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DE3311051A1 - Flexibles heizelement in bandform, das aus elektrisch leitfaehigen koernchen aus ptc-material und einem organischen isolierenden kunststoff als bindemittel besteht, und verfahren zur herstellung des flexiblen heizelementes - Google Patents

Flexibles heizelement in bandform, das aus elektrisch leitfaehigen koernchen aus ptc-material und einem organischen isolierenden kunststoff als bindemittel besteht, und verfahren zur herstellung des flexiblen heizelementes

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Publication number
DE3311051A1
DE3311051A1 DE19833311051 DE3311051A DE3311051A1 DE 3311051 A1 DE3311051 A1 DE 3311051A1 DE 19833311051 DE19833311051 DE 19833311051 DE 3311051 A DE3311051 A DE 3311051A DE 3311051 A1 DE3311051 A1 DE 3311051A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating element
granules
flexible heating
element according
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833311051
Other languages
English (en)
Inventor
Günter Dipl.-Ing. 8541 Schwanberg Ott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Priority to JP4893384A priority patent/JPS59180985A/ja
Priority to EP84103017A priority patent/EP0123127A1/de
Publication of DE3311051A1 publication Critical patent/DE3311051A1/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material

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  • Electromagnetism (AREA)
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Z Unser Zeichen
Berlin und München . 83 P 7 Π fl R ΠΓ'
Flexibles Heizelement"in Bandform, das aus elektrisch leitfähigen Körnchen aus PTC-Material und einem organischen isolierenden Kunststoff als Bindemittel besteht, und Verfahren zur Herstellung des flexiblen Heizelementes
10Die Erfindung betrifft ein flexibles Heizelement in Bandform, bestehend zu wenigstens 50 VoI- % bis höchstens 95 Vol-% aus elektrisch leitfähigen Körnchen aus keramisch hergestelltem Widerstandsmaterial mit Perowskitstruktur auf der Basis von durch n- und/oder p-Dotierung leitfähigem
15Bariumtitanat mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes (PTC-Material) und einem Bindemittel aus im ausgehärteten Zustand flexiblem organischem isolierendem Kunststoff, in das die Körnchen eingebettet sind, mit ihm zusammen das Band bilden und die in die Oberflächen
^hineinragenden Körnchen zur Bildung von Schliffflächen abgeschliffen sind, und aus Stromzuführungsbelägen an den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Bandes, die mit den Schliffflächen der Körnchen sperrschichtfrei in Kontakt stehen und mit dem Bindemittel an Oberflächenbereichen
verbunden sind.
25
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizelementes in Bandform.
In der DE-OS 31 07 290 ist eine Heizvorrichtung mit einem ■^Heizelement zum Erwärmen eines Objektes beschrieben, bei dem das Heizelement Keramikteilchen enthält, die einen positiven Wärmekoeffizienten des Widerstandes haben und in einem Bindemittel verteilt sind. Als Bindemittel kommen
35Bck 1 Kth / 24.3.1983
VPA 83 P 7 0 0 5 OE
isolierende anorganische Materialien in Frage, die hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehen. Auch wärmebeständiges Glas kann als Bindemittel verwendet werden. Organische isolierende Bindemittel sind ebenfalls erwähnt, wie wärmebeständiger Silikonkautschuk, Nitrilkautschuk, fluorierter Kautschuk, Tetrafluoräthylen-Perfluoralkoxyathylen- -Copolymer-Harze, fluorierte Äthylen-Propylen-Harze, PoIytätrafluoräthylen-Harze oder dergleichen. Die mit zermahlenen PTC-Keramikteilchen und einem geeigneten Härtemittel vermischten organischen Bindemittel werden nach für solche organische Bindemittel (Kunststoffe) bekannten Verfahren gehärtet und mit einem Schleifstein geschliffen oder geschnitten, um eine Heizwalze oder eine Heizplatte in gewünschter Form mit gewünschten Abmessungen zu erhalten.
Die PTC-Keramikteilchen sollen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 50 bis 200 μΐη haben, sie können aber auch eine Teilchengröße von 1 bis 2 mm oder sogar bis zu 3 mm aufweisen.
