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Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte für ein elektrisches Bügeleisen
mit eingegossenem Heizelement Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Bügeleisen
und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Grundplatte für ein elektrisches
Bügeleisen mit eingegossenem Heizelement, mit einem Widerstandsdraht und Anschlußdrähten
in einer metallischen, mit einem feuchtigkeitsaufnehmenden, isolierenden Material
ausgefüllten Umhüllung.
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Bei einer derartigen Grundplatte ragen die Enden der Anschlußdrähte
über die Enden der Umhüllung hinaus und nehmen die elektrischen Anschlüsse auf.
Die Endteile der Umhüllung sind dabei der Atmosphäre ausgesetzt. Das für diese Heizelemente
zur Verwendung kommende elektrisch isolierende Material, wie z. B. Magnesiumoxyd,
ist wasseranziehend und wird daher Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen, wenn
dieses Isoliermaterial nicht gegen die Atmosphäre abgedichtet ist. Da außerdem nach
dem Eingießen des Heizelements in die Grundplatte auf dieser Bearbeitungsvorgänge
unter Verwendung eines flüssigen Kühlmittels vorgenommen werden, so besteht ebenfalls
die Gefahr, daß das Isoliermaterial dieses Kühlmittel aufnimmt. Die Aufnahme von
Feuchtigkeit verringert jedoch die Isolierwirkung des Materials, so daß es wesentlich
ist, daß die Enden des Heizelements abgedichtet sind, um den Feuchtigkeitszutritt
zu verhindern.
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Es wurde nun bereits vorgeschlagen, die Enden des Heizelements mit
einer feuchtigkeitsabstoßenden Flüssigkeit zu behandeln, bevor die Grundplatte um
das Heizelement gegossen wird. Das Heizelement wurde dabei in die Flüssigkeit eingetaucht.
Da jedoch die Endteile der Umhüllung und Isolierung normalerweise bei der Bearbeitung
nach dem Gießen entfernt werden, ist hiermit auch die Entfernung des größten Anteils
des imprägnierten Isoliermaterials verbunden. Die angebrachte Abdichtung wird damit
unwirksam.
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Die Erfindung löst dieses Problem nun dadurch, daß eine oder mehrere
Öffnungen in der Umhüllung vorgesehen werden und das isolierende Material durch
diese Öffnungen hindurch imprägniert wird und daß der Abstand der Öffnungen von
jedem Ende des Elements derart gewählt wird, daß das imprägnierte Isoliermaterial
sich in der fertigbearbeiteten Grundplatte an den Enden der Umhüllung befindet.
Die Imprägnierung kann dabei durch Eintauchen des Elements in eine feuchtigkeitsabstoßende
Flüssigkeit während einer ausreichenden Zeitspanne erfolgen, um das Isoliermaterial
über seinen ganzen Querschnitt an jeder Öffnung und über eine kurze Strecke an jeder
Seite jeder Öffnung zu tränken.
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Wenn nun die überflüssigen Endteile der Umhüllung und der Isolierung
bei der Bearbeitung nach dem Gießen entfernt werden, so ist es bei dem Verfahren
nach der Erfindung möglich, das imprägnierte Isoliermaterial entweder ganz oder
doch zu einem wesentlichen Teil zu erhalten. Die Isolierwirkung ist damit gesichert.
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Durch die erfindungsgemäß in der Umhüllung an zubringenden Öffnungen,
durch die die Imprägnierung erfolgt, wird ein Mittel geschaffen, das die Anordnung
der Imprägnierung an jeder beliebigen Stelle, also insbesondere an den günstigsten
Stellen des Heizelementes erlaubt. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen,
bei denen das imprägnierte Isoliermaterial immer an den Endteilen der Umhüllung
vor der Fertigbearbeitung angeordnet war, ist es bei der Erfindung möglich, die
Imprägnierung derart anzuordnen, daß sie auch noch nach der Endbearbeitung der Grundplatte
vorhanden und wirksam ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Öffnungen derart
gelegen, daß sie von dem Material der Grundplatte beim Gießen umhüllt und verschlossen
werden. Bei einem bevorzugten Verfahren sind jedoch die Öffnungen in den Endteilen
der aus der gegossenen Grundplatte hervorragenden Umhüllung vorgesehen und werden
nach der Imprägnierung mit den überflüssigen Endteilen der Umhüllung entfernt. Dadurch
werden etwaige Unebenheiten an der Innenseite
der Umhüllung im Bereich
der Öffnungen, die die Isolierwirkung beeinträchtigen könnten, beseitigt. Eine völlige
Beseitigung des imprägnierten Isoliermaterials erfolgt dabei nicht, da sich die
feuchtigkeitsabstoßende Flüssigkeit beim Imprägnieren von der oder den Öffnungen
her sowohl in Richturig auf das Ende der Umhüllung als auch in der entgegengesetzten
Richtung ausgebreitet hat. Nach der Entfernung der überflüssigen Endteile der Umhüllung
verbleibt demnach noch ungefähr die Hälfte des imprägnierten Isoliermaterials. Diese
verbleibende Hälfte des imprägnierten Isoliermaterials reicht jedoch für den Feuchtigkeitsabschluß
aus, da die Eindringtiefe in der einen Richtung der Eindringtiefe des Isoliermaterials
bei dem bekannten Verfahren der Imprägnierung von den Enden der Umhüllung her entspricht.
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Die praktische Ausführung der Erfindung kann in verschiedener Weise
erfolgen. Eine besondere Ausführungsform ist in den Zeichnungen dargestellt. Es
zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Heiz--elements für ein elektrisches
Bügeleisen, Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt des Heizelements im Bereich der
Öffnungen, Fig. 3 einen Längsschnitt durch das in der Grundplatte eingebettete Heizelement,
Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie 4-4 der Fig. 3 und Fig.5
einen Längsschnitt durch die Grundplatte ähnlich der Fig. 3 mit einer anderen Anordnung
der Öffnungen.
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Die Fig. 1 zeigt ein Heizelement 10 für ein elektrisches Bügeleisen,
wobei das Heizelement Haarnadelgestalt besitzt und die Endteile 12 der Schenkel
11 aufgebogen sind.
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Das Element besteht im wesentlichen aus einem Widerstandsdraht 13,
der in ein stark verdichtetes, elektrisch isolierendes und wärmeleitendes Isolierinaterial
14 eingebettet ist, das innerhalb der metallischen Umhüllung 15 angeordnet ist.
Das Isoliermaterial kann z. B. aus Magnesiumoxyd bestehen. Der Widerstandsdraht
13 ist mit starken Anschlußdrähten 16 verbunden, deren Endteile 17 aus der Umhüllung
hervorragen, an die in bekannter Weise Anschlüsse angeschweißt oder angelötet werden
können.
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Vor dem Eingießen des Heizelements in die Grundplatte werden die Endteile
des Isoliermaterials 14 mit einer feuchtigkeitsabstoßenden Flüssigkeit imprägniert,
um ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Heizelement zu verhindern. Da nun aber
zur Freilegung der Endteile 17 der Anschlußdrähte 16 der Endteil der Umhüllung mit
dem Isoliermaterial entfernt wird, würde hierbei auch das imprägnierte Isoliermaterial
entfernt, und um dies zu verhindern, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die
Imprägnierung durch die Öffnungen 18 in kurzem Abstand von jedem Ende der Umhüllung
vorgenommen wird. Die Öffnungen 18 können dabei durch Sägeschnitte gebildet sein,
die. wie Fig. 2 erkennen läßt, einander gegenüberliegend angeordnet sind. Zweckmäßig
erfolgt die Anordnung der Öffnungen 18 in der Biegung der Enden 12.
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Die durch die Öffnungen 18 hindurch imprägnierte feuchtigkeitsabstoßende
Flüssigkeit breitet sich von den Öffnungen her in jeder Richtung eine gewisse Strecke,
z. B. bis zu der mit der Ziffer 20 bezeichneten Stelle aus.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sägeschnitte, die
die Öffnungen 18 ergeben, in einem Abstand von etwa 1 cm von der Stelle entfernt
angeordnet, bis zu welcher die Umhüllung weggearbeitet wird. Die Ziffer 19 bezeichnet
in den Fig. 3 und 4 die Querschnittsfläche, bis zu der die Umhüllung entfernt wurde.
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Es ist zweckmäßig, wenn durch die Öffnungen 18 das Isoliermaterial
in einer Breite von etwa 3 bis 4 inne freigelegt wird. Die Tiefe der Sägeschnitte
kann je nach den Erfordernissen schwanken, es ist jedoch darauf zu achten, daß die
Umhüllung einerseits in nicht zu großem Ausmaße geschwächt und die Dicke der Isolierung
nicht unzulässig verringert wird, während andererseits jedoch eine ausreichende
Fläche des Isoliermaterials für den Zutritt der feuchtigkeitsabstoßenden Flüssigkeit
freizulegen ist.
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Nachdem z. B. durch Sägeschnitte die Öffnungen 18 angebracht worden
sind, wird das Heizelement in die feuchtigkeitsabstoßende Flüssigkeit eingetaucht.
Für diese Flüssigkeit kann jeder geeignete Stoff Verwendung finden. Besonders geeignet
ist eine Siliconflüssigkeit, welche aus einer an sich bekannten Siloxanverbindung
besteht. Die zur Verwendung kommende Flüssigkeit muß hohe thermische Beständigkeit,
niedrige Flüchtigkeit, niedrige Oberflächenspannung und niedrige Viskosität besitzen.
Außerdem muß diese Flüssigkeit für Metall nichtkorrodierend, in organischen Lösungsmitteln
leicht löslich, in Wasser unlöslich sowie chlorfrei sein. Die Eintauchzeit hängt
von der verwandten Flüssigkeit sowie von dem Isoliermaterial ab. Eine Zeit von 24
Stunden wurde als zweckmäßig festgestellt. Dies ist wahrscheinlich länger als notwendig,
jedoch mit dem Arbeitsablauf gut vereinbar.
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Das imprägnierte Heizelement wird anschließend durch Behandlung mit
Lösungsmitteldampf, z. B. mit Trichloräthylen, entfettet. Die Entfettungszeit beträgt
etwa 30 Sekunden und sollte nicht wesentlich verlängert werden, weil sonst durch
das Lösungsmittel auch die feuchtigkeitsabstoßende Flüssigkeit entfernt werden könnte.
Es ist möglich, auch ein flüssiges. organisches Lösungsmittel zur Entfettung zu
verwenden, das dampfförmige ist jedoch zu bevorzugen, da das Lösungsmittel in Dampfform
immer rein ist und die Entfettungszeit hierdurch verringert wird.
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Das Heizelement 10 wird dann in eine Spritzgußmaschine gebracht und
die Aluminiumgrundplatte 21 in an sich bekannter Weise gegossen. Das Metall der
Grundplatte umgibt dabei die Umhüllung 15 und verschließt auch die Öffnungen 18.
Die Oberfläche der Grundplatte wird anschließend bearbeitet. Dabei werden die nach
aufwärts gerichteten Enden 12 des Heizelementes 10 bis zu den Flächen 19 weggearbeitet.
Die Endteile 17 der Anschlußdrähte 16 werden dabei freigelegt. Diese Bearbeitung
erfordert nun die Anwendung einer Kühlflüssigkeit. und die imprägnierten Teile des
Isoliermaterials 14 verhindern den Zutritt der Flüssigkeit in das Innere des Heizelements.
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Es ist nun möglich. daß sich bei der Anordnung der Öffnungen entsprechend
der Darstellungen der Fig. 1 und 3 Schwierigkeiten insofern ergeben. als sich das
Isolierungsmaterial beim Biegen des Elements und anschließenden Eindringen des Materials
der Grundplatte durch die Öffnungen 18 lockert. Es ist daher unter Umständen vorzuziehen.
die Öffnungen, wie in der Fig. 5 dargestellt, anzuordnen. Dabei befinden sich die
Öffnungen 18 unmittelbar oberhalb der Fläche 19. Das Material der Grundplatte hat
dabei keinen Zutritt zu den Öffnungen, und außerdem wird der Teil der Umhüllung,
in dein die Öffnungen 18 angeordnet sind, weggearbeitet werden. Die feuchtigkeitsabstoßende
Flüssigkeit ist jedoch ausreichend weit in die Teile der Isolierung eingedrungen,
welche nach dem Wegarbeiten
verbleiben, so daß sich eine wirksame
feuchtigkeitssichere Abdichtung ergibt.