DE19645095A1

DE19645095A1 - Heating

Info

Publication number: DE19645095A1
Application number: DE1996145095
Authority: DE
Inventors: Ralf Diehlmann; Volker Block; Achim Bierbaum; Wilfried Schilling; Lutz Dr Ose; Franz Dr Bogdanski
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-07
Also published as: EP0840534A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beheizung, die insbesondere zur Erwärmung von Feststoffen oder fließfähigen Medien, wie Flüssigkeiten, durch unmittelbare Wärmeleitung geeignet ist. Dadurch können z. B. Festkörper von Geräten, wie Warmhalte platten, oder Wasser bis zu Temperaturen unter 200°C oder 100°C erwärmt werden.The invention relates to heating, in particular for Heating of solids or flowable media, such as Liquids that are suitable due to direct heat conduction. This allows z. B. solids of devices such as keeping warm plates, or water up to temperatures below 200 ° C or 100 ° C to be heated.

Zur Steuerung bzw. Regelung der Aufheiztemperatur bzw. zum Schutz gegen Überhitzung oder Zerstörung der Heizeinheit sind zweckmäßig Steuer- bzw. Regelelemente einer Steuereinheit vorgesehen, die elektronisch arbeiten. Sie können jeweils mindestens einen Sensor, Meßsignalverstärker, Differenzierer, Schwellwertschalter, ein Stellglied, einen Mikroprozessor, ein Netzteil o. dgl. enthalten. Derartige Elemente dürfen, um nicht beschädigt zu werden, meist nur einer Temperatur oder Dauertemperatur von höchstens 200°C oder 150°C ausgesetzt werden. Daher sind sie in einem vor Überhitzung geschützten Bereich anzuordnen. Beispielsweise können elektronische Elemente sowie die sie verbindenden elektrischen Leiterbahnen auf einem von der Heizeinheit gesonderten Träger, wie einer Platine, angeordnet sein. Diese Elemente arbeiten mit einer wesentlich niedrigeren Spannung bzw. Versorgungsspannung als das Heizglied der Heizeinheit, das zweckmäßig ebenfalls wenigstens teilweise als Beschichtung auf einem Träger, wie einer Platine, angeordnet ist. Werden die elektrisch leiten den Verbindungen zwischen der Regeleinheit, dem oder den Heizkreisen, Sensoren o. dgl. mit Litzen hergestellt, so ergibt sich ein hoher Aufwand für die Verdrahtung. Ferner müssen die beiden Träger am Sockel des Beheizungs-Gerätes jeweils für sich gesondert lagegesichert werden, da sie durch flexible Verbindung mit den Litzen, Drähten o. dgl. ohne diese Festlegung gegeneinander bereits unter geringen Kräften beweglich wären.To control or regulate the heating temperature or Protection against overheating or destruction of the heating unit expedient control elements of a control unit provided that work electronically. You can each at least one sensor, measuring signal amplifier, differentiator, Threshold switch, an actuator, a microprocessor, a power supply or the like included. Such elements are allowed to not to be damaged, usually only one temperature or Continuous temperature of at most 200 ° C or 150 ° C exposed will. Therefore, they are protected from overheating Arrange area. For example, electronic Elements and the electrical interconnects connecting them on a carrier separate from the heating unit, such as one Circuit board. These elements work with a much lower voltage or supply voltage than the heating element of the heating unit, which is also expedient at least partially as a coating on a support, such as a circuit board. They will conduct electricity the connections between the control unit, the or the Heating circuits, sensors or the like made with strands, see above there is a lot of effort for wiring. Further the two brackets on the base of the heating device each be secured separately for themselves, as they are by flexible connection with the strands, wires or the like without this definition against each other even under low forces would be agile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beheizung zu schaffen, durch welche Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. der beschriebenen Art vermieden sind und die insbesondere bei einfachem und kompaktem Aufbau eine hohe Heizleistung bzw. eine einfache Montage gewährleistet.The invention is based on the object of heating create the disadvantages of known training or of the type described are avoided and in particular simple and compact construction a high heating capacity or easy assembly guaranteed.