Fig. 1 zeigt in schematischer und vergrößerter Ansicht einen Teil des bekannten Heizelementes der bekannten Heizvorrichtung, in welchem durch Brechen oder Zerkleinern eines PTC-Keramikmaterials gewonnene Keramikteilchen 1-6 und 17 miteinander mit Hilfe eines Bindemittels 2, wie eines organischen Bindemittels, zusammengeklebt sind. Auf diese Weise sind bei dem bekannten Heizelement die Keramikteilchen 16 und 17 in dem Bindemittel 2 so verteilt, daß sie in gegenseitigem Kontakt stehen und daher elektrisches Leiten zeigen. Dementsprechend ist das gesamte Heizelement elektrisch leitend, so daß durch Anlegen einer Spannung an das Heizelement über die Stromzuführungsbeläge 7 und 8 jedes Keramikteilchen 16 und 17 eine Spannung zur Wärmeerzeugung empfängt. Dabei zeigt das gesamte Heizelement PTC-Eigenschaft die denjenigen des in dem Heizelement
-^K c' VPA 83 P 7 0 0 5 D£_
verteilten PTC-Keramik-Füllmaterials ähnlich sein sollen.
Die Oberflächen 3 und 4 bei dem bekannten Heizelement sind abgeschliffen, so daß die dort hineinragenden Keramikteilchen 16 Schliffflächen 5 und 6 erhalten. An diesen Schliffflächen 5 und 6 sind die Keramikteilchen (Körnchen) 16 mit den Stromzuführungsbelägen 7 und 8 kontaktiert, wofür beispielsweise Silber, Kupfer oder Nickel als Elektrodenmaterial genannt wird. Diese Metalle sind auf die Flächen 3 und 4 des Heizelementes aufgedamft.
Durch die vielfache Berührung der zahlreichen Teilchen aus PTC-Keramikmaterial entstehen Stromwege, die mit 18 bezeichnet sind. Man erkennt, daß an jeder Grenzschicht zwischen zwei Teilchen Stromübergänge 19 vorhanden sind, die zu einer Erhöhung des Widerstandes führen. Die Berührung der PTC-Keramikteilchen 16 und 17 ist, bedingt durch die Gegebenheiten der Texlchenabmessungen und Teilchenformen jeweils nur punktförmig, so daß der Übergangswiderstand sehr hoch ist.
Es kommt hinzu, daß das bekannte Heizelement im Falle der Verwendung von organischem Bindemittel nicht für sich zur Benutzung bestimmt ist, sondern daß das Heizelement dann auf einem zylindrischen oder ebenen Tragkörper gebildet wird und später diese Form nicht mehr verändert.
PTC-Material gemäß Definition im einleitenden Teil ist der auf diesem Gebiet tätigen Fachwelt hinreichend bekannt und in der genannten DE-OS 31 07 290 hinsichtlich ■ sämtlicher Eigenschaften und Varxationsmöglichkeiten beschrieben .
-χ- ?: VPA 83 P 70 0 5 DE '
Aus PTC-Material hergestellte sogenannte "Kaltleiter" (PTC-Widerstände,. das sind keramisch hergestellte Körper mit einem positiven TTemperatur-Coeffizienten) sind als Heizelmente mit selbstthermostatisierendem Effekt bekannt und werden für die verschiedensten Heizzwecke verwendet, beispielsweise für Lötkolben, in Klebepistolen, das sind Werkzeuge, die eine Heizpatrone enthalten, welche einen organischen Kleber schmelzen, ferner für Bügeleisen, Heizplatten sowie zum Vorwärmen von Heizöl. Da solche keramischen Körper aus PTC-Material selbst schlechte Wärmeleiter sind, werden die für Heizzwecke benötigten Kaltleiter sehr dünn hergestellt, wobei dann aber beim Einbau die Gefahr des Bruches besteht. Zusätzlich besteht die Forderung nach exakter Planparallelität der Körper.
Gekrümmte Flächen können daher nur unter erhöhten „ konstruktiven Aufwand thermostatisiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben als bekannt geschilderte Heizelement derart weiterzubilden und zu verbessern, daß es flexibel ist, eine hohe Wärmeausnutzung gestattet und auf einfache Weise herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das flexible Heizelement der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
a) daß die Dicke des Bandes und die Abmessungen der Körnchen zu 40 bis 100 % ihrer Menge derart aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Körnchen hiervon bis in beide Oberflächen des Bandes hineinreicht und dort an gegenüberliegenden Seiten die Schliffflächen aufweist,
b) daß die auf die beiden Obeflachen des Bandes aufgetragenen Stromzuführungsbeläge direkt mit den beiden Schlifflachen eines jeden Körnchen sperrschichtfrei in Kontakt stehen und
" ■ '- " """■" 33 Ί 1051
-χ- *' VPA 83 P 70 0 5 DE
c) daß auf jedem Stromzuführungsbelag eine biegsame Kontaktierungsauflage vorhanden ist.
