DE4447367A1 - Heater for drying shoes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zur Schuh trocknung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a heating device for shoes drying according to the preamble of claim 1.
In der britischen Patentanmeldung GB 2 110 918 A ist eine elektrisch betriebene Schuhtrocknungsvorrichtung beschrie ben, bei der als Wärmequelle ein Widerstandselement ver wendet wird, das sich durch die ohmschen Verluste infolge des in seinem Inneren fließenden elektrischen Stroms erwärmt.In British patent application GB 2 110 918 A is one described electrically operated shoe drying device ben, where a resistance element ver as a heat source is applied, which is caused by the ohmic losses of the electric current flowing inside it warmed up.
Die Temperatur des Widerstandselements wird hierbei durch einen Thermostatschalter geregelt, der die Temperatur des Widerstandselements mißt und die Betriebsspannung beim Unterschreiten einer unteren Grenztemperatur einschaltet und beim Überschreiten einer oberen Grenztemperatur wieder ausschaltet. Die Temperatur des Widerstandselements wird also durch den Thermostatschalter stabilisiert.The temperature of the resistance element is determined by a thermostat switch that controls the temperature of the Measures resistance elements and the operating voltage at Switches on if the temperature falls below a lower limit and again when an upper limit temperature is exceeded turns off. The temperature of the resistance element will stabilized by the thermostat switch.
Die Oberflächentemperatur der Schuhtrocknungsvorrichtung schwankt dagegen infolge des Wärmewiderstands zwischen Widerstandselement und Oberfläche der Schuhtrocknungs vorrichtung in Abhängigkeit von den Randbedingungen.The surface temperature of the shoe dryer however, fluctuates between due to thermal resistance Resistance element and surface of the shoe drying device depending on the boundary conditions.
Wird viel Wärme abgeführt - beispielsweise weil die Schuhe naß sind - so ist die Oberflächentemperatur der Schuh trocknungsvorrichtung relativ gering. Wird dagegen wenig Wärme abgeführt - beispielsweise weil die Schuhe bereits trocken sind - so ist die Oberflächentemperatur der Schuh trocknungsvorrichtung relativ hoch.A lot of heat is dissipated - for example because the shoes are wet - that's the surface temperature of the shoe drying device relatively small. But little will Heat dissipated - for example, because the shoes already are dry - that's the surface temperature of the shoe drying device relatively high.
Bei der Trocknung von Schuhen darf jedoch die Ober flächentemperatur der Schuhtrocknungsvorrichtung einerseits zur Schonung der Schuhe eine bestimmte, von der Art des Schuhleders abhängige Maximaltemperatur nicht über schreiten, andererseits soll die Oberflächentemperatur zur Erreichung einer möglichst schnellen Trocknung nicht zu stark nach unten abweichen. Es ist also eine möglichst geringe Schwankung der Oberflächentemperatur der Schuh trocknungsvorrichtung innerhalb eines relativ schmalen Intervalls unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur anzustreben.When drying shoes, however, the upper surface temperature of the shoe drying device on the one hand to protect the shoes a certain, of the type of Shoe leather's dependent maximum temperature does not exceed step, on the other hand, the surface temperature should Do not achieve the fastest possible drying deviate sharply downwards. So it's one if possible slight fluctuation in the surface temperature of the shoe drying device within a relatively narrow Intervals below the permissible maximum temperature to strive for.
In einer Ausführungsform der vorbekannten Schuhtrock nungsvorrichtung ist die Betriebsspannung die normale Netz spannung von üblicherweise 230 V.In one embodiment the previously known shoe skirt The operating voltage is the normal network voltage of usually 230 V.
Einerseits wird hierbei - im Gegensatz zum Betrieb mit Niederspannung von beispielsweise 24 V - kein Transformator benötigt, so daß sich die Schuhtrocknungsvorrichtung kostengünstig fertigen läßt.On the one hand - in contrast to the operation with Low voltage of, for example, 24 V - no transformer needed so that the shoe drying device can be manufactured inexpensively.
Andererseits sind wegen der relativ hohen Spannung und in Anbetracht der feuchten Arbeitsumgebung in einem zu trocknenden Schuh an die elektrische Isolierung besonders hohe Anforderungen zu stellen.On the other hand, because of the relatively high voltage and in Considering the wet working environment in one too drying shoe to the electrical insulation especially to make high demands.
Das Widerstandselement ist deshalb bei der vorbekannten netzgespeisten Schuhtrocknungsvorrichtung zusammen mit dem Thermostatschalter von einer aus Kunststoff bestehenden elektrischen Isolierung eingekapselt.The resistance element is therefore in the previously known mains-powered shoe drying device together with the Thermostat switch from an existing plastic encapsulated electrical insulation.
Diese elektrische Isolierung stellt jedoch auch eine thermische Isolierung dar und erhöht so den Wärmewiderstand zwischen Widerstandselement und Oberfläche der Schuh trocknungsvorrichtung mit der Folge einer vergrößerten Schwankungsbreite der Oberflächentemperatur der Schuh trocknungsvorrichtung.However, this electrical insulation also provides one thermal insulation and thus increases the thermal resistance between the resistance element and the surface of the shoe drying device resulting in an enlarged Fluctuation in the surface temperature of the shoe drying device.
Es besteht also ein Zielkonflikt zwischen der Forderung einer guten elektrischen Isolierung zur Ermöglichung eines Netzbetriebs einerseits und dem Streben nach einem möglichst geringen Wärmewiderstand zwischen Widerstands element und Oberfläche der Schuhtrocknungsvorrichtung zur Minimierung der Schwankungsbreite der Oberflächentemperatur der Schuhtrocknungsvorrichtung andererseits. So there is a conflict of objectives between the claim good electrical insulation to enable a Network operation on the one hand and the pursuit of one lowest possible thermal resistance between resistance element and surface of the shoe drying device for Minimization of the fluctuation range of the surface temperature the shoe drying device on the other hand.
Darüberhinaus fordern gesetzliche Sicherheitsbestimmungen bei Netzbetrieb eine doppelte elektrische Isolierung, von denen die eine - die sogenannte Betriebsisolierung - eine Mindestspannungsfestigkeit und die andere - die sogenannte Schutzisolierung - eine Mindestdicke aufweisen muß.In addition, legal safety regulations are required with mains operation, double electrical insulation, from which one - the so-called operational insulation - one Minimum dielectric strength and the other - the so-called Protective insulation - must have a minimum thickness.
Es ist deshalb insbesondere die Aufgabe der Erfindung, eine netzgespeiste Heizvorrichtung mit einem temperatur stabilisierten Heizelement zu schaffen, das von einer doppelten elektrischen Isolierung umhüllt ist, wobei die elektrische Isolierung einerseits ein zur Isolation der Netzspannung ausreichendes Isolationsvermögen aufweisen und den gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen entsprechen und andererseits einen möglichst geringen Wärmewiderstand auf weisen sollte.It is therefore the object of the invention, in particular mains-powered heater with one temperature to create stabilized heating element by one double electrical insulation is encased, the electrical insulation on the one hand to isolate the Mains voltage have sufficient insulation capacity and comply with the legal safety regulations and on the other hand, the lowest possible thermal resistance should point.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Oberbegriff und im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.The task is characterized by the features in the generic term and in characterizing part of claim 1 solved.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Wärme widerstand einer hüllenförmigen Schicht vorgegebener und im wesentlichen einheitlicher Dicke mit der Größe der Müll fläche und damit mit dem umschlossenen Volumen abnimmt.The invention is based on the knowledge that heat resistance of an envelope-shaped layer specified and in substantially uniform thickness with the size of the garbage area and thus decreases with the enclosed volume.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, eine elektrische Isolierung, die eine Wärmequelle hüllenförmig umgibt, aus zwei Schichten unterschiedlicher Dicke zusammenzusetzen. Die dickere Schicht - die sogenannte Schutzisolierung - umgibt dabei die dünnere Schicht - die sogenannte Betriebsisolierung - und wird zur Minimierung des Wärmewiderstands möglichst weit außen angeordnet. Dies ist sinnvoll, da der Wärmewiderstand der dickeren Schicht für den gesamten Wärmewiderstand maßgebend ist und deshalb vorrangig minimiert werden muß. The invention includes the technical teaching, one electrical insulation, which is a heat source envelope-shaped surrounds, from two layers of different thickness put together. The thicker layer - the so-called Protective insulation - surrounds the thinner layer - the so-called operational insulation - and is used for minimization the thermal resistance as far out as possible. This is useful because the thermal resistance of the thicker layer is decisive for the overall thermal resistance and therefore must be minimized.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung weist ein elektrisch betreibbares Heizelement auf, das mittels zweier Anschluß kontakte mit der normalen Netzspannung von üblicherweise 230 V beaufschlagt werden kann.The heating device according to the invention has an electrical operable heating element, which by means of two connection contacts with the normal mains voltage of usual 230 V can be applied.
