EP0720416B1 - Keramische Heizeinrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung - Google Patents

Keramische Heizeinrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung Download PDF

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EP0720416B1
EP0720416B1 EP95120498A EP95120498A EP0720416B1 EP 0720416 B1 EP0720416 B1 EP 0720416B1 EP 95120498 A EP95120498 A EP 95120498A EP 95120498 A EP95120498 A EP 95120498A EP 0720416 B1 EP0720416 B1 EP 0720416B1
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EP
European Patent Office
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heating
heating element
film
ceramic
heating conductor
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EP0720416A3 (de
EP0720416A2 (de
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Werner Dipl.-Phys. Gruenwald
Claudio De La Prieta
Albrecht Dipl.-Ing. Geissinger
Gert Dipl.-Ing. Lindemann
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/22—Details

Definitions

  • the invention relates to a ceramic heater the genus of independent claims, a method too their manufacture and their use.
  • From DE-OS 39 24 777 is a ceramic heater known in which a heating conductor with leads from a ceramic foil is punched out.
  • the blank obtained in this way is made into a powder mixture from an electric insulating powder embedded, pressed into a body and then sintered.
  • Heating conductor are squeezed. As a result, the Resistance value of the heating conductor changed and thereby the required heating output is not reached.
  • the heaters with the characteristic features of the independent claims have the advantage that Heating device economical in foil and Laminating technology can be produced.
  • the one when laminating The forces to be exerted are less than when pressing one Ceramic powder. That means that the punched out Heating element less mechanical during manufacture is claimed. This in turn causes a uniform current flow through the heating element and thus a particularly uniform power supply is achieved.
  • a particularly definable setting for the heating output is guaranteed if a leveling layer is provided. This prevents the heating element is squeezed under pressure when laminating. Besides, will thereby achieving a better laminate bond.
  • By an in the structured heat conductor zone becomes the mechanical stability of the heating conductor increased, which the punched heating element is easy to handle.
  • the further invention with a thick-film technique executed heating element and with a film punched out leads has the advantage that the Supply lines can be designed with particularly low resistance. Thereby it is possible to over the ohmic resistance of the heating conductor the composition of the paste of the heating layer independently of the materials of the supply lines.
  • This Execution also has the advantage that the punched out feed lines are easier to handle than a punched heating element with a relatively thin trained heating conductor. It is also through the Thick film technology of the heating conductor with simple means structurable in different ways, for example in Meander.
  • FIG. 1 shows a simplified Exploded view of a first invention Heating device
  • Figure 2 is a film for producing a Heating element
  • Figure 3 a punched out of the film Heating element according to Figure 1
  • Figure 4 a laminated together Heating device according to Figure 1 in cross section
  • Figure 5 a Cross section of a round heating device
  • Figure 6 a Exploded view of a second invention Heating device
  • Figure 7 shows a cross section of the Heating device according to Figure 6
  • Figure 8 is a plan view a heating element with a structured heating conductor zone
  • Figure 9 is a plan view of a leveling layer for a Heating element
  • Figure 10 shows a cross section through a Heating device with a first embodiment of the Compensation layer
  • Figure 11 shows a cross section through a Heating device with a second embodiment of the Leveling layer.
  • Heating device consists of a first ceramic Carrier film 11, a second ceramic carrier film 12 and one between the two carrier films 11 and 12 arranged heating element 13.
  • the carrier films 11, 12 consist of an electrically insulating ceramic Material.
  • the heating element 13 has a heating conductor zone 26 with a heating conductor 15 which is connected to a first supply line 16 and a second feed line 17 is connected.
  • the heating conductor zone 26 is at one end of the carrier films 11, 12 positioned.
  • the leads 16, 17 lead from the heating conductor 15 to the opposite end of the carrier films 11, 12.
  • the heating element 13 is made of an electric conductive, ceramic film, hereinafter heating element film Called 19 ( Figure 2), punched out.