Dadurch, daß die überwiegende Zahl der Körnchen bis in beide Oberflächen des Bandes hineinreicht und dort an gegenüberliegenden Seiten die Schliffflächen aufweist, ist einerseits eine einwandfreie, sperrschichtfreie Kontaktierung eines jeden Körnchens mit gegenpoligen Stromzuführungsbelägen gewährleistet. Ferner ist gewährleistet, daß keine durch Berührung von Körnchen entstehenden Übergangswiderstände die Wärmeausnutzung des Heizelementes beeinträchtigen. Vor allen Dingen ist durch die biegsame Kontaktierungauflage gewährleistet, daß beim Verbiegen des flexiblen Heizelementes auftretende Risse in den Stromzuführungsbelägen,.die zu einer Abschaltung des jeweiligen Körnchens vom Stromdurchgang führen, vermieden werden.
Die Füllung des Bandes mit Keramikteilchen ist so zu bemessen, daß sich diese Teilchen gegenseitig möglichst nicht oder nur wenig berühren, damit gewissermaßen ein Gelenkeffekt beim Verbiegen des Bandes auftritt.
Bei dem bekannten Heizelement muß zur möglichst weitgehenden Ausnutzung aller Stromwege das Bindemittel zu einem sehr hohen Anteil mit Körnchen gefüllt sein, damit möglichst keine vollständig isolierten, weil vom Bindemittel umgebenen Körnchen vorhanden sind. Das bekannte Heizelement ist durch diesen Füllgrad somit nicht flexibel. Dies spielt aber für den bekannten Zweck keine Rolle, denn - wie ausgeführt - wird-bei Verwendung eines organischen Bindemittels dort ein bleibender starrer Träger benutzt.
Durch die Lehre der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Füllgrad beliebig zu gestalten und es ist sogar erwünscht, daß sich die Körnchen innerhalb des Bandes gegenseitig wegen des Gelenkeffektes nicht berühren. Dennoch
VPA 83 Ρ" 70 0 5 DE
ist eine hohe Ausnutzung des hindurchgeleiteten Stromes zur Umwandlung in Wärme gewährleistet und Übergangswiderstände durch punktförmige Berührung der Körnchen treten nicht auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Körnchen aus einem PTC-Material, das einen Nennwiderstand bei 25° C von 10 Ohm · cm bis 10 kOhm » cm aufweist, damit das Heizelement im Anfangszustand des Heizeffektes möglichst niederohmig ist und schon bei geringen Stromstärken die volle Heizleistung entwickeln kann.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Körnchen nahezu kugelförmig sind und die Schliffflächen parallele Schnitte dieser Kugelform darstellen, weil dann der Gelenkeffekt besonders gut erreicht werden kann.
Eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm , insbesondere 2 mm ist besonders vorteilhaft, weil dann auch das Band nur eine Dicke dieser Größe aufweist und damit an gekrümmte oder gewölbte Oberflächen gut angelegt werden kann.
Die Körnchen können aus dichtgesinterten und erneut zermahlener PTC-Keramik bestehten, die in an sich bekannter Weise hergestellt wurde, oder die Körnchen bestehen aus porösem Granulat aus PTC-Keramik. Solches Granulat wird hergestellt, indem - wie bekannt - zunächst in einem Reaktionsprozeß bei 900 - 11000C die Ausgangsstoffe für das PTC-Material vorgesintert werden, wonach das Reaktionsgut nach Zugabe von org. Bindemitteln im Sprühverfahren (Wirbelsinterverfahren) bei Temperaturen von 1200 bis 1350°C zum gesinterten Granulat umgewandelt wird. Das Reaktionsgut kann aber auch durch Zusatz organischer Bindemittel und anschließendem Passieren durch grobmaschige Siebe mit nachfolgender Sinterung in Granulat umgewandelt werden.
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Die Strorazuführungsbeläge bestehen vorteilhafterweise aus einem einen sperrschichtfreien Kontakt auf den Kaltleiterkörnchen liefernden Metall und werden z.B. durch das sog. "Flammspritzverfahren" (vgl. US-PS 3 676 211) oder Plasmaverfahren (Sputtern) oder durch Aufdampfverfahren (s. z.B. DE-PS 1 415 406 entsprechend US-PS 3 027 529) aufgetragen.
