DE3104608C2

DE3104608C2 -

Info

Publication number: DE3104608C2
Application number: DE19813104608
Authority: DE
Inventors: Walther Dr. Wien At Menhardt
Original assignee: Dr Peter Nesvadba Gesmbh Wien At
Current assignee: DR. PETER NESVADBA GES.M.B.H., WIEN, AT
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1991-02-28
Also published as: AT376100B; ATA164480A; DE3104608A1

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstregelndes elektrisches Heizelement mit einem Widerstands-Heizkörper aus kera mischen Material mit einem positiven Temperaturkoeffi zenten des elektrischen Widerstandes, wobei auf den Heizkörper eine elektrisch isolierende Kunststoffmasse aufgebracht ist, die von einer aus elektrisch isolie rendem Kunststoff bestehenden Umhüllung umgeben ist.The invention relates to a self-regulating electrical Heating element with a resistance radiator made of kera mix material with a positive temperature coefficient Centers of electrical resistance, with the Radiator an electrically insulating plastic mass is applied from an electrically isolie existing plastic surrounding sheathing.

Widerstands-Heizkörper aus Keramikmaterial vorgenannter Art werden häufig PTC-Widerstände genannt. Bei diesen Widerstands-Heizkörpern nimmt der elektrische Wider stand oberhalb einer bekannten, vom jeweils vorliegen den Keramikmaterial abhängigen Temperatur stark zu, d. h. es liegt oberhalb dieser Temperatur eine steile Wi derstands-Temperatur-Kennlinie vor. Demgemäß nimmt bei einem solchen Heizkörper oberhalb dieser Temperatur die Aufnahme elektrischer Leistung stark ab. Ist ein derar tiger Heizkörper an eine entsprechende Spannungsquelle angeschlossen, so stellt sich bei ihm eine im Bereich der genannten Temperatur liegende Beharrungstemperatur ein. Dies hat zur Folge, daß die Heizkörpertemperatur thermostatisch annähernd konstant bleibt, ohne daß es dazu irgendwelcher Schalthandlungen bedarf.Resistor radiator made of ceramic material Type are often called PTC resistors. With these Resistance radiators take electrical resistance stood above a known one, from each the temperature dependent on the ceramic material, d. H. there is a steep Wi above this temperature resistance-temperature characteristic. Accordingly, increases such a radiator above this temperature Electrical power consumption drops sharply. Is a derar tiger radiator to a corresponding voltage source connected, one of them turns up in the area the specified temperature is the steady-state temperature a. As a result, the radiator temperature remains almost constant thermostatically without it any switching operations required.

Trotz dieser Konstanz der Temperatur der Heizkörper schwankt die Temperatur an der Oberfläche des Heizele mentes, also an der Kontaktfläche mit dem Wärmeabneh mer, bei schwankender Wärmeabgabe. Diese Temperatur schwankungen an der Oberfläche des Heizelementes haben ihre Ursache im thermischen Widerstand der zwischen dem Heizkörper und der Oberfläche des Heizelementes be findlichen elektrischen Isolierung. Dadurch ist die Re gelgüte der Temperatur an der Oberfläche des Heizele mentes abhängig von der Wärmeleitfähigkeit der Isolier schicht zwischen dem Heizkörper und der Oberfläche des Heizelementes.Despite this constant temperature of the radiator the temperature on the surface of the heater fluctuates mentes, i.e. at the contact surface with the heat sink mer, with fluctuating heat emission. That temperature have fluctuations on the surface of the heating element their cause in the thermal resistance between the Radiator and the surface of the heating element be sensitive electrical insulation. This makes the Re Gel quality of the temperature on the surface of the heater mentes depending on the thermal conductivity of the insulation layer between the radiator and the surface of the Heating element.

Die Wärmeleitfähigkeit der elektrischen Isolierung wird jedoch maßgebend von den Anforderungen an die Span nungsfestigkeit der Isolation beeinflußt. Diese Anfor derungen hängen von der Anwendung des Heizelementes ab, sind aber auch von Land zu Land unterschiedlich. In manchen Fällen wird z.B. verlangt, daß die isolierende Schicht aus zwei in voneinander unabhängigen Arbeits gängen hergestellten Lagen besteht.The thermal conductivity of the electrical insulation will however decisive from the requirements on the chip insulation strength. This requirement changes depend on the application of the heating element, are also different from country to country. In in some cases e.g. requires the isolating Layer of two in independent work layers produced.

Aus der DE-OS 26 41 894 ist ein selbstregelndes Heiz element entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches bekannt. Hierbei wird der mit einer elektrisch isolie renden Kunststoffmasse umgebene Heizkörper mit einer Umhüllung umgeben, die vulkanisierten Kunststoff, eine elektrisch isolierende wärmeleitende Metallverbindung und ein Füllmittel enthält. Die erforderliche Span nungsfestigkeit dieses bekannten Heizelementes läßt sich insbesondere über die Stärke der Umhüllung ein stellen.From DE-OS 26 41 894 is a self-regulating heating element according to the preamble of the claim known. Here is the with an electrically isolie renden plastic mass surrounded radiators with a Encasing, the vulcanized plastic, a electrically insulating thermally conductive metal connection and contains a filler. The required span voltage resistance of this known heating element in particular about the strength of the wrapping put.

