DE8503272U1 - Elektrischer heizkoerper - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft einen elektrischen Heizkörper, insbesondere für elektrische Kleingeräte, wie z. B. Bügeleisen, Heißgetränkebereiter oder dergleichen, mit zumindest einem flachen, quaderförmigen Heizelement, dessen gegenüberliegende Fläche als Kontaktierungsbereiche ausgebildet sind, an denen jeweils ein ebenes, elektrisch leitfähiges Kontaktblech zur Verbindung des Heizelementes mit einer äußeren Stromversorgungsquelle unmittelbar anliegt, wobei das Heizelement mit den Kontaktblechen unter Zwischenlage eines wärmeleitfähigen elektrischen Isoliermaterials in einem wärmeleitfähigen Halteteil aufgenommen ist.

Für den Einsatz in elektrischen Haushaltsgeräten, wie z.B. Bügeleisen oder Kaffeemaschinen werden Heizkörper benötigt, die eine hohe und gleichmäßige Wärmeabgabe an zu erwärmenden Teile der Geräte, wie wasserführende Rohre Warmhaiteplatten und Bügeleisenböden mit einem geringen inneren Wärmewiderstand verbinden und zugleich einen kompakten, störungsanfälligen Aufbau aufweisen. In vielen Fällen sind zur Gewährleistung einer

gleichmäßigen Erwärmung größerer Flächenbereiche auch möglichst große Kontaktflächen zwischen dem Heizkörper und dem mit ihm verbundenen Trägerteil erwünscht.

Zugleich besteht auf dem Gebiet der elektrischen Kleingeräte zumeist der Wunsch ei ner Regelung der elektrischen Leistungsaufnehme in Abhängigkeit von der Heiztemperatur· Diesen Anforderungen werden im besonderen Maße Widerstandsheizelemente aus Kaltleitermaterial gerecht, die einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen und deren elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur nichtlinear zunimmt, so daß sich nach Erreichen einer bestimmten Temperatur selbstregelnd ein annähernd konstanter Stromfluß und damit eine gleichbleibende Leistungsaufnahme und -abgabe einstellen. Derartige, nach ihrem Temperaturkoeffizienten als PTC-Elemente bezeichnete Heizelemente besitzen im allgemeinen scheibenförmige Gestalt mit zwei planparallelen Flächen und rechteckigem oder kreisförmigem Grundriß und bestehen aus einem Keramikmaterial, zumeist auf Bariumtitanat-Basis.

Derartige Keramikplättchen bilden auch die Heizelemente für einen elektrischen Heizkörper, wie er aus dem DE-GM 81 13 306 bekannt ist. Dieser Heizkörper ist ebenfalls für den Einsatz in elektrischen Kleingeräten vorgesehen und besteht aus einem U-förmigen Halter, zwischen dessen Schenkeln mehrere PTC-Heizelemente unter beidseitiger Auflage von Kontaktblechen für den elektrischen Anschluß der Heizelemente festgeklemmt sind, wobei der U-förmige Halter innen zur elektrischen Isolation von den Kontaktblechen mit einer gut wärmeleitenden Isolierschicht versehen ist.

Diese Lösung hat einerseits den Nachteil, daß keine maximale Wärmeübergangsfläche zur Verfügung steht und andererseits ein umfassender Einsatz des Heizkörpers auch im Hinblick auf seine mehrseitige mechanische Befestigung schwierig ist.

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Darüberhinaus ist nicht völlig auszuschließen, daß die Schenkel sich, ^s ggfls. unter Wärmeeinwirkung, aufbiegen, so daß diese einerseits die

i. Kontaktierung verschlechtert wird und andererseits die Heizelemente

\. seitlbh herausfallen können, wenn sie nicht anderweitig gesichert sind.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper unter ,' Vermeidung der vorgenannt«^ Nachteile derart auszubilden, daß bei zuver-

■ jf lässiger Halterung der Heizelemente eine zuverlässige Wärmeabgabe über eine

maximale Wärmeübergangsfläche aufweist, damit vielseitig einsetzbar

, sowie in unterschiedlicher Anordnung mit weiteren Wärmeübertragungs-

i| gliedern verbindbar ist.

, Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß bei einem elektrischen Heizkörper der

eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Heizelement zusammen mit den Kontaktblechen sowie dem Isoliermaterial in einem flachen Rohr auf-

'■'■■ genommen und festgeklemmt ist.

