DE10333451A1 - Device for receiving ceramic heating elements and method for producing such - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Keramik-Heizelementen (PTC-Elementen, Kaltleitern) in einer Heizvorrichtung, mit einem isolierenden Rahmen und mindestens einer durch diesen gehaltenen Kontaktplatte, auf der die Heizelemente auflegbar sind. Der Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zur Aufnahme von Keramikheizelementen in einer Heizvorrichtung.The The invention relates to a device for receiving ceramic heating elements (PTC elements, PTC thermistors) in a heating device, with a insulating frame and at least one held by this Contact plate on which the heating elements can be placed. The invention further relates to a method for manufacturing a device for holding ceramic heating elements in a heating device.
Derartige Aufnahme-Vorrichtungen dienen zur Aufnahme von flachen quaderförmigen Keramik-Heizelementen (PTC-Heizelementen, Kaltleiter-Heizelementen) zur Schaffung einer Heizvorrichtung. Eine derartige Vorrichtung weist einen Rahmen auf, in den eine Kontaktplatte eingefügt ist, die im Rahmen durch eine in einen Durchbruch der Kontaktplatte ragende Nase des Rahmens formschlüssig gehalten wird; ein Kraftschluss ist nicht vorgesehen. Der Rahmen weist neben Längsstreben sich senkrecht zu diesen quer über die Kontaktplatte erstreckende Querstege auf, zwischen denen auf einer Seite der Kontaktplatte die Keramik-Heizelemente eingelegt werden und derart im Rahmen aufgenommen sind, während auf der den Heizelementen abgewandten Seite der Kontaktplatte ein Isolierstreifen aufgelegt wird. Die gesamte Einheit wird in ein Profilrohr mit rechteckigem Querschnitt eingeschoben, welches zur Herstellung der gesamten Heizvorrichtung verpresst wird.such Recording devices are used to receive flat cuboid ceramic heating elements (PTC heating elements, PTC thermistor heating elements) to create a Heater. Such a device has a frame into which a contact plate is inserted is in the frame by a in an opening of the contact plate protruding nose of the frame is held positively; a frictional connection is not scheduled. In addition to the longitudinal struts, the frame is perpendicular this across the contact plate extending crossbars, between which on the ceramic heating elements are inserted on one side of the contact plate and are included in the frame, while on the heating elements an insulating strip is placed on the opposite side of the contact plate becomes. The entire unit is in a profile tube with a rectangular Cross section inserted, which is used to manufacture the entire heating device is pressed.
Bei der bekannten Aufnahme-Vorrichtung ist insbesondere nachteilig, dass diese aufwendig und teuer herzustellen ist, da zunächst der Rahmen gespritzt werden muss, in diesen die Kontaktplatte eingefügt und im Rahmen formschlüssig fixiert werden muss. Es sind so bei der Herstellung in mehreren Einzelschritten mehrere Einzelteile zu handhaben.at the known recording device is particularly disadvantageous, that this is complex and expensive to manufacture, because the first Frame must be injected, inserted into the contact plate and in the Frame positive must be fixed. So it is in the manufacture in several individual steps to handle several individual parts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aufnahmevorrichtung für die Keramik-Heizelemente zu schaffen, welche unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile einfacher mit weniger Einzelteilen und damit preiswerter herzustellen und auch in der weiteren Handhabung einfacher zu handhaben ist.The The invention is therefore based on the object of a receiving device for the To create ceramic heating elements which avoid the aforementioned Disadvantages easier with fewer individual parts and therefore cheaper to manufacture and easier to handle in the further handling is.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktplatte und Rahmen kraftschlüssig verbunden sind. Insbesondere ist die Kontaktplatte kraftschlüssig im Rahmen gehalten; sie kann auch am Rahmen gehalten sein. Auf jeden Fall haften Kontaktplatte und Rahmen also aneinander. Die Kontaktplatte besteht aus elektrisch leitendem Material wie Stahl oder Aluminium, der Rahmen aus elektrisch isolierendem Material. Die Kraft schlussverbindung zwischen Kontaktplatte und Rahmen ist dabei derart, dass sie nicht durch einfaches Auseinanderziehen seitens einer Person gelöst werden kann. Bei dem Versuch einer Trennung von Rahmen und Kontaktplatte wird der Rahmen beschädigt oder zerstört. Die erfindungsgemäße Aufnahme-Vorrichtung ist insbesondere derart herstellbar, dass eine Kontaktplatte von einem diese kraftschlüssig aufnehmenden Rahmen umspritzt wird. Der Kraftschluss ist in Richtung der Längserstreckung der so verbundenen Teile gegeben.According to the said task solved with a device of the type mentioned, which is characterized in that the contact plate and frame are non-positively connected. In particular, the contact plate is held non-positively in the frame; she can also be held on the frame. In any case, contact plates stick and frame together. The contact plate consists of electrical conductive material such as steel or aluminum, the frame made of electrical insulating material. The power connection between the contact plate and frame is such that they do not simply pull apart solved by one person can be. When trying to separate the frame and contact plate the frame will be damaged or destroyed. The recording device according to the invention can be produced in particular in such a way that a contact plate from one of these non-positively receiving frame is encapsulated. The adhesion is in the direction the longitudinal extent of the connected parts.