In einer Variante der Erfindung ist das Heizelement ein PTC-Widerstandselement, das durch die in seinem Inneren infolge des zwischen den beiden Anschlußkontakten fließenden elektrischen Stroms auftretenden ohmschen Ver luste erwärmt wird. Das PTC-Widerstandselement weist einen positiven Temperaturkoeffizienten auf, d. h. der ohmsche Widerstand nimmt mit der Temperatur zu.In a variant of the invention, the heating element is a PTC resistance element by the inside of it as a result of the between the two contacts flowing electrical current occurring ohmic ver is heated. The PTC resistance element has one positive temperature coefficient, i.e. H. the ohmic Resistance increases with temperature.
Da die umgesetzte elektrische Leistung bei konstanter Spannung bekanntermaßen umgekehrt proportional dem ohmschen Widerstand ist, nimmt deshalb die elektrische Leistung mit steigender Temperatur ab.Because the implemented electrical power at constant Voltage is known to be inversely proportional to the ohmic Is resistance, therefore takes the electrical power with it increasing temperature.
Andererseits nimmt die abgeführte thermische Leistung mit dem Temperaturgefälle gegenüber der Umgebung und so auch mit der Temperatur des PTC-Widerstandselements zu.On the other hand, the dissipated thermal power takes away the temperature gradient from the environment and so on with the temperature of the PTC resistance element.
Die Temperatur des PTC-Widerstandselements steigt deshalb solange an, bis sich ein Gleichgewicht einstellt zwischen der elektrisch umgesetzten Leistung einerseits und der abgeführten thermischen Leistung andererseits.The temperature of the PTC resistance element therefore rises until there is a balance between the electrically implemented power on the one hand and the dissipated thermal power on the other hand.
Hierdurch stellt sich vorteilhaft ein stabiler Arbeitspunkt des PTC-Widerstandselements ein. Bei einer Veränderung der Randbedingungen driftet der Arbeitspunkt und nimmt einen neuen stabilen Wert auf der Kennlinie ein.This advantageously creates a stable operating point of the PTC resistance element. When the The working point drifts boundary conditions and takes one new stable value on the characteristic.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Variante weist das PTC-Widerstandselement eine stark nicht-lineare Kenn linie auf. Der ohmsche Widerstand ist dabei unterhalb einer bestimmten Kenntemperatur annähernd konstant und steigt oberhalb der Kenntemperatur nahezu sprunghaft um mehrere Größenordnungen an. Die umgesetzte elektrische Leistung ist entsprechend unterhalb der Kenntemperatur annähernd konstant und fällt oberhalb der Kenntemperatur sprunghaft ab.In a preferred embodiment of this variant the PTC resistance element is a strongly non-linear characteristic line on. The ohmic resistance is below one certain knowledge temperature approximately constant and increases almost abruptly above the known temperature by several Orders of magnitude. The implemented electrical power is accordingly approximately below the known temperature constant and drops abruptly above the known temperature from.
Die Kenntemperatur ist nun so gewählt, daß der Arbeitspunkt des PTC-Widerstandselements bei den im Betrieb auftretenden Randbedingungen im fallenden Ast der Leistungskennlinie des PTC-Widerstandselements liegt. Dies hat zur Folge, daß die Temperatur des PTC-Widerstandselements auf der Kenn temperatur stabilisiert wird und auch bei veränderten Randbedingungen nur unwesentlich schwankt.The knowing temperature is now chosen so that the working point of the PTC resistance element in those that occur during operation Boundary conditions in the falling branch of the performance characteristic of the PTC resistance elements. As a result, the Temperature of the PTC resistance element on the characteristic temperature is stabilized and even with changed Boundary conditions fluctuates only marginally.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kenn temperatur gleich der Summe aus dem zwischen PTC-Wider standselement und wärmeabgebenden Oberflächen auftretenden Temperaturabfall einerseits und der zur Trocknung des Leders optimalen Trocknungstemperatur andererseits. Die Temperatur der wärmeabgebenden Oberflächen ist in diesem Fall gleich der optimalen Trocknungstemperatur. Der Tempe raturabfall zwischen PTC-Widerstandselement und wärme abgebenden Oberflächen kann in einfacher Weise durch Messung erfolgen, in dem für PTC-Widerstandselemente mit unterschiedlichen Kennwerten jeweils die Temperatur der wärmeabgebenden Oberflächen gemessen wird.In one embodiment of the invention, the characteristic temperature equal to the sum of that between PTC resistors stand element and heat-emitting surfaces occurring Temperature drop on the one hand and the drying of the Leather's optimal drying temperature on the other hand. The Temperature of the heat-emitting surfaces is in this Fall equal to the optimal drying temperature. The tempe temperature drop between PTC resistance element and heat emitting surfaces can be done in a simple manner Measurement take place in the for PTC resistance elements different characteristic values each the temperature of the heat-emitting surfaces is measured.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das PTC-Widerstandselement in einer seiner drei zueinander senkrechten Erstreckungsrichtungen eine wesentlich geringere Ausdehnung auf als in den beiden anderen Erstreckungsrichtungen. Das PTC-Widerstandselement ist also beispielsweise als dünnes Plättchen ausgeführt. Die Anschlußkontakte sind nun mit dem PTC-Widerstandselement an den großen Seitenflächen des Plättchens flächig verbunden. In a preferred embodiment of the invention the PTC resistance element in one of its three to each other vertical extension directions are essential smaller expansion than in the other two Extension directions. So the PTC resistance element is for example, as a thin plate. The Terminal contacts are now on with the PTC resistance element the large side surfaces of the plate connected flat.
Dadurch ist sowohl das elektrische Feld als auch das thermische Feld weitgehend homogen mit der Folge einer guten Ausnutzung des Bauvolumens des PTC-Widerstands elements. Darüberhinaus sind die thermischen und die elektrischen Stromlinien bei dieser Ausführungsform parallel. Der Temperaturverlauf im Inneren des PTC-Wider standselements ist also quer zur Stromrichtung annähernd konstant. Hierdurch wird eine über die Fläche des PTC- Widerstandselements konstante Stromdichte und damit eine optimale Ausnutzung des PTC-Widerstandselements erreicht.This makes both the electric field and that thermal field largely homogeneous with the consequence of a good utilization of the construction volume of the PTC resistor elements. In addition, the thermal and the electrical current lines in this embodiment parallel. The temperature curve inside the PTC counter stand elements is therefore approximately transverse to the current direction constant. As a result, a surface area of the PTC Resistance elements constant current density and thus a optimal utilization of the PTC resistance element achieved.
Das Heizelement ist von einer doppelten Isolierung umhüllt, die aus einer innenliegenden Betriebsisolierung und einer außenliegenden Schutzisolierung (zweite Isolierung) besteht.The heating element is covered with double insulation, which consists of an internal operational insulation and a external protective insulation (second insulation) consists.
Da die Schutzisolierung außen liegt und somit eine größere Fläche aufweist, ist die Schutzisolierung dicker ausgeführt als die Betriebsisolierung. Durch die größere Fläche der Schutzisolierung wird der Einfluß der größeren Dicke auf den Wärmewiderstand zumindest teilweise kompensiert und dadurch der Wärmewiderstand gering gehalten. Die größere Dicke der Schutzisolierung fällt also nicht so sehr ins Gewicht, da diese außen liegt und deshalb eine größere Fläche aufweist.Because the protective insulation is on the outside and therefore a larger one The surface of the protective insulation is thicker than the operational insulation. Due to the larger area of the Protective insulation will affect the larger thickness at least partially compensates for the thermal resistance and thereby keeping the thermal resistance low. The bigger one So the thickness of the protective insulation does not fall so much Weight, since this is on the outside and therefore a larger one Has area.
Die Betriebsisolierung liegt innen, in der Regel unmittel bar an dem Heizelement, und weist dementsprechend eine relativ geringe Fläche auf. Die Dicke der Betriebs isolierung ist deshalb so gewählt, das diese zwar aus reicht, um die beiden Anschlußkontakte nach außen hin reichend zu isolieren, aber ansonsten möglichst dünn ist. Dies ist sinnvoll, da die Betriebsisolierung eine relativ kleine Fläche hat und deshalb die Dicke hinsichtlich des Wärmewiderstands sehr stark ins Gewicht fällt. The operational insulation is usually on the inside bar on the heating element, and accordingly has one relatively small area. The thickness of the operating Insulation is therefore chosen so that it does is enough to the two contacts to the outside sufficient insulation, but is otherwise as thin as possible. This makes sense because the operational insulation is relative has small area and therefore the thickness in terms of Thermal resistance is very important.