Durch die neuerungsgemäße Lösung wird in vorteilhafter Weise ein sehr

£ kompakter Aufbau des Heizelementes erreicht, wobei sowohl das Heiz-

·.' element als auch die Kontaktbleche und das Isoliermaterial in dem Rohr

gehalten und damit auch gegen mechanische Einwirkungen zuverlässig ge- ; schützt sind. Zum anderen wird durch die Neuerung eine kontinuierliche und

größtmögliche Wärmeübergangsfläche für den Heizkörper geschaffen, da das eine Heizung unter Einschluß des neuerungsgemäßen Heizkörpers einen hohen Wirkungsgrad besitzt und zudem durch die breiten Anordnungsmöglichkeiten des Heizkörpers infolge seiner vierseitigen Zugänglichkeit vielseitig einsetzbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung sind die unmittelbar auf dem Heizelement aufliegenden Kontaktbleche, als auch die weiteren, zur Rohrwandung des Heizkörpers parallel verlaufenden Schmalseiten des Heizelementes

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durch. Glimmerteile abgedeckt. Auf diese Wei se wird nicht nur eine zuver- '

lässige elektrische Isolation zu dem Halterohr, sondern nachdem die Aktiv- S

teile in das Rohr angeführt und mit diesem verpreßt worden sind, auch ein sehr i

guter Wärmeübergang aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkei t des Glimmers ?

> im Vergleich zu anderen elektrischen Isolierstoffen erreicht. Die die Heiz- I

elemente an den Schmalseiten auf Abstand zur Rohrwandung haltenden $

Isolierstoff teile sind dabei derart ausgebildet, daß die Heizelemente in \■,.

Durchbrüchen einer zwischen den Kontaktblechen befindlichen Isolierstoffplatte angeordnet sind und eine deren Stärke geringfügig übertreffende Stärke aufweisen. Die Heizelemente sind derart nicht nur über ihre Kontaktflächen i

verspannt, sondern werden durch das rahmenartige Isolierstoff teil zusätzlich zuverlässig gehalten. Da die Breite des Halterohres zur Erleichterung des Einsetzens des Heizelementes und der übrigen Beilagen und zur Vergrößerung der I Kontaktflächen größer ist, als die des Heizelementes, dienen die zur seitlichen ϊ Isolation des Heizelementes zum Halterohr hin gegebenen Glirnmerpreßstoffabschnitte zugleich der Distanzierung des Heizelementes und dessen Lage- ■ bestimmung im Rohr vor der endgültigen Lagefixierung durch Druckeinwirkung auf das Rohr. Zudem wird durch diese Glimmerpreßstoff teile der Wärmeübergang zwischen dem Heizelement und dem Rohr verbessert. In einer Weiter bildungdes Gegenstandes der Neuerung ist es aber auch möglich, als Halteteil ein mit einer inneren warmeleitfähigen elektrischen Isolierschicht versehenes Rohr zu verwenden, so daß zumindest die oberen und unteren, die Kontaktbleche abdeckenden Glimmerpreßstoffteile entfallen können.

Ein gegen Umgebungseinflüsse besonders unempfindlicher, kompakter Heizkörper kann in bevorzugter Weise dadurch geschaffen werden, daß die elektrischen Anschlüsse der Kontaktbleche gemeinsam, d.h. nach einer Seite aus dem Rohr herausgeführt sind und zumindest die gegenüberliegende Stirnseite des Rohres mit einer Abdichtmasse, z.B. mit Silikonkautschuk, abgedichtet ist. In eine solche

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Abdichtmasse können andererseits natürlich auch die elektrischen Anschlüsse eingebettet sein- Eine höhere Festigkeit der Abdichtung kann dadurch erreicht werden, daß zumindest das eine Ende des Rohres, ggfls. unter Beilage eines Polstermaterials, mit einem härtbaren Epoxidharz vergossen wird.

In bevorzugter Ausbildung ist vorgesehen, daß Anschlußzungen der Kontaktblecihe an einem aus dem Rohrstück herausragenden Ende der Isolierstoffplatte angeöst sind. Über die Ösen können so elektrische Zuleitungen nachträglich angeschlossen werden, soweit sie nicht, wie ebenfalls möglich, von vorneherein mit den Kontaktblechen verbunden, mit ihren entsprechenden Enden in das Rohrstück hineingesteckt sind und ansonsten aus diesem herausragen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Neuerung. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt des neuerungsgemäßen Heiz

körpers ,

Figur 2 einen Längsschnitt durch den Heizkörper,

Figur 3a eine Anordnung eines Heizkörpers für ein elektrisches

Bügeleisen, und

Figur 3b eine Anordnung eines Heizkörpers für eine elektrische

Kaffeemaschine.