Erfindungsgemäß sind wenigstens Teile der Heizeinheit sowie einzelne der genannten, temperaturempfindlichen Elemente zu einer Baueinheit zusammengefaßt. In dieser Baueinheit kann die Heizeinheit gegenüber der zugehörigen Steuereinheit genau definiert sowie begrenzt beweglich oder lagestarr angeordnet sein. Die Festigkeit der Verbindung zwischen den Einheiten ist zweckmäßig so, daß die eine Einheit die andere in ihrer Betriebsanordnung am Gerät frei tragen kann, so daß die zweitgenannte Einheit keiner gesonderten Befestigung am Gerät bedarf, sondern allein durch die Verbindung mit der erstge nannten Einheit getragen ist. Die beiden Einheiten können auch Heizeinheiten sein, von denen ggf. nur eine oder keine eine Steuereinheit bzw. elektronische Steuerelemente enthält.According to the invention, at least parts of the heating unit and some of the temperature-sensitive elements mentioned summarized in one unit. In this unit you can the heating unit exactly compared to the associated control unit defined as well as limited mobility or rigidly arranged be. The strength of the connection between the units is expedient in such a way that one unit has the other in its own Operating arrangement on the device can carry freely, so that second-mentioned unit no separate attachment to the device needs, but only through the connection with the first named unit is worn. The two units can also be heating units, of which possibly only one or none contains a control unit or electronic control elements.

Die Verbindung zwischen den Einheiten sowie die Einheiten selbst können Mittel zum Schutz der Steuerelemente gegen Überhitzung enthalten, so daß die Steuerelemente trotz unmittelbarer Verbindung mit den Heizgliedern höchstens bis zu 135°C oder 130°C erwärmt werden, obwohl an den Heizglie dern eine demgegenüber mehrfach höhere Temperatur gegeben ist. Diese Mittel leiten die vom Heizglied erzeugte Wärme unter Umgehung der Steuerelemente so schnell ab, daß die Steuerelemente auch im Dauerbetrieb über mehrere Minuten oder Stunden nicht über die genannten Temperaturen hinaus erwärmt werden. Die Wärmeableitung kann auf kürzestem Weg in den zu beheizenden Stoff direkt vom Träger oder durch thermische Koppelungsglieder erfolgen, die in unmittelbarer Berührung mit der Heizeinheit und diesem Stoff stehen. Dadurch kann die maximale Heizleistung der einzelnen Heizeinheit mindestens 250, 500, 1000, 1500 oder sogar 2000 Watt betragen. Die größte lineare Ausdehnung der Heizeinheit bzw. von deren Träger braucht dabei nicht größer als 200 oder 150 mm zu sein. Im Falle eines Fluids, wie Wasser, ist das Heizelement so am Heizbehälter angeordnet, daß durch die Beheizung vom Heizelement eine nach oben gerichtete Konvektions- bzw. Umlaufströmung innerhalb des Wassers entsteht, die abgekühlt parallel zum Heizelement seitlich über dessen Ränder in den Bereich der Heizglieder wieder nachströmt.The connection between the units as well as the units itself can provide means to protect the controls against Overheating included, so the controls despite direct connection with the heating elements up to to be heated to 135 ° C or 130 ° C, although on the heating element given a temperature that is several times higher is. These means conduct the heat generated by the heating element bypassing the controls so quickly that the Controls even in continuous operation over several minutes or Hours not heated above the temperatures mentioned will. The heat dissipation can be done in the shortest possible way heating material directly from the carrier or by thermal Coupling links are made in direct contact stand with the heating unit and this fabric. This allows the maximum heating output of the individual heating unit at least 250, 500, 1000, 1500 or even 2000 watts. The greatest linear expansion of the heating unit or of its Carriers do not need to be larger than 200 or 150 mm be. In the case of a fluid, such as water, the heating element is so arranged on the heating tank that by heating from Heating element an upward convection or Circulating flow within the water that cools parallel to the heating element laterally over its edges in the Area of the heating elements flows again.

Die Verbindung zwischen den beiden gesonderten Einheiten oder Trägern kann elektrisch leitende Teile enthalten oder aus schließlich durch diese gebildet sein und ist zweckmäßig eigensteif. Die Verbindung kann aber auch elektrisch isolie rende oder nicht mit Leistungs- bzw. Signalströmen beauf schlagte Verbindungsteile enthalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Träger durch einen einteiligen Tragkörper gebildet sind, welcher im Bereich der elektrisch leitenden Teile mit einer elektrischen Isolierung versehen ist oder ganz aus Isolierwerkstoff besteht. The connection between the two separate units or Carriers can contain or consist of electrically conductive parts finally be formed by this and is appropriate inherently rigid. The connection can also be electrically isolated rende or not with power or signal currents struck connecting parts included. Particularly advantageous it is when both beams are supported by a one-piece support body are formed, which in the area of the electrically conductive Parts are provided with electrical insulation or consists entirely of insulating material.