  • the contour of the Heating element 13 is designed so that the two Feed lines 16, 17 are made wider than that Heating conductor 15, which changes the cross section of the leads 16, 17 increased compared to the cross section of the heating conductor 15. This is the ohmic resistance of the individual supply line 16, 17 less than the ohmic resistance of the heating conductor 15. This ensures that the heating power in Heating conductor 15 arises and thus with the Heat conductor 15 provided end of the carrier films 11, 12 concentrated.
  • the heating element film 19 has a thickness of 20 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the carrier films 11, 12 and the heating element 13 become a sintered body 21, 22 according to FIGS. 4 and 5 laminated together and sintered, the sintered body 22 5 prior to sintering into one rotationally symmetrical pin was pressed.
  • Heating element film 19 indentations 27 embossed so that the cross section of the heating element film 19 at these points is reduced.
  • areas 28 present that have a larger cross section than the areas of the depressions 27.
  • the cross section of the areas 28 and the recesses 27 is less than the cross section of the feed lines 16, 17, whereby the heating conductor zone 26 is higher impedance than the feed lines 16, 17. This creates a high-resistance current path in the heating conductor zone 26, which as Heating conductor 15 acts.
  • the heating element 13 first punched out and then the heating conductor zone 26 structured, it being essential that after the Structuring a heat conductor is present, its cross section is smaller than the cross section of the feed lines 16, 17.
  • a second manufacturing possibility is that first the heat conductor film 19 in the area of the later Heater conductor zone 26 with a structure according to the depressions 27 and the areas 28 is provided and then the Heating element 13 is punched out of the heating conductor film. This will cause the material to be pushed away to the side during embossing cut away when punching. This is easier too ensure that the cross section of the heating conductor 15 is lower and therefore higher impedance than that of the supply lines 16, 17.
  • the carrier foils are used to manufacture the heating device 11 and 12 the intermediate heating element 13 with the Supply lines 16, 17 and with the heating conductor 15 under pressure laminated together.
  • the laminated body is in a co-sintering process at, for example, 1850 ° C. Nitrogen or sintered with a forming gas. Then the sintered body 21 or 22 with the in the Figures 4 and 5 shown cross sections.
  • FIGS. 9, 10 and 11 Two further versions of the heating device according to the invention are shown in FIGS. 9, 10 and 11.
  • a compensation layer 30 is arranged around the heating element 13.
  • the compensation layer 30 consists of an electrically insulating, ceramic material, for example Al 2 O 3 or Si 3 N 4 .
  • the thickness of the compensation layer 30 corresponds approximately to the thickness of the heating conductor film 19 from which the heating element 13 is punched out.
  • the second embodiment of the compensation layer 30 starts Figure 11 out.
  • the leveling layer 30 is one of the carrier films 11, 12, into which a recess 36 is stamped, which has the contour of the heating element 13.
  • the depth of the recess 36 corresponds essentially to that Thickness of the heating conductor film 19.
  • the thickness of the cavity thus formed in essentially correspond to the thickness of the heating conductor foil 19 should.
  • additional ceramic films use in which the recess 36 is embossed so that the punched heating element 13 at least in the large area one of the additional foils can be sunk.
  • FIGS. 6 and 7. Another heating device according to the invention is shown in FIGS. 6 and 7.
  • a heating conductor layer 24 forming a heating conductor 20 with, for example, a U-shaped contour is applied to an end section of the first carrier film 11.
  • the heating conductor layer 24 is formed from a ceramic paste which contains a ceramic component and an electrically conductive, high-temperature-resistant material, for example MoSi 2 .
  • the paste is applied to at least one of the carrier films 11, 12 using a screen or pad printing technique.
  • the two supply lines 16, 17 are likewise punched out of a heating element film and are placed, for example, on the first carrier film 11, so that the supply lines 16, 17 contact the heating conductor layer 24.
  • the layer thickness of the heating conductor layer 24 is for example 20 ⁇ m.
