch ist eine Stromlinienform in Achsrichtung des Heizkanals vorgesehen. Das Heizelement kann in dem Aufnahmekanal in seiner ganzen Breite aufgenommen sein, wie dies in den Figuren 11 und 12 dargestellt ist, Es kann aber auch nur teilweise in den Heizkanal hineinragen, wobei dann der Heizkörper nicht eine zylindrische Form sondern eine nach unten leicht oval ausgezogene Form besitzt.

In Figuren 14 bis 16 ist ein vertikaler Schnitt durch einen Teilkanal 24 des Heizkörpers 16 dargestellt, um die Ausbildung der Innen- und Außenmantelflächen des Heizkanales aufzuzeigen. Die innere Mantelfläche des Heizkanals ist im vorderen,der Höhe des Heizelementes entsprechenden Teil mit Unregelmäßigkeiten versehen. Diese Unregelmäßigkeiten können vcn primär sandgestrahlten Kernen herrühren und Poren 28 sein. Im rückwärtigen Teil ist die Innenfläche glatt ausgebildet und
vorzugsweise mit einer glattgle.nzenden Beschichtung versehen. Die Außenfläche des Heis.körpers 16 ist im vorderen, aufgeheizten Teil glatt, vorzugsweise glatt be-

schichtet ausgebildet, um einer Wärmeabstrahlung entgegenzuwirken. Der rückwärtige Teil wiederum weist
Kühlrippen 27 auf, um die in dr.esen Teil des Heizkörpers ausgestrahlte bzw. geleitete Wärme abzugeben und somit ein zu rasches Erwärmen des Klebestabes zu verhindern. Um die Abkühlung am äußersten Ende zu verstärken sind die Kühlrippen 27 in Richtung zum vorderen Ende hin, also in Richtung zu dem Heizelement hin.,

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sich konisch verjüngend ausgebildet. Diese Ausbildungen werden aus Figuren 15 und 16 auch nocheinmal klar ersichtlich.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Pistole müssen beim Druckgießen des Heizkörpers 16 nur noch zwei leicht entfernbare Kerne für den Heizungskanal 17 vorgesehen sein. Der Aufnahmekanal 23 wird durch die Vorrichtung selber erzeugt und muß zudem wegen seiner elastischen Wandung 25 nicht mehr nachbearbeitet werden. Das Heizelement selber wird vorort zusammengestellt, indem bei der Ausführung mit Elektrodenplatten an den Kabelklemmhülsen 8 zwei ihrer Platten 7 die

._ Litzen 10 eines vorbereiteten Anschlußkabels 22 festgeklemmt werden. Danach werden die beiden Platten seitenverkehrt an eine Keramikplatte 3 angelegt und der gesamte Plattenverbund mit einer Kapton-Folie 9 umwikkelt. Eas eine Ende 11 der Kapton-Folie wird zusammenge-

_on faltet und das so fertiggestellte Heizelement in den

Aufnahrr.ekanal 23 in vertikaler Richtung von unten nach oben eingeschoben. Durch die Elastizität der Wände 25 findet eine feste und satte Aufnahme des Heizelementes statt. Hiernach muß lediglich das Mundstück 20 auf den Heizkörper aufgeschraubt und der Führungskanal 19 eingeschoben werden und der gesamte Zusammenbau in die erste Gehäusehälfte 23 eingelegt werden. Schließlich wird d-.e zweite Gehäusehälfte aufgelegt und beispielsweise über ^Keim Auflegen und Zusammenpressen festschließende Schnappverschlüsse verschlossen. Danach ist 30

die Pistole betriebsfertig. Die ganze Herstellung und

Hontage der erfindungsgemäßen Pistole ist folglich relativ einfach, dadurch zeit- und kostensparend. Auch ist eine viel kleinere und leichtere Bauweise im Vergleich zum Stand der Technik sichergestellt. 35

^BAD ORfGfNAL

Bezugszeichen " d^~ JO H L I 00

1,-	PTC-Widerstandspatrone (Stand der Technik)
2,-	Silikon-Hülse
3,-	Keramikplatte
4,-	Elektroden
5,-	Ans chlußleitung
6,-	erfg, Heizelement (Elektrodenplatte)
7	• Elektrodenplatte
8,-	Kabelklemmhülse
9,-	Kapton-Folie
10,-	Litze von Anschlußkabel
11,-	Ende der Folie
12,-	Steg
-I¹J _	Fahne
14.-	Heizelement (Beschichtung)
15,-	Beschichtung
16.-	Heizkörper
17.-	Heizkanal
18,-	Aufnahmebohrung
19.-	Führungskanal
20.-	Mundstück
21.-	Ans chlußklenune
22.-	Anschlußkabel
23,-	Aufnahmekanal
24.-	Teilkanal
25.-	Wände
26,-	Längsrillen oder -rippen
27.-	Kühlrippen
28.-	Poren (Reinheiten)
29.-	Gehäuse -;;>·;-- ■''-'"