Ferner ist durch Fabricius, J. H., "L´s resistances à C.T.P. appliqu´es aux ´l´ments chauffants", L′officiel hebdomaire de l′equipment menager, v. 3. April 1975, Nr. 411, Seite 12 bis 15, bekannt, zwischen eine glatte Fläche an einem scheibenförmigen PTC-Widerstand und eine glatte Fläche einer Metallplatte eine dünne elektrisch isolierende Folie aus "Mylar" einzufügen.Furthermore, by Fabricius, J.H., "L´s resistances à C.T.P. appliquées aux ´l´ments chauffants ", L'officiel hebdomaire de l'equipment menager, v. April 3, 1975, No. 411, pages 12 to 15, known between one smooth surface on a disc-shaped PTC resistor and a smooth surface of a metal plate a thin one to insert electrically insulating film from "Mylar".

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, daß im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzte Heizelement so auszubilden, daß einerseits eine gute Spannungsfe stigkeit und andererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit der Isolation gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object that Preamble of claim 1 presupposed heating element to be trained so that on the one hand a good tension stability and, on the other hand, good thermal conductivity insulation is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umhüllung aus mindestens einer Lage einer einige Hundertstel Millimeter starken, temperaturbeständigen Folie gebildet ist, die mit der auf den Heizkörper auf gebrachten Kunststoffmasse abstandslos vergossen oder verpreßt ist.This object is achieved in that the wrapping from at least one layer some Hundredths of a millimeter thick, temperature-resistant Foil is formed with the on the radiator poured plastic mass without spacing or is pressed.

Die üblicherweise zur Herstellung temperaturbeständiger Folien verwendeten Materialien besitzen eine wesentlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit als mit Materialien ge füllte Kunststoffe, so daß nur die geringe Schichtdicke der Folie von einigen Hundertstel Millimetern einen guten Wärmedurchgang ergibt. Außerdem weisen Folieniso lierungen, bei denen der Heizkörper bloß mit Folie um wickelt ist, wegen wärmeisolierender Luftschichten einen hohen Wärmewiderstand auf. Erfindungsgemäß wird die Folie daher mit der auf den Heizkörper aufgebrach ten Kunststoffmasse abstandslos vergossen oder ver preßt, so daß sich eine gute Wärmeleitfähigkeit ergibt.The usually used to manufacture temperature resistant Materials used in foils have an essential poorer thermal conductivity than with materials filled plastics so that only the small layer thickness the film of a few hundredths of a millimeter good heat transfer results. In addition, foil iso Lulations in which the radiator only with foil is wrapped because of heat-insulating layers of air a high thermal resistance. According to the invention therefore the film with the broken on the radiator Pour or cast the plastic mass without gaps presses, so that there is a good thermal conductivity.

Es gibt temperaturbeständige Folien, die bereits in Stärken von einigen Hundertstel Millimetern die ver langte Spannungsfestigkeit aufweisen.There are temperature resistant foils that are already in Thicknesses of a few hundredths of a millimeter the ver have long dielectric strength.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche. Further features of the invention are the subject of the Un claims.

Im Falle eines zylindrischen Heizelementes kann die Fo lienschicht als Röhrchen mit geschlossenem Boden, in der Form eines Köchers, ausgeführt sein, wobei der ganze Köcher entweder innen und außen oder nur innen mit der Kunststoffmasse vergossen oder verpreßt ist.In the case of a cylindrical heating element, the Fo layer as a tube with a closed bottom, in in the form of a quiver, the whole quiver either inside and outside or only inside is potted or pressed with the plastic compound.

Die Folie kann auch als beidseitig offenes Röhrchen ausgebildet sein. In diesem Fall können die Anforderun gen an die Isolation am Kopfende des Heizelementes da durch erfüllt werden, daß entweder die isolierende Kunststoffmasse dort eine ausreichende Stärke aufweist, oder dadurch, daß eine zweite Isolationslage am Kopfende durch ein geeignetes Stück Folie, einen Kera mikkörper oder andere temperaturbeständige Isolatoren vorgesehen wird. Die Güte der Wärmeleitung am Kopfende ist in vielen Anwendungsfällen von geringerer Bedeu tung.The film can also be used as a tube that is open on both sides be trained. In this case, the requirements can be met to the insulation at the head end of the heating element be met by either isolating Plastic mass has sufficient strength there, or in that a second insulation layer on Head end through a suitable piece of film, a Kera micro-bodies or other temperature-resistant insulators is provided. The quality of heat conduction at the head end is of less importance in many applications tung.