Durch die Zweiteilung der Isolierung in eine relativ dünne, innenliegende Betriebsisolierung und eine relativ dicke, außenliegenden Schutzisolierung wird vorteilhaft der Wärme widerstand der gesamten Isolierung minimiert.By dividing the insulation into two relatively thin, internal operational insulation and a relatively thick, external protective insulation is advantageous to the heat resistance of the entire insulation is minimized.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutz isolierung gemäß den gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen eine Dicke von wenigstens 1 mm und die Betriebsisolierung eine Spannungsfestigkeit von mindestens 1250 V auf.In one embodiment of the invention, the protection insulation according to legal safety regulations a thickness of at least 1 mm and the operational insulation a dielectric strength of at least 1250 V.
Zur weiteren Minimierung des Wärmewiderstands ist die Schutzisolierung von der Betriebsisolierung beabstandet und innerhalb der Heizvorrichtung nach außen verlagert. Hierdurch wird die wirksame Fläche der Schutzisolierung maximiert. Da der Wärmewiderstand proportional der Dicke der Isolierung und umgekehrt proportional der Fläche der Isolierung ist, wird auf diese Weise vorteilhaft der Wärmewiderstand minimiert.To further minimize thermal resistance, the Protective insulation spaced from the operational insulation and relocated inside the heater. This will make the effective surface of the protective insulation maximized. Because the thermal resistance is proportional to the thickness the insulation and inversely proportional to the area of the Insulation is advantageous in this way Thermal resistance minimized.
Der Zwischenraum zwischen der Betriebsisolierung und der Schutzisolierung ist mit einem aus thermisch leitfähigem Material bestehenden Wärmeleitelement und/oder mit einem thermisch leitfähigen Wärmeleitmittel gefüllt.The space between the insulation and the Protective insulation is made of a thermally conductive Material existing heat conducting element and / or with a filled with thermally conductive heat-conducting agents.
Durch die Verwendung eines Wärmeleitmittels, also eines zumindest während der Aufbringung fließfähigen Stoffes, läßt sich eine gute Formanpassung des Wärmeleitmittels an die Betriebsisolierung einerseits und die Schutzisolierung andererseits erreichen.By using a heat-conducting agent, i.e. one at least during the application of flowable material, can be a good shape adaptation of the heat transfer agent the operational insulation on the one hand and the protective insulation on the other hand, achieve.
Zum einen findet die Formanpassung im makroskopischen Bereich in der Weise statt, daß das Wärmeleitmittel auch in kleine Spalte, Aussparungen oder dergleichen in dem Zwischenraum hineinfließt. Hinsichtlich der Formgebung von Betriebsisolierung und Schutzisolierung sind deshalb große konstruktive Freiheiten gegeben. On the one hand, the shape adaptation takes place in the macroscopic Area in such a way that the heat-conducting agent also in small column, recesses or the like in the Space flows into it. Regarding the shape of Operational insulation and protective insulation are therefore great constructive freedom.
Zum anderen findet die Formanpassung im mikroskopischen Bereich in der Weise statt, daß sich die Oberflächen struktur des Wärmeleitmittels an die Oberflächenstruktur der Schutzisolierung und der Betriebsisolierung anpaßt. Durch den auf diese Weise entstehenden innigen Oberflächenkontakt wird der Wärmewiderstand an den Grenzflächen zwischen Wärmeleitmittel und Schutz- bzw. Betriebsisolierung minimiert. Darüberhinaus sind durch die Formanpassung im mikroskopischen Bereich auch die Anforderungen an die Oberflächengüte von Schutzisolierung und Betriebsisolierung relativ gering, so daß eine kosten günstige Fertigung dieser Bauteile möglich ist.On the other hand, the shape adjustment takes place in the microscopic Area in such a way that the surfaces structure of the heat transfer agent to the surface structure the protective insulation and the operational insulation. Through the intimate arising in this way The thermal resistance to the surface contact Interfaces between heat conducting agent and protective or Operational insulation minimized. Furthermore, through the Shape adjustment in the microscopic range also the Requirements for the surface quality of protective insulation and operational insulation relatively low, so that a cost inexpensive manufacture of these components is possible.
Als Wärmeleitmittel sind beispielsweise Pasten, Gele oder Öl verwendbar.Pastes, gels or are examples of heat-conducting agents Oil can be used.
Eine Variante der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht als Wärmeleitmittel einen Stoff vor, der nach dem Aufbringen seinen Aggregatzustand von flüssig in fest ändert oder dessen Viskosität zumindest stark ansteigt. Diese Zustandsänderung kann beispielsweise durch Oxidation an der Raumluft, durch Temperaturhärtung oder durch einen chemischen Härtungsprozeß zwischen mehreren Komponenten des Wärmeleitmittels erfolgen. Hierdurch werden zum einen die oben beschriebenen Vorteile eines flüssigen oder halbfesten Wärmeleitmittels erreicht, zum anderen wird die mechanische Stabilität der Anordnung erhöht und eine hermetische Abdichtung nach der Aushärtung erreicht.A variant of the invention of its own worthy of protection Significance provides a substance as a heat conduction agent after applying its physical state from liquid to changes strongly or its viscosity at least strongly increases. This change in state can, for example, by Oxidation in the room air, through temperature hardening or through a chemical hardening process between several Components of the heat conducting agent take place. This will firstly, the advantages of a liquid described above or semi-solid thermal conductivity is reached, on the other hand the mechanical stability of the arrangement increases and a Hermetic sealing achieved after curing.
Die andere Möglichkeit der Ausfüllung des Zwischenraums zwischen Betriebsisolierung und Schutzisolierung, nämlich die Verwendung von festen Wärmeleitelementen, bietet den Vorteil der Möglichkeit einer konventionellen Montage.The other way of filling the gap between operational insulation and protective insulation, namely the use of solid heat-conducting elements offers the Advantage of the possibility of a conventional assembly.
Die aus Heizelement, Anschlußkontakten, Betriebsisolierung, Wärmeleitelement und/oder Wärmeleitmittel und Schutz isolierung bestehende Anordnung ist von einem aus wärme leitfähigem Material bestehenden weiteren Wärmeleitelement umgeben.The heating element, contacts, operational insulation, Thermally conductive element and / or thermal conductive agent and protection Insulation existing arrangement is one of heat conductive material existing further heat-conducting element surround.
Dieses außenliegende Wärmeleitelement hat zum einen die Aufgabe, die von dem Heizelement erzeugte Wärme an die Umgebung und insbesondere an das Schuhleder abzugeben. Die Oberfläche dieses Wärmeleitelements ist deshalb wesentlich größer als die Oberfläche des Heizelements. Hierdurch ist vorteilhaft ein relativ großer Wärmestrom auch bei einem zur Schonung des Leders nur geringen Temperaturgefälle zwischen dem außenliegenden Wärmeleitelement und dem Schuh leder möglich. Zum anderen wird durch die gute Wärmeleitfähigkeit dieses Wärmeleitelements eine im wesent lichen einheitliche Oberflächentemperatur der Schuh trocknungsvorrichtung ohne lokale Temperaturüberhöhungen erreicht. Hierdurch wird eine lokale Überhitzung des Schuh leders verhindert.This external heat-conducting element has the one Task, the heat generated by the heating element to the To give the environment and in particular to the shoe leather. The The surface of this heat-conducting element is therefore essential larger than the surface of the heating element. This is advantageous a relatively large heat flow even with one only slight temperature drop to protect the leather between the external heat conducting element and the shoe leather possible. Second, the good Thermal conductivity of this heat-conducting element is essentially one uniform surface temperature of the shoe drying device without local temperature increases reached. This causes local overheating of the shoe leather prevented.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das außen liegende Wärmeleitelement in seiner Form an die Innenform eines Schuhs angepaßt. Das außenliegende Wärmeleitelement ist hierzu langgestreckt und verjüngt sich zu einem Ende hin. Hierdurch wird ein über die gesamte Länge des Schuhs im wesentlichen einheitlicher Abstand zwischen der Ober fläche des außenliegenden Wärmeleitelements und dem Schuhleder erreicht, mit der Folge einer gleichmäßigen Trocknung des gesamten Schuhs. Hierdurch wird das Schuh leder geschont und eine lokale Übertrocknung des Schuhleders verhindert.In one embodiment of the invention, this is outside lying thermal element in its shape to the inner shape adapted to a shoe. The external heat conducting element is elongated for this purpose and tapers to one end there. This will create a full length of the shoe essentially uniform distance between the upper surface of the external heat-conducting element and Shoe leather achieved, with the consequence of an even Drying the entire shoe. This will make the shoe Leather protected and local overdrying of the Shoe leather prevented.