  • the thickness of the feed lines 16, 17 corresponds to the thickness of the heating element film 19 of for example 0.4 mm.
  • the sintered body 23 can also be closed a body with a round cross section according to FIG. 5 be pressed after sintering.
  • the carrier films 11, 12 each consist of AlN, for example. However, it is also conceivable to use other electrically insulating, ceramic materials, such as Si 3 N 4 or Al 2 O 3, or a mixture of these substances. It is also conceivable to produce the two carrier films 11, 12 from different materials.
  • the heating element film 19, from which the heating element 13 or the feed lines 16, 17 are punched out consists, for example, of a mixture of 90-30 mol% MoSi 2 and 10-70 mol% AlN. Instead of AlN, Si 3 N 4 or Al 2 O 3 or a mixture of these substances can also be used. The addition of Si 3 N 4 , AlN and / or Al 2 O 3 depends on the material of the carrier films 11, 12 used, with the addition of the corresponding material of the carrier films 11, 12, the thermal expansion coefficients of carrier films 11, 12 and Move the heating element 13 closer together and thereby improve the adhesive strength of the heating element with the carrier films 11, 12.
  • the heating device according to the invention is for example suitable for use as a glow plug and glow plug or Incandescent bodies, which are used as starting aids Lighten diesel engines.
  • the inclusion in a Housing and the contacting of the leads 16, 17 with Connection cables are well known and will not be described in detail described.
  • the heating device with others Combine components that are specific to one Temperature must be heated.

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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine keramische Heizeinrichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.
Aus der DE-OS 39 24 777 ist eine keramische Heizeinrichtung bekannt, bei der ein Heizleiter mit Zuleitungen aus einer keramischen Folie ausgestanzt ist. Der so erhaltene Rohling wird in eine Pulvermischung aus einem elektrisch isolierenden Pulver eingebettet, zu einem Körper gepreßt und anschließend gesintert. Beim Verpressen der Keramik kann insbesondere der im Querschnitt relativ dünn ausgeführte Heizleiter gequetscht werden. Das führt dazu, daß der Widerstandswert des Heizleiters verändert und dadurch die geforderte Heizleistung nicht erreicht wird.
Vorteile der Erfindung
Die Heizeinrichtungen mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, daß die Heizeinrichtung wirtschaftlich in Folien- und Laminiertechnik herstellbar ist. Die beim Laminieren aufzuwendenden Kräft sind geringer als beim Pressen eines Keramikpulvers. Das bedeutet, daß das ausgestanzte Heizelement bei der Herstellung weniger stark mechanisch beansprucht wird. Dies bewirkt wiederum, daß ein gleichmäßiger Stromfluß durch das Heizelement vorliegt und damit eine besonders gleichmäßige Leistungseinspeisung erreicht wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Eine besonders definierbare Einstellung der Heizleistung wird dadurch gewährleistet, wenn eine Ausgleichsschicht vorgesehen wird. Dadurch wird vermieden, daß das Heizelement beim Laminieren unter Druck gequetscht wird. Außerdem wird dadurch ein besserer Laminatverbund erreicht. Durch einen in der Heizleiterzone strukturierten Heizleiter wird die mechanische Stabilität des Heizleiters erhöht, wodurch das ausgestanzte Heizelement gut handhabbar ist.