Der Querschnitt eines neuerungsgemäßen Heizkörpers 1 zeigt zentral die Anordnung eines Widerstands-Heizelementes 2 aus Kaltleitermaterial (PTC-Element) , das die Gestalt einer prismatischen Scheibe hat und dessen Ober- und

Unterseite durch elektrische Kontaktbleche 3 abgedeckt ist, die an elektrischen Kontaktbereichen des Heizelementes 2, die hier nicht näher gezeigt sind, anliegen. Die Kontaktbleche 3 sind mit Glimmerscheiben oder Glimmerpreßstoffplättchen 4 versehen.Die gesamte Anordnung ist innerhalb eines flachen Rohres 5 hoher Wärmeleitfähigkeit ,vorzugsweise in ein Al-Rohr eingesteckt, das zu einem flachen Rohrprofil vorgefertigt wurde. Um eine möglichst homogene Ausfüllung des Rohrquerschnittes und eine gleichmäßige Erwärmung des Rohres 5 in Verbindung mit einer zuverlässigen elektrischen Isolation zu gewährleisten, überragen die Kontaktbleche 3 das Heizelement 2 nach beiden Seiten und bilden einen stabilen Träger für die Glimmerplättchen 4, die ihrerseits etwas breiter als die Kontaktbleche 3 gehalten sind. Die Heizelemente 2 sind in Durchbrüchen eines rahmenartigen Glimmerpreßstoffplättchens 4¹ angeordnet die einen Abstand zwischen der seitlichen Rohrwandung und den Schmalseiten der Heizelemente 2 gewährleisten und die den Wärmeübergang zwischen dem Heizelement 2 und dem Rohr 5 verbessern u-id beim Einbringen der Heizanordnung in das Rohr 5 zugleich der Distanzierjng des Heizelementes 2 dienen können. Wenn alle Innenteile des Heizkörpers 1 in das schon oval vorgeformte Rohr 5 eingesetzt sind, wird dieses durch Druckanwendung in Pfeilrichtung weiter plastisch verformt, so daß die Kontaktbleche 3 mit den Gl immerpl ättchen 4 gegen das Heizelement 2 gepreßt und alle Teile sicher innerhalb des Rohres 5 gehalten werden.

Es ist gleichermaßen möglich, entweder das Rohr 5 mit einer elektrisch isolierenden, wärmeleitfähigen Innenbeschichtung zu verwenden, so daß in diesem Fall auf die oberen und unteren Glimmerpreßstoffplättchen 4 verzichtet werden könnte, oder es können die Kontaktbleche 3 selbst an ihren äußeren, dem Rohr 5 zugewandten Flächen mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein.

Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch den neuerungsgemäßen Heizkörper 1. Darin ist endssitig die Abdichtung eines Endes des Rohres 5 durch eine ' Dicht- oder Vergußmasse 7, z. B. Silikonkautschuk oder Epoxidharz zu

erkennen. Wird das Heizelement 2 am andeen Ende des Rohres 5 zusammen mit den übrigen Bauteilen gegenüber dem Rohr 5 verkürzt ausgeführt, kann diese Dicht- oder Vergußmasse 7 auch am anderen Ende des Rohres 5 im I Bereich der herausgeführten elektrischen Anschlüsse 6 der Kontakt bleche 3

'f vorgesehen sein. Selbstverständlich ist es möglich, innerhalb des Rohres 5

mehrere Heizelemente 2, ggfls. unter Zwischenlage von Distanzkötp^rn, ein-[; zusetzen. Je nach Anwendungszweck des Heizkörpers 1 können die elektrischen

I Anschlüsse 6 der Kontaktbleche 3 im Bereich des Rohrendes auch in ein ge-

I meinsames Steckerelement münden oder mit getrennten Anschlußsteckern ver-

I sehen sein (hier nicht dargestellt) .

Κ Figur 3a zeigt in der Draufsicht ein Anwendungsbeispiel der Neuerung, bei der

I der Heizkörper 1 auf eine Wärmespeicherplatte 9 als Einsatz für ein elektrisches

£ Bügeleisen aufgeschweißt ist. Die oberen und unteren Glimmerplättchen 4 sind

k dabei ein Stück aus dem Rohr 5 herausgeführt, um in jedem Fall ei ne zuver-

I lässige elektrische Isolation zu den Kontaktblechen 4 im Inneren des Rohres 5

zu gewährleisten. Die herausgaführten elektrischen Anschlüsse der Kontakt-

έ bleche 3 sind mit 6 bezeichnet.