Zur Optimierung des Wärmeübergangs von dem außenliegenden Wärmeleitelement auf das Schuhleder ist in einer Variante der Erfindung ein mit dem außenliegenden Wärmeleitelement verbundener Konvektor vorgesehen. Der Konvektor weist eine größere Oberfläche auf als das außenliegende Wärmeleit element und ermöglicht so auf schonende Weise einen größeren Wärmestrom von der Schuhtrocknungsvorrichtung auf den Schuh ohne Überschreitung einer von der Lederart abhängigen Maximaltemperatur. Ein Schuh kann deshalb auf diese Weise relativ schnell getrocknet werden.To optimize the heat transfer from the outside Heat-conducting element on the shoe leather is in one variant the invention with the external heat-conducting element connected convector provided. The convector has one larger surface than the external thermal conductor element and thus enables a greater heat flow from the shoe drying device the shoe without exceeding one of the leather type dependent maximum temperature. A shoe can therefore be put on this way can be dried relatively quickly.
Der Konvektor kann beispielsweise durch ein mit dem außen liegenden Wärmeleitelement verbundenes, aus gut wärme leitfähigem Material bestehendes Konvektorblech realisiert werden.For example, the convector can be connected to the outside lying heat-conducting element connected, from good heat existing convector sheet made of conductive material will.
Durch die Erwärmung der in dem Schuhinnenraum befindlichen Luft treten im Schuhinnenraum Dichtegradienten im Luft volumen auf, die wiederum Konvektionsströmungen anregen. Diese Konvektionsströmungen führen zu einer sehr effektiven Abfuhr der erwärmten und feuchten Luft, so daß von außen trockene Luft nachströmt. Durch diesen Prozeß wird die Trocknung des Schuhs erheblich beschleunigt.By heating those in the shoe interior Air enters the interior of the shoe density gradients in the air volume, which in turn stimulate convection currents. These convection currents lead to a very effective one Removal of the heated and humid air, so that from the outside dry air flows in. Through this process the Drying of the shoe accelerated considerably.
In einer Variante der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung ist deshalb das Konvektorblech zur Ermöglichung einer möglichst ungestörten Ausbildung von Konvektions strömungen mehrfach perforiert. Das Konvektorblech weist also zahlreiche über die gesamte Fläche verteilte Durch brüche auf, durch die die Konvektionsströmungen hindurch strömen können.In a variant of the invention of its own worthy of protection The convector plate is therefore important to enable this undisturbed training of convection flows perforated several times. The convector plate has that is, numerous passages distributed over the entire area breaks through which the convection currents pass can flow.
Zur möglichst schonenden Trocknung des Schuhs ist - wie schon oben beschrieben - ein möglichst einheitlicher Abstand zwischen dem außenliegenden Wärmeleitelement und dem Schuhleder erforderlich. In einer Variante der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung ist der Konvektor deshalb so gekrümmt, daß er mit seinen Enden eine Standfläche bildet. Beispielsweise ist das außenliegende Wärmeleitelement langgestreckt und weist in der Äquator ebene umlaufend eine Nut zur Aufnahme eines Konvektorblechs auf, das nach unten gebogen ist und somit als Abstands halter und Ständer wirkt. Die Schuhtrocknungsvorrichtung wird also in den Schuh eingeführt und steht dann ohne direkte Berührung von außenliegendem Wärmeleitelement und Schuh, wobei die Enden des Konvektorblechs auf der Sohle aufsitzen. Das außenliegende Wärmeleitelement und das Konvektorblech bilden in diesem Fall eine Glocke über der Schuhsohle, wodurch diese besonders intensiv getrocknet wird. Dies ist sinnvoll, da bei einem zu trocknenden Schuh die Sohle in der Regel besonders feucht ist.To dry the shoe as gently as possible is - how already described above - as uniform as possible Distance between the outer heat conducting element and the shoe leather required. In a variant of the Invention of its own worthy of protection is the Convector therefore curved so that its ends are one Stand forms. For example, this is outside Elongated thermal element and points in the equator a groove all the way around to accommodate a convector plate on, which is bent down and thus as a distance holder and stand works. The shoe drying device is therefore inserted into the shoe and then stands without direct contact with the external heat conducting element and Shoe with the ends of the convector sheet on the sole sit on. The external heat conducting element and that In this case, convector plate form a bell over the Sole of the shoe, which dries it particularly intensively becomes. This makes sense, because with a shoe to be dried the sole is usually particularly moist.
In einer Ausführungsform der Erfindung besteht das außenliegende Wärmeleitelement aus elektrisch leitfähigem Material und weist einen Anschlußkontakt auf, der mit einer aus der Heizvorrichtung herausgeführten Leitung verbunden ist. Diese Leitung ist an ihrem anderen Ende mit dem Schutzkontakt eines Schutzkontaktsteckers verbunden. Hier durch kann vorteilhaft ein Fehler in der Isolation der Schuhtrocknungsvorrichtung detektiert und somit eine Gefährdung von Personen durch Berührung spannungsführender Teile verhindert werden. Ist beispielsweise sowohl die Betriebsisolierung als auch die Schutzisolierung defekt, so kann das außenliegende Wärmeleitelement das Potential der spannungsführenden Netzader annehmen. In diesem Fall fließt zwischen dem Schutzkontakt und dem Erdkontakt ein Fehlerstrom, der zu einem sofortigen Abschalten der Strom versorgung durch einen Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) führt.In one embodiment of the invention external heat-conducting element made of electrically conductive Material and has a connection contact that with a connected lead out of the heater is. This line is at its other end with the Earthing contact of a protective contact plug connected. Here can advantageously be a fault in the isolation of the Shoe drying device detected and thus a Danger to people by touching live Parts can be prevented. For example, if both The operational insulation and the protective insulation are defective, see above can the external heat conducting element the potential of accept live mains. In this case flows between the protective contact and the earth contact Fault current, which leads to an immediate shutdown of the current supply by a residual current circuit breaker (FI switch) leads.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are in the subclaims or are identified below along with the description of the preferred embodiment the invention with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schuh trocknungsvorrichtung in einem Schuh im Querschnitt von vorne, Fig. 1 as an embodiment of the invention, a drying device shoe in a shoe in cross section from the front,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Schuhtrocknungsvorrich tung im Längsschnitt von rechts,Schuhtrocknungsvorrich the Fig. 2 shown in FIG. 1 processing in longitudinal section from the right,
Fig. 3 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schuhtrock nungsvorrichtung in der Aufsicht, sowie Fig. 3, the shoe drying device shown in Figs. 1 and 2 in supervision, and
Fig. 4 Teile der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Schuhtrocknungsvorrichtung in Explosionsdarstel lung. Fig. 4 parts of the shoe drying device shown in FIGS . 1 to 3 in exploded view.
Fig. 1 zeigt eine Schuhtrocknungsvorrichtung in einem Schuh 11 im Querschnitt von vorne. Die Schuhtrocknungs vorrichtung besteht aus einer Heizvorrichtung und einem Konvektor 8. Fig. 1 shows a shoe drying device in a shoe 11 in cross section from the front. The shoe drying device consists of a heater and a convector 8 .
Die Heizvorrichtung ist elektrisch betrieben und weist zur Wärmeerzeugung als Heizelement ein PTC-Widerstandselement 1 auf, das während des Betriebs mittels zweier Anschluß kontakte 2.1, 2.2 mit der Netzspannung von UN=230 V beaufschlagt wird und sich durch die infolge des zwischen den beiden Anschlußkontakten 2.1, 2.2 fließenden Stroms auftretenden ohmschen Verluste erhitzt.The heater is electrically operated and has a PTC resistance element 1 for heat generation as a heating element, which is acted upon during operation by means of two connection contacts 2.1 , 2.2 with the mains voltage of U N = 230 V and due to the result of the between the two connection contacts 2.1 , 2.2 flowing current occurring ohmic losses heated.
Die Kennlinie des PTC-Widerstandselements 1 ist sehr stark nicht-linear. Unterhalb einer vorgegebenen Kenntemperatur ist der Widerstand des PTC-Widerstandselements 1 annähernd konstant und steigt oberhalb der Kenntemperatur nahezu sprunghaft an. The characteristic curve of the PTC resistance element 1 is very strongly non-linear. The resistance of the PTC resistance element 1 is approximately constant below a predetermined detection temperature and increases almost abruptly above the detection temperature.
Die in dem PTC-Widerstandselement 1 in Wärme umgesetzte elektrische Leistung ist nach dem ohmschen Gesetz proportional dem Quadrat der angelegten Spannung und umgekehrt proportional dem elektrischen Widerstand. Da der elektrische Widerstand unterhalb der Kenntemperatur annähernd konstant ist, ist auch die umgesetzte elektrische Leistung unterhalb der Kenntemperatur annähernd konstant. Oberhalb der Kenntemperatur hingegen fällt die elektrische Leistung mit steigender Temperatur nahezu sprunghaft ab, da der elektrische Widerstand des PTC-Widerstandselements 1 ansteigt.The electrical power converted into heat in the PTC resistance element 1 is, according to Ohm's law, proportional to the square of the applied voltage and inversely proportional to the electrical resistance. Since the electrical resistance is approximately constant below the known temperature, the converted electrical power is also approximately constant below the known temperature. Above the known temperature, on the other hand, the electrical power drops almost suddenly with increasing temperature, since the electrical resistance of the PTC resistance element 1 increases.