Die weitere Erfindung mit einem in Dickschichttechnik ausgeführten Heizelement und mit aus einer Folie ausgestanzten Zuleitungen hat den Vorteil, daß die Zuleitungen besonders niederohmig ausbildbar sind. Dadurch ist es möglich, den ohmschen Widerstand des Heizleiters über die Zusammensetzung der Paste der Heizleitschicht unabhängig von den Materialien der Zuleitungen einzustellen. Dieses Ausführung bietet weiterhin den Vorteil, daß die ausgestanzten Zuleitungen leichter zu handhaben sind als ein ausgestanztes Heizelement mit einem relativ dünn ausgebildeten Heizleiter. Außerdem ist durch die Dickschichttechnik der Heizleiter mit einfachen Mitteln verschiedenartig strukturierbar, zum Beispiel in Mäanderform.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindungen sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine vereinfachte Explosionsdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Heizeinrichtung, Figur 2 eine Folie zur Herstellung eines Heizelements, Figur 3 ein aus der Folie ausgestanztes Heizelement gemäß Figur 1, Figur 4 eine zusammenlaminierte Heizeinrichtung gemäß Figur 1 im Querschnitt, Figur 5 einen Querschnitt einer runden Heizeinrichtung, Figur 6 eine Explosionsdarstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Heizeinrichtung, Figur 7 einen Querschnitt der Heizeinrichtung gemäß Figur 6, Figur 8 eine Draufsicht auf ein Heizelement mit einer strukturierten Heizleiterzone, Figur 9 eine Draufsicht auf eine Ausgleichsschicht für ein Heizelement, Figur 10 einen Querschnitt durch eine Heizeinrichtung mit einer ersten Ausführungsform der Ausgleichsschicht und Figur 11 einen Querschnitt durch eine Heizeinrichtung mit einer zweiten Ausführungsform der Ausgleichsschicht.
Ausführungsbeispiele
Die in Figur 1 vereinfacht und stark vergrößert dargestellte Heizeinrichtung besteht aus einer ersten keramischen Trägerfolie 11, einer zweiten keramischen Trägerfolie 12 und einem zwischen den beiden Trägerfolien 11 und 12 angeordneten Heizelement 13. Die Trägerfolien 11, 12 bestehen aus einem elektrisch isolierenden keramischen Material. Das Heizelement 13 besitzt eine Heizleiterzone 26 mit einem Heizleiter 15, der mit einer ersten Zuleitung 16 und einer zweiten Zuleitung 17 verbunden ist. Die Heizleiterzone 26 ist an einem Ende der Trägerfolien 11, 12 positioniert. Die Zuleitungen 16, 17 führen vom Heizleiter 15 an das gegenüberliegende Ende der Trägerfolien 11, 12.
Das Heizelement 13 gemäß Figur 3 ist aus einer elektrisch leitenden, keramischen Folie, nachfolgend Heizelementfolie 19 genannt (Figur 2), ausgestanzt. Die Kontur des Heizelements 13 ist dabei so ausgebildet, daß die beiden Zuleitungen 16, 17 breiter ausgeführt sind als der Heizleiter 15, wodurch sich der Querschnitt der Zuleitungen 16, 17 gegenüber dem Querschnitt des Heizleiters 15 erhöht. Damit ist der ohmsche Widerstand der einzelnen Zuleitung 16, 17 geringer als der ohmsche Widerstand des Heizleiters 15. Dadurch ist gewährleistet, daß die Heizleistung im Heizleiter 15 entsteht und sich damit auf das mit dem Heizleiter 15 versehene Ende der Trägerfolien 11, 12 konzentriert. Die Heizelementfolie 19 hat eine Dicke von 20 µm bis 500µm.
Die Trägerfolien 11, 12 und das Heizelement 13 werden zu einem Sinterkörper 21, 22 gemäß den Figuren 4 und 5 zusammenlaminiert und gesintert, wobei der Sinterkörper 22 gemäß Figur 5 vor dem Sintern zu einem rotationssymmetrischen Stift gepreßt wurde.
Bei der Heizleiterzone 26 gemäß Figur 8 sind in die Heizelementfolie 19 Vertiefungen 27 eingeprägt, so daß an diesen Stellen der Querschnitt der Heizelementfolie 19 reduziert wird. Neben den Vertiefungen 27 sind Bereiche 28 vorhanden, die einen größeren Querschnitt als die Bereiche der Vertiefungen 27 aufweisen. Der Querschnitt der Bereiche 28 und der Vertiefungen 27 ist geringer als der Querschnitt der Zuleitungen 16, 17, wodurch die Heizleiterzone 26 hochohmiger als die Zuleitungen 16, 17 ist. Dadurch entsteht ein hochohmiger Strompfad in der Heizleiterzone 26, der als Heizleiter 15 wirkt.