Die Stromzuführungsbeläge können aber auch vorteilhafterweise aus stromlos aufgebrachtem Nickel oder Phosphor enthaltendem Nickel bestehen. Diese Art der sperrschichtfreien Kontaktierung ist beispielsweise in der DE-PS 24 33 458 oder in der US-PS 35 86 53h beschrieben.
Die Kontaktierungsauflagen bestehen vorzugsweise aus Metallfolien, insbesondere Bleifolien, aus dünngewalztem, biegsamem Metallblech, wie Kupferblech, Weißblech, aus feinmaschigen Geflechten aus dünnen Drähten (Maschendraht) mit einem Drahtdurchmesser von 0,2 bis 1 mm oder aus klebfähigen Kunststoff, der durch Einlagerung von Leitpartikeln elektrisch leitfähig ist und in Bandform oder in Form eines Lackauftrages vorliegt.
Die Kontaktierungsauflagen sind an den Stromzuführungsbelagen befestigt, beispielsweise durch Verwendung eines sogenannten Leitklebers, wie dies in der DE-AS 1 103 419 beschrieben ist, wobei dann auch laschenförmige Stromzuführungsdrähte mit angeklebt werden.
An sich sind dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann sowohl die Methoden zur sperrschichtfreien Kontaktierungdurch Aufdampfen, stromlose Abscheidung oder durch Verfestigung bei Erhitzung als auch die Verwendung biegsamer Metallfolien oder Metallbleche und die Befestigung solcher Auflagen an Metallschichten mittels Leitkleber bekannt. Der Hinweis auf die einschlägigen Literaturstellen ist ein Beleg hierfür. Die günstigste Kontaktauflage
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besteht aus einem durch Einlagerung von Metallpartikeln leitfähig gemachtem Klebeband, wie dies ebenfalls in der schon erwähnten DE-AS 1 103 419 beschrieben ist, oder aus einer mit metallisch leitenden Partikeln gefüllten SiIikonkautschukschxcht oder Polyimidschicht in Form einer Suspension (Lack) aufgetragen und anschließend ausgehärtet wird.
Das Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Heizelementes ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Körnchen einlagig auf den ebenen Boden einer an den Rändern allseitig begrenzten Form geschüttet und dort möglichst gleichmäßig verteilt werden, daß danach die Form mit dem auszuhärtenden organischen Bindemittel so ausgegössen wird, daß die im Durchmesser größten Körnchen gerade noch überdeckt werden, daß danach das Bindemittel ausgehärtet wird und beide Oberflächen geschliffen, beispielsweise in an sich bekannter Weise geläppt werden, bis der überwiegende Anteil der Körnchen an beiden Seiten Schliffflächen aufweist, wonach die sperrschichtfreien Stromzuführungsbeläge erzeugt und dann darauf die Kontaktierungsauflagen befestigt werden.
Die in der DE-OS 31 07 290 beschriebene Herstellungsart, bei der aus den Körnchen und den noch nicht ausgehärteten Bindemitteln eine Suspension erzeugt wird, die dann ebenfalls in eine Form gegossen wird, kann zur Herstellung der flexiblen Heizelemente gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt aus dem bekannten PTC-Heizelement und
/i2 . VPA 83 P 70 0 5 DE
Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt aus einem flexiblen Heizelement gemäß der vorliegenden Erfindung im Schnitt.
In Fig. 1 sind die Oberflächen des Heizelementes mit 3 und 4 bezeichnet. Auf diesen Oberflächen sind Stromzuführungsbeläge 7 und 8 durch Aufdampfen aufgebracht. Das Bindemittel 2 füllt die Zwischenräume zwischen den Körnchen 16 und 17, von denen die Körnchen 16 in die Oberflächen 3 bzw. hineinragen und dort durch Abschleifen der Oberflächen Schilffflachen 5 und 6 aufweisen. Die Körnchen 17 befinden sich im Inneren des Heizelementes, und zwar ohne Berührung der Oberflächen 3 und 4.
In der Fig. 1 sind Stromwege 18 eingezeichnet, die· zeigen daß sich die Körnchen 16 und 17 jeweils nur punktförmig oder im besten Fall kleinflächig berühren und Stromübergänge 19 bilden. An diesen Stromübergängen 19 entstehen sehr hohe Übergangswiderstände, die einer rationellen Wärmeausnutzung entgegenstehen.
