DE3436826C2 - Elektrische Heizeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizeinrichtung mit temperaturabhängiger Regelung durch mindestens einen flachen Kaltleiter mit PTC-Charakteristik, dessen beide Stirnseiten mit je einem Stromleiter kontaktiert sowie mit je einem Metallkörper wärmeleitend verbunden sind, wobei die Metallkörper ihrerseits in wärmeleitender Verbindung stehen und wobei wenigstens der eine Metallkörper gegenüber dem Kaltleiter elektrisch isoliert ist.

Description

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größe trägt keine dieser vorbekannten Einrichtungen Metallkörper 25 mit einem Fenster 26 in dem Boden 28.

* Rechnung. Über dem Boden 28 ist ein plattenförmiger Kaltleiter-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den von widerstand 3 angeordnet, dessen Unterseite 4 mit einer

den PTC-Kaltleitern ausgehenden Regeleffekt wesent- Schicht 21 eines Silberleitklebers elektrisch leitend mit lieh gezielter und exakter anwenden zu können und zu- s einem Kontaktblech 19 verbunden. Dieses wiederum ist gleich die vor allem bei den bekannten Konstruktionen mittels einer Schicht eines Wärmeleitklebers 22 auf der vorhandenen, von beiden Potentialen ausgehenden Oberseite des Bodens 28 des Metallkörpers 25 fest an-

Ausgleichströme mit Sicherheit zu vermeiden. Gelöst gebracht Auf der Oberseite des PTC-Kaltleiterplätt-

wird diese Aufgabe dadurch, daß die beiden Metallkör- chens 3 ist, wiederum mittels einer Schicht 21 eines SiI-per topfförmig ausgebildet und so übereinandergestülpt io berleätklebers, das Kontaktblech 7 befestigt Dieses

ι: sind, daß sie an ihren Seitenwandungen in wärmeleiten- weist eine Anschlußfahne 8 auf, wohingegen das untere ■_; dem Kontakt stehen und zwischen ihren Böden die Kontaktblech 19 eine Anschlußfahne 20 besitzt Diese ; Kaltleiteranordnung aufweisen. Durch die vorausge- ist durch das Fenster 26 im Boden 28 hindurchgeführt

setzte wärmeleitende Verbindung der beiden Metall- Über dem oberen Kontaktblech 7 ist ein elektrischer

^; körper sollen diese nur ein gemeinsames Potential auf- is isolator 9 vorgesehen und mittels einer Schicht 10 eine

'i: weisen. Es bedarf infolgedessen keiner elektrischen Iso- Wänaeleitklebers auf dem Kontaktblech 7 befestigt

■f lierung der beiden die Wärme von dem Kaltleiter abfüh- Diese Anordnung wird von einem weiteren topfför-

!:-■ rennen Metallkörper gegeneinander. Es wird vielmehr migen Metallkörper 29 übergriffen, dessen Seitenwan- ■} eine besonders innige wärmeleitende Verbindung bei- düngen 30 annähernd paßgenau über die Scitenwände

j der Metallkörper angestrebt, um auf diese Weise eine 20 31 des unteren topfförmigen Grundkörpers 25 greifen.

' besonders intensive und an beiden Seiten der Kaltleiter In diesem Seitenwandbereich beider Grundkörper 25 if möglichst gleichmäßige Wärmeabführung zu erreichen. und 29 ist eine Verklebung mittels einer Schicht 32 eines ί I Wie groß die Anzahl der jeweils verwendeten Kaltleiter Wärmeleitklebers ebenso vorgesehen wie zwischen der ^: ist bestimmt sich nach den Umständen des Einzelfalls. Oberfläche 33 des elektrischen Isolators 9 und der In-

:.:. Es kann ebenso ein einziger Kaltleiter Verwendung fin- 25 nenfläche 34 des Bodens 35 des äußeren Metallkörpers

^ί; - den, wie eine Mehrzahl solcher Elemente. 29. Dieser weist wiederum ein Fenster 36 für den Durch-

*' Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der Erfin- tritt der Anschlußfahne 8 des oberen Kontaktblechs 7

dung der Gedanke, Voraussetzungen zu schaffen, daß auf. Der Boden dieses Metallkörpers 29 ist von wesent- ;; die Wärmeableitung an beiden Seiten des/der Kaltleiter Hch größerer Dicke als der Boden 28 des Grundkörpers :_;. etwa gleich groß ausgebildet ist Infolgedessen kann der 30 25, um eine annähernd gleichmäßige Wärmeabführung

if über den elektrischen Isolator mit dem Kaltleiter ver- an den beiden Anschlußseiten 4 und 6 des PTC-Widerg bundene Metallkörper ganz oder teilweise eine größere stands zu erreichen.

|| Dicke aufweisen als der andere nicht über einen elektri-

% sehen Isolator verbundene Metallkörper. Diese Frage Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

j* kann durch entsprechende Querschnittsgestaltung der 35

"$. verwendeten Metallkörper oder -platten ohne weiteres
μ; gelöst werden. Es liegt im Rahmen dieses Gedankens,
Ij bei der erfindungsgemäß präferierten Topfform der bei-
V den Metallkörper den Boden des einen topfförmig aus-
■] gebildeten Metallkörpers in größerer Dicke auszubil- 40
i'' den als die Seitenwandung.