Zur Herstellung der Heizeinrichtung wird das Heizelement 13 zunächst ausgestanzt und danach die Heizleiterzone 26 strukturiert, wobei wesentlich ist, daß nach dem Strukturieren ein Heizleiter vorliegt, dessen Querschnitt geringer ist als der Querschnitt der Zuleitungen 16, 17. Eine zweite Herstellungsmöglichkeit besteht darin, daß zuerst die Heizleiterfolie 19 im Bereich der späteren Heizleiterzone 26 mit einer Struktur gemäß den Vertiefungen 27 und den Bereichen 28 versehen wird und danach das Heizelement 13 aus der Heizleiterfolie ausgestanzt wird. Dadurch wird das beim Prägen seitlich weggedrückte Material beim Stanzen mit weggeschnitten. Damit ist leichter zu gewährleisten, daß der Querschitt des Heizleiters 15 geringer und damit hochohmiger ist als der der Zuleitungen 16, 17.
Zur Herstellung der Heizeinrichtung werden die Trägerfolien 11 und 12 das dazwischen angeordneten Heizelement 13 mit den Zuleitungen 16, 17 und mit dem Heizleiter 15 unter Druck zusammenlaminiert. Der zusammenlaminierte Körper wird in einem Co-Sinterverfahren bei beispielsweise 1850° C unter Stickstoff beziehungsweise mit einem Formiergas gesintert. Danach entstehen die Sinterkörper 21 oder 22 mit den in den Figuren 4 und 5 dargestellten Querschnitten.
Zwei weitere Ausführungen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung gehen aus den Figuren 9, 10 und 11 hervor. Hierbei wird eine Ausgleichsschicht 30 um das Heizelement 13 angeordnet. Die Ausgleichsschicht 30 besteht aus einem elektrisch isolierenden, keramischen Material, beispielsweise Al2O3 oder Si3N4. Die Dicke der Ausgleichsschicht 30 entspricht etwa der Dicke der Heizleiterfolie 19, aus der das Heizelement 13 ausgestanzt ist.
Zweckmäßig ist, die Ausgleichsschicht 30 gemäß Figur 10 aus einer weiteren keramischen Folie 31 herzustellen. Dazu wird aus der Folie 31 gemäß Figur 9 eine Aussparung 32 ausgestanzt, die der Kontur des Heizelements 13 entspricht.
Die zweite Ausführungsform der Ausgleichsschicht 30 geht aus Figur 11 hervor. Hier ist die Ausgleichsschicht 30 von einer der Trägerfolien 11, 12 gebildet, in die eine Vertiefung 36 eingeprägt ist, die die Kontur des Heizelements 13 besitzt. Die Tiefe der Vertiefung 36 entspricht im wesentlichen der Dicker der Heizleiterfolie 19. In die Vertiefung 36 wird das Heizelement 14 eingelegt und mit der anderen Trägerfolien 11, 12 zusammenlaminiert. Es ist jedoch auch möglich in beide Trägerfolien 11, 12 jeweils die Kontur einzuprägen, wobei die Dicke des dadurch gebildeten Hohlraumes im wesentlichen der Dicke der Heizleiterfolie 19 entsprechen sollte. Es ist darüberhinaus ebenfalls denkbar, neben den Trägerfolien 11, 12 zusätzliche keramische Folien zu verwenden, in denen die Vertiefung 36 eingeprägt ist, so daß das ausgestanzte Heizelement 13 in der Großfläche mindestens einer der zusätzlichen Folien versenkt werden kann.