In Fig. 2 sind die Oberflächen des Heizelementes ebenfalls mit 3 und 4 bezeichnet, und das Bindemittel 2 füllt auch hier die Hohlräume zwischen den Körnchen, die hier mit 1 bezeichnet sind.
Durch' Abschleifen der Oberfläche nach Bildung des flexiblen Heizelementes entstehen an den Körnchen 1 ebenfalls Schliffflächen 5 und 6 an den Oberflächen 3 und 4. Die Stromzuführungsbeläge 7 und 8 berühren die Körnchen 1 an beiden Schlifflachen 5 und 6, so daß, wie anhand von Stromwegen 18 gezeigt, die Körnchen ohne Unterbrechungen vom Strom durchflossen werden.
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An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Körnchen in sich sowohl als .dichtgesinterte und danach zermahlene PTC-Keramik polykristallin sind. Dies gilt auch für Granulat, das sich von dichtgesinterter Keramik dadurch unterscheidet, daß die Granulatkörnchen noch porös sind. Für die Ausbildung der Stromwege 18 spielt dies jedoch keine Rolle.
Auch gemäß der vorliegenden Erfindung können Körnchen 16 und 17 vorhanden sein, jedoch ist der Anteil solcher Körnchen sehr gering und spielt für den Stromdurchgang keine Rolle, wie es anhand eines schematischen Beispiels in der Fig. 2 dargestellt ist.
Die Oberflächenbereiche 9 und 10 des Bindemittels 2, die zusammen mit den Schilfflächen 5 bzw. 6 die Oberflächen 3 und 4 des Heizelementes bilden, stehen mit den Stromzuführungsbelägen 7 und 8 ebenfalls in Verbindung.
Die Dicke des Heizelementes ist mit 15 bezeichnet. Wan erkennt, daß die Dicke 15 und die Abmessungen der Körnchen 1 entsprechend der Erfindung aufeinander abgestimmt sind.
Auf die Stromzuführungsbeläge 7 und 8 sind Kontaktierungsauflagen 11 und 12 aufgebracht und daran befestigt, wie es oben beschrieben ist. Die Kontaktierungsauflagen 11 und sind biegsam und gewährleisten auf diese Weise, daß beim Verbiegen des flexiblen Heizelementes die Stromzuführungsbeläge 7 und 8 im Bereich der Schliffflächen 5 und 6 der Körnchen 1 stets elektrisch kontaktiert sind. Die nahezu kugelförmigen Körnchen 1 gewährleisten dabei gewissermaßen einen Gelenkeffekt, weil sie miteinander nur geringfügig oder gar nicht innerhalb des Heizelementes in Berührung stehen.
Die Stromzuführungsdrähte 13 und 14 sind an den Kontaktierungsauflagen 11 und 12 befestigt und verbinden das Heizelement mit der Stromquelle, wie dies schematisch dargestellt ist.
Bezugszeichenliste 10 Patentansprüche Zusammenfassung 1 Blatt Zeichnungen
Bezugszeichenliste
1 Körnchen aus geschliffenem PTC-Material
2 organisches isolierendes Bindemittel
3 Oberfläche des Bandes
4 Oberfläche des Bandes
5 Schliffflächen der Körnchen
6 Schliffflächen der Körnchen
7 Stromzuführungsbelag
8 Stromzuführungsbelag
9 Oberflächenbereich des Bindemittels
10 Oberflächenbereich des Bindemittels
11 Kontaktierungsauflage
12 Kontaktierungsauflage
13 Stromzuführungsdraht
14 Stromzuführungsdraht
15 Dicke des Bandes
16 nur in eine Oberrfläche 3 oder 4 reichende Körnchen
17 mit keiner Oberfläche in Berührung sthende Körnchen
18 Stromwege
19 Stromübergänge
- Leerseite -

Claims (10)

  1. a * ψ β β ma « * · • η « * · ·
    Patentansprüche
    /fly Flexibles Heizelement in Bandform, bestehend zu wenigstens 50 Vol% bis höchstens 95 Vol% aus elektrisch leitfähigen Körnchen aus keramisch hergestelltem Widerstandsmaterial mit Perowskitstruktur auf der Basis von durch n- und/oder p-Dotierung leitfähigem Bariumtitanat mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes (PTC-Material) und einem Bindemittel (2) aus im ausgehärteten Zustand flexiblem organischem isolierendem 'Kunststoff, in das die Körnchen eingebettet sind, mit ihm zusammen das Band bilden und die in die Oberflächen (3,4) hineinragenden Körnchen zur Bildung von Schliffflächen (5,6) abgeschliffen sind, und aus Stromzuführungsbelägen (7,8) an den einander gegenüberliegenden Oberflächen (3,4) des Bandes, die mit den Schliffflächen (5,6) der Körnchen sperrschichtfrei in Kontakt stehen und mit dem Bindemittel (2) an Oberflächenbereichen (9,10) verbunden sind, d a -durch gekennzeichnet,