Schließlich sieht es die Erfindung vor, daß die Böden
der beiden Metallkörper je ein Metallfenster aufweisen,
durch die je eine Stromanschlußfahne hindurchgeführt
werden kann. 45

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind besonders
geeignet den vielfältigsten Anwendungsgebieten der
erfindungsgemäßeti Heizeinrichtung Rechnung zu tragen. Sie eignen sich beispielsweise für den Frostschutz
an Rohrleitungen und Ventilen und zur Anwendung bei 50
gebräuchlichen Solarkollektoren, aber auch in der
Kraftfahrzeugtechnik, beispielsweise in Verbindung mit
einem Radiator zum Vorwärmen von Motoren oder zur
Gemischvorwärmung, wo die hohe Leistungsfähigkeit
solcher Heizeinrichtungen besonders vorteilhaft ist Die 55
Heizeinrichtung ist weiter als Stellmotor von Dehnstoffelementen bzw. zum Antrieb von mit solchen Elementen ausgestatteten Reglern verwendbar. Selbstverständlich können außer diesen wenigen konkreten Anwendungsbeispielen auch die niederohmige Heizfunk- 60

Abschalteffekt der Kaltleiter.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sowie anhand der Zeichnung, die diese Aus- 65
führungsform in auseinandergezogener Darstellung
wiedergibt.

Die Heizeinrichtung besteht aus einem topfförmigen

Claims (4)

1 2 ; Temperatur beidseitig gleichmäßig abzuführen, um kei- Patentansprüche: nen durch einen einseitigen Wärmestau hervorgerufe nen unerwünschten Regeleffekt zu erzielen. Besonders

1. Elektrische Heizeinrichtung mit iemperaturab- diese Problematik wird bei bestimmten vorbekannten hängiger Regelung durch mindestens einen flachen 5 Heizsinrichtungen, die sich der Kaltleitertechnik bedie-Kaltieiter mit PTC-Charakteristik, dessen beide nen, nicht ausreichend beachtet

Stirnseiten mit je einem Stromleiter kontaktiert so- Dies gilt insbesondere für die Heizeinrichtung nach wie mit je einem Metallkörper wärmeleitend ver- DE-PS 31 34 713, die auf einer zu beheizenden Blechbunden sind, wobei die Metallkörper ihrerseits in platte wenigstens zwei PTC-Widerstände in strom- und wärmeleitender Verbindung stehen und zwischen to wärmeleitender Verbindung anordnet und die andere dem Kaltleiter und wenigstens einem Metallkörper Seite der Heizwiderstände mit einer Strombrücke aus ein elektrischer Isolator hoher Wärmeleitfähigkeit Metallblech versieht, die außer der elektrischen Konangeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, taktierung auch der Wärmeleitung dient Die Stromdaß die beiden Metallkörper (25,29) topfförmig aus- brücke ist mit Hilfe eines elektrischen Isolierklebers auf gebildet und so übereinander gestülpt sind, daß sie 15 die Rückseite der zu beheizenden Blechplatte aufgean ihren Seitenwandungen (31,30) in wärmeleiten- klebt Im Hinblick auf die durch die der Beheizung diedera Kontakt stehen und zwischen ihren Böden (28, nende Blechplatte zu übertragende Wärmeleistung ist 35)Jie Kaltleiteranordnung aufweisen. bei dieser Konstruktion der Wärmeabführung an der

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- entgegengesetzten Seite der Widerstände praktisch keikennzeichnet, daß der über den elektrischen Isolator 20 ne Aufmerksamkeit geschenkt worden. Die Strombrük-(9) mit dem Kaltleiter (3) verbundene Metallkörper ke ist viel zu klein, um die entstehende Temperatur auch (29) ganz oder teilweise eine größere Dicke aufweist nur annähernd in einer der durch die Blechplatte erfolals der andere nicht über einen elektrischen Isolator genden Wärmeabführung entsprechenden Weise zu geverbundene Metallkörper (25). währleisten. Dadurch wird der von den PTC-Widerstän-

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- 25 den ausgehende Regeleffekt höchst nachteilig beeindurch gekennzeichnet, daß der Boden (35) des einen flußt

topfförmig ausgebildeten Metallkörpers (29) eine Ein weiteres Problem, das sich auch bei dieser vorbe-

größere Dicke aufweist als die Seiten wandung (30). kannten Heizeinrichtung ergibt, besteht darin, daß die