Eine weitere erfindungsgemäße Heizeinrichtung geht aus den Figuren 6 und 7 hervor. Gemäß Figur 6 ist auf einem Endabschnitt der ersten Trägerfolie 11 eine einen Heizleiter 20 bildenden Heizleiterschicht 24 mit beispielsweise einer U-förmigen Kontur aufgetragen. Die Heizleiterschicht 24 wird aus einer keramische Paste bildet, die eine keramische Komponente und ein elektrisch leitendes, hochtemperaturbeständiges Material, beispielsweise MoSi2 enthält. Die Paste wird mittels Sieb- oder Tampondrucktechnik auf mindestens eine der Trägerfolien 11, 12 aufgetragen. Die beiden Zuleitungen 16, 17 sind ebenfalls aus einer Heizelementfolie ausgestanzt und werden beispielsweise auf die erste Trägerfolie 11 aufgelegt, so daß die Zuleitungen 16, 17 die Heizleiterschicht 24 kontaktieren.
Die Schichtdicke der Heizleiterschicht 24 beträgt beispielsweise 20 µm. Die Dicke der Zuleitungen 16, 17 entspricht der Dicke der Heizelementfolie 19 von beispielsweise 0,4 mm.
Nach dem Aufbringen der Heizleiterschicht 24 und dem Auflegen der Zuleitungen 16, 17 auf die Trägerfolie 11 wird die zweite Trägerfolie 12 mit der ersten Trägerfolie 11 unter Druck zusammenlaminiert und anschließend zu einem Sinterkörper 23 gesintert. Der Sinterkörper 23 kann auch zu einem Körper mit einem runden Querschitt gemäß Figur 5 vor dem Sintern gepreßt werden.
Die Trägerfolien 11, 12 bestehen beispielsweise jeweils aus AlN. Es ist aber auch denkbar, andere elektrisch isolierende, keramische Materialien, wie beispielsweise Si3N4 oder Al2O3 oder ein Gemisch dieser Stoffe einzusetzen. Es ist ebenfalls denkbar, die beiden Trägerfolien 11, 12 aus unterschiedlichen Materialien herzustellen.
Die Heizelementfolie 19, aus der das Heizelement 13 bzw. die Zuleitungen 16, 17 ausgestanzt werden, besteht beispielsweise aus einem Gemisch aus 90 - 30 Mol.% MoSi2 und 10 - 70 Mol.% AlN. Anstelle von AlN kann auch Si3N4 oder Al2O3 oder ein Gemisch dieser Stoffe verwendet werden. Die Zugabe von Si3N4, AlN und/oder Al2O3, richtet sich nach dem Material der verwendeten Trägerfolien 11, 12, wobei durch die Zugabe des entsprechenden Materials der Trägerfolien 11, 12 die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Trägerfolien 11, 12 und Heizelement 13 näher zusammenrücken und dadurch die Haftfestigkeit des Heizelements mit den Trägerfolien 11, 12 verbessert wird.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist beispielsweise geeignet für den Einsatz als Glühkerze und Glühvorsatz oder Glühkörper, welche als Starthilfen das Anlassen von Dieselmotoren erleichtern. Dabei ragt das mit dem Heizleiter 15, 20 versehene Ende in den Brennraum beziehungsweise in die Vorkammer eines Dieselmotors hinein. Die Aufnahme in ein Gehäuse und die Kontaktierung der Zuleitungen 16, 17 mit Anschlußkabeln ist allgemein bekannt und wird nicht näher beschrieben.
Es ist aber ebenso denkbar, die Heizeinrichtung mit anderen Bauelementen zu kombinieren, die auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt werden müssen.