Andererseits steigt die durch Wärmeleitung und Konvektion abgeführte thermische Leistung mit der Temperatur des PTC- Widerstandselements 1 an.On the other hand, the thermal power dissipated by heat conduction and convection increases with the temperature of the PTC resistance element 1 .
Die Temperatur des PTC-Widerstandselements 1 nimmt deshalb im Betrieb so lange zu, bis sich schließlich im Arbeitspunkt des PTC-Widerstandselements 1 ein Gleich gewicht zwischen zugeführter elektrischer Leistung einer seits und abgeführter thermischer Leistung andererseits einstellt.The temperature of the PTC resistance element 1 therefore increases in operation until finally, at the operating point of the PTC resistance element 1, an equilibrium between the electrical power supplied and the thermal power dissipated on the other hand is established.
Das PTC-Widerstandselement 1 ist nun so ausgelegt, daß sich der Arbeitspunkt bei der Kenntemperatur von etwa 50-55°C einstellt.The PTC resistance element 1 is now designed so that the operating point is set at a temperature of around 50-55 ° C.
Andern sich nun die Randbedingungen, beispielsweise durch eine Veränderung der Umgebungstemperatur, so ändert sich auch die abgeführte thermische Leistung und der Arbeits punkt des PTC-Widerstandselements 1 verschiebt sich.If the boundary conditions change, for example due to a change in the ambient temperature, the thermal power dissipated also changes and the working point of the PTC resistance element 1 shifts.
Nimmt beispielsweise die abgeführte thermische Leistung wegen eines Ansteigens der Umgebungstemperatur ab, so steigt die Temperatur des PTC-Widerstandselements 1 so lange an, bis sich wieder ein Gleichgewicht zwischen umgesetzter elektrischer Leistung und abgeführter thermischer Leistung einstellt. Da die umgesetzte elektrische Leistung bei der Kenntemperatur mit zunehmender Temperatur sehr stark abnimmt, ändert sich die Temperatur des PTC-Widerstandselements 1 nur geringfügig.If, for example, the dissipated thermal power decreases due to an increase in the ambient temperature, the temperature of the PTC resistance element 1 increases until an equilibrium is again established between the converted electrical power and the dissipated thermal power. Since the converted electrical power decreases very strongly with increasing temperature at the knowing temperature, the temperature of the PTC resistance element 1 changes only slightly.
Durch die Nichtlinearität der Kennlinie des PTC- Widerstandselements 1 wird der Arbeitspunkt des PTC-Wider standselements 1 deshalb bei der Kenntemperatur TK stabilisiert. Die Temperatur des PTC-Widerstandselements 1 bleibt also auch bei veränderten Randbedingungen weitgehend konstant.By the non-linearity of the characteristic of the PTC resistor element 1, the operating point of the PTC-resisting elements 1 was, therefore, is stabilized at the characteristic temperature TK. The temperature of the PTC resistance element 1 thus remains largely constant even with changed boundary conditions.
Durch die Stabilisierung der Temperatur des PTC-Wider standselements 1 wird vorteilhaft eine Überhitzung des Schuhs 11 verhindert, da die Kenntemperatur eine obere Schranke für die Temperatur der Gesamtanordnung darstellt.By stabilizing the temperature of the PTC resistance element 1 overheating of the shoe 11 is advantageously prevented, since the temperature of knowing represents an upper limit for the temperature of the overall arrangement.
Das PTC-Widerstandselement 1 ist quaderförmig ausgeführt, wobei die Dicke geringer ist als die Länge und die Breite. Das PTC-Widerstandselement 1 hat also die Form eines relativ dünnen Plättchens. Die beiden größeren Seiten flächen des PTC-Widerstandselements 1 sind jeweils auf ihrer gesamten Fläche mit einer dünnen Aluminiumschicht versehen.The PTC resistance element 1 is cuboid, the thickness being less than the length and the width. The PTC resistance element 1 thus has the shape of a relatively thin plate. The two larger side surfaces of the PTC resistance element 1 are each provided on their entire surface with a thin aluminum layer.
Durch die Aluminiumschicht wird ein einheitliches elek trisches Potential auf den beiden größeren Seitenflächen des PTC-Widerstandselements 1 und damit ein weitgehend homogenes elektrisches Feld im Inneren mit einer ent sprechend guten Ausnutzung des PTC-Widerstandselements 1 erreicht.Due to the aluminum layer, a uniform electrical potential is achieved on the two larger side surfaces of the PTC resistance element 1 and thus a largely homogeneous electric field inside with a correspondingly good utilization of the PTC resistance element 1 .
Die Anschlußkontakte 2.1, 2.2 bestehen aus Metall und berühren die aluminiumbeschichteten Seitenflächen des PTC- Widerstandselements 1 flächig, wodurch dieses elektrisch kontaktiert wird.The connection contacts 2.1 , 2.2 are made of metal and touch the aluminum-coated side surfaces of the PTC resistance element 1 , whereby this is electrically contacted.
Die Anschlußkontakte 2.1, 2.2 weisen jeweils mittig einen Schlitz auf, der zwei Federzungen voneinander trennt. Dies hat verschiedene Vorteile. Zum einen werden so mechanische Spannungen in den Anschlußkontakten 2.1, 2.2 verringert, da die Federzungen bei einer mechanischen Belastung seitlich ausweichen können. Zum anderen wird die Zuverlässigkeit der Kontaktierung erhöht, da die beiden Federzungen unabhängig voneinander einen Kontakt zu dem PTC-Widerstandselement 1 herstellen.The connection contacts 2.1 , 2.2 each have a slot in the middle, which separates two spring tongues from one another. This has several advantages. On the one hand, mechanical stresses in the connection contacts 2.1 , 2.2 are reduced, since the spring tongues can deflect laterally when subjected to mechanical loads. Secondly, the reliability of the contact is increased, since the two spring tongues produced independently of one another a contact with the PTC resistance element. 1
Die Verwendung von Metall als Werkstoff für die Anschluß kontakte 2.1, 2.2 bringt verschiedene Vorteile.The use of metal as a material for the connection contacts 2.1 , 2.2 brings various advantages.
Zum einen ist Metall relativ kostengünstig, einfach zu ver arbeiten und unterliegt nur einem geringfügigen Alterungs prozeß. Die mechanischen Eigenschaften bleiben also über einen langen Zeitraum weitgehend unverändert.For one, metal is relatively inexpensive, easy to ver work and is subject to only a slight aging process. The mechanical properties remain largely unchanged over a long period.
Zum anderen liegt Eisen als Hauptbestandteil des Metalls in der elektrochemischen Spannungsreihe relativ nahe dem Aluminium. Aus diesem Grund entsteht zwischen dem Aluminium der Beschichtung des PTC-Widerstandselements 1 und dem Eisen in den Anschlußkontakten 2.1, 2.2 nur eine relativ geringe elektrochemische Spannung und damit auch nur eine geringfügige elektrolytische Zersetzung der Anschluß kontakte 2.1, 2.2 und der Aluminiumbeschichtung.On the other hand, iron, as the main component of the metal, is relatively close to aluminum in the electrochemical series. For this reason, between the aluminum of the coating of the PTC resistance element 1 and the iron in the connection contacts 2.1 , 2.2, only a relatively low electrochemical voltage and thus also only a slight electrolytic decomposition of the connection contacts 2.1 , 2.2 and the aluminum coating.
Die Anschlußkontakte 2.1, 2.2 dienen zusätzlich der thermischen Kontaktierung des PTC-Widerstandselements 1. Die im PTC-Widerstandselement 1 entstehende Wärme geht also im wesentlichen durch Wärmeleitung auf die Anschlußkontakte 2.1, 2.2 über und wird von dort weitergeleitet. Hierdurch wird die relativ große Kontaktfläche von PTC-Wider standselement 1 und Anschlußkontakten 2.1, 2.2 ausgenutzt, was zu einem geringen Wärmewiderstand der thermischen Kontaktierung führt. Dies ist vorteilhaft möglich, da elektrische Leiter in der Regel auch gute thermische Leiter sind.The connection contacts 2.1 , 2.2 additionally serve for the thermal contacting of the PTC resistance element 1 . The heat generated in the PTC resistance element 1 therefore essentially passes through heat conduction to the connection contacts 2.1 , 2.2 and is passed on from there. As a result, the relatively large contact area of the PTC counter stand element 1 and connection contacts 2.1 , 2.2 is used , which leads to a low thermal resistance of the thermal contact. This is advantageously possible since electrical conductors are generally also good thermal conductors.