Der jeweilige Träger kann aus einem keramischen Werkstoff, wie Hartkeramik, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, wie Aluminium, Kupfer, Stahl oder dgl., mit einer Dielektri kumschicht, wie einer Hart-Emaillierung oder Glas, als Isolierung, aus Kunststoff, einem flexiblen Substrat, wie Papier, o. dgl. bestehen. Zweckmäßig sind die Elemente der jeweiligen Einheit, nämlich Widerstände sowie Leiterbahnen zum Anschluß des jeweiligen Widerstandes bzw. des jeweiligen Steuerelementes auf dem zugehörigen Träger als unlösbar haftende Beschichtung von mindestens 5 und höchstens 35 µm Dicke angeordnet. Die Beschichtung kann als Paste durch Druckverfahren aufgebracht und dann gehärtet werden. Geeignet ist das Aufbringen in Dickschichttechnik, in Dünnschichttech nik, im Transferdruck o. dgl. Der jeweilige Sensor ist zweckmäßig ein temperaturvariabler Widerstand, der wie jedes der übrigen Steuerelemente mit einer gegenüber dem Heizglied wesentlich niedrigeren Stromspannung von unter 20, 10 oder 5 Volt betrieben wird und einen positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten haben kann.The respective carrier can be made of a ceramic material, like hard ceramic, made of an electrically conductive material, such as aluminum, copper, steel or the like, with a dielectric cum layer, such as a hard enamel or glass, as Insulation, plastic, a flexible substrate, such as Paper, or the like. The elements of the respective unit, namely resistors and conductor tracks for connecting the respective resistor or the respective Control element on the associated carrier as unsolvable adhesive coating of at least 5 and at most 35 µm Thickness arranged. The coating can pass through as a paste Printing process applied and then hardened. Suitable is the application in thick film technology, in thin film technology nik, in transfer printing or the like. The respective sensor is expediently a temperature-variable resistor, like any other the remaining controls with one opposite the heating element much lower voltage of less than 20, 10 or 5 Volt is operated and a positive or negative Can have temperature coefficients.

Da das Heizglied extrem massearm ist, reagiert es nahezu verzögerungsfrei auf Änderungen der Leistungszufuhr bzw. der Wärmeabnahme. Um dabei die Hysteresis im Ansprechen der Steuereinheit bzw. das Überschreiten der Grenztemperatur durch das Heizelement möglichst klein zu halten, ist eine sehr kurze Regelstrecke bzw. eine nahezu unmittelbare wärme leitende Koppelung zwischen Heizglied und dem Sensor für Trockenlauf oder dergleichen vorgesehen. Diese Koppelung kann im wesentlichen nur über den Träger erfolgen. Bezogen auf die größte Flächenausdehnung der Heizeinheit bzw. des Trägers oder der Widerstandsfläche ist eine sehr hohe Leistungsdichte von über 15, 50, 70 oder 100 W/cm² möglich. Besteht der Träger aus Aluminiumoxidkeramik, so hat er eine gute Wärme leitfähigkeit. Das gesamte Heizglied, die Sensoranordnung, die elektronische Regelungseinheit, ein Temperaturschutz glied, wie ein Temperaturwächter, Temperaturbegrenzer, Temperaturschalter o. dgl. und alle Leiterbahnen können an der selben Fläche bzw. Seite des Trägers angeordnet sein. Sie können aber auch an gesonderten Flächen angeordnet sein, die im Winkel oder voneinander abgekehrt etwa parallel liegen. Mit Abstand innerhalb seiner Außenkanten oder an den Außen kanten ist der Träger zweckmäßig von Durchbrüchen frei, so daß er ausschließlich von kontinuierlich bzw. eben durchge henden Kantenflächen begrenzt und vor Spannungsrissen ge schützt ist.Since the heating element is extremely low in mass, it responds almost instantaneously to changes in the power supply or heat consumption. In order to keep the hysteresis in response to the control unit or the exceeding of the limit temperature by the heating element as small as possible, a very short controlled system or an almost immediate heat-conducting coupling between the heating element and the sensor for dry running or the like is provided. This coupling can essentially only take place via the carrier. Based on the largest surface area of the heating unit or the support or the resistance surface, a very high power density of over 15, 50, 70 or 100 W / cm ^{2 is} possible. If the carrier consists of aluminum oxide ceramic, it has good thermal conductivity. The entire heating element, the sensor arrangement, the electronic control unit, a temperature protection element, such as a temperature monitor, temperature limiter, temperature switch or the like, and all conductor tracks can be arranged on the same surface or side of the carrier. But they can also be arranged on separate surfaces which are approximately parallel at an angle or away from one another. At a distance within its outer edges or on the outer edges, the carrier is expediently free of breakthroughs, so that it is limited only by continuous or even continuous edge surfaces and is protected against stress cracks.