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung weiter bei einem gattungsgemäßen Verfahren, vor, dass zumindest auf eine einer Aufnahmeseite für die Heizelemente abgewandten Seite einer Kontaktplatte eine Schicht aus folgenden Materialien aufgespritzt oder aufgesprüht wird: Kunststoff, Polymerkeramik, Keramik.to solution The invention further sees the above-mentioned object in a generic method, before that at least on a one receiving side for the heating elements opposite side of a contact plate a layer of the following Materials are sprayed on or sprayed on: plastic, polymer ceramic, Ceramics.
In äußerst bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Aufnahme-Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Kontaktplatte zumindest in einem begrenzten Längsabschnitt des Rahmens vollständig dicht von diesem umfasst ist. Die kraftschlüssige Halterung der Kontaktplatte im Rahmen wird insbesondere in diesem Längsabschnitt des Rahmenteils, in dem die Kontaktplatte vollständig vom Material des Rahmens umgeben ist, bewirkt. Bei der geringen Stärke der Aufnahme-Vorrichtung und insbesondere des Rahmenteils kann eine allseitige Umgebung der Kontaktplatte, wobei sie dicht umgeben ist, nur durch Einspritzen hergestellt werden, da für die Spritzherstellung des Rahmens ohne eingelegter Kontaktplatte in diesem Bereich ein durchgehender Kanal des Rahmens zu schaffen wäre, was bei der geringen Stärke der Kontaktplatte nicht praktikabel ist.In the most preferred Design of the recording device according to the invention it is provided that the contact plate at least in a limited longitudinal section of the frame completely tight is included by this. The non-positive holder of the contact plate in the frame, in particular in this longitudinal section of the frame part, in which the contact plate completely is surrounded by the material of the frame. With the low strength of the Recording device and in particular the frame part can all-round surroundings of the contact plate, where it is closely surrounded, only be produced by injection, because for the injection molding of the A continuous frame without an inserted contact plate in this area Channel of the frame would be to create what about the low strength the contact plate is not practical.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine dauerhafte Verbindung von Rahmen und Kontaktplatte und daher ein einfa ches Einbringen der Vorrichtung zusammen mit den übrigen Elementen, wie Keramik-Heizelementen und Isolierauflage in ein Aluminiumprofilrohr ermöglicht. Die Handhabung von Einzelteilen wird reduziert. Auch ist die Herstellung einfacher und preiswerter.By the solution according to the invention becomes a permanent connection of frame and contact plate and therefore a simple insertion of the device together with the other elements, such as Ceramic heating elements and insulating pad in an aluminum profile tube allows. The handling of individual parts is reduced. Manufacturing is also easier and cheaper.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass die Kontaktplatte über den größten Teil ihrer Länge hin in Längsstreben ausgebildeten Nuten des Rahmens gehalten ist.In a preferred embodiment of the device according to the invention it is also provided that the contact plate over the biggest part their length towards the longitudinal struts trained grooves of the frame is held.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Kontaktplatte zusätzlich formschlüssig im Rahmen gehalten ist.Furthermore it can be provided that the contact plate is additionally positively in the Frame is held.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Rahmen auf einer Seite der Kontaktplatte Querstege aufweist, zwischen denen die Heizelemente einlegbar sind, wobei insbesondere die die Heizelemente aufnehmenden Ausnehmungen umgebenden Längsstreben und Querstegen des Rahmens nach innen hin gerichtete Nasen zur formschlüssigen Halterung der Heizelemente ausgebildet sind.Further preferred embodiments of the invention provide that the frame has cross bars on one side of the contact plate, between which the heating elements can be inserted, in particular in particular, the longitudinal struts and transverse webs of the frame, which surround the recesses receiving the heating elements, are inwardly directed lugs for the form-fitting mounting of the heating elements.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass am Rahmen die Schmalseite überragende Ausbiegungen zur kraftschlüssigen Festlegung des Rahmens in einem Profilrohr ausgebildet sind.In Development of the device according to the invention it is envisaged that on the frame the narrow side projecting bends frictional Fixing the frame are formed in a profile tube.