Da die Anschlußkontakte 2.1, 2.2 das PTC-Widerstandselement 1 sowohl elektrisch als auch thermisch kontaktieren, verlaufen die elektrischen und die thermischen Stromlinien im Inneren des PTC-Widerstandselements 1 im wesentlichen parallel. Der Temperaturverlauf im Inneren des PTC- Widerstandselements 1 ist also quer zur Stromrichtung annähernd konstant. Hierdurch wird eine über die Fläche des PTC-Widerstandselements 1 konstante Stromdichte und damit eine optimale Ausnutzung des PTC-Widerstandselements 1 erreicht.Since the connection contacts 2.1 , 2.2 contact the PTC resistance element 1 both electrically and thermally, the electrical and thermal current lines inside the PTC resistance element 1 run essentially in parallel. The temperature profile inside the PTC resistance element 1 is therefore approximately constant across the current direction. In this way, a current density that is constant over the surface of the PTC resistance element 1 and thus optimal utilization of the PTC resistance element 1 is achieved.
Das PTC-Widerstandselement 1 und die beiden Anschluß kontakte 2.1, 2.2 sind von zwei wannenförmigen Kunststoff halbschalen 3.1, 3.2 umgeben, die das PTC-Widerstands element 1 und die beiden Anschlußkontakte 2.1, 2.2 gegen die Umgebung elektrisch isolieren. Die beiden Kunst stoffhalbschalen 3.1, 3.2 bilden auf diese Weise eine sogenannte Betriebsisolierung.The PTC resistance element 1 and the two connection contacts 2.1 , 2.2 are surrounded by two trough-shaped plastic half-shells 3.1 , 3.2 , which electrically isolate the PTC resistance element 1 and the two connection contacts 2.1 , 2.2 from the environment. The two plastic half-shells 3.1 , 3.2 form a so-called operational insulation.
Der Boden der beiden Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 weist jeweils eine Dicke von ca. 0,3-0,5 mm auf. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß die Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 das PTC-Widerstandselement 1 bis zu einer Spannung von ca. 1250 V isolieren, andererseits wird durch die relativ geringe Dicke ein relativ kleiner Wärmewiderstand erreicht.The bottom of the two plastic half- shells 3.1 , 3.2 each has a thickness of approximately 0.3-0.5 mm. In this way, on the one hand, it is achieved that the plastic half- shells 3.1 , 3.2 insulate the PTC resistance element 1 up to a voltage of approximately 1250 V, on the other hand, due to the relatively small thickness, a relatively small thermal resistance is achieved.
Die beiden Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 weisen jeweils senkrecht auf der Bodenfläche stehende Wandungen mit einer Dicke von ca. 1 mm auf, die im montierten Zustand ineinandergreifen und eine mäanderförmige Kriechstrecke mit gutem Isolationsvermögen bilden.The two plastic half- shells 3.1 , 3.2 each have walls standing vertically on the floor surface with a thickness of approx. 1 mm, which engage in one another in the assembled state and form a meandering creepage distance with good insulation properties.
An den Unterseiten der beiden Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 ist jeweils ein massives halbzylinderförmiges Wärme leitelement 4.1, 4.2 aus Aluminium flächig befestigt, das die von dem PTC-Widerstandselement 1 erzeugte Wärme weiter leitet. Durch die flächige Befestigung und den im montierten Zustand auftretenden Anpreßdruck wird ein inniger Kontakt zwischen den Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 und den Wärmeleitelementen 4.1, 4.2 und damit ein geringer Wärmewiderstand erreicht.On the undersides of the two plastic half-shells 3.1 , 3.2 , a solid semi-cylindrical heat-conducting element 4.1 , 4.2 made of aluminum is fastened flatly, which conducts the heat generated by the PTC resistance element 1 . Due to the flat fastening and the contact pressure occurring in the assembled state, an intimate contact between the plastic half-shells 3.1 , 3.2 and the heat-conducting elements 4.1 , 4.2 and thus a low thermal resistance is achieved.
Die beiden Wärmeleitelemente 4.1, 4.2 weisen an der Außenseite jeweils eine sich über die gesamte Länge erstreckende Aussparung auf, von denen eine zur Durch führung der Netzader 7.2 dient. Dies ist nötig, da die beiden Anschlußkontakte 2.1, 2.2 zur Vermeidung von Isola tionsproblemen von unterschiedlichen Seiten an das Netz kabel 10 angeschlossen sind. So ist der auf der linken Seite des Schuhs liegende Anschlußkontakt 2.2 hinter der Schnittebene - also im hinteren Bereich des Schuhs 11 - mit der Netzader 7.1 kontaktiert, während der auf der rechten Seite des Schuhs liegende Anschlußkontakt 2.1 vor der Schnittebene - also im vorderen Bereich des Schuhs 11 - mit der Netzader 7.2 kontaktiert wird. Die Netzader 7.2 muß deshalb durch eine Aussparung in dem Wärmeleitelement 4.2 nach vorne durchgeführt werden.The two heat-conducting elements 4.1 , 4.2 each have on the outside a recess that extends over the entire length, one of which is used to guide the network wire 7.2 . This is necessary because the two connection contacts 2.1 , 2.2 to avoid isolation problems from different sides to the network cable 10 are connected. Thus, the connection contact 2.2 lying on the left side of the shoe behind the cutting plane - i.e. in the rear area of the shoe 11 - is contacted with the network wire 7.1 , while the connection contact 2.1 lying on the right side of the shoe in front of the cutting plane - i.e. in the front area of the Shoe 11 - is contacted with the line 7.2 . The network wire 7.2 must therefore be carried out through a recess in the heat-conducting element 4.2 to the front.
Durch die Kontaktierung des PTC-Widerstandselements 1 von verschiedenen Seiten her sind die beiden Anschlußkontakte 2.1, 2.2 räumlich getrennt und auf diese Weise gegeneinander elektrisch isoliert.By contacting the PTC resistance element 1 from different sides, the two connection contacts 2.1 , 2.2 are spatially separated and in this way electrically insulated from one another.
Die beiden Wärmeleitelemente 4.1, 4.2 haben die gleiche Form, obwohl lediglich das Wärmeleitelement 4.2 eine Ausparung zur Durchführung der Netzader 7.2 benötigt. Hierdurch kann vorteilhaft bei der Fertigung als Formteil eine einzige Form verwendet werden.The two heat-conducting elements 4.1 , 4.2 have the same shape, although only the heat-conducting element 4.2 requires a recess for the implementation of the network wire 7.2 . As a result, a single mold can advantageously be used in the production as a molded part.
Die aus PTC-Widerstandselement 1, Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2 und Wärmeleitelementen 4.1, 4.2 bestehende Anordnung ist von zwei aus Kunststoff bestehenden zylindrischen Halbrohren 5.1, 5.2 umschlossen, die eine Dicke von ca. 3 mm aufweisen und an ihrem Rand mäander förmig ineinandergreifen. Diese beiden Halbrohre 5.1, 5.2 bilden zusätzlich zu den beiden Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2, welche die Betriebsisolierung darstellen, eine sogenannte Schutzisolierung als zweite Isolierung.The arrangement consisting of PTC resistance element 1 , plastic half-shells 3.1 , 3.2 and heat-conducting elements 4.1 , 4.2 is enclosed by two cylindrical half-tubes 5.1 , 5.2 made of plastic, which have a thickness of approx. 3 mm and engage in a meandering shape at their edges. In addition to the two plastic half-shells 3.1 , 3.2 , which represent the operational insulation, these two half-tubes 5.1 , 5.2 form a so-called protective insulation as second insulation.
Diese Anordnung steckt in einer langgestreckten hohlen Aluminiumpatrone 6, wobei die Außenform der Aluminium patrone 6 im Querschnitt elliptisch und der Hohlraum im Querschnitt kreisförmig ist.This arrangement is in an elongated hollow aluminum cartridge 6 , the outer shape of the aluminum cartridge 6 being elliptical in cross section and the cavity being circular in cross section.
Der Außenradius der Halbrohre 5.1, 5.2 ist dabei gering fügig größer als der Innenradius der Aluminiumpatrone 6, so daß die Halbrohre 5.1, 5.2 und die Aluminiumpatrone 6 eine Preßpassung bilden. Durch die infolge der Preßpassung an der Grenzfläche zwischen den Halbrohren 5.1, 5.2 und der Aluminiumpatrone 6 auftretenden radialen Kräfte wird eine gute Formanpassung und damit ein geringer Wärmewiderstand erreicht.The outer radius of the half tubes 5.1 , 5.2 is slightly larger than the inner radius of the aluminum cartridge 6 , so that the half tubes 5.1 , 5.2 and the aluminum cartridge 6 form an interference fit. Due to the radial forces occurring as a result of the interference fit at the interface between the half tubes 5.1 , 5.2 and the aluminum cartridge 6 , a good shape adaptation and thus a low thermal resistance is achieved.
Die Aluminiumpatrone 6 weist in ihrer Äquatorebene umlaufend eine sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Aluminiumpatrone 6 erstreckende Nut auf, in die sich das Konvektorblech 8 einschieben läßt.In its equatorial plane, the aluminum cartridge 6 has a circumferential groove extending essentially over the entire length of the aluminum cartridge 6 , into which the convector sheet 8 can be inserted.