Die Beheizung bzw. Heizeinheit kann im wesentlichen vollstän dig automatisch mit Handhabungs-Automaten bzw. mit sehr geringem Verdrahtungsaufwand hergestellt werden. Die Steuer einheit und deren Träger geben die thermische Verlustleistung der Regelung im wesentlichen vollständig an den zu beheizen den Stoff ab, so daß sich ein sehr hoher Wirkungsgrad ergibt. Die Heizeinheit kann äußerst kompakt, z. B. durchgehend plattenförmig, ausgebildet werden, wobei lediglich einzelne Steuerelemente, wie Transistor, Triac, Thyristor o. dgl. über die zugehörige Fläche des Trägers quer vorstehen können.The heating or heating unit can be essentially complete dig automatically with handling machines or with very low wiring effort can be produced. The tax unit and its support give the thermal power loss of the regulation essentially to heat the the substance, so that there is a very high efficiency. The heating unit can be extremely compact, e.g. B. continuously plate-shaped, are formed, only individual Control elements such as transistor, triac, thyristor or the like the associated surface of the carrier can protrude transversely.

Die Heizeinheit bzw. deren stromführende Teile können auch so, z. B. durch Beschichtung, elektrisch isoliert sein, daß die Heizeinheit unmittelbar in den zu beheizenden Stoff eingebettet bzw. im Falle einer wäßrigen Lösung eingetaucht ist. Es können jeweils nur oder in Kombination die Heizseite, die davon abgekehrte Seite, die Kantenflächen o. dgl. der Heizeinheit oder des Trägers in unmittelbarer Berührung mit diesem Stoff stehen. Es ergibt sich eine noch schnellere Wärmeableitung und daher die Möglichkeit einer weiteren Erhöhung der genannten Leistungsdichte. Steht nur eine Seite, wie die von der Heizseite abgekehrte Trägerfläche, der Heizeinheit als Teil einer Behälterwandung oder dgl. in unmittelbarer Berührung mit dem zu beheizenden Stoff, oder mit der Außenseite einer einlagigen Wandung eines Flüssig keitsbehälters, deren Innenseite unmittelbar in Berührung mit der Flüssigkeit steht, so enthalten die Mittel zur Wärmeab leitung zweckmäßig eine gut wärmeleitende Basis aus einem Feststoff. Diese Basis kann ein- oder mehrschichtig sein, wobei alle Lagen im wesentlichen ganz flächig haftend mitein ander verbunden sind. Die Lagen können den Träger, erhärteten Wärmeleitkleber, eine Isolierplatte, einen wärmeleitenden Flansch o. dgl. enthalten, welcher gleichzeitig zur Befesti gung der Beheizung bzw. Heizeinheit am Gerät dient. Dieser Flansch hat vorteilhaft eine Wärmeleitzahl von mindestens 70, 150 oder 300 W/mK. Der Leiterträger oder der Flansch steht in unmittelbarer, gut wärmeleitender Berührung mit dem zu beheizenden Stoff, wie einem Fluid, so daß über ihn der größte Teil der Heizleistung an diesen Stoff abgegeben wird. Der Flansch kann aus Kupfer, Aluminium oder einem ähnlichen, insbesondere metallischen, Werkstoff bestehen. Der Wärmeleit kleber enthält zweckmäßig eine keramische Masse, die nach dem plastischen Auftrag spröde bzw. hart wird.The heating unit or its live parts can also so, e.g. B. be electrically insulated by coating that the heating unit directly in the material to be heated embedded or immersed in the case of an aqueous solution is. Only the heating side, or in combination, the side facing away from it, the edge surfaces or the like Heating unit or the wearer in direct contact with this substance. The result is an even faster one Heat dissipation and therefore the possibility of another Increase the power density mentioned. If there is only one side, like the support surface facing away from the heating side, the Heating unit as part of a container wall or the like. In direct contact with the material to be heated, or with the outside of a single-layer wall of a liquid container, the inside of which is in direct contact with is in the liquid, so contain the means for heat expediently a good heat-conducting base from one Solid. This base can be one or more layers, all layers adhering to one another essentially over the entire surface are connected. The layers can harden the support Thermal adhesive, an insulating plate, a heat conductive Flange or the like included, which at the same time for fastening heating or heating unit on the device. This Flange advantageously has a thermal conductivity of at least 70, 150 or 300 W / mK. The conductor carrier or the flange is standing in direct, good heat-conducting contact with the heating