DE4210197C1

DE4210197C1 - Self-regulating electric heating device using positive temp coefficient elements - has holes drilled in surface of each heat dissipation element before bonding to surface of positive temp coefficient element.

Info

Publication number: DE4210197C1
Application number: DE19924210197
Authority: DE
Inventors: Erich 7200 Tuttlingen De Hillinger
Original assignee: Tuerk & Hillinger 7200 Tuttlingen De GmbH
Current assignee: Tuerk & Hillinger 7200 Tuttlingen De GmbH
Priority date: 1992-03-28
Filing date: 1992-03-28
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2012-03-29

Abstract

The heating device uses a number of positive temp coefficient elements (5) sandwiched between opposing heat dissipation elements (6,7), simultaneously used to supply the operating current to the positive temp coefficient element (5) the heat dissipation elements (6,7) are attached via relatively thin adhesive layers, with holes drilled in their surfaces facing the positive temp coefficient element (5), before their application to the latter under press. The edges (13) of the drilled holes project beyond the adjacent surface of the heat dissipation element (6,7) and are pref toothed. ADVANTAGE - God heat transfer and electrical contact between positive temp coefficient element and heat dissipation elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer, selbstregelnder Heizeinrichtungen, bei denen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 PTC-Elemente durch Klebung mit den diesen Elementen beiderseits zugeordneten Wärmeableitelementen verbunden sind.The invention relates to a method for producing electrical, self-regulating heaters, where according to the preamble of claim 1 PTC elements by gluing with these elements on both sides associated heat dissipation elements are connected.

Bei dieser Art der Verbindung ist zu beachten, daß die Klebeschicht sehr dünn gehalten werden muß, um den Wärmeübergang von den PTC-Elementen zu den Wärmeableitelementen nicht zu behindern und es müssen die aufeinander liegenden Klebeflächen weitgehend plan sein, was aber bei der Herstellung dieser Teile sehr enge Toleranzen verlangt.With this type of connection it should be noted that the adhesive layer must be kept very thin to ensure heat transfer not from the PTC elements to the heat dissipation elements to hinder and there must be the superimposed adhesive surfaces be largely flat, but what about the manufacture these parts require very tight tolerances.

In der DE-PS 31 51 109 C2 wurde daher schon vorgeschlagen, zwischen die Klebeflächen Kontaktplatten mit einer Mehrzahl von Durchlaßöffnungen einzulegen und/oder die Klebeflächen mit einem Riffelmuster zu versehen. Dieser Aufbau erfordert jedoch einen erheblichen technischen Mehraufwand und beeinträchtigt den Wärmeübergang.DE-PS 31 51 109 C2 has therefore already proposed between the adhesive surfaces contact plates with a plurality of passage openings and / or the adhesive surfaces to be provided with a corrugated pattern. This structure however, requires considerable additional technical effort and affects the heat transfer.

Demgegenüber wird in der EP-PS 04 63 581 A1 vorgeschlagen, ein Metallsieb zwischen die Klebeflächen einzulegen. Auch hier wird ein zusätzliches Bauteil benötigt, was die Montage der Heizeinrichtung erschwert.In contrast, EP-PS 04 63 581 A1 proposes insert a metal sieve between the adhesive surfaces. Also here an additional component is required, which is the assembly the heater difficult.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung einer Heizeinrichtung der beschriebenen Art ermöglicht, die einfach im Aufbau ist, gute Wärmeübertragung und gute elektrische Kontakte zwischen PTC-Element und Wärmeableitelementen aufweist und die sicher und zuverlässig im Betrieb ist.It is an object of the present invention to provide a method to create the manufacture of a heater of the described type, which is simple in construction, good heat transfer and good electrical contacts between Has PTC element and heat dissipation elements and that is safe and reliable in operation.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Mit diesem neuartigen Verfahren ist es in relativ einfacher Weise möglich, mit PTC-Elementen ausgerüstete Heizeinrichtungen zu fertigen, die sich durch gute thermische und elektrische Kontakte zwischen den PTC-Elementen und den Wärmeableitelementen auszeichnen, auch beim Einsatz großflächiger PTC-Elemente. Es ist außerdem auch möglich, gegebenenfalls weniger genau bearbeitete PTC-Elemente zu verwenden, da der Kleber sich entsprechend verteilen und in seiner Schichtstärke variieren kann.With this novel method it is relatively easier Possible way, heating devices equipped with PTC elements to manufacture, which is characterized by good thermal and electrical contacts between the PTC elements and distinguish the heat dissipation elements, even during use large area PTC elements. It is also possible possibly less precisely processed PTC elements use, because the glue distributes itself accordingly can vary in its layer thickness.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is in shown in the drawings and described below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, aus zwei Teilen zusammengesetzte Heizeinrichtung, Fig. 1 is a composite of two parts heater manufactured according to the inventive method,