Andere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Kontaktplatte den Rahmen zumindest an einer Stirnseite überragt, wobei insbesondere die Kontaktplatte den Rahmen genau an einer Stirnseite überragt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das oder die überragenden Enden der Kontaktplatte als Anschlusslaschen ausgebildet sind. Zur axialen Fixierung der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung in einem genannten Profilrohr einer Heizvorrichtung sieht die Erfindung weiterhin in bevorzugter Ausgestaltung vor, dass bei über seine Länge hin im wesentlichen Stand der Breite der Rahmen an einer Stirnseite eine Breite überragende Haken aufweist.Other Embodiments of the invention provide that the contact plate projects beyond the frame at least on one end face, in particular the contact plate projects over the frame at one end. It is particularly provided that the one or more Ends of the contact plate are designed as connecting lugs. to axial fixation of the receiving device according to the invention in the invention sees a named profile tube of a heating device furthermore, in a preferred embodiment, that over its length essentially the width of the frame on one end a breadth outstanding Has hook.
Zunächst kann der Rahmen so ausgebildet sein, dass er lediglich – mit Überstand – die Schmalkanten der Kontaktplatte umfasst sowie auf der Seite der Kontaktplatte, auf der die Heizelemente aufzulegen sind, diese voneinander trennende Stege beinhaltet. In diesem Falle ist vorgesehen, dass die den Heizelementen abgewandte Seite der Kontaktplatte mit einer Isolierabdeckung in Form einer Platte versehen wird, bevor der Rahmen – mit Heizelementen – in ein Rechteck-Profilrohr eingeschoben wird. Die Abdeckplatte besteht aus elektrisch isolierendem, vorzugsweise aber gut wärmeleitendem Material, wie Keramik.First of all the frame should be designed in such a way that it only protrudes from the narrow edges the contact plate and on the side of the contact plate, on which the heating elements are to be placed, separating them Contains bridges. In this case it is provided that the heating elements opposite side of the contact plate with an insulating cover in Form a plate is provided before the frame - with heating elements - in one Rectangular profile tube is inserted. The cover plate is there made of electrically insulating, but preferably good thermal conductivity Material such as ceramics.
In bevorzugter alternativer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Rahmen auf einer einer Aufnahmeseite für die Heizelemente abgewandten Seite der Kontaktplatte vollständig geschlossen und demgemäß die Kontaktplatte mit einer sie völlig abdeckenden Abdeckung versehen ist.In A preferred alternative embodiment provides that the Frame on a receiving side facing away from the heating elements Side of the contact plate completely closed and accordingly the contact plate with one completely covering cover is provided.
Der Rahmen selbst kann aus einem der folgenden Materialien oder einem Verbund mindestens zweier dieser Materialien bestehen: Kunststoff, Polymerkeramik, aufgespritzte Keramik.The The frame itself can be made from one of the following materials or one Composite of at least two of these materials: plastic, Polymer ceramic, sprayed ceramic.
Als Polymerkeramiken werden dabei anorganisch-organische Kompositmaterialien bezeichnet, die aus keramischen Füllstoffen und einer Matrix aus keramischen Polymeren bestehen.As Polymer ceramics become inorganic-organic composite materials referred to, which consist of ceramic fillers and a matrix ceramic polymers exist.