Claims (12)

  1. Keramische Heizeinrichtung mit einem in einem elektrisch isolierenden keramischen Körper eingebetteten Heizelement (13) mit einem Heizleiter (15) mit Zuleitungen (16, 17) und mit einer Heizleiterzone (26), die von dem an einem Ende zwischen den Zuleitungen (16, 17) ausgebildeten Heizleiter (15) gebildet ist, wobei das Heizelement (13) aus einer keramischen Folie ausgestanzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der keramischen Folie (19) ausgestanzte Heizelement (13) zwischen einer ersten Trägerfolien (11) und einer zweiten Trägerfolie (12) angeordnet und die Trägerfolien (11, 12) und das Heizelement(14) zusammenlaminiert sind.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Heizleiterzone (26) Vertiefungen (27) eingebracht sind, die in der Heizleiterzone (26) Bereiche mit unterschiedlichen Querschnitten derart ausbilden, daß eine strukturierter Heizleiter (15) mit mindestens einem gegenüber den Zuleitungen (16, 17) hochohmigeren Strompfad entsteht.
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen durch Prägen in die keramische Folie eingebracht sind.
  4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (13) von einer Ausgleichsschicht (30) umgeben ist, die von mindestens einer elektrisch isolierenden, keramischen Folie (31) gebildet ist, und daß die Folie (31) eine Kontur aufweist, in der das Heizelement (13) zumindest annähernd versenkbar ist.
  5. Heizeinrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur von einer aus der Folie (31) ausgestanzten Aussparung (32) gebildet ist, in die das ausgestanzte Heizelement (14) versenkbar ist.
  6. Heizeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (31) von mindestens einer der beiden Trägerfolien (11, 12) gebildet ist, daß die Kontur von mindestens einer in mindestens eine der Trägerfolien (11, 12) eingebrachten Vertiefung (36) gebildet ist und daß in der Vertiefung (36) das Heizelement (13) versenkbar ist.
  7. Keramische Heizeinrichtung mit einem in einem elektrisch isolierenden keramischen Körper eingebetteten Heizelement (14) mit einem Heizleiter (20) und mit Zuleitungen (16, 17) und mit einer Heizleiterzone, die von dem an einem Ende zwischen den Zuleitungen (16, 17) ausgebildeten Heizleiter (20) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (20) von einer auf wenigstens eine der Trägerfolien (11, 12) in Dickschichttechnik aufgetragenen Heizleiterschicht (24) gebildet ist, daß die Zuleitungen (16, 17) aus einer elektrisch leitenden, keramischen Folie ausgestanzt sind, daß die ausgestanzten Zuleitungen (16, 17) auf einer der Trägerfolien (11, 12) derart angeordnet sind, daß die Zuleitungen (16, 17) mit der Heizleiterschicht (24) kontaktiert sind, und daß die Trägerfolien (11, 12) und das Heizelement (14) zusammenlaminiert sind.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Heizeinrichtung mit einem in mindestens zwei keramischen Trägerfolien (11, 12) eingebetteten Heizelement (13, 14) mit einem in einer Heizleiterzone (26) angeordneten Heizleiter (15, 20) und mit Zuleitungen (16, 17), nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Zuleitungen (16, 17) des Heizelements (13, 14) aus einer elektrisch leitenden, keramischen Folie (19) ausgestanzt werden, daß das Heizelement zwischen den Trägerfolien (11, 12) angeordnet und mit den Trägerfolien (11, 12) zu einem Laminierkörper zusammenlaminiert wird und daß anschließend der Laminierkörper gesintert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Heizleiterzone (26) Vertiefungen derart eingeprägt werden, daß ein strukturierter Heizleiter (15, 20) mit mindestens einem gegenüber den Zuleitungen hochohmigeren Strompfad entsteht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Heizelement (13, 14) ausgestanzt wird und anschließend die Heizleiterzone (26) strukturiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Folie (19) im Bereich der Heizleiterzone (26) strukturiert wird und daß anschließend das Heizelement (13, 14) aus der Folie (19) ausgestanzt wird.
  12. Verwendung der keramischen Heizeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7 als Glühkerze, Glühvorsatz oder Glühkörper, welche zum Einsatz als Starthilfevorrichtungen in Verbrennungsmotoren geeignet sind.
EP95120498A 1994-12-29 1995-12-22 Keramische Heizeinrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung Expired - Lifetime EP0720416B1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4447074 1994-12-29
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