Fig. 2 einen Abschnitt aus der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab, bei Beginn des Preßvorgangs, Fig. 2 shows a portion 1 of the heating device of FIG. Larger scale, at the start of the pressing operation,

Fig. 3 die Heizeinrichtung gemäß Fig. 2 nach Beendigung des Preßvorgangs, Fig. 3, the heating device of FIG. 2 after completion of the pressing operation,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Heizeinrichtung gemäß Fig. 2 und Fig. 4 is a plan view of the heating device shown in FIG. 2 and

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Wärmeableitelement der Heizeinrichtung gemäß Fig. 2 in größerem Maßstab. Fig. 5 shows a detail of a heat dissipating element of the heater according to FIG. 2 in a larger scale.

Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, besteht die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Heizeinrichtung aus zwei Teilen 1 und 2, die mittels Klammern 3 und 4 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Die beiden Heizeinrichtungsteile 1 und 2 bestehen je aus dem PTC-Elementen 5 und zwei beiderseits derselben angeordneten Wärmeableitelementen 6 und 7. Letztere dienen gleichzeitig als Stromzuführung zu den PTC-Elementen und sind vorzugsweise aus Aluminium od. dgl. gefertigt.As shown in FIG. 1 in particular, the heating device produced by the method according to the invention consists of two parts 1 and 2 , which are connected to one another electrically and mechanically by means of clips 3 and 4 . The two heater parts 1 and 2 each consist of the PTC elements 5 and two heat dissipation elements 6 and 7 arranged on both sides thereof. The latter also serve as a power supply to the PTC elements and are preferably made of aluminum or the like.

Für den elektrischen Anschluß sind zwei an den Wärmeableitelementen 6 und 7 angebrachte Kontaktfahnen 8 und 9 vorgesehen.For the electrical connection, two contact tabs 8 and 9 are provided on the heat dissipation elements 6 and 7 .

Die Wärmeableitelemente 6 und 7 weisen eine Reihe von Querrippen 10 auf, die Kanäle 11 für das durchströmende Medium bilden.The heat dissipation elements 6 and 7 have a series of transverse ribs 10 which form channels 11 for the medium flowing through.

Die genannten Bauteile, d. h. die PTC-Elemente 5 und die beiderseits derselben angeordneten Wärmeableitelemente 6 und 7 werden mittels eines wärmebeständigen Klebers 16, meistens auf Silikonbasis, miteinander verbunden. Zu diesem Zweck wurden vorher, wie insbesondere die Fig. 2 und 4 zeigen, die Wärmeableitelemente 6 und 7 im Bereich der zwischen diesen liegenden PTC-Elemente 5 mit einer Mehrzahl von Bohrungen 12 versehen, die von den Kanälen 11 bis zur Unter- bzw. Oberseite der Wärmeableitelemente 6 und 7 führen. The components mentioned, ie the PTC elements 5 and the heat dissipation elements 6 and 7 arranged on both sides thereof, are connected to one another by means of a heat-resistant adhesive 16 , usually based on silicone. For this purpose, as shown in particular in FIGS. 2 and 4, the heat dissipation elements 6 and 7 in the area of the PTC elements 5 lying between them were provided with a plurality of bores 12 which extend from the channels 11 to the bottom or Guide the top of the heat dissipation elements 6 and 7 .

Die an diesen genannten Seiten - im folgenden Klebeflächen 15 genannt - austretenden, beispielsweise durch Stanzen hergestellt Bohrungen 12, weisen unregelmäßig im Bereich von 0,2 - 0,4 mm nach außen stehende Ränder 13 oder einseitig ausgebildete Warzen 14 (Fig. 5) auf.The holes 12 that emerge on these sides - referred to below as adhesive surfaces 15 , for example produced by stamping, have irregularly outwardly projecting edges 13 or warts 14 ( FIG. 5) in the range of 0.2-0.4 mm .

Der Klebevorgang läuft nun wie folgt ab:
Auf die PTC-Elemente 5 oder auch auf die Klebeflächen 15 wird ein Kleber 16 aufgetragen, dann die Heizeinrichtung aus ihren Teilen 5-7 zusammengesetzt und schließlich dieser Aufbau einem Preßvorgang unterzogen. Wie die Fig. 3 zeigt, wird beim Pressen der überschüssige Kleber 16 in die Bohrungen 12 gedrückt, was insofern leicht möglich ist, als die unregelmäßig hochstehenden Ränder 13 bzw. die einseitigen Warzen 14 den Durchgang des Klebers 16 solange ermöglichen, bis die Klebeflächen 15 satt aufeinander liegen.The gluing process now works as follows:
An adhesive 16 is applied to the PTC elements 5, or on the adhesive surfaces 15, then the heater from its parts 5 - 7 assembled, and finally subjected to a pressing operation of this structure. As shown in FIG. 3, the excess adhesive 16 is pressed into the holes 12 during pressing, which is easily possible insofar as the irregularly raised edges 13 or the one-sided warts 14 allow the adhesive 16 to pass through until the adhesive surfaces 15 lying on top of each other.