Im Falle eines Verbundes zweier der vorgenannten Materialien ist dabei insbesondere vorgesehen, dass eine die Kontaktplatte auf ihrer der Aufnahmeseite für die Heizelemente abgewandten Seite durch eine Abdeckschicht aus Polymerkeramik oder Keramik abgedeckt ist, während der Rest des Rahmens aus Kunststoff oder Polymerkeramik besteht.in the In the case of a composite of two of the aforementioned materials, this is included in particular provided that a the contact plate on its the Recording page for the side facing away from the heating elements by a cover layer Polymer ceramic or ceramic is covered while the rest of the frame consists of plastic or polymer ceramic.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Vorrichtung zur Aufnahme von Keramik-Heizelementen in einer Heizvorrichtung mit einer Kontaktplatte und mit Halteelementen zum seitlichen Halten der Heizelemente gegen Verrutschen auf der Kontaktplatte, die gekennzeichnet ist durch zumindest eine auf einer eine Aufnahmeseite für die Heizelemente abgewandten Seite der Kontaktplatte aufgebrachte Isolierschicht. Die Isolierschicht ist dabei kraftschlüssig und damit haftend mit der Halteplatte verbunden. Während auch bei dieser Ausgestaltung grundsätzlich die Halteelemente durch einen isolierenden Rahmen gebildet sein können, sieht eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Halteelemente durch aus der Ebene der Kontaktplatte herausgedrückte Vorsprünge gebildet sind. Die Vorsprünge können dabei rollenartig oder durch aus der Ebene der Kontaktplatte herausgedrückte Fahnen gebildet sein.in the A device for receiving is also within the scope of the invention Ceramic heating elements in a heater with a contact plate and with holding elements for holding the heating elements against the side Slipping on the contact plate, which is characterized by at least one on a receiving side facing away from the heating elements Insulation layer applied to the side of the contact plate. The insulation layer is non-positive and thus adhesively connected to the holding plate. While also basically with this configuration the holding elements are formed by an insulating frame can, sees an extremely preferred Design of this device according to the invention that the Holding elements formed by projections pressed out of the plane of the contact plate are. The tabs can thereby roll-like or by flags pushed out of the plane of the contact plate be educated.
In weiterer Ausgestaltung ist wiederum vorgesehen, dass die Isolierschicht aus einem der folgenden Materialien oder einem Verbund mindestens zweier derselben besteht: Kunststoff, Polymerkeramik, aufgespritzte Keramik.In A further embodiment in turn provides that the insulating layer one of the following materials or a combination of at least two the same consists of: plastic, polymer ceramic, sprayed ceramic.
Während Kunststoff und Polymerkeramik im Spritzgussverfahren aufgebracht werden können, indem die Kontaktplatte in eine Form eingeführt und in dieser gehalten und der restliche dem gewünschten Rahmen angepasste Hohlraum der Spritzgussform durch Spritzgießen mit Kunststoff oder Keramik gefüllt wird, erfolgt das Aufbringen von Keramik durch Aufspritzen oder Aufsprühen, vorzugsweise mittels eines atmosphärischen Plasma-Sprühverfahrens. Dabei ist es insbeson dere vorteilhaft, zunächst auf die der Aufnahmeseite für die Heizelemente abgewandten Seite der Kontaktplatte eine Schicht Keramik aufzusprühen, anschließend diesen Verbund aus Kontaktplatte und aufgesprühter Isolierschicht aus Keramik in eine Spritzgussform einzubringen und den restlichen Rahmen im Spritzgießverfahren aus Kunststoff oder Polymerkeramik zu bilden. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Kontaktplatte nicht nur auf der dem aufzunehmenden Heizelement abgewandten Seite, sondern auch im Randbereich oder vollständig durch Aufsprühen von Keramik zu umgeben und gegebenenfalls eine Nachbearbeitung spanabhebend vorzunehmen.While plastic and polymer ceramics can be applied by injection molding by the contact plate inserted into a mold and held in this and the rest the desired frame adapted cavity of the injection mold by injection molding with Plastic or ceramic filled ceramic is applied by spraying or spraying, preferably by means of an atmospheric plasma spraying process. there it is particularly advantageous, first on the recording side for the Heating element facing away from the contact plate a layer of ceramic spray, subsequently this composite of contact plate and sprayed-on insulating layer made of ceramic insert into an injection mold and the rest of the frame in injection molding to form from plastic or polymer ceramic. But it can also be provided, the contact plate not only on the to be recorded Side facing away from the heating element, but also in the edge area or completely through spray on surrounded by ceramics and, if necessary, post-processing make.