4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 der Beheizung dienende Blechplatte einerseits und die bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (28, 30 Strombrücke andererseits unterschiedliche elektrische 35) der beiden Metallkörper (25, 29) je ein Fenster Potentiale annehmen, zwischen denen sich galvanische (26,36) aufweisen, durch die je eine Stromanschluß- Strombrücken ausbilden. Die hier fließenden Ausfahne (20,8) hindurchgeführt ist gleichsströme führen beispielsweise bei der Verwendung solcher Heizeinrichtungen für Spiegel zu Abtra-

35 gungen des Spiegelbelags und damit zu einem Erblinden

des Spiegels.
Dieser letztgenannte Effekt kennzeichnet auch die

Die Erfindung richtet sich auf eine elektrische Heiz- Ausbildung eines elektrisch beheizbaren Spiegels nach einrichtung mit temperaturabhängiger Regelung durch DE-PS 29 19 968 insbesondere in dem Trennbereich mindestens einen flachen Kaltleiter mit PTC-Charakte- 40 zwischen den beiden Teilen des aus Blech bestehenden ristik, dessen beide Stirnseiten mit je einem Stromleiter Heizbelags. Wenngleich bei dieser Ausführungsform die kontaktiert sowie mit je einem Metallkörper wärmelei- Wärmeableitung an beiden Seiten der Kaltleiter wetend verbunden sind, wobei die Metallkörper ihrerseits sentlich gleichmäßiger erfolgen kann, beeinträchtigt in wärmeleitender Verbindung stehen und zwischen doch der verbleibende Luftspalt zwischen den beiden dem Kaltleiter und wenigstens einem Metallkörper ein 45 Teilen des Heizbelags die auf die Spiegelfläche zu überelektrischer Isolator hoher Wärmeleitfähigkeit ange- tragende Heizwirkung erheblich. Wie im vorgenannten ordnet ist Falle sind diese Vorrichtungen darüber hinaus in Kon-

Solche Heizeinrichtungen, die sich als Wärmeerzeu- struktion und Funktion auf das spezielle Anwendungsger und zugleich Regler Kaltleiterwiderstände bedie- gebiet als Spiegelheizung einseitig abgestellt
nen, werden bereits zum Beheizen von Kraftfahrzeug- 50 Die Kaltleitertechnik eignet sich andererseits auch spiegeln verwandt Ihr Anwendungsbereich geht jedoch zur Ausbildung von Tauchsiedern, wie dies im DE-GM weit darüber hinaus. Kaltleiter eignen sich für diese 78 04 316 offenbart ist Dort ist der vergleichsweise Vorrichtungen insbesondere deshalb bevorzugt, weil sie großflächige Kaltleiter aus ferroelektrischem keramieine außerordentlich flache, plättchenförmige Bauweise sehen Material unter Zwischenschaltung von Isoliererhalten können. Sie bestehen aus einem Ferroelektri- 55 schichten in ein Gehäuse dicht eingebettet Auf eine kum, dessen elektrischer Widerstand in einem bestimm- weitgehende Verminderung der Baugröße kommt es ten, von der jeweiligen Zusammensetzung abhängigen hierbei verständlicherweise nicht an, da die gesamte GeTemperaturbereich mit steigender Temperatur stark häusefläche als eine Einheit der Wärmeabfuhr dienen zunimmt, die also einen positiven Temperaturkoeffi- soll. Eine weitere vorbekannte Heizvorrichtung (DE-OS zienten besitzen. Wird an den Kaltleiter Spannung ge- 60 26 19 242) stellt sich von Haus aus die Aufgabe, unter legt, erzeugt er je nach seiner Ausgestaltung in kurzer verringerten Wärmeverlusten die erzeugte Wärme nur Zeit eine beachtliche Temperatur, die nach beiden Sei- einseitig von der dort angeordneten Wärmeemissionsten abgeführt werden muß. Erreicht diese Temperatur platte abzugeben. Dieser Aufgabe trägt die Konstrukeinen vorbestimmten Wert, so schaltet der Widerstand tion dieser Heizeinrichtung entsprechend Rechnung, ab. Diesen Effekt macht man sich insbesondere bei Spie- 65 Damit ist diese Einrichtung aber nur für ganz bestimmte gelheizungen für Kraftfahrzeuge, aber auch bei anderen Zwecke brauchbar, die eine einseitige Wärmeabgabe regelbar zu beheizenden Geräten zunutze. Von beson- erfordern. Dem Gesichtspunkt eines Höchstmaßes an derer Bedeutung ist es in diesen Zusammenhang, die wärmeabgebender Fläche bei möglichst kleiner Bau-