DE10021512A1

DE10021512A1 - Electric heating unit, especially for liquid media

Info

Publication number: DE10021512A1
Application number: DE10021512A
Authority: DE
Inventors: Volker Block
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2001-11-08
Also published as: ES2254283T3; ES2254283T5; EP1152639B1; EP1152639A3; EP1152639A2; EP1152639B2; DE50108215D1; ATE311734T1

Abstract

The device has a bearer (2) with at least one electrical heating resistance (10) in flat conductor, especially thick film, technology forming a heating zone, at least one associated temperature sensor (20) and electrical contacts (19,24) for the heating zone and temperature sensor. The contacts are closely spaced in a connection area (26) so that they can be contacted by a common connector (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinheit, insbe sondere für flüssige Medien.The invention relates to an electric heating unit, in particular especially for liquid media.

Zum Beheizen von flüssigen Medien im stehenden und/oder durchlaufenden Zustand, beispielsweise in Boilern, Heißwas sergeräten, Wasserkochern, Durchlauferhitzern, Geschirr spülern o. dgl., werden heutzutage häufig Rohrheizkörper oder darauf aufbauende Einrichtungen verwendet. Insbesondere bei Wasserkochern o. dgl. werden auch schon elektrische Heizein heiten eingesetzt, die einen beispielsweise keramischen Träger aufweisen, auf dem zur Bildung mindestens einer Heizzone mindestens ein in Flachleitertechnik, insbesondere in Dickschichttechnik, aufgebrachter elektrischer Heizwider stand angebracht ist. Ein Beispiel hierfür ist in der DE 43 41 035 gezeigt. Zur Temperaturabschaltung und/oder Regelung werden bei derartigen Heizeinheiten in der Regel mechanische Bimetallschalter oder separat angebrachte, elektronisch auswertbare Temperaturfühler verwendet. Die Verdrahtung sowie die Montage derartiger Heizsysteme ist aufgrund der Vielzahl herzustellender elektrischer Verbindun gen aufwendig. For heating liquid media in standing and / or continuous condition, for example in boilers, hot water water appliances, kettles, instantaneous water heaters, dishes flushing or the like, are nowadays tubular radiators or facilities built on it used. Especially at Kettles or the like are already becoming electric heaters units used, for example a ceramic one Have carrier on which to form at least one Heating zone at least one in flat conductor technology, in particular in thick-film technology, applied electrical heating resistor stand is appropriate. An example of this is in the DE 43 41 035 shown. For temperature shutdown and / or Regulation is usually in such heating units mechanical bimetallic switches or separately attached, electronically evaluable temperature sensors are used. The Wiring and assembly of such heating systems is due to the large number of electrical connections to be made gene consuming.

Aus der DE 35 45 454 ist eine als Kochstellenheizelement ausgebildete elektrische Heizeinheit bekannt geworden, bei der der Träger nicht nur einen in Dickschichttechnik aufge brachten elektrischen Heizwiderstand trägt, sondern auch einen der Heizzone zugeordneten, zur Abgabe eines elektri schen Temperatursignals ausgebildeten Temperatursensor in Form einer ebenfalls in Dickschichttechnik aufgebrachten Meßwiderstandsbahn. Zur Vereinfachung des elektrischen Anschlusses der Heizeinheit ist vorgesehen, daß die zum elektrischen Anschluß des Heizwiderstandes vorgesehenen Heizleiterkontakte in einem unbeheizten Bereich am Rand des Trägers außerhalb der von dem elektrischen Heizwiderstand belegten Heizzone fest am Träger angeordnet sind. Sie sind dort beispielsweise durch einen über den Rand des Trägers steckbaren Randstecker kontaktierbar. Die zum elektrischen Anschluß der Meßwiderstandsbahn vorgesehenen Sensorkontakte sind in einer zentralen, unbeheizten Zone des Trägers in unmittelbarer Nähe eines Befestigungsbolzens angeordnet, der der mechanischen Befestigung des Heizelementes in einer Kochmulde dient. Im Bereich der Sensorkontakte sind im Träger isolierte Durchführungselemente für die zum Anschluß des Temperatursensors erforderlichen elektrischen Leitungen vorgesehen, beispielsweise in Form von Keramikröhrchen. Auch bei dieser elektrischen Heizeinheit sind elektrischer An schluß und Montage relativ kompliziert.DE 35 45 454 is used as a cooking element heating element trained electric heating unit became known at the wearer not just put one on in thick film technology brought electric heating resistor, but also one assigned to the heating zone, for the delivery of an electri temperature sensor trained temperature sensor in Form of a thick film technique Measuring resistance track. To simplify the electrical Connection of the heating unit is provided that the for provided electrical connection of the heating resistor Heating conductor contacts in an unheated area on the edge of the Carrier outside of that of the electrical heating resistor occupied heating zone are firmly arranged on the support. they are there, for example, by one over the edge of the carrier pluggable edge connector contactable. The electrical Connection of the measuring resistor path provided sensor contacts are in a central, unheated zone of the wearer arranged in the immediate vicinity of a fastening bolt which the mechanical attachment of the heating element in one Hob serves. In the area of the sensor contacts are in the carrier insulated feedthrough elements for connecting the Temperature sensor required electrical lines provided, for example in the form of ceramic tubes. Also in this electric heating unit there are electrical connections conclusion and assembly relatively complicated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere zur Beheizung flüssiger Medien vorgesehene elektrische Heizeinheit zu schaffen, die mit minimalem Arbeitsaufwand elektrisch anschließbar ist.The invention has for its object, one in particular electrical devices intended for heating liquid media Create heating unit with minimal effort is electrically connectable.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine elektri sche Heizeinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprü chen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To achieve this object, the invention proposes an electri cal heating unit with the features of claim 1. Advantageous further developments are in the dependent claims Chen specified. The wording of all claims is through Reference made to the content of the description.

Eine erfindungsgemäße elektrische Heizeinheit hat demnach einen Träger, auf dem zur Bildung mindestens einer Heizzone mindestens ein in Flachleitertechnik, insbesondere in Dick schichttechnik, aufgebrachter elektrischer Heizwiderstand fest angebracht ist. Weiterhin ist am. Träger mindestens ein der Heizzone zugeordneter Temperatursensor fest angebracht, der zur Abgabe elektrischer Temperatursignale ausgebildet ist, so daß die Signale des Temperaturfühlers elektronisch auswertbar sind. Dem Träger sind zum elektrischen Anschluß des Heizwiderstandes Heizleiterkontakte und zum elektrischen Anschluß des Temperatursensors Sensorkontakte zugeordnet und die Heizleiterkontakte und Sensorkontakte sind in einem Anschlußbereich räumlich derart eng zusammengefaßt, daß sie durch eine einzige, gemeinsame Anschlußeinrichtung kontak tierbar sind.An electrical heating unit according to the invention accordingly has a support on which to form at least one heating zone at least one in flat conductor technology, especially in thick layer technology, applied electrical heating resistor is firmly attached. Furthermore, at least one is on the carrier temperature sensor assigned to the heating zone, trained to deliver electrical temperature signals is so that the signals from the temperature sensor are electronic are evaluable. The carrier is for electrical connection the heating resistor heating conductor contacts and the electrical Connection of the temperature sensor assigned to sensor contacts and the heating conductor contacts and sensor contacts are in one Spatially so closely summarized that they through a single, common connection device are animal.