Die Erfindung beinhaltet darüber hinaus eine Heizvorrichtung mit einem elektrisch leitenden Profilrohr, einer in dieses unter Aufnahme von Keramikheizelementen in den Ausnehmungen zwischen Längsstreben und Querstegen und unter Vorsehnung eines Isolierstreifens auf die den Heizelementen abgewandte Seite der Kontaktplatte eingeschobenen Haltevorrichtung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen sowie ein Heizregister mit mehreren durch Haltestege parallel und mit Abstand zueinander gehaltene derartige Heizvorrichtungen. Der Isolierstreifen auf der der Aufnahmeseite abgewandten Seite der Kontaktplatte kann je nach Ausgestaltung separat aufgelegt oder aber kraftschlüssig mit dieser verbunden sein.The invention also includes a heating device with an electrically conductive profile tube, one in this with accommodation of ceramic heating elements in the recesses between the longitudinal strive and crossbars and with the provision of an insulating strip on the side of the contact plate facing away from the heating elements holding device of the above-described embodiments as well as a heating register with several such holding devices held in parallel by spacers and spaced from each other. The insulating strip on the side of the contact plate facing away from the receiving side can, depending on the configuration, be placed separately or connected to it in a force-locking manner.
In bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Aufbringen der Isolierschicht aus der Ebene der Kontaktplatte zu der Heizelemente aufnehmenden Seite derselben Vorsprünge herausgedrückt werden und dass als Halteelemente für die Heizelemente ein die Kontaktplatte kraftschlüssig aufnehmender Rahmen durch Umspritzen oder Auf- bzw. Umsprühen der Kontaktplatte auf dieselbe aufgebracht wird.In preferred embodiments of the method according to the invention are provided, that before applying the insulating layer from the plane of the contact plate to the heating element receiving side of the same protrusions and that as holding elements for the heating elements through a frame which receives the contact plate in a non-positive manner Injection molding or spraying on or spraying the Contact plate is applied to the same.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüche aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt bzw. zeigen:Further Features and advantages of the invention result from the claims the following description, in which an embodiment of the invention is explained in detail with reference to the drawing. It shows:
Die
Eine
Vorrichtung zum Aufnehmen von Keramik-Heizelementen, kurz Aufnahme-Vorrichtung weist
zunächst
einen Rahmen
Der
Rahmen
Im
Bereich des Längsabschnitts
Wie
insbesondere den
Zur
Innenseite der Längsstege
Weiter
sind an einem Stirnende des Rahmens
Mittels
der erfindungsgemäßen Aufnahme-Vorrichtung,
wie sie vorstehend unter Bezug auf die
Derart
gebildete Einzel-Heizvorrichtungen können in einem Heizregister
eingesetzt werden, wie es in der
Während die
Ausgestaltungen der
Dies
kann, wie gesagt, im Spritzgussverfahren geschehen, bei dem der
Rahmen, wie er in der
Die
Querschnittsdarstellung der
Die
Ausgestaltungen der
Bei
der Ausgestaltung der
Auf
der der Abdeckschicht
Bei
der Ausgestaltung der
- 11
- Rahmenframe
- 1a1a
- Abdeckschichtcovering
- 1.11.1
- Längsstegelongitudinal webs
- 1.21.2
- Längsnutenlongitudinal grooves
- 1.31.3
- Längsabschnittlongitudinal section
- 1.41.4
- Querstegecrossbars
- 1.51.5
- untere Abdeckunglower cover
- 22
- Kontaktplattecontact plate
- 2a2a
- Vorsprüngeprojections
- 2.12.1
- Anschlusslascheconnection tab
- 33
- Ausnehmungenrecesses
- 44
- Nasennose
- 55
- Hakenhook
- 77
- Ausbiegungenbends
- 88th
- Keramikheizelementenceramic heating elements
- 99
- Isolierstreifeninsulating
- 1010
- Profilrohrsection tube
- 1111
- Einzel-HeizvorrichtungSingle heater
- 1212
- Haltestegeretaining webs
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