Das Röhrchen aus Folie kann gleich im Herstellungspro zeß der Folie seine endgültige Form erhalten; es kann aber auch im Zuge der Herstellung eines Heizelementes aus einem Stück planer Folie gerollt werden, wobei auf entsprechende Überlappung zu achten ist. Folienröhrchen können auch durch spiraliges Wickeln von Folienstreifen hergestellt werden.The tube made of foil can be used in the pro the film gets its final shape; it can but also in the course of producing a heating element rolled out of a piece of flat film, taking on appropriate overlap must be observed. Foil tubes can also be done by spiral winding film strips getting produced.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nach folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele nä her erläutert.The invention is based on the drawing and the following description of some embodiments nä ago explained.

In der Zeichnung zeigen: The drawing shows:

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines ersten Ausfüh rungsbeispieles eines erfindungsgemäß ausgebildeten Heizelementes, Fig. 1 is a sectional view of a first exporting approximately example of a heating element according to the invention formed,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht eines zweiten Ausfüh rungsbeispieles und Fig. 2 is a sectional view of a second example and Ausfüh

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht eines dritten Ausfüh rungsbeispieles. Fig. 3 is a sectional view of a third embodiment approximately Ausfüh.

Das in Fig. 1 dargestellte Heizelement enthält einen Wi derstands-Heizkörper 3, der aus stromleitender Keramik mit positivem Temperatur-Koeffizienten (PTC-Widerstand) besteht. Auf diesen Heizkörper 3 ist eine elektrisch isolierende vergossene Kunststoffmasse 2 aufgebracht, durch die die Anschlußdrähte 4 nach außen geführt sind. Die Kunststoffmasse 2 ist von einer köcherartig ausge bildeten Umhüllung 1 umgeben, die aus mindestens einer Lage einer einige Hundertstel Millimeter starken, tem peraturbeständigen Folie aus elektrisch isolierendem Kunststoff gebildet ist, die abstandslos auf der Kunst stoffmasse 2 aufliegt. Diese Umhüllung 1 ist außen von einer weiteren Schicht 6 aus Kunststoffmasse umgeben, die durch Gießen oder Pressen aufgebracht ist.The heating element shown in Fig. 1 contains a Wi resistance radiator 3 , which consists of electrically conductive ceramic with a positive temperature coefficient (PTC resistor). An electrically insulating cast plastic compound 2 is applied to this radiator 3 , through which the connecting wires 4 are guided to the outside. The plastic mass 2 is surrounded by a quiver-shaped envelope 1 , which is formed from at least one layer of a few hundredths of a millimeter thick, temperature-resistant film made of electrically insulating plastic, which rests on the plastic mass 2 without a gap. This envelope 1 is surrounded on the outside by a further layer 6 made of plastic material, which is applied by casting or pressing.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 fehlt, vergli chen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, eine die Umhüllung 1 umgebende Schicht aus Kunststoffmasse.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, there is no comparison with the exemplary embodiment according to FIG. 1, a layer of plastic material surrounding the covering 1 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Umhül lung 1 in Form eines beidseitig offenen, aus Folie be stehenden Röhrchens ausgebildet. Dieses Röhrchen liegt abstandslos auf der durch Gießen oder Pressen aufge brachten, den Heizkörper 3 umgebenden Kunststoffmasse 2 auf und ist seinerseits mit einer Schicht 6 aus Kunst stoffmasse umgeben, die durch Gießen oder Pressen auf gebracht ist. Am Kopfende des Heizelementes ist eine Isolationslage durch einen dort angebrachten Keramik körper 5 gebildet.In the embodiment according to FIG. 3, the envelope 1 is designed in the form of a tube which is open on both sides and is made of film. This tube is spaced on the brought up by casting or pressing, the radiator 3 surrounding plastic mass 2 and is in turn surrounded by a layer 6 of plastic mass, which is brought on by casting or pressing. At the head end of the heating element, an insulation layer is formed by a ceramic body 5 attached there.

Claims

1. Self-regulating electric heating element with a resistance radiator made of ceramic material with a positive temperature coefficient of electrical resistance, wherein an elec trically insulating plastic mass is applied to the radiator, which is surrounded by an envelope made of electrically insulating plastic, characterized in that the envelope ( 1 ) from at least one layer of a few hundredths of a millimeter thick, temperature-resistant film is formed, which is poured or pressed with the plastic mass ( 2 ) applied to the radiator ( 3 ) from without standing.

2. Self-regulating electric heating element according to An saying 1, characterized in that the foils layer as a tube with a closed bottom forms is.

3. Self-regulating electric heating element according to An saying 1, characterized in that the foils layer the shape of a tube open on both sides has, with the closure of one opening this Tube at this point except the plastic mass a piece of insulating material, e.g. a piece of foil, a ceramic body or the like. is arranged.

4. Self-regulating electric heating element according to the Claims 2 or 3, characterized in that the Rolled tubes from a flat film overlapping is.

5. Self-regulating electric heating element according to the Claims 2 or 3, characterized in that the Tubes made of a spirally wound film stands.

6. Self-regulating electric heating element according to the Claims 1 to 5, characterized in that a surrounding the film layer by casting or Press applied layer of plastic mass is provided.