Beim Zusammenpressen durchstoßen die Ränder 13 bzw. die Warzen 14 der Bohrungen 12 die Kleberschicht 16 und werden unter Deformierung gegen die PTC-Elemente gedrückt. Auf diese Weise wird ein sehr guter und sicherer elektrischer Kontakt zwischen den PTC-Elementen 5 und den Wärmeableitelementen 6 und 7 geschaffen.When pressed together, the edges 13 or the warts 14 of the bores 12 penetrate the adhesive layer 16 and are pressed against the PTC elements with deformation. In this way, a very good and safe electrical contact between the PTC elements 5 and the heat dissipation elements 6 and 7 is created.

Die Möglichkeit, daß der überschüssige Kleber 16 über die Bohrungen 12 entweichen kann, schafft die Voraussetzung dafür, daß die Kleberschicht 16 sehr dünn gehalten werden kann, was wiederum den Wärmeübergang günstig beeinflußt. Außerdem wird, insbesondere bei Verklebung großflächiger PTC-Elemente, vermieden, daß überschüssiger Kleber 16 seitlich über die PTC- Elemente austritt, was bei elektrisch leitfähigen Klebern zu Kurzschlüssen oder elektrischen Überschlägen führen kann.The possibility that the excess adhesive 16 can escape through the bores 12 creates the prerequisite for the adhesive layer 16 to be kept very thin, which in turn has a favorable effect on the heat transfer. In addition, especially when bonding large-area PTC elements, it is avoided that excess adhesive 16 emerges laterally via the PTC elements, which can lead to short-circuits or electrical flashovers in the case of electrically conductive adhesives.

Bei dem zuvor beschriebenen Preßvorgang erfolgt gewöhnlich auch das Aushärten des Klebers. Dieses Aushärten hat u. a. zur Folge, daß der in den Bohrungen 12 befindliche harte Kleber 16 eine Art Verkrallung zwischen PTC-Element und Wärmeableitelement bildet und so wesentlich auch zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Heizeinrichtung beiträgt.In the pressing process described above, the adhesive is usually also cured. This curing has the consequence, inter alia, that the hard adhesive 16 located in the bores 12 forms a type of claw between the PTC element and the heat dissipation element and thus also contributes significantly to increasing the mechanical strength of the heating device.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl elektrisch leitfähige als auch nicht leitende Kleber verwendet werden. Im letztgenannten Fall schaffen, wie schon erwähnt, die hochstehenden Ränder 13 oder Warzen 14 den erforderlichen sicheren elektrischen Kontakt zwischen PTC-Element und den stromführenden Wärmeableitelementen 6 und 7. Hierin begründet sich ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, da auf elektrisch leitfähige Kleber, die durch nicht ganz problemlose Beimischung von Metallpartikeln leitend gemacht werden müssen, verzichtet werden kann.Both electrically conductive and non-conductive adhesives can be used with the method according to the invention. In the latter case, as already mentioned, the upstanding edges 13 or warts 14 create the required safe electrical contact between the PTC element and the current-carrying heat dissipation elements 6 and 7 . This is another advantage of the method according to the invention, since it is possible to dispense with electrically conductive adhesives which have to be made conductive by adding metal particles which are not entirely problem-free.

Claims

1. A process for the production of electrical, self-regulating heating devices in which the connection between the PTC elements and the heat dissipation elements arranged on both sides and serving as current supply for the PTC elements is carried out by gluing, characterized in that before the gluing process associated with a pressing Bores ( 12 ) are made in the adhesive area, which open into the adhesive surfaces ( 15 ) of the heat dissipation elements ( 6, 7 ) and whose edges ( 13 ) projecting into the adhesive surface ( 15 ) protrude beyond this adhesive surface ( 15 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the projecting edge of the bores ( 12 ) in the form of one-sided warts ( 14 ) is formed.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the adhesive surface ( 15 ) projecting edge ( 13 ) is serrated.

4. Heating device produced according to the method of claims 1 to 3, characterized in that the bores ( 12 ) from the adhesive surface ( 15 ) into the through-flow channels ( 11 ) formed by transverse ribs ( 10 ) of the heat dissipation elements ( 6, 7 ).