Das Konvektorblech 8 hat zum einen die Aufgabe, die von der Heizvorrichtung erzeugte Wärme gleichmäßig zu verteilen. The convector sheet 8 has the task of distributing the heat generated by the heating device evenly.
Die Wärmeverteilung beruht dabei auf zwei verschiedenen physikalischen Prinzipien, die hier zusammenwirken und die rasche Trocknung des Schuhs 11 bewirken.The heat distribution is based on two different physical principles that interact here and cause the shoe 11 to dry quickly.
Zum einen besteht zwischen der Aluminiumpatrone 6 und dem Konvektorblech 8 einerseits und der im Innenraum des Schuhs 11 befindlichen Luft andererseits ein Temperaturgefälle, das durch Wärmeleitung zu einer Erwärmung der Luft führt. Die Erwärmung der Luft ist dabei näherungsweise proportional dem Temperaturgefälle und der wirksamen Kontaktfläche. Das Konvektorblech 8 weist deshalb zur Maximierung des Wärmeübergangs eine wesentlich größere Oberfläche auf als die Aluminiumpatrone 6.On the one hand, there is a temperature gradient between the aluminum cartridge 6 and the convector sheet 8 on the one hand and the air in the interior of the shoe 11 on the other hand, which leads to heating of the air by heat conduction. The heating of the air is approximately proportional to the temperature gradient and the effective contact area. The convector sheet 8 therefore has a substantially larger surface area than the aluminum cartridge 6 in order to maximize the heat transfer.
Zum anderen bilden sich aufgrund der Temperaturunterschiede im Schuhinnenraum Konvektionsströmungen aus, die die erwärmte und feuchte Luft nach oben ab führen, so daß trockene Luft von außen einströmt. Um eine freie Ausbildung dieser Konvektionsströmungen zu ermöglichen, weist das Konvektorblech 8 deshalb zahlreiche über die gesamte Fläche verteilte Durchbrüche auf, durch die die Konvektions strömungen nahezu ungehindert durchtreten können.On the other hand, due to the temperature differences in the interior of the shoe, convection currents are formed which lead the heated and moist air upwards, so that dry air flows in from the outside. In order to enable free formation of these convection currents, the convector sheet 8 therefore has numerous openings which are distributed over the entire surface and through which the convection currents can pass almost unhindered.
Zum anderen ist es die Aufgabe des Konvektorblechs 8, die Heizvorrichtung in dem Schuh 11 räumlich zu fixieren. So soll die Trocknung des Schuhs 11 möglichst gleichmäßig erfolgen, um das Leder zu schonen. Hierzu ist ein möglichst gleichmäßiger Abstand zwischen der relativ heißen Aluminiumpatrone 6 und dem Schuhleder erforderlich. Das Konvektorblech 8 ist deshalb seitlich nach unten gebogen und wirkt so einerseits als Abstandshalter und andererseits als Ständer.On the other hand, it is the task of the convector sheet 8 to spatially fix the heating device in the shoe 11 . So the drying of the shoe 11 should take place as evenly as possible in order to protect the leather. For this purpose, the most uniform possible distance between the relatively hot aluminum cartridge 6 and the shoe leather is required. The convector plate 8 is therefore bent laterally downwards and thus acts on the one hand as a spacer and on the other hand as a stand.
Darüberhinaus wird dadurch der Innenraum des Schuhs 11 im Bereich der Sohle am intensivsten getrocknet, was sinnvoll ist, da bei feuchtem Wetter die Sohle der Nässe am stärksten ausgesetzt ist.In addition, the interior of the shoe 11 is thereby dried most intensively in the area of the sole, which makes sense since the sole is most exposed to moisture in damp weather.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Schuhtrocknungs vorrichtung im Längsschnitt von rechts. In dieser Art der Darstellung ist die Kontaktierung des PTC-Widerstands elements 1 besonders gut zu erkennen. Das PTC-Wider standselement 1 wird durch zwei Anschlußkontakte 2.1, 2.2 an den Seitenflächen flächig kontaktiert. Das zwei-adrige Netzkabel 10 teilt sich hinter der Mündung der Aluminium patrone 6 in zwei Netzadern 7.1, 7.2 auf. Fig. 2 shows the shoe drying device shown in Fig. 1 in longitudinal section from the right. In this type of representation, the contacting of the PTC resistance element 1 can be seen particularly well. The PTC counter stand element 1 is contacted by two connection contacts 2.1 , 2.2 flat on the side surfaces. The two-core power cable 10 is divided behind the mouth of the aluminum cartridge 6 into two network wires 7.1 , 7.2 .
Der auf der linken Seite des Schuhs 11 gelegene Anschluß kontakt 2.2 weist eine nach hinten über das PTC- Widerstandselement 1 hinausragende Kontaktzunge auf, an der das abisolierte Ende der Netzader 7.1 angelötet ist. Der auf der rechten Seite des Schuhs 11 gelegene Anschluß kontakt 2.1 weist entsprechend eine nach vorne über das PTC-Widerstandselement 1 hinausragende Kontaktzunge auf, an der das abisolierte Ende der anderen Netzader 7.2 angelötet ist. Die Netzader 7.2 ist hierzu durch eine Aussparung in dem linksgelegenen Wärmeleitelement 4.2 nach vorne durch geführt. Durch die Kontaktierung des PTC-Widerstands elements 1 von zwei Seiten werden vorteilhaft die Isolationsprobleme minimiert.The connection contact 2.2 located on the left side of the shoe 11 has a contact tongue protruding rearward beyond the PTC resistance element 1 , to which the stripped end of the network wire 7.1 is soldered. The located on the right side of the shoe 11 terminal contact 2.1 accordingly has a protruding forward over the PTC resistance element 1 contact tongue to which the stripped end of the other network wire 7.2 is soldered. For this purpose, the network wire 7.2 is led forward through a recess in the heat-conducting element 4.2 on the left. By contacting the PTC resistor elements 1 from two sides, the insulation problems are advantageously minimized.
Ebenfalls gut zu sehen ist in dieser Darstellung der Kunststoffpropfen 9, der die Aluminiumpatrone 6 hermetisch abdichtet, eine Zugentlastung für das Netzkabel 10 bildet und die Aluminiumpatrone fest in dem Konvektorblech 8 arretiert.Also clearly visible in this illustration is the plastic plug 9 , which hermetically seals the aluminum cartridge 6 , forms a strain relief for the mains cable 10 and firmly locks the aluminum cartridge in the convector sheet 8 .
Die Aufgabe der Zugentlastung ist es, zum einen bei einer axialen Belastung des Netzkabels 10 ein Herausreißen aus der Schuhtrocknungsvorrichtung zu verhindern und zum anderen bei einer Biegebeanspruchung den Krümmungsradius des Netzkabels möglichst hoch zu halten.The task of the strain relief is, on the one hand, to prevent tearing out of the shoe drying device when the power cord 10 is axially loaded and, on the other hand, to keep the radius of curvature of the power cord as high as possible in the event of bending stress.
Das Herausreißen des Netzkabels 10 aus der Schuhtrocknungs vorrichtung bei axialer Belastung wird dadurch verhindert, das der Kunststoffpropfen 9 auf das Netzkabel 10 aufgespritzt ist und somit mit diesem eine Einheit bildet.The tearing out of the power cord 10 from the shoe drying device with axial loading is prevented by the fact that the plastic plug 9 is sprayed onto the power cord 10 and thus forms a unit with it.
Der Kunststoffpropfen weist an seinem Umfang mehrere umlaufende Nuten auf und ist deshalb nachgiebig. Auf diese Weise gibt der Kunststoffpropfen 9 bei einer lateralen Belastung des Netzkabels 10 nach. Dies führt vorteilhaft zu einem relativ großen Krümmungsradius des Netzkabels 10 mit entsprechend geringer mechanischer Belastung.The plastic plug has several circumferential grooves on its circumference and is therefore flexible. In this way, the plastic plug 9 yields when the mains cable 10 is loaded laterally. This advantageously leads to a relatively large radius of curvature of the power cord 10 with a correspondingly low mechanical load.
Der Kunststoffpfropfen 9 weist gegenüber der Mündung der Aluminiumpatrone 6 ein Übermaß auf, bildet mit dieser also eine Preßpassung. Dadurch wird die Aluminiumpatrone 6 hermetisch abgeschlossen.The plastic plug 9 has an oversize in relation to the mouth of the aluminum cartridge 6 , thus forming an interference fit with the latter. As a result, the aluminum cartridge 6 is hermetically sealed.