Damit reicht es für den vollständigen Anschluß der elek trischen Heizeinheit aus, die geeignet angepaßte Anschlußein richtung an der Heizeinheit anzubringen, um sowohl die elektrische Leistungsversorgung für den oder die Heizleiter anzuschließen, als auch eine signalleitende Verbindung vom Temperatursensor zu einer Auswerteeinrichtung für das Tempe ratursignal zu schaffen. Der vorzugsweise im Randbereich des Trägers in einer heizwiderstandsfreien Zone liegende An schlußbereich hat vorteilhafterweise eine laterale Ausdehnung von maximal nur wenigen Zentimetern, beispielsweise weniger als 5 cm oder 4 cm, so daß alle trägerfesten Kontakte gemein sam und ggf. in einem Arbeitsgang manuell oder maschinell mittels einer geeigneten, manuell oder maschinell gut mani pulierbaren Anschlußeinrichtung kontaktierbar sind. Damit ist der vollständige elektrische Anschluß der Heizeinheit über einen einzigen, gemeinsamen Gruppenanschlußkontakt möglich, wodurch der Aufwand bei der Kontaktierung der Heizeinheit minimal wird.This is enough for the complete connection of the elek trical heating unit, the suitably adapted connection direction on the heating unit to accommodate both the electrical power supply for the heating conductor (s) connect, as well as a signal-conducting connection from Temperature sensor to an evaluation device for the temperature rature signal to create. The preferably in the edge area of the Carrier lying in a heating resistance-free zone closing area advantageously has a lateral extent of a maximum of only a few centimeters, for example less than 5 cm or 4 cm, so that all solid contacts are common sam and if necessary in one operation manually or mechanically by means of a suitable, manual or machine well mani can be contacted with a pulatable connection device. So that is the complete electrical connection of the heating unit via a single, common group connection contact possible, which reduces the effort involved in contacting the heating unit becomes minimal.

Vorzugsweise ist der mindestens eine Temperatursensor eben falls in Flachleitertechnik, insbesondere in Dickschichttech nik, auf dem Träger angebracht, wodurch eine besonders flache Bauform realisierbar ist. Es kann sich dabei insbesondere um einen Meßwiderstand handeln, also um einen wärmeempfindlichen Leiter mit stark negativen (NTC) oder stark positiven (PTC) Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes. Dadurch sind eindeutige, elektronisch einfach auswertbare Temperatursignale erzeugbar.The at least one temperature sensor is preferably flat if in flat conductor technology, especially in thick-film technology nik, attached to the carrier, which makes a particularly flat Design is feasible. In particular, it can be act a measuring resistor, that is a heat sensitive Conductor with strong negative (NTC) or strong positive (PTC) Temperature coefficient of electrical resistance. This makes clear, electronically easy to evaluate Temperature signals can be generated.

Der Träger ist vorzugsweise zum direkten Kontakt mit dem zu beheizenden Medium ausgebildet und hat dementsprechend eine oder mehrere Heizflächen, mit denen er in flächigem Berüh rungskontakt mit dem zu beheizenden Medium treten kann. Er kann jede geeignete Form annehmen und beispielsweise durch eine Keramikplatte oder -scheibe gebildet sein, auf deren elektrisch nicht leitendes Material der Heizwiderstand und der Temperatursensor direkt aufgebracht sein kann. Bei einer bevorzugten Weiterbildung, die auf kostengünstige Weise die Herstellung unterschiedlich geformter Träger ermöglicht, weist der Träger einen vorzugsweise plattenförmigen, metall ischen Trägerkern, beispielsweise aus Edelstahl, auf, auf den mindestens eine Isolierschicht aufgebracht ist, die den Heizwiderstand und ggf. den Temperatursensor trägt. Die Isolierschicht kann insbesondere im Dickschichtverfahren aufgebracht sein, beispielsweise durch Siebdruck. Ihre Dicke kann im Bereich von z. B. 20 µm bis 250 µm liegen, beispiels weise zwischen 50 µm und 100 µm. Auch die dem Heizwiderstand abgewandten Außenflächen des Trägerkerns können teilweise oder vollständig mit einer beispielsweise im Dickschichtver fahren aufgebrachten Beschichtung versehen sein, um den Träger elektrisch zu isolieren und/oder gegen Korrosion durch das zu beheizende Medium zu schützen.The carrier is preferably for direct contact with the heated medium and accordingly has one or several heating surfaces, with which it is in flat contact can come into contact with the medium to be heated. He can take any suitable form, for example by a ceramic plate or disk may be formed on the electrically non-conductive material the heating resistor and the temperature sensor can be applied directly. At a preferred training, which in a cost-effective manner Production of differently shaped carriers enables the carrier has a preferably plate-shaped, metal ical carrier core, for example made of stainless steel, on the at least one insulating layer is applied, the Heating resistor and possibly the temperature sensor. The Insulating layer can in particular in the thick-film process be applied, for example by screen printing. Your thickness can range from e.g. B. 20 microns to 250 microns, for example as between 50 microns and 100 microns. Also the heating resistor outer surfaces of the carrier core facing away can partially or completely with one, for example in the thick-film ver drive applied coating to be provided to the Insulate carriers electrically and / or against corrosion to protect the medium to be heated.

Insbesondere bei Ausführungsformen mit teilweise metallischem Träger ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, daß im Anschlußbereich, also in unmittelbarer räumlicher Nähe zu den Heizleiterkontakten und den Sensorkontakten, minde stens ein Erdungskontakt zur Erdung der Heizeinrichtung vorgesehen ist. Damit kann neben der Netzversorgung und dem Sensoranschluß auch der Anschluß für die Erdung der Heizein heit über eine gemeinsame Anschlußeinrichtung vollzogen werden. Bei Ausführungsformen mit metallischem Trägerkern und Isolierschicht kann hierzu vorgesehen sein, daß diese im Anschlußbereich mindestens eine Ausnehmung bzw. Unterbrechung zur elektrischen Kontaktierung des Trägerkernes bzw. zum Anschluß eines Erdungskontaktes an den Trägerkern aufweist. Da im Bereich von Isolierschichtausnehmungen der Trägerkern direkt zugänglich ist, kann dieser Bereich ggf. auch zur zugsicheren Befestigung einer gesonderten Anschlußeinrichtung am Träger z. B. durch Anschweißen genutzt werden.In particular in embodiments with partially metallic According to a preferred development, the carrier is provided that in the connection area, i.e. in close proximity to the heating conductor contacts and the sensor contacts, min at least one earth contact to earth the heater is provided. In addition to the power supply and the Sensor connection also the connection for earthing the heater unit carried out via a common connection device become. In embodiments with a metallic support core and Insulating layer can be provided that this in Connection area at least one recess or interruption for electrical contacting of the carrier core or Has connection of an earth contact to the carrier core. Because in the area of insulating layer recesses the carrier core is directly accessible, this area can also be used for secure connection of a separate connection device on the carrier z. B. can be used by welding.

Die am Träger fest angebrachten flächigen Heizleiterkontakte und Sensorkontakte sowie ggf. der mindestens eine Erdungskon takt können beim Anschluß des Heizelementes dadurch kontak tiert werden, daß direkt an die Kontaktflächen Drähte, Kontaktelemente o. dgl. angelötet, angeschweißt oder auf andere Weise elektrisch leitend fest mit den Kontaktflächen verbunden werden. Es ist auch möglich, eine aufsteckbare Anschlußeinrichtung vorzusehen, die so ausgebildet ist, daß sie nach dem Aufstecken am Träger festhält und daß ihre beispielsweise federnden Kontaktelemente mit den trägerfesten Kontaktflächen kontaktieren. Besonders bevorzugt sind Ausfüh rungsformen, bei denen eine am Träger mechanisch fest ange brachte Steckkontakteinrichtung mit Steckkontakten vorgesehen ist, die mit den Heizleiterkontakten, den Sensorkontakten und ggf. mit den Erdungskontakten elektrisch leitend verbunden sind. Eine derartige Gruppensteckkontakteinrichtung wird zweckmäßig durch ein einziges, vom Träger gesondert herstell bares Bauteil gebildet, das nach Fertigstellung des mit seinen elektrisch aktiven Komponenten versehenen Trägers an diesen fest angebracht wird und als eine Komponente einer lösbaren elektrischen Steckverbindung dient, die einen besonders bequemen elektrischen Anschluß insbesondere bei der Montage ermöglicht. Die metallischen Steckkontakte können mit den jeweils zugeordneten, trägerfesten Kontakten bzw. Kon taktflächen auf jede geeignete Weise verbunden sein, die eine elektrisch leitende, mechanisch feste Verbindung schafft, insbesondere nach Art einer Schweißverbindung, einer Lötver bindung und/oder einer (hilfsmittelfrei und ggf. kalt her stellbaren) Anpreßverbindung.The flat heating conductor contacts firmly attached to the carrier and sensor contacts and possibly the at least one grounding contact clock can thereby contact when connecting the heating element be that wires directly to the contact surfaces, Contact elements or the like are soldered, welded or on otherwise electrically conductive firmly with the contact surfaces get connected. It is also possible to have an attachable To provide connection device which is designed so that after attaching it to the carrier and that hers for example resilient contact elements with the carrier-fixed Contact contact areas. Executions are particularly preferred Forms in which one is mechanically firmly attached to the carrier brought plug contact device provided with plug contacts is that with the heating conductor contacts, the sensor contacts and if necessary, electrically connected to the grounding contacts are. Such a group connector contact device expediently manufactured by a single, separate from the carrier bares component formed, which after completion of the its electrically active components provided carrier this is firmly attached and as a component of a releasable electrical connector that serves a Particularly convenient electrical connection, especially with the Assembly enables. The metallic plug contacts can with the assigned, fixed contacts or contacts tactical areas connected in any suitable way, one creates an electrically conductive, mechanically strong connection, especially in the manner of a welded joint, a solder joint binding and / or a (tool-free and possibly cold adjustable) pressure connection.

Die Steckkontakte sind vorzugsweise als parallel zueinander liegende Flachsteckzungen ausgebildet, die in einer in einem Gehäuse der Steckkontakteinrichtung ausgebildeten Stecker kammer angeordnet sind. Sie liegen dabei vorzugsweise in einem vorgegebenen Raster mit einem vorgegebenen Abstand voneinander oder einem Vielfachen davon parallel zueinander und in Reihe nebeneinander in der Steckerkammer. Dadurch, daß mehrere zu einem Zu- oder Abgangsleitungsstrang bzw. -kabel baum gehörende Flachsteckanschlüsse im Inneren einer Stecker kammer angeordnet sind, liegen sie völlig geschützt und zwar sowohl gegen mechanische, als auch gegen die elektrische Sicherheit beeinflussende Gegebenheiten. Die Anschlüsse können in einem sehr engen, beispielsweise einem 5 mm-Raster vorgesehen sein, ohne daß Kurzschlüsse oder Überhitzungen zu befürchten sind. The plug contacts are preferably parallel to each other horizontal tabs formed in one in one Housing of the plug contact device trained plug chamber are arranged. They are preferably in a given grid with a given distance from each other or a multiple thereof parallel to each other and in a row next to each other in the connector chamber. As a result of that several to one entry or exit line strand or cable Tree-style tab connectors inside a connector chamber are arranged, they are completely protected against both mechanical and electrical Conditions influencing security. The connections can be in a very narrow, for example a 5 mm grid be provided without short circuits or overheating are to be feared.

Vorzugsweise hat die Steckkontakteinrichtung eine mechanische Codierung, die dazu dient, ein verwechselungssicheres Zusam menstecken der am Träger angebrachten Steckkontakteinrichtung mit einer komplementären, an einem Anschlußleiterstrang vorgesehenen Steckerbuchse sicherzustellen. Dadurch kann ein wesentliches Fehlerpotential bei der Montage und bei einer evtl. erforderlichen Reparatur der Heizeinheit ausgeschaltet werden, da Fehlkontaktierungen ausgeschlossen werden. Die mechanische Codierung kann beispielsweise parallel zur Steckrichtung verlaufende Ausnehmungen und/oder Vorsprünge aufweisen, die bzgl. ihrer Anzahl, Dimension und/oder Posi tion relativ zu der Steckerkammer bei unterschiedlich anzu schließenden Steckereinrichtungen unterschiedlich sind.The plug contact device preferably has a mechanical one Coding, which serves to ensure a mix-up insert the plug contact device attached to the carrier with a complementary, on a lead strand ensure the provided socket. This can be a significant potential for errors in assembly and in one Any necessary repair of the heating unit is switched off because incorrect contacting is excluded. The mechanical coding can, for example, parallel to Recesses and / or projections have, with respect to their number, dimension and / or Posi tion relative to the connector chamber at different to closing plug devices are different.

Das vom Temperatursensor abgegebene, elektrische Temperatur signal kann zur Anzeige und/oder zur Regelung oder Steuerung der Temperatur des Heizelementes genutzt werden. Insbesondere kann mit Hilfe des Temperatursensors im unsachgemäßen Ge brauch des Heizelementes, beispielsweise beim Betrieb ohne Wärmeabnahme, eine Übertemperatur detektiert und das Heizele ment über die angeschlossene elektronische Regelung abge schaltet und damit vor Schädigung geschützt werden. Vorzugs weise hat die Heizeinheit eine integrierte Überlastsicherung, die unabhängig von einer derartigen Auswertung des Tempera tursignales das Heizelement vor Überbelastung und ggf. Beschädigung schützen und somit ggf. als integrierte zweite Sicherheit dienen kann. Die Überlastsicherung kann insbeson dere in Form mindestens einer Schwachstelle nach Art einer Schmelzsicherung ausgebildet sein, die im Leiterverlauf zwischen den Heizleiterkontakten angeordnet ist. Es kann sich dabei beispielsweise um einen gedruckten Widerstand handeln, der einen niedrigeren elektrischen Widerstand als der Heiz leiter hat, beispielsweise mit nur 1% bis 2% des Heizleiter widerstandes und der sich in Serie in einer Zuleitung der Versorgungsspannung auf dem Träger befindet. Die Flächen leistung des Vorwiderstandes ist im kalten Zustand zweckmäßig höher gewählt als die Flächenleistung des Heizleiters, so daß im Falle eines unsachgemäßen Betriebes, beispielsweise beim Trockengehen der Heizeinheit, dieser Widerstand zerstört und die Heizung abgeschaltet wird. Die Schwachstelle kann auch durch eine Leiterbahnverengung im Verlauf des Heizwiderstan des gebildet sein.The electrical temperature given by the temperature sensor signal can be used for display and / or regulation the temperature of the heating element can be used. In particular can with the help of the temperature sensor in improper Ge need of the heating element, for example when operating without Decrease in heat, an excess temperature is detected and the heating element ment about the connected electronic control switches and thus be protected against damage. Preferential the heating unit has an integrated overload protection, which is independent of such an evaluation of the tempera tursignales the heating element before overloading and possibly Protect damage and, if necessary, as an integrated second Security can serve. The overload protection can in particular in the form of at least one type of vulnerability Fuse should be designed in the course of the conductor is arranged between the heating conductor contacts. It can for example, a printed resistor, which has a lower electrical resistance than the heater conductor, for example with only 1% to 2% of the heating conductor resistance and which is in series in a supply line Supply voltage is on the carrier. The areas performance of the series resistor is useful when cold chosen higher than the area performance of the heating conductor, so that in the event of improper operation, for example when The heating unit goes dry, this resistance is destroyed and the heating is switched off. The vulnerability can too due to a narrowing of the conductor track in the course of the heating resistor of being educated.

Die Form des Trägers und die entsprechende Anbringung des Heizwiderstandes und des Temperatursensors kann entsprechend der vorgesehenen Anwendung gewählt werden. So sind beispiels weise für Eierkocher, Wasserboiler o. dgl. im wesentlichen flache, insbesondere runde Trägerscheiben vorgesehen. Ggf. kann ein Träger an mindestens einer Stelle eine vorzugsweise durch Verformung des Trägers hergestellte Versteifung gegen Schwingungen aufweisen, insbesondere in Form eines aufgeboge nen Randabschnittes. Dadurch kann der Träger so weit gegen von außen eingeleitete Schwingungskräfte versteift werden, daß die daran angebrachten elektrischen Funktionseinrichtun gen, wie der Heizleiter und der Temperatursensor, keine schwingungsbedingten Schäden erleiden.The shape of the carrier and the appropriate attachment of the Heating resistor and the temperature sensor can accordingly the intended application. For example way for egg cookers, water boilers or the like flat, in particular round carrier disks are provided. Possibly. a carrier may preferably have at least one location stiffening produced by deformation of the carrier Have vibrations, especially in the form of a bent NEN edge section. This allows the wearer to counteract so far vibration forces introduced from outside are stiffened, that the electrical functional devices attached to it conditions, such as the heating conductor and the temperature sensor, none suffer vibration-related damage.

Bei anderen Ausführungsformen, die beispielsweise zum Aufbau von Durchflußerhitzern verwendbar sind, ist der Träger als Trägerrohr ausgebildet, an dem, vorzugsweise an seiner Außenseite, der Heizleiter bzw. Heizwiderstand und der mindestens eine Temperatursensor angebracht sind. Dabei kann es insbesondere so sein, daß in Längsrichtung des Rohres auf beiden Seiten einer durch den oder die Heizleiter beheizten Heizzone mindestens ein Temperatursensor angebracht ist. Dadurch kann die Temperatur des zu beheizenden, durch das Rohr strömenden Mediums einlaßseitig und auslaßseitig gemes sen werden. Durch Auswertung dieser Temperatursignale kann beispielsweise die Durchflußmenge ermittelt werden.In other embodiments, for example to build are usable by flow heaters, the carrier is as Carrier tube formed on the, preferably on his Outside, the heating conductor or heating resistor and the at least one temperature sensor is attached. It can it in particular be such that in the longitudinal direction of the tube both sides of one heated by the heating conductor (s) Heating zone at least one temperature sensor is attached. This allows the temperature of the to be heated, by the Pipe flowing medium measured on the inlet side and outlet side will be. By evaluating these temperature signals for example, the flow rate can be determined.

Bei allen erfindungsgemäßen Heizeinheiten ist es möglich, die Beheizung in einem einfachen Kreissystem oder in mehreren Heizkreisen auf dem isolierenden Träger aufzubringen. Bei Mehrkreissystemen kann die Leistung nach Wunsch auf die Leistungskreise verteilt werden. Der oder die Heizleiter eines Heizkreises können dabei seriell oder parallel angeord net sein, wobei bevorzugt eine parallele Anordnung gewählt wird, damit im Falle eines Ausfalls eines Heizleiters die Heizeinheit als solche funktionstüchtig bleibt. Durch geeig nete Wahl der Heizkreise können auch unterschiedliche Span nungsvarianten geschaltet werden.With all heating units according to the invention, it is possible to Heating in a simple circuit system or in several Apply heating circuits to the insulating support. At Multi-circuit systems can adjust the performance as desired Power groups are distributed. The heating conductor (s) A heating circuit can be arranged in series or in parallel be net, preferably a parallel arrangement selected so that in the event of a heating conductor failure the Heating unit remains functional as such. By suitable Different heating circuits can also be selected voltage variants can be switched.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun gen darstellen können.These and other features go beyond the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features individually or separately several in the form of sub-combinations in one execution tion form of the invention and realized in other fields his and advantageous as well as protectable execution gene can represent.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are in the drawings shown and are explained in more detail below. In the Drawings show:

Fig. 1 eine schrägperspektivische Ansicht der Unter seite einer als Boden für einen Wasserkocher verwendbaren, erfindungsgemäßen elektrischen Heizeinheit mit einer fest am Träger der Heizeinheit angebrachten Steckkontakteinrich tung; Fig. 1 is an oblique perspective view of the underside of a usable as a bottom for a kettle, electric heating unit according to the invention with a fixed on the support of the heating unit plug contacts device;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abwicklung einer elektrischen Heizeinheit in Form eines Durchflußerhitzers. Fig. 3 is a schematic representation of a development of an electrical heating unit in the form of a flow heater.

Die schrägperspektivische Darstellung in Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt der Unterseite einer elektrischen Heizeinheit 1, die beispielsweise den Boden eines Wasserkochers bilden kann. Die Heizeinheit umfaßt einen kreisrunden, flachen Träger 2, dessen Oberseite 3 eine Heizfläche bildet, die direkt mit dem zu beheizenden flüssigen Medium in Kontakt treten kann. Der Träger hat einen metallischen Trägerkern 4 in Form einer kreisrunden Edelstahlplatte, die durch einen Formziehprozeß mit einem umlaufenden, nach oben gerichteten Ziehradius bzw. Rand 5 versehen ist, der unter anderem der Versteifung des Trägers gegen von außen eingeleitete Schwingungskräfte dient.The oblique perspective view in Fig. 1 shows a section of the underside of an electric heating unit 1 , which can form the bottom of a kettle, for example. The heating unit comprises a circular, flat carrier 2 , the upper side 3 of which forms a heating surface which can come into direct contact with the liquid medium to be heated. The carrier has a metallic carrier core 4 in the form of a circular stainless steel plate, which is provided by a molding process with a circumferential, upward drawing radius or edge 5 , which serves, among other things, to stiffen the carrier against external vibrational forces.

Auf der ebenen Unterseite des Trägerkerns 4 ist im Siebdruck verfahren eine Isolierschicht 6 aufgebracht, die glasartige und keramische Phasen aufweist und die durch Wärmebehandlung einer entsprechenden Dickschichtpaste hergestellt wurde. Die fest auf der Unterseite des Trägerkörpers 4 haftende Isolier schicht hat eine im wesentlichen gleichförmige Dicke von ca. 80 µm und bedeckt die gesamte ebene Unterseite mit Ausnahme zweier jeweils im wesentlichen rechteckiger Aussparungen 7, 8, deren Größe jeweils ca. 1/2 cm² beträgt und in deren Bereich die metallische Unterseite des Trägerkerns 4 frei liegt.On the flat underside of the carrier core 4 , an insulating layer 6 is applied by screen printing, which has glass-like and ceramic phases and which was produced by heat treatment of a corresponding thick-film paste. The insulating layer adhering firmly to the underside of the carrier body 4 has an essentially uniform thickness of approximately 80 μm and covers the entire flat underside with the exception of two essentially rectangular recesses 7 , 8 , the size of each approximately 1/2 cm ² is and in the area of which the metallic underside of the carrier core 4 is exposed.

Auf der dem Trägerkörper abgewandten, im wesentlichen ebenen freien Oberfläche der Isolierschicht 6 ist mit flächigem Kontakt zu dieser ein elektrischer Heizwiderstand 10 fest haftend angeordnet. Der Heizwiderstand bzw. Heizleiter 10 bildet die stromdurchflossene Wärmequelle der elektrischen Heizeinheit 1 und ist in Dickschichttechnik durch Siebdruck und nachfolgende Wärmebehandlung auf die Isolierschicht 6 bzw. den elektrisch isolierenden Träger 2 aufgebracht. Der Heizwiderstand 10 weist mehrere, konzentrisch zueinander angeordnete, kreisbogenförmige Heizleiterbahnsegmente auf, die eine die Form eines nicht vollständig geschlossenen Ringes einnehmende Heizzone beheizen, die in radialer Rich tung außen von äußeren Heizwiderstandsbahnsegmenten 12, 13 und nach innen durch ein inneres Heizwiderstandsbahnsegment 14 begrenzt ist. Um das Zentrum des Trägers ist im Inneren des inneren Heizwiderstandsbahnsegmentes 14 eine etwa kreis förmige, heizleiterfreie Zone 15 gebildet, an die sich in Radialrichtung eine zwischen den Umfangsenden der Heizleiter bahnsegmente gebildete radiale heizleiterfreie Zone 16 anschließt, in deren Bereich auch die mit radialem Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen 7, 8 liegen. Die in Radialrichtung mit einem Abstand von jeweils ca. 1 mm zuein ander angeordneten Heizleiterbahnsegmente sind im Bereich ihrer Umfangsenden teilweise mit ebenfalls in Dickschicht technik aufgebrachten Verbindungsstreifen 17 derart unterein ander verbunden, daß alle Heizleiterbahnsegmente in Serie geschaltet sind. Von den einander zugewandten Enden der äußeren Heizleiterbahnsegmente 12, 13 führen ebenfalls in Dickschichttechnik auf die Isolierschicht aufgebrachte Zuleitungsbahnen 18 bis zu zwei in Dickschichttechnik aufge brachten Heizleiterkontaktflächen, von denen nur die Kontakt fläche 19 in Fig. 1 erkennbar ist. Bei Anlegen einer Versor gungsspannung an die Heizleiterkontakte 19 wird also die gesamte Heizzone mittels des elektrischen Heizwiderstandes 10 flächig und im wesentlichen mit gleichmäßig verteilter Flächenleistung beheizt. On the substantially flat free surface of the insulating layer 6 facing away from the carrier body, an electrical heating resistor 10 is arranged firmly adhering with surface contact to it. The heating resistor or heating conductor 10 forms the current-carrying heat source of the electrical heating unit 1 and is applied in thick-film technology by screen printing and subsequent heat treatment to the insulating layer 6 or the electrically insulating carrier 2 . The heating resistor 10 has a plurality of concentrically arranged, circular arc-shaped heating conductor segments which heat a heating zone which takes the form of a ring which is not completely closed and which is delimited in the radial direction by the outside of outer heating resistor track segments 12 , 13 and inwardly by an inner heating resistor segment 14 . Around the center of the carrier, an approximately circular, heat conductor-free zone 15 is formed in the interior of the inner heating resistor track segment 14 , to which a radial heat conductor-free zone 16 is formed in the radial direction between the circumferential ends of the heat conductor track segments, in the region of which there is also a radial distance from one another arranged recesses 7 , 8 are. The radially at a distance of about 1 mm to each other arranged heating conductor segments are connected in the area of their circumferential ends partly with also in thick-film technology connecting strips 17 such that all heating conductor segments are connected in series. From the mutually facing ends of the outer Heizleiterbahnsegmente 12 , 13 also lead in thick-film technology applied to the insulating layer supply lines 18 up to two brought in thick-film technology brought up heating conductor contact surfaces, of which only the contact surface 19 can be seen in Fig. 1. When a supply voltage is applied to the heating conductor contacts 19 , the entire heating zone is heated by the electrical heating resistor 10 over a large area and essentially with an evenly distributed area power.

Im Bereich der zentrischen, heizleiterfreien Zone 15 ist mit radialem Abstand zu der mit Heizwiderständen belegten Heiz zone ein Temperatursensor 20 ebenfalls im Dickschichtverfah ren auf die Isolierschicht 6 bzw. den Träger 2 aufgebracht. Der Temperatursensor wird im wesentlichen durch eine mäander förmig verlaufende Leiterbahn 21 aus elektrischem Wider standsmaterial mit einem stark positiven Temperaturkoeffi zienten des elektrischen Widerstandes (PTC-Widerstand) gebildet und kann beispielsweise im wesentlichen aus Platin hergestellt sein. Der eng mäandrierende Verlauf der Sensor material-Leiterbahn ermöglicht es, daß auf der relativ kleinen, im wesentlichen rechtwinklig begrenzten Fläche des Temperatursensors auf engem Raum eine sehr lange Leiterbahn des Widerstandsmaterials untergebracht ist, so daß sich der Widerstand des Temperatursensors insgesamt bei Temperaturver änderungen deutlich meßbar ändert. Die beiden Enden der Leiterbahn 21 sind über in Dickschichttechnik auf die Iso lierschicht 6 aufgebrachte Verbindungsbahnen 22, 23 mit in Dickschichttechnik auf dem Träger aufgebrachten Sensorkon taktflächen verbunden, von denen nur die Sensorkontaktfläche 24 in Fig. 1 erkennbar ist. Die Verbindungsbahnen 22, 23 können, genau wie die Verbindungsstreifen 17 zwischen den Heizmaterialbahnsegmenten und die Verbindungsbahnen 18 zwischen den Heizleiterkontakten 19 und dem Widerstands material durch ein Material mit relativ geringem elektrischen Widerstand, beispielsweise Silber, gebildet sein.In the area of the central, heat conductor-free zone 15 , a temperature sensor 20 is also applied to the insulating layer 6 or the carrier 2 at a radial distance from the heating zone occupied by heating resistors. The temperature sensor is essentially formed by a meandering conductor track 21 made of electrical resistance material with a strongly positive temperature coefficient of electrical resistance (PTC resistor) and can for example be made essentially of platinum. The tightly meandering course of the sensor material conductor track makes it possible for a very long conductor track of the resistance material to be accommodated on the relatively small, essentially right-angled, limited area of the temperature sensor, so that the resistance of the temperature sensor as a whole can be clearly measured in the event of temperature changes changes. The two ends of the conductor track 21 are connected by means of thick-film technology to the insulating layer 6 connecting tracks 22 , 23 connected to thick-film technology on the carrier contact surfaces, of which only the sensor contact surface 24 can be seen in FIG. 1. The connecting tracks 22 , 23 , just like the connecting strips 17 between the heating material track segments and the connecting tracks 18 between the heating conductor contacts 19 and the resistance material can be formed by a material with a relatively low electrical resistance, for example silver.

Zur elektrischen Isolation nach außen sowie zum Schutz gegen mechanische Beschädigung und andere Beschädigungen, bei spielsweise durch Korrosion, ist eine weitere, in Dick schichttechnik aufgetragene Isolationsschicht 25 vorgesehen, die mit Ausnahme der Heizleiterkontaktflächen 19 alle strom führenden Elemente der Widerstandsheizung und, mit Ausnahme der Sensorkontaktflächen 24, alle stromdurchflossenen Elemen te des Temperatursensors und seiner Zuleitungen nach außen abdeckt. Die äußere Schutzschicht 25 wird so aufgebracht, daß neben den Kontaktflächen 19, 25 auch die Bereiche der Aus sparungen 7, 8 unbedeckt bleiben, so daß im Bereich der Aussparung 7, 8 ein elektrisch leitender Zugang zum metallischen Trägerkern 4 verbleibt.For electrical insulation to the outside and to protect against mechanical damage and other damage, for example due to corrosion, a further insulation layer 25 applied in thick layer technology is provided which, with the exception of the heating conductor contact surfaces 19, all current-carrying elements of the resistance heating and, with the exception of the sensor contact surfaces 24 , covers all current-carrying elements of the temperature sensor and its supply lines to the outside. The outer protective layer 25 is applied so that in addition to the contact surfaces 19 , 25 and the areas of the savings 7 , 8 remain uncovered, so that in the area of the recess 7 , 8 an electrically conductive access to the metallic carrier core 4 remains.

Eine Besonderheit liegt nun darin, daß die Heizleiterkontakt flächen 19 zum elektrischen Anschluß der Heizwiderstände an eine Steuereinheit der die Heizeinheit 1 aufweisenden Vor richtung sowie die Sensorkontaktflächen 24 zum Anschluß des Temperatursensors 20 an die Steuereinheit in einen flächen mäßig recht kleinen Anschlußbereich 26 mit geringem lateralen Abstand zueinander liegen. Der Anschlußbereich liegt inner halb der heizleiterfreien Zone 16 zwischen den einander zugewandten Umfangsenden der Heizwiderstandsbahnen und umfaßt auch die beiden Ausnehmungen 7, 8, in deren Bereich der Edelstahlkern 4 des Trägers kontaktiert werden kann, um den Edelstahlträgerkern zu erden. Im Beispiel hat der Anschluß bereich eine radiale Länge von etwa 4 cm und eine Umfangs breite von maximal ca. 3 cm. Da in diesem Bereich alle für den elektrischen Anschluß der Heizeinheit erforderlichen Kontakte räumlich konzentriert sind, kann der elektrische Gesamtanschluß der Heizeinheit bequem unter Herstellung aller erforderlichen elektrischen Verbindungen im Anschlußbereich 26 erfolgen.A special feature is that the heat conductor contact surfaces 19 for the electrical connection of the heating resistors to a control unit of the heating unit 1 before device and the sensor contact surfaces 24 for connecting the temperature sensor 20 to the control unit in a moderately small connection area 26 with a small lateral distance lie to each other. The connection area lies within half of the heat conductor-free zone 16 between the mutually facing circumferential ends of the heating resistor tracks and also includes the two recesses 7 , 8 , in the area of which the stainless steel core 4 of the carrier can be contacted in order to ground the stainless steel carrier core. In the example, the connection area has a radial length of about 4 cm and a maximum circumferential width of about 3 cm. Since all the contacts required for the electrical connection of the heating unit are spatially concentrated in this area, the overall electrical connection of the heating unit can be carried out conveniently by making all the necessary electrical connections in the connection area 26 .

Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Heizeinheit 1 über eine einzige Steckverbindung vollständig elektrisch kontak tierbar, wobei die einfach z. B. bei der Montage herstellbare und jederzeit, beispielsweise für Reparaturzwecke lösbare Steckverbindung alle Anschlüsse für den elektrischen Heizwi derstand, alle Anschlüsse für den Temperatursensor 20 und auch Anschlüsse zur Erdung der Heizeinheit umfaßt. Der trägerfeste Teil der Steckverbindung wird durch eine Steck kontakteinrichtung 30 gebildet, die ein Kunststoffgehäuse 31 in Form eines zur Anschlußseite hin offenen und zum Träger hin mittels eines Bodens 32 weitgehend geschlossenen Kastens hat. Die senkrecht zur Trägerfläche stehenden Wände des Gehäuses sowie der Boden schließen eine Steckerkammer ein, in der Steckkontakte in Form von Flachsteckzungen 34 bis 38 angeordnet sind, die parallel zueinander ausgerichtet sind, senkrecht vom Boden 32 nach außen abstehen und in einer Reihe mit einem gleichmäßigen Rasterabstand von im Beispiel 5 mm angeordnet sind. Ein weiterer Flachsteckkontakt 39 ist außerhalb der eigentlichen Steckerkammer innerhalb einer Ausnehmung einer am Gehäuse angebrachten Stirnabdeckung 40 untergebracht. Die Flachsteckzungen 34 bis 39 werden jeweils durch gleich dimensionierte Kopfabschnitte von metallischen Kontaktelementen gebildet, die den Boden 32 durchgreifen, im Boden fest verankert sind und jeweils Fußabschnitte 41 bis 44 aufweisen, die derart angeordnet und dimensioniert sind, daß die Fußabschnitte bei lagerichtigem Aufsetzen der Steckkon takteinrichtung auf den Träger im Bereich der Kontaktflächen 19 bzw. 24 bzw. im Bereich der Ausnehmungen 7, 8 liegen.In the embodiment shown, the heating unit 1 is completely electrically contactable via a single plug connection, the simple z. B. manufactured during assembly and at any time, for example, for repair purposes detachable connector all connections for the electric Heizwi resistance, all connections for the temperature sensor 20 and also includes connections for grounding the heating unit. The carrier-fixed part of the plug connection is formed by a plug contact device 30 , which has a plastic housing 31 in the form of an open to the connection side and towards the carrier by means of a bottom 32 largely closed box. The walls of the housing, which are perpendicular to the support surface, and the bottom enclose a plug chamber in which plug contacts in the form of flat tabs 34 to 38 are arranged, which are aligned parallel to one another, protrude vertically from the bottom 32 and in a row with a uniform grid spacing of 5 mm are arranged in the example. Another flat plug contact 39 is accommodated outside the actual plug chamber within a recess in an end cover 40 attached to the housing. The flat tabs 34 to 39 are each formed by equally sized head sections of metallic contact elements that reach through the bottom 32 , are firmly anchored in the bottom and each have foot sections 41 to 44 , which are arranged and dimensioned such that the foot sections when the plug-in is positioned correctly clock device on the carrier in the area of the contact surfaces 19 and 24 or in the area of the recesses 7 , 8 .

Die elektrische Kontaktierung zwischen den Dickschichtkontak ten 19, 24 für den Anschluß der Heizwiderstände bzw. des Temperatursensors und der auch als Messerleiste bezeichen baren Steckkontakteinrichtung kann mit einem Schweißverfah ren, einem Lötverfahren und/oder in einem Anpreßverfahren erfolgen. Durch diese Kontaktierung ist gleichzeitig auch eine mechanische Befestigung der Steckkontakteinrichtung am Träger geschaffen.The electrical contact between the thick-film contacts 19 , 24 for the connection of the heating resistors or the temperature sensor and the plug connector device, which can also be referred to as a male connector, can be carried out using a welding process, a soldering process and / or a pressing process. This contacting also creates a mechanical fastening of the plug contact device on the carrier.

Besonders vorteilhaft bei der gezeigten Ausführungsform ist es, daß die Fußabschnitte 43, 44 des ersten bzw. letzten Steckkontaktes der Messerleiste direkt, beispielsweise durch Anschweißen, an dem Edelstahlkern 4 des Trägers 2 befestigt sind. Dadurch ist einerseits eine Erdung des Edelstahlträgers durch Kontaktierung der zugeordneten Flachsteckzungen 34 und/oder 39 möglich. Durch die Fixierung an gegenüberliegen den Seiten ist außerdem eine zuverlässige Zugentlastung für die Messerleiste 30 gewährleistet, so daß sichergestellt ist, daß auch bei mehrmaligem Herstellen und Lösen der Steckver bindung oder bei ungünstiger Kabelführung des anzuschließen den Kabelbaumes eine Beschädigung im Bereich der Steckkon takteinrichtung 30 weitgehend ausgeschlossen ist. Insbesonde re sind die zu den Dickschichtkontakten 19, 24 führenden Verbindungen von äußeren mechanischen Kräften entlastet.It is particularly advantageous in the embodiment shown that the foot sections 43 , 44 of the first or last plug contact of the male connector are attached directly, for example by welding, to the stainless steel core 4 of the carrier 2 . On the one hand, this makes it possible to ground the stainless steel support by contacting the associated tabs 34 and / or 39 . The fixation on opposite sides also ensures reliable strain relief for the male connector 30 , so that it is ensured that even with repeated manufacture and detachment of the fastex connection or in the case of unfavorable cable routing of the cable harness to be connected, damage in the area of the plug contact device 30 largely is excluded. In particular, the connections leading to the thick-film contacts 19 , 24 are relieved of external mechanical forces.

Ein weiterer Vorteil dieser Gruppenstecktechnik besteht darin, daß bei der gezeigten Ausführungsform durch spezielle Formgebung des Steckergehäuses 31 ein unverwechselbarer Steckanschluß geschaffen ist, durch den Fehlverdrahtungen vermieden werden. Hierzu ist an der Steckkontakteinrichtung 30 eine mechanische Codierung vorgesehen, die sicherstellt, daß nur ein Kabelbaum oder Leitungsstrang mit der richtigen, zugehörigen Steckerbuchse anschließbar ist. Die mechanische Codierung umfaßt in den sebkrecht zum Boden 32 bzw. zur Trägerfläche ausgerichteten Seitenwänden des Gehäuses 31 ausgebildete Ausnehmungen 46 bzw. Vorsprünge 47, die bei unterschiedlichen Steckeinrichtungen bzgl. Anzahl, Dimension und/oder Position relativ zur Steckkammer so unterschiedlich ausgebildet sein können, daß nur jeweils die richtige Steck buchse einführbar ist. Dadurch wird ein wesentliches Fehler potential bei der Montage und auch bei einer eventuellen Reparatur des die Heizeinheit aufweisenden Elektrogerätes ausgeschaltet.Another advantage of this group plug-in technology is that in the embodiment shown, a special shape of the plug housing 31 creates an unmistakable plug-in connection, which prevents incorrect wiring. For this purpose, a mechanical coding is provided on the plug contact device 30 , which ensures that only one cable harness or wiring harness can be connected with the correct, associated plug socket. The mechanical coding comprises recesses 46 or projections 47 formed in the side walls of the housing 31 which are perpendicular to the bottom 32 or to the support surface and which can be designed so differently with different plug-in devices with regard to number, dimension and / or position relative to the plug-in chamber that only the correct socket can be inserted. This eliminates a significant potential error during assembly and also in the event of a possible repair of the electrical device having the heating unit.

Anhand von Fig. 3 wird der Aufbau einer anderen Ausführungs form einer Heizeinheit 50 erläutert, bei der der Träger 51 die Form eines in Umfangsrichtung 52 geschlossenen Rohres hat, durch das das zu beheizende Medium, beispielsweise Wasser, in Längsrichtung 53 durch die elektrische Heizeinheit läuft. Fig. 3 zeigt stark schematisch eine Abwicklung der Außenseite eines derartigen Durchflußerhitzers. Der Träger besteht im wesentlichen aus einem Edelstahlrohr 49, auf dessen Außenseite eine Isolierschicht 54 in Dickschicht technik aufgebracht wurde. Diese hat im Anschlußbereich 55 zwei Ausnehmungen 56, 57, in deren Bereich das metallische Trägermaterial freiliegt. Auf die Isolierschicht 54 ist in Dickschichttechnik ein elektrischer Heizwiderstand 58 aufge bracht, dessen Heizleiterbahn einen mäandrierenden Verlauf mit parallel zur Längsrichtung 53 langen und in Umfangsrich tung kurzen Abschnitten aufgebracht ist und der eine Heizzone beheizt, die den größten Teil des Umfanges, beispielsweise auf einem Umfangswinkel zwischen 300° und 340°, beheizt.Referring to Fig. 3, the construction is another execution form of a heating unit 50 explained in which the carrier 51 has the form of a closed in the circumferential direction 52 tube through which the medium to be heated, for example water, running in the longitudinal direction 53 by the electric heating unit . Fig. 3 shows a highly schematic development of the outside of such a flow heater. The carrier consists essentially of a stainless steel tube 49 , on the outside of which an insulating layer 54 has been applied using thick-film technology. This has two recesses 56 , 57 in the connection area 55 , in the area of which the metallic carrier material is exposed. On the insulating layer 54 , an electrical heating resistor 58 is brought up in thick-film technology, the heating conductor track is applied a meandering course with parallel to the longitudinal direction 53 long and short in the circumferential direction and the one heating zone that heats the major part of the circumference, for example at a circumferential angle between 300 ° and 340 °, heated.

Auf der Isolierschicht 54 sind außerdem drei Temperatursen soren 59, 60, 61 in Dickschichttechnik aufgetragen, die in Durchflußrichtung 53 voneinander beabstandet sind. Dabei liegen die beiden auf axialer Höhe des Anschlußbereiches angeordneten Temperatursensoren 59, 60 in Durchflußrichtung vor der durch die Heizleiterwindungen 58 bestimmten Heizzone, während der dritte Temperatursensor 61 hinter der Heizzone liegt. Diese Leiteranordnung kann außen durch eine weitere Isolierschicht schützend abgedeckt sein.On the insulating layer 54 , three Temperatursen sensors 59 , 60 , 61 are also applied in thick-film technology, which are spaced apart in the flow direction 53 . The two temperature sensors 59 , 60 arranged at the axial level of the connection area lie in the flow direction in front of the heating zone determined by the heating conductor windings 58 , while the third temperature sensor 61 lies behind the heating zone. This conductor arrangement can be covered on the outside with a protective layer.

Eine am Träger fest angebrachte Steckkontakteinrichtung 65 dient analog der im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 be schriebenen Steckereinrichtung 30 dem elektrischen Anschluß sowohl der drei Temperaturfühler 59, 60, 61, als auch des Heizleiters 58 mit einem nicht gezeigten Kabelstrang, der sowohl die Versorgungsleitungen für die Heizung, als auch die Signalleitungen für die Temperaturerfassung enthält. Die in Längsrichtung des Rohres langgestreckte, stromaufwärts des Heizwiderstandes 58 im Einlaßbereich des Rohres angeordnete Messerleiste 65 enthält neun Flachsteckkontakte, von denen das Flachsteckerpaar 66 zum Anschluß des Heizleiters, die drei Flachsteckerpaare 67 zum Anschluß der Temperaturfühler und der Flachsteckkontakte 68 der Erdung des Trägers dient, wozu das die Flachsteckzunge 68 bildende Kontaktelement im Bereich der Randausnehmung 56 der Isolierschicht direkt an das metallische Rohr des Durchflußerhitzers 50 angeschweißt ist. Hierdurch ist in Verbindung mit einer entsprechenden Fixierung am gegenüberliegenden Ende der Messerleiste 65 gleichzeitig auch eine zugsichere mechanische Befestigung gegeben.A fixedly attached to the carrier plug contact device 65 serves analogously to the connector device 30 described in connection with FIGS . 1 and 2, the electrical connection of both the three temperature sensors 59 , 60 , 61 , and the heating conductor 58 with a cable harness, not shown, which both the supply lines for heating, as well as the signal lines for temperature detection. The male connector 65 , which is elongated in the longitudinal direction of the tube and is arranged upstream of the heating resistor 58 in the inlet region of the tube, contains nine tab contacts, of which the pair of tabs 66 is used for connecting the heating conductor, the three pairs of tabs 67 for connecting the temperature sensors and the tab contacts 68 for earthing the carrier, for which the contact element forming the tab 68 is welded directly to the metallic tube of the flow heater 50 in the region of the edge recess 56 of the insulating layer. As a result, in connection with a corresponding fixation at the opposite end of the male connector 65 , a tension-proof mechanical fastening is simultaneously provided.

Eine Besonderheit dieses in Rohrform ausgebildeten Heizele mentes besteht darin, daß dank der mehreren Temperaturfühler, von denen mindestens einer (Fühler 59, 60) in Längsrichtung 53 vor der Heizzone und mindestens einer hinter der Heizzone liegt, die Temperatur des zu beheizenden Mediums am Einlaß und am Auslaß der Heizstrecke bestimmbar ist. Aus diesen beiden Temperaturwerten kann die Durchflußmenge abgeleitet werden. Entsprechend enthält die Heizeinheit 50 z. B. mit den Temperaturfühlern 59 und 61 auch einen integrierten Sensor zur Durchflußmessung bzw. zur Bestimmung der Durchflußmenge. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die wärmeempfindlichen Leiter materialien der Temperatursensoren einen Abstand zum Heiz leiter haben; der mindestens der einfachen Dicke des Träger materials entspricht. Vorzugsweise beträgt ein Abstand eines für die Bestimmung der Medientemperatur vorgesehenen Tempera tursensors mindestens das Doppelte der Trägermaterialdicke. Dadurch wird erreicht, daß die Temperatur am Ort des Sensors im wesentlichen durch die Temperatur des zumessenden Mediums bestimmt ist, während die am Heizleiter erzeugte Wärme vorwiegend zum Medium abgezogen wird und praktisch nicht direkt zum Temperatursensor gelangen kann.A special feature of this Heizele mentes trained in pipe is that thanks to the several temperature sensors, of which at least one (sensor 59 , 60 ) in the longitudinal direction 53 in front of the heating zone and at least one behind the heating zone, the temperature of the medium to be heated at the inlet and can be determined at the outlet of the heating section. The flow rate can be derived from these two temperature values. Accordingly, the heating unit 50 contains z. B. with the temperature sensors 59 and 61 also an integrated sensor for flow measurement or for determining the flow rate. It is useful if the heat-sensitive conductor materials of the temperature sensors have a distance to the heating conductor; which corresponds at least to the simple thickness of the carrier material. A distance between a temperature sensor provided for determining the media temperature is preferably at least twice the thickness of the substrate. This ensures that the temperature at the location of the sensor is essentially determined by the temperature of the medium to be metered, while the heat generated on the heating conductor is predominantly drawn off to the medium and practically cannot reach the temperature sensor directly.

Es ist auch möglich, mit Hilfe eines oder mehrerer wärme empfindlicher Leiter das Entstehen einer Übertemperatur zu detektieren, um zur Sicherung des Heizelementes gegen Beschä digung dieses über den elektronischen Regler abzuschalten. Hierfür ist es zweckmäßig, wenn der wärmeempfindliche Leiter eines hierfür vorgesehenen Temperaturfühlers, z. B. der Sensor 60, einen kleineren Abstand zum Heizleiter hat als die zweifache Dicke des Trägermaterials. Dadurch können schnelle Reaktionszeiten sichergestellt werden. Der wärmeempfindliche Leiter kann dabei z. B. auch unter oder über dem Heizleiter angeordnet und durch eine Isolatorschicht von diesem elek trisch isoliert sein.It is also possible to detect the occurrence of an excess temperature with the help of one or more heat-sensitive conductors in order to switch off the heating element against damage by means of the electronic controller. For this purpose, it is expedient if the heat-sensitive conductor of a temperature sensor provided for this purpose, e.g. B. the sensor 60 , has a smaller distance from the heating conductor than twice the thickness of the carrier material. This ensures fast response times. The heat-sensitive conductor can, for. B. also arranged below or above the heating conductor and be electrically isolated from this by an insulator layer.

Eine weitere Besonderheit der Heizeinheit 50 liegt darin, daß sie eine von der Regelung der Heizeinrichtung unabhängige Überlastsicherung bzw. Übertemperatursicherung hat. Hierzu ist ein gedruckter Sicherungswiderstand 69 vorgesehen, der in Serie in die Zuleitung der Versorgungsspannung für den Heizleiter 58 geschaltet ist und damit vom Versorgungsstrom durchströmt wird. Das Material des Sicherungswiderstandes 69 hat einen höheren positiven Temperaturkoeffizienten als das Material des Heizleiters, so daß sein Widerstand bei steigen der Temperatur stärker steigt als derjenige des Heizleiters. Die Flächenleistung des Vorwiderstandes 69 ist vorzugsweise im kalten Zustand höher gewählt als die Flächenleistung des Heizleiters. Im Falle eines unsachgemäßen Gebrauchs der Heizeinheit, beispielsweise beim Trockengehen, also beim Betrieb ohne Wärmeabnahme, wird dieser Widerstand zerstört und die Zuleitung zwischen Anschlußeinrichtung 65 und Heizwi derstand 58 unterbrochen. Eine derartige nach Art einer Schmelzsicherung arbeitende Schwachstelle kann selbstver ständlich auch bei Ausführungsformen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art vorgesehen sein.Another special feature of the heating unit 50 is that it has an overload safety device or overheating safety device that is independent of the control of the heating device. For this purpose, a printed fuse resistor 69 is provided, which is connected in series to the supply line for the heating conductor 58 and through which the supply current flows. The material of the fuse resistor 69 has a higher positive temperature coefficient than the material of the heating conductor, so that its resistance increases more than that of the heating conductor when the temperature rises. The area performance of the series resistor 69 is preferably selected to be higher in the cold state than the area performance of the heating conductor. In the event of improper use of the heating unit, for example when going dry, ie when operating without heat removal, this resistance is destroyed and the supply line between the connecting device 65 and Heizwi resistance 58 is interrupted. Such a weak point working in the manner of a fuse can of course also be provided in embodiments of the type shown in FIGS . 1 and 2.

Claims

1. Electric heating unit, in particular for liquid media, with a carrier ( 2 ; 51 ) on which at least one in flat conductor technology, in particular in thick-film technology, applied electrical heating resistor ( 10 ; 58 ) and at least one of the at least one heating zone Heating zone assigned, for emitting electrical temperature signals trained temperature sensor ( 20 ; 59 ; 60 ; 61 ) is firmly attached, the carrier for electrical connection of the heating resistor Heizlei terkontakte ( 19 ) and for electrical connection of the temperature sensor sensor contacts ( 24 ) are assigned and the Heating conductor contacts and sensor contacts in a connection area ( 26 ; 55 ) are spatially so closely summarized that they can be contacted by a common connection device ( 30 ; 65 ).

2. Heating unit according to claim 1, characterized in that at least one temperature sensor ( 20 ; 59 , 60 , 61 ) in flat conductor technology, in particular in thick-film technology, is applied to the carrier ( 2 ; 51 ), the temperature sensor preferably being one Measuring resistance was.

3. Heating unit according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier ( 2 ; 51 ) has a preferably plate-shaped metallic support core ( 4 ; 49 ) on which at least one electrically insulating insulating layer ( 6 ; 54 ) for carrying the Heating resistor ( 10 ; 58 ) and possibly the temperature sensor ( 20 ; 59 , 60 , 61 ) is introduced.

4. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the connection area ( 26 ; 55 ) in spatial proximity to the heat conductor contacts ( 19 ) and the sensor contacts ( 24 ) at least one grounding contact ( 7 , 8 ; 56 ) is provided for grounding the heating device is.

5. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that a on the carrier ( 2 ; 51 ) fixedly attached plug contact device ( 30 ; 65 ) is provided, which has plug contacts ( 34 to 39 ; 66 to 68 ), each associated with Heizleiterkontak th ( 19 ), sensor contacts ( 24 ) and possibly the earth contact ( 7 , 8 ; 56 ) are electrically connected.

6. Heating unit according to claim 5, characterized in that the plug contacts are formed as parallel flat tabs ( 34 to 39 ; 66 to 68 ), the device in a housing ( 31 ) of the Steckkontakteinrich ( 30 ; 65 ) with preferably the same distance from each other which are arranged in series.

7. Heating unit according to claim 5 or 6, characterized in that the plug-in contact device ( 30 ; 65 ) has a mechanical coding for mistakenly plugging together the plug-in contact device with a socket provided on a connecting line, the mechanical coding preferably running parallel to the plug-in recesses ( 46 ) and / or projections ( 47 ) which differ in terms of their number, dimension and / or position relative to the plug chamber in the case of plug contact devices to be connected differently.

8. Heating unit according to one of claims 5 to 7, characterized in that the plug-in contact device ( 30 ; 65 ) for forming mechanically strong electrically conductive connections to fixed contacts ( 19 , 24 , 7 , 8 ) welded, soldered and / or by means of a Press connection is fastened, wherein preferably the plug contact device ( 30 ; 65 ) is welded to at least one point, preferably at two opposite points, on a metallic carrier core ( 4 ; 49 ) of the carrier.

9. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that it has an integrated overload protection, which preferably has at least one weak point ( 69 ) in the manner of a fuse, which is arranged in the conductor course contacts between the heating conductors, in particular the weak point by a fuse resistor ( 69 ) printed on the carrier is formed.

10. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that to form an over-temperature protection at least one temperature sensor ( 60 ) is arranged so close to a heating resistor ( 58 ) that, in the absence of a medium to be heated, rapid heat conduction takes place between the heating resistor and the temperature sensor , wherein preferably a distance between the heating resistor ( 58 ) and the temperature sensor ( 60 ) is less than twice the distance between the heating conductor and the heatable medium, in particular less than twice the thickness of the carrier material.

11. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 51 ) is formed as a carrier tube to form a heating medium through which the medium to be heated can flow, preference being given to the heating resistor ( 58 ) and / or the temperature sensor ( 59 , 60 , 61 ) is attached to the outside of the carrier tube.

12. Heating unit according to claim 11, characterized in that in the longitudinal direction ( 53 ) of the support tube at least one temperature sensor ( 59 , 61 ) in front of a heating resistor ( 58 ) occupied heating zone and at least one temperature sensor ( 61 ) is arranged behind the heating zone.

13. Heating unit according to claim 11 or 12, characterized in that it has an integrated sensor for determining the flow rate of the medium through the carrier tube, the sensor having at least one in the flow direction ( 53 ) attached to a heating zone temperature sensor ( 59 ) and at least one in the flow direction behind a heating zone attached temperature sensor ( 61 ), in particular the temperature sensors ( 59 , 61 ) of the flow sensor have a distance from the heating conductor ( 58 ) which is at least one times the thickness of the carrier material.

14. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the tempera ture of the heated medium at least one Temperatursen sor is provided, the distance to a heating conductor more than twice the thickness of the substrate is.

15. Heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that to provide a good heat coupling between heating resistor and Temperature sensor at least one preferably in flat temperature sensor manufactured above or below one manufactured in flat conductor technology Arranged heating conductor and through an insulator layer is electrically insulated from this.