Claims

Reinhard Ursprung P 105

Eduard-Thöny-Straße 19
D-8919 Utting / Ammersee

Heizelement für Wärmegeräte, Verfahren zu dessen Herstellung und Heißkleber-Pistole mit Heizelement

Patentansprüche

Io Heizelement für Wärmegeräte, insbesondere für Heißkleber-Pistolen mit

- einen plattenförmigen keramischen Widerstandsleiter [Keramikplatte),

- mit nn jeder Flachseite der Keramikplatte angeordneten und mit je einem Anschlußelement versehenen Elektroden und

- mit einer die Keramikplatte und Elektroden umschliessenden thermisch leitenden, jedoch elektrisch isolierenden Ummantelung,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Elektroden flache, dünne Elektrodenplatten (7) sind, und

- daß als Ummantelung eine Kapton-Folie (9) vorgesehen ist.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatten (7) dünne, rechteckige, die gleichen Flachseitenflächen wie die Keramikplatte (3) aufweisende Blechstanzteile sind und daß als Anschlußelemente während dem Stanzvorgang angeformte Kabelklemmhülsen (8) in der Plattenebene herausragend vorgesehen sind.

3. Heizpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelklemmhülse· (8) am äußeren Ende einer 2Q der Längsseiten der Elektrodenplatten herausragend anaeordnet ist.

4. Heizelement für Wärmegeräte, insbesondere für _oc Heißkleber-Pistolen mit

- einem plattenförmigen keramischen Widerstandsleiter (Keramikplatte),

- mit an jeder Flachseite der Keramikplatte angeordneten und mit je einem Anschlußelement versehenen Elek-trode und

- mit einer die Keramikplatte und Elektroden umschlies-senden thermisch leitenden, jedoch elektrisch isolierenden Ummantelung, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Elektroden auf die Flachseiten der Keramikplatte (3) in bekannter Weise aufgebrachte elektrisch leitende Beschichtungen (15) sind und

- daß als Ummantelung eine Kapton-Folie (9) vorgesehen ist.

5. Heizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (10) des Anschlußkabels (22) direkt auf den Beschichtungen (15) der Keramikplatte (3) hart aufgelötet angeordnet sind»-

6. Heizelement nach Anspruch 'L bzw. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapton-Folie (9) eine

Stärke von ca. 0,025 mm aufweist und in drei übereinan-10

derliegenden Schichten angeordnet ist.

7. Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapton-Folie (9) um den Keramikplatten/

Elektroden-Verbund gewickelt is-, so daß die Erzeugende der Ummantelung parallel mit de:i Kabelklemmhülsen (8) ausgerichtet ist, daß die Ummantelung an ihrer einen, offenen Seite die Kabelklemmhülsen überragt und an ihrer anderen Seite über die Plattenschmalseite, diese voll

abdeckend _f zusammengelegt ausgebildet ist«

8ο Verfahren zur Herstellung des HeizwiderStandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatten (7) aus dünnem Blech gestanzt werden, wobei ein einseitig als Kabelklemmhülse (8) dienender und einseitig angeordneter Fortsatz mit ausgestanzt wird,

- daß die identisch ausgebildeten Slektrodenplatten (7)

zu beiden Flachseiten der Keramikplatte (3) seiten-30

verkehrt angeordnet werden, so daß die Kabelklenmhülse der ersten Platte am er.tgegengesetzten Ende der gleichen Schmalseite der Kere.mikplatte hervorragt,

- daß eine bandförmige Kapton-Folie (9) mit ihrer Breitseite parallel zu der Richtuna der Kabelklemmhül-

se (8) an die Elektrodenplatten (7) angelegt und in drei Schichten um den Plattenverbund (3, 7) gewickelt wird, wobei die Klemmhülsen von der gewickelten Um-

- BAD ORIGINAL

mantelung überragt werden und daß am entgegengesetzten Ende über die Elektroden herausragende Folien-Ende (11) flach über d:.e Stirnseite der Platten zusammengelegt wird.