I Eine weitere vorteilhafte Anwendung des Heizkörpers 1 , die durch dessen

neuerungsgemäße Gestaltung ermöglicht wird, zeigt schematisch Figur 3b.

f Hier ist der Heizkörper 1 für die Heißwasserbereitung in einer elektrischen

Kaffeemaschine mit den schmalen Rohrseiten zwischen den Wasserzuleitungen 8 der Kaffeemaschine mittels Lot 9 befestigt und dient gleichzeitig deren

: mechanischer Distanzierung. Endseitig ist der Heizkörper 1 wie bereits in

' Figur 2 durch die Dicht- und Vergußmasse 7 abgeschlossen. Ähnlich der Ausgestaltung der Figur 3a könnte zusätzlich auf der oberen Flachseite des Rohr-

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Stücks 5 eine Warmhalteplatte oder Kaffeemaschine od.dgl. wärmeleitend angebracht sein.

Durch die Neuerung wird ein kompakter, selbstregelnder Heizkörper geschaffen, der aufgrund seiner Bauweise auf vielseitigste Weise für Heizaufgaben, insbesondere bei elektrischen Klein- bzw. Haushaltsgeräten, einsetzbar ist.

Claims (10)

DR.ING. HANS LICHTI ,,_,..__ , ._.._. D-7500 KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) D.PL-ING. HEINER LfCHTI DURLACHERSTRASSE31 DlPL-PHYS. DR. RER. NAT. JOST LEMPERT TEL: (w 21) 4 8511 Fritz Eichenauer GmbH & Co.KG 7461/84 Le Georg-Todt-Str. 1-3 "5. Fe'j, r,ct~ Kandel/Pfalz SCHUTZANSPRÜCHE

1. Elektrischer Heizkörper, insbesondere für elektrische Kleingeräte, wie z.B. Bügeleisen, Heißgetränkebereiter od.dgl., mit zumindest einem flachen, quaderförmigen Heizelement, dessen gegenüberliegende Fläche als Kontaktierungsbereiche ausgebildet sind, an denen jewei Is ein ebenes, elektrisch leitfähiges Kontaktblech zur Verbindung des Heizelements mit einer äußeren Stromversorgungsquelle unmittelbar anliegt, wobei das Heizelement mit den Kontaktblechen unter Zwischenlage eines wärmeleitfähigen elektrischen Isoliermaterials in einem wärmeleitfähigen Halteteil aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (2) zusammen mit den Kontaktblechen (3) sowie dem Isoliermaterial (4) in einem flachen Rohr (5) aufgenommen und festgeklemmt ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (4) aus flachen, die Kontaktbleche (3) sowie die parallel zur Rohrwandung verlaufenden freien Flächen des Heizelementes (2) abdeckenden Glimmermateriai besteht.

3. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

Isoliermaterial (4) eine Beschichtung der Innenfläche des Rohres

f (5) bildet.

4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- ·

I zeichnet, daß die Heizelemente (2) in Durchbrüchen einer zwischen

\ den Kontaktblechen (3) befindlichen Isolierstoffplatte (4¹) angeordnet

t; sind und eine deren Stärke geringfügig übertreffende Stärke aufweisen.

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5. Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolier-

stoffplatte (4¹) aus Glimmerpreßstoff besteht.

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6. Heizkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

: Anschlußzungen der Kontaktbleche ( 3) an einem aus dem Rohrstück

: (5) herausragenden Ende der Isolierstoff platte (4·) angeöst sind,

7. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das Rohr (5) aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium besteht.

8. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dia elektrischen Anschlüsse (6) der Kontaktbleche( 3)gemeinsam auf einem Ende aus dem Rohr (5) geführt sind und zumindest das gegenüberliegende Ende des Rohres (5) durch eine Abdichtmasse (7) ; insbesondere mit Silikonkautschuk, verschlossen ist.

9. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende des Rohres (5) mit Epoxidharz vergossen ist.

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10. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am das Heizelement (2) enthaltenden flachen Rohrstück (5) zumindest ein Versorgungsrohr (8) das ein zu erwärmendes Medium führt, angelötet ist.

,11. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Flachseite des das Heizelement (1) umschließenden flachen Rohrstückes (5) eine Wärmeleitungsplatte, wi e die Platte eines Bügeleisens, einer Warmhalteplatte od.dgl. befestigt ist.