Bei der Montage wird also zunächst die aus PTC-Widerstands element 1, Anschlußkontakten 2.1, 2.2, Betriebsisolierung 3.1, 3.2, Wärmeleitelementen 4.1, 4.2 und Schutzisolierung 5.1, 5.2 bestehende Anordnung in die Aluminiumpatrone 6 hineingeschoben und anschließend der Kunststoffpropfen 9 in die Mündung der Aluminiumpatrone 6 hineingedrückt.During assembly, the arrangement consisting of PTC resistance element 1 , connecting contacts 2.1 , 2.2 , operational insulation 3.1 , 3.2 , heat-conducting elements 4.1 , 4.2 and protective insulation 5.1 , 5.2 is first pushed into the aluminum cartridge 6 and then the plastic plug 9 into the mouth of the aluminum cartridge 6 pushed in.
Darüberhinaus fixiert der Kunststoffpropfen 9 die Alu miniumpatrone 6 in dem Konvektorblech 8. Hierzu weist der Kunststoffpfropfen 9 seitlich jeweils einen Widerhaken auf, der im montierten Zustand in jeweils eine Aussparung in dem Konvektorblech 8 eingreift und so ein Herausziehen sowohl des Kunststoffpfropfens 9 als auch der Aluminiumpatrone 6 verhindert. Auf diese Weise wird die Schuh trocknungsvorrichtung den gesetzlichen Sicherheitsvor schriften gerecht, die fordern, daß sich ein netz betriebenes Gerät ohne Benutzung von Werkzeug nicht öffnen läßt.In addition, the plastic plug 9 fixes the aluminum cartridge 6 in the convector sheet 8 . For this purpose, the plastic plug 9 has a barb on each side, which engages in a recess in the convector sheet 8 in the assembled state and thus prevents both the plastic plug 9 and the aluminum cartridge 6 from being pulled out. In this way, the shoe drying device meets the legal safety regulations that require that a network-operated device cannot be opened without the use of tools.
Ebenfalls gut zu sehen sind hier die kreisförmigen Durch brüche in dem Konvektorblech 8, die im wesentlichen gleich mäßig über die Fläche verteilt sind, wodurch die Ausbildung von Konvektionsströmungen im Inneren des Schuhs 11 nur un wesentlich gestört wird.Also well visible here are the circular openings in the convector plate 8 , which are distributed substantially uniformly over the surface, whereby the formation of convection currents inside the shoe 11 is only slightly disturbed.
Fig. 3 zeigt die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schuhtrocknungsvorrichtung in der Aufsicht. Gut zu sehen ist in diesem Darstellungsform die Anpassung der Form des Konvektorblechs 8 an die typische Form eines Schuhs 11. So ist das Konvektorblech 8 im vorderen Bereich nahe dem Zehenansatz am breitesten, wird dann zunächst nach hinten bis zum Mittelbereich des Fußes schmaler und wird dann bis zum Fersenballen wieder breiter. Fig. 3 shows the shoe drying device shown in Figs. 1 and 2 in plan view. In this form of representation, the adaptation of the shape of the convector sheet 8 to the typical shape of a shoe 11 is clearly visible. Thus, the convector sheet 8 is widest in the front area near the toe base, then narrows backwards to the central area of the foot and then widens again to the heel ball.
Ebenfalls gut zu sehen ist die Dichtwirkung des Kunst stoffpropfens 9. Dieser dichtet die Aluminiumpatrone 6 durch eine kraftschlüssige Verbindung - wie oben beschrieben - an deren Mündung ab.The sealing effect of the plastic plug 9 is also clearly visible. This seals the aluminum cartridge 6 by a non-positive connection - as described above - at its mouth.
Darüberhinaus ist an das innenliegende Ende des Kunststoff propfens 9 ein Ansatz angeformt, der die Mündung der beiden Kunststoffhalbrohre 5.1, 5.2 abdichtet.In addition, an approach is formed on the inner end of the plastic plug 9 , which seals the mouth of the two plastic half pipes 5.1 , 5.2 .
Fig. 4 zeigt das PTC-Widerstandselement 1, die Anschluß kontakte 2.1, 2.2, die Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2, die Wärmeleitkörper 4.1, 4.2 sowie die zylindrischen Halbrohre 5.1, 5.2 der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Schuhtrocknungsvorrichtung in Explosionsdarstellung. Fig. 4 shows the PTC resistance element 1 , the connection contacts 2.1 , 2.2 , the plastic half-shells 3.1 , 3.2 , the heat-conducting body 4.1 , 4.2 and the cylindrical half-tubes 5.1 , 5.2 of the shoe drying device shown in FIGS . 1 to 3 in an exploded view.
Gut zu sehen ist in dieser Darstellung, daß die Anschluß kontakte 2.1, 2.2, die Kunststoffhalbschalen 3.1, 3.2, die Wärmeleitkörper 4.1, 4.2 und die zylindrischen Halbrohre 5.1, 5.2 jeweils paarweise formidentisch sind. Bei einer Fertigung als Gußteil ist deshalb jeweils nur eine Gußform erforderlich. Darüberhinaus wird durch die verringerte Zahl verschiedener Einzelteile bei der Herstellung die Logistik vereinfacht. Daraus resultiert vorteilhaft eine Ver ringerung der Herstellungskosten der Schuhtrocknungs vorrichtung.It can be clearly seen in this illustration that the connection contacts 2.1 , 2.2 , the plastic half-shells 3.1 , 3.2 , the heat-conducting bodies 4.1 , 4.2 and the cylindrical half-tubes 5.1 , 5.2 are each identical in pairs. When manufacturing as a cast part, only one mold is therefore required in each case. In addition, the reduced number of different individual parts during manufacture simplifies the logistics. This advantageously results in a reduction in the manufacturing costs of the shoe drying device.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungs beispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution the preferred embodiment given above examples. Rather, a number of variants are conceivable which of the solution shown also in principle makes use of different types.
Claims (14)
einem elektrisch betreibbaren temperaturstabilisierten Heizelement (1) mit zwei Anschlußkontakten (2.1, 2.2), die jeweils mit einer zum Anschluß an das elektrische Netz aus der Heizvorrichtung herausgeführten Leitung (7.1, 7.2) verbunden sind, und
einer das Heizelement (1) umhüllenden Isolierung (3.1, 3.2, 5.1, 5.2), und
einem das Heizelement (1) und die Isolierung (3.1, 3.2, 5.1, 5.2), zumindest teilweise umgebenden, aus wärme leitendem Material bestehenden ersten Wärmeleitelement (6) zur Abgabe der von dem Heizelement (1) erzeugten Wärme direkt oder indirekt über einen mit dem ersten Wärmeleitelement (6) verbundenen Konvektor (8) an die Umgebung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierung aus einer Betriebsisolierung (3.1, 3.2) und einer die Betriebsisolierung (3.1, 3.2) umhüllenden und von dieser beabstandeten Schutzisolierung (5.1, 5.2) besteht,
daß die Dicke der Schutzisolierung (5.1, 5.2) größer ist als die Dicke der Betriebsisolierung (3.1, 3.2),
daß der Zwischenraum zwischen der Betriebsisolierung (3.1, 3.2) und der Schutzisolierung (5.1, 5.2) zumindest teilweise durch ein aus wärmeleitendem Material bestehendes zweites Wärmeleitelement (4.1, 4.2) und/oder ein wärme leitendes Mittel gefüllt ist. 1. Heater, especially as a shoe drying device, with
an electrically operable temperature-stabilized heating element ( 1 ) with two connection contacts ( 2.1 , 2.2 ), each of which is connected to a line ( 7.1 , 7.2 ) led out of the heating device for connection to the electrical network, and
an insulation ( 3.1 , 3.2 , 5.1 , 5.2 ) enveloping the heating element ( 1 ), and
a heating element (1) and the insulation (3.1, 3.2, 5.1, 5.2), at least partially surrounding, consisting of thermally conductive material first heat-conducting element (6) for discharging the heat generated by the heating element (1) directly or indirectly via a with the convector ( 8 ) connected to the first heat-conducting element ( 6 ) to the surroundings,
characterized,
that the insulation of an isolation operation (3.1, 3.2) and an operating insulation (3.1, 3.2) enclosing and spaced from the insulation (5.1, 5.2) is made,
that the thickness of the protective insulation ( 5.1 , 5.2 ) is greater than the thickness of the operational insulation ( 3.1 , 3.2 ),
that the space between the operational insulation ( 3.1 , 3.2 ) and the protective insulation ( 5.1 , 5.2 ) is at least partially filled by a second heat-conducting element ( 4.1 , 4.2 ) consisting of heat-conducting material and / or a heat-conducting agent.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944447367 DE4447367A1 (en) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Heater for drying shoes |
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| AU43839/96A AU4383996A (en) | 1994-12-21 | 1995-12-21 | Heating device for drying shoes and boots |
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| DE19944447367 DE4447367A1 (en) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Heater for drying shoes |
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ID=6537572
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| WO (1) | WO1996019139A1 (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4383996A (en) | 1996-07-10 |
| WO1996019139A1 (en) | 1996-06-27 |
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