9. Verfahren zur Herstellung des Heizwiderstandes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- eine rechteckige Keramikplatte (3) an den beiden parallelen Flachsei~en in bekannter Weise mit je einer leitenden Beschichtungen (15) versehen wird,

- daß auf jeder Beschichtung (15) eine Litze (10) eines Anschlußkabels (2 2) derart hart angelötet wird, daß die Litzen (10) a:i der gleichen Schmalseite der beschichteten Keramikplatte (3), jedoch an verschiedenen Enden dieser Seite im wesentlichen parallel zueinander hervorragen,

- daß eine bandförmige Kapton-Folie (9).mit ihrer

Breitseite parallel zu der Richtung der Kabelklemmhülse (8) an die Elektrodenplatten (7) angelegt und in drei Schichten um den Plattenverbund (3, 7) gewickelt wird, wobei die Klemmhülsen von der gewickelten Ummantelung überragt werden und daß am entgegen-5 gesetzten Ende über die Elektroden herausragene Folien-Ende (11) flach über die Stirnseite der Platten zusammengelegt wird.

10. Heißkleber-Pistole zur Verflüssigung eines stabförmigen, thermoplastischen Kunststoff-Klebers

- mit einem einen Heizkanal (17) für den Klebestab enthaltenden Heizkörper (16),

- mit einem im Heizkörper im wesentlichen in gleiche Achsrichtung·- und auf der gleichen vertikalen Mittelebene angeordneten Aufnahmekanal· (23) für ein Heizelement (6, 14),

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dadurch gekennzeichnet,

- daß das Heizelement ein nach Anspruch 1 ausgebildetes Heizelement ist und daß der Aufnahmekanal (23) mit dem Heizelement (1) zumindest teilweise in den Heizungskanal (17) in vertikaler Richtung eingeschoben angeordnet ist.

■| g 11. Heißkleber-Pistole zur Verflüssigung eines stabförruigen, thermoplastischen Kunststoff-Klebers

- mit einem einen Heizkanal (17) für den Klebestab enthaltenden Heizkörper (16),

- mit einem im Heizkörper im wesentlichen in gleiche Achsrichtung und auf der gleichen vertikalen Mittelebene angeordneten Aufnahmekanal (23) für ein Heizelement (6, 14), dadurch gekennzeichnet,

- daß das Heizelement ein nach Anspruch 4 ausgebildetes Heizelement (14) ist und daß der Aufnahmekanal (23) mit dem Heizelement (14) zumindest teilweise in den Heizungskanal in vertikaler Richtung eingeschoben angeordnet ist.

12„ Heißkleber-Pistole nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen das gesamte Heizelement in der vertikalen Hittelebene des Heizkanals angeordnet ist.

13 ο Heißkleber-Pistole nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (16) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist.

14= Pistole nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekanal (23) ein vertikaler, von dünnen, elastischen Wänden (25) umgebener schmaler

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Schlitz ist, der zumindest teilweise in den Heizungskanal (17) hineinragend angeordnet ist.

15. Pistole nach Anspruch 10 oder 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekanal (23) ein in vertikaler Richtung durch den Heizungskanal (17) hindurchführender und den Heizungskanal (17) zumindest z. T. in zwei Hälften trennender schmaler Schlitz ist.

16. Pistole nach den Ansprüchen 13 oder 14.. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (25) an r.hren in

Achsrichtung des Heizungskanals· weisenden Schmalseiten 15

spitz zulaufend ausgebildet sind, so daß de:: Aufnahmekanal (23) an seiner in den Heizungskanal (17) hineinragenden Außenfläche stromlinienförmig ausgebildet ist.

17. Pistole nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Heizkanals (17) in Höhe des Aufnahmekanals (23) Unregelmäßigkeiten aufweisen und in dem rückwärtigen, vor dem Aufnahmekanal

(23) liegenden Teil glatt,vorzugsweise glatt beschich-25

tet ausgebildet sind.

"8. · Pistole nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Unregelmäßiakeiten (25) von Drimär sandgestrahl-30

ten Kernen herrührende Rauheiten (Poren 28) sind.

19. Pistole nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeiten als axiale Rillen oder Längs-

rippen (26) ausgebildet sind.

20. Pistole nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Atißenmantelflache des Heizkörpers (16) in Höhe des Aufnahmekanals (23) glatt, vorzugsweise glänzend glatt beschichtet, ausgebildet ist und daß in dem Abschnitt hinter dem Aufnahmekanal, also in Richtung des Stabeinsteckendes Kühlrippen (27) vorgesehen sind.

21»- Pistole nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (27) in Richtung zum Aufnahmekanal (23) hin in der Höhe kontinuierlich abnehmend (konisch) ausgebildet sind.