DD257534A1

DD257534A1 - ELECTRIC RESISTANCE HEATING ELEMENT

Info

Publication number: DD257534A1
Application number: DD29975987A
Authority: DD
Inventors: Bernd Koegel; Guenther Becker; Juergen Laemmel; Eckhard Lippmann; Steffen Ostmann
Original assignee: Elektrogeraete Ingbuero Veb
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft elektrische Waermegeraete fuer Haushalt, Gewerbe und Industrie. Mittels maeanderfoermiger Metallelektroden werden PTC-Elemente unter Federwirkung positioniert. Die Anordnung ist selbsthaltend auf Grund dieser Federwirkung, die aus dem verspannen von Metallelektroden vom PTC-Elementen entsteht. Die Brueckenabschnitte der maeanderfoermigen Metallelektroden sind wechselseitig ausgeklinkt. Fig. 2The invention relates to electrical heat appliances for household, trade and industry. By means of maeanderfoermiger metal electrodes PTC elements are positioned under spring action. The arrangement is self-holding due to this spring action, which results from the bracing of metal electrodes of the PTC elements. The bridge sections of the maeanderfoermigen metal electrodes are mutually notched. Fig. 2

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft elektrische Heizelemente, deren Heizwiderstand aus Material mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Material) besteht.The invention relates to electrical heating elements whose heating resistor consists of material with positive temperature coefficients (PTC material).

Solche Heizelemente werden in Elektroheizgeräten für Haushalt, Gewerbe und Industrie verwendet.Such heating elements are used in household, commercial and industrial electric heaters.

Characteristic of the known technical solutions

PTC-Elemente haben bekanntermaßen tabletten- oder prismenförmige Gestalt mit zwei sich gegenüberliegenden planparallelen Flächen, die in geeigneter Weise durch aufgebrachte Metallisierung kontaktiert und durch Anschlußelemente an eine Stromzuführung angeschlossen werden.PTC elements are known to have a tablet or prismatic shape with two opposing plane-parallel surfaces which are suitably contacted by deposited metallization and connected by terminals to a power supply.

Die Heizleistung bei PTC-Elementen hängt wesentlich von einer guten Wärmeabgabe nach außen ab. Ein hoher Wärmewiderstand durch schlechte Kontaktierung bedingt beim PTC-Element eine geringe Leistungsaufnahme, da der elektrische Widerstand mit zunehmender Temperatur im PTC-Material stark zunimmt. Zielstellung bei PTC-Heizelementen ist also eine gute Wärmeübertragung von den Kontaktflächen des PTC-Elementes zu den Kontakt- bzw. Wärmeleitkörpern. Es ist bekannt, PTC-Elemente in rohrförmige Hülsen einzusetzen, wobei die Kontaktierung und die Wärmeübertragung durch federnde Schienen erfolgt (DE-OS 2614433).The heating power of PTC elements depends essentially on a good heat dissipation to the outside. A high thermal resistance due to poor contacting causes a low power consumption in the case of the PTC element, since the electrical resistance increases sharply with increasing temperature in the PTC material. Target position in PTC heating elements is therefore a good heat transfer from the contact surfaces of the PTC element to the contact or Wärmeleitkörpern. It is known to use PTC elements in tubular sleeves, wherein the contacting and the heat transfer is effected by resilient rails (DE-OS 2614433).

Weiterhin ist bekannt, daß die Kontaktierung und Wärmeübertragung vom PTC-Element an die Kontaktbleche, die durch Federelemente angedrückt werden, erfolgt (DE-OS 2948593), bzw. daß die Kontaktbleche durch U-förmige Profile aus weichelastischem Material zusammengehalten werden (DE-PS 2845965). Nachteilig an den bekannten Lösungen sind der relativ hohe Herstellungsaufwand, die unbefriedigende Wärmeleistung auf Grund des großen Wärmewiderstandes zwischen PTC-Element und der Oberfläche des Heizelementes und die große Anzahl von Einzelteilen. Des weiteren ist bekannt, daß die PTC-Elemente zwischen zwei sich spangenförmig umfassende federnde Wärmespeicherkörper angeordnet sind (DD-WP-Anmeldung H 05 B/2889503). Diese Lösung gewährleistet zwar eine gute Kontaktierung und Wärmeableitung, aber die Herstellung der Wärmeleitkörper ist kompliziert und aufwendig.Furthermore, it is known that the contacting and heat transfer from the PTC element to the contact plates, which are pressed by spring elements, takes place (DE-OS 2948593), or that the contact plates are held together by U-shaped profiles of soft elastic material (DE-PS 2845965). A disadvantage of the known solutions are the relatively high production costs, the unsatisfactory heat output due to the large thermal resistance between the PTC element and the surface of the heating element and the large number of individual parts. Furthermore, it is known that the PTC elements between two spangenförmig comprehensive resilient heat storage body are arranged (DD-WP application H 05 B / 2889503). Although this solution ensures a good contact and heat dissipation, but the production of heat-conducting is complicated and expensive.

Object of the invention

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, ein PTC-Heizelement mit einer hohen Wärmeleistung durch gute Kontaktierung und mit einfach herstellbaren Kontakt- bzw. Wärmeleitblechen ohne separate Haltemittel zu schaffen.The invention is based on the object to provide a PTC heating element with a high thermal output by good contact and with easily manufactured contact or Wärmeleitblechen without separate holding means.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung von komplizierten Kontakt- und Wärmeleitblechen, sowie von separaten Befestigungsmitteln bei Widerstandsheizelementen mit PTC-Elementen.The object of the invention is the avoidance of complicated contact and Wärmeleitblechen, as well as separate fasteners in resistance heating elements with PTC elements.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Widerstandsheizelementes gelöst, dessen Aufbau dadurch charakterisiert ist, daß die Metallelektroden, die wenigstens ein PTC-Heizelement kontaktieren, mäanderförmig ausgebildet und die Brückenabschnitte wechselseitig ausgeklinkt sind. Das oder die PTC-Elemente sind zwischen den parallelen Abschnitten der Metallelektroden angeordnet. Charakteristisch wird die Erfindung dadurch, daß zwei Metallelektroden vorteilhaft als formengleiche Teile gleichzeitig als Wärmeleit- und Wärmespeicher dienen und in ihrer Form so gestaltet sind, daß sie sich zwischen den PTC-Elementen zangenförmig federnd und berührungslos umfassen und die PTC-Elemente kontaktieren. Vorteilhaft ist die durch die Form der Metallelektroden entstehende große Oberfläche für die Wärmeübertragung nach außen, sowie die Anordnung beliebig vieler PTC-Elemente in axialer Richtung des Heizelementes. Die äußere Form der Metallelektroden ist beliebig gestaltbar, so daß Heizelemente mit runden, quadratischen u.a. Querschnitten entstehen. Die Metallelektroden können aus Blech geformt oder gegossen sein.The object is achieved by means of a Widerstandsheizelementes whose structure is characterized in that the metal electrodes which contact at least one PTC heating element formed meander-shaped and the bridge sections are mutually notched. The PTC element or elements are arranged between the parallel sections of the metal electrodes. Characteristic of the invention is the fact that two metal electrodes are advantageously used as the same shape parts simultaneously as heat transfer and heat storage and are designed in their shape so that they include between the PTC elements pliers-like resilient and non-contact and contact the PTC elements. Advantageously, the resulting by the shape of the metal electrodes large surface for the heat transfer to the outside, and the arrangement of any number of PTC elements in the axial direction of the heating element. The outer shape of the metal electrodes can be designed arbitrarily, so that heating elements with round, square u.a. Cross sections arise. The metal electrodes may be formed or cast from sheet metal.

Die Federwirkung der Metallelektroden zur einwandfreien Kontaktierung der PTC-Elemente kann sowohl durch den Querschnitt der Metallelektroden, die Materialart als auch durch den Abstand der PTC-Elemente voneinander beeinflußt werden. Vorteilhaft ist der durch die Mäanderform und die infolge der Länge der Metallelektroden bedingte Federung gegebene Ausgleich bei unterschiedlichen Höhen der PTC-Elemente. Da sich die Metallelektroden wegen ihrer Form nicht berühren, kommt es zu dem Vorteil der Einsparung einer Basisisolation und damit zu verbesserten Montagebedingungen. Der elektrische Anschluß an den Metallelektroden erfolgt über Löt-, Schweiß-, Niet-, Steckverbindungen u. a.The spring effect of the metal electrodes for proper contacting of the PTC elements can be influenced both by the cross section of the metal electrodes, the type of material and by the distance of the PTC elements from each other. The compensation provided by the meander shape and the suspension due to the length of the metal electrodes is advantageous at different heights of the PTC elements. Since the metal electrodes do not touch because of their shape, there is the advantage of saving a base insulation and thus improved mounting conditions. The electrical connection to the metal electrodes via soldering, welding, riveting, plug connections u. a.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand charakteristischer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dazu sind in der Zeichnung dargestellt:The invention will be explained in more detail below with reference to characteristic embodiments. For this purpose are shown in the drawing:

Figur 1.: schematische Darstellung des FunktionsprinzipesFigure 1 .: schematic representation of the operating principle

Figur 2: Explosivdarstellung eines Widerstandsheizelementes mit rechteckigem QuerschnittFigure 2: Explosive representation of a resistance heating element with rectangular cross-section

Das in Figur 1 dargestellte Heizelement besteht aus zwei formgleichen Metallelektroden 1 und 2, zwischen denen die PTC-Elemente 3 federnd kontaktiert werden. Sofern weniger als drei PTC-Elemente 3 verwendet werden, sind entsprechende Isolationsstücke 4 anzuordnen. Die Metallelektroden 1 und 2 sind an ihren Kreuzungsstellen so ausgeklinkt, daß sie sich nicht berühren. In axialer Richtung ist das Heizelement beliebig zu verlängern.The heating element shown in Figure 1 consists of two identical metal electrodes 1 and 2, between which the PTC elements 3 are resiliently contacted. If fewer than three PTC elements 3 are used, corresponding insulation pieces 4 are to be arranged. The metal electrodes 1 and 2 are notched at their intersections so that they do not touch. In the axial direction, the heating element can be extended as desired.

In Figur 2 sind die Metallelektroden 1 und 2 in zusammengefügter Stellung dargestellt. Die PTC-Elemente 3 liegen zwischen den Metallelektroden 1 und 2, sind aber nicht mit abgebildet. Die angeformten Flachsteckmesser 5 dienen dem elektrischen Anschluß.In Figure 2, the metal electrodes 1 and 2 are shown in the assembled position. The PTC elements 3 are located between the metal electrodes 1 and 2, but are not shown. The molded flat blade 5 serve the electrical connection.

Die Heizelemente in Figur 1 und 2 sind außen mit einer Schutzisolation umgeben (nicht dargestellt).The heating elements in Figures 1 and 2 are externally surrounded by a protective insulation (not shown).

Claims

Electrical resistance heating element with at least one PTC-M ate rial existing heating element, which is arranged between metal electrodes, which are designed in particular as a heat storage body, characterized in that the metal electrodes (1, 2) meander-shaped and the bridge sections are diechelseitig and the PTC Elements (3) or PTC element (3) and insulator (4) are arranged between the parallel sections.

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