    a) daß die Dicke (15) des Bandes und die Abmessungen der Körnchen (1) zu 40 bis 100 % ihrer Menge derart aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Körnchen (1) hiervon bis in beide Oberflächen (3,4) des Bandes hineinreicht und dort an gegenüberliegenden Seiten die Schliffflächen (5,6) aufweist,
    b) daß die auf die beiden Oberflächen (3,4) des Bandes
    aufgetragenen Stromzuführungsbeläge (7,8) direkt mit den beiden Schliffflächen (5,6) eines jeden Körnchens (1) sperrschichtfrei in Kontakt stehen und
    c) daß auf jedem Stromzuführungsbelag (7,8) eine biegsame Kontaktierungsauflage (11,12) vorhanden ist.
  2. 2. Flexibles Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn z' eich η et, daß die Körnchen (1) aus einem PTC-Material bestehen, das einen Nennwiderstand bei 25°C von 10 0hm· cm bis 10 kOhm ■« cm aufweist.
    Bck 1 Kth/ 18.2.1983
  3. 3. Flexibles Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnchen (1) nahezu kugelförmig sind und die Schuf ff lachen (5/6) parallele Schnitte dieser Kugelform darstellen.
  4. 4. Flexibles Heizelement nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnchen (1) eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm, insbesondere 2 mm aufweisen.
  5. 5. Flexibles Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Körnchen (1) aus dichtgesinterter und erneut zermahlener PTC-Keramik bestehen.
  6. . 6. Flexibles Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, .daß die Körnchen (1) aus porösem Granulat aus PTC-Keramik bestehen.
  7. 7. Flexibles Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsbeläge {7,8) durch Flammspritzen,Sputtern oder Aufdampfen eines einen sperrschichtfreien Kontakt auf den Kaltleiterkörnchen (1) liefernden Metall hergestellt sind.
  8. 8. Flexibles Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsbeläge (7/8) aus stromlos aufgebrachtem Nickel oder Phosphor enthaltendem Nickel bestehen.
    -yf- 2>. VPA 83 P 70 0 5 DE
  9. 9. Flexibles Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis &, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktxerungsauflagen (11,12) vorhanden sind bestehend aus Metallfolien, insbesondere Bleifolien, aus dünngewalztem, biegsamem Metallblech, wie Kupferblech, Weißblech, aus feinmaschigen Geflechten aus dünnen (Durchmesser 0,2 bis mm) Drähten (Maschendraht) oder aus klebfähigen Kunststoff, der durch Einlagerung von Leitpartikeln elektrisch leitfähig ist, in Bandform oder als Lackauftrag.
  10. 10. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Heizelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Körnchen (1) einlagig auf dem ebenen Boden einer an den Rändern allseitig begrenzten Form geschüttet und dort möglichst gleichmäßig verstellt werden, daß danach die Form mit dem auszuhärtenden organischen Bindemittel so ausgegossen wird, daß die im Durchmesser größten Körnchen (1) gerade überdeckt werden, daß danach das Bindemittel (2) ausgehärtet wird und beide Oberflächen (3/4) geschliffen (geläppt) werden, bis der überwiegende Anteil der Körnchen (1) an beiden Seiten Schliffflächen (5, 6) aufweist, wonach die sperrschichtfreien Stromzuführungsbeläge (7, 8) erzeugt und dann darauf die Kontaktierungsauflagen (11, 12) befestigt werden.
DE19833311051 1983-03-25 1983-03-25 Flexibles heizelement in bandform, das aus elektrisch leitfaehigen koernchen aus ptc-material und einem organischen isolierenden kunststoff als bindemittel besteht, und verfahren zur herstellung des flexiblen heizelementes Withdrawn DE3311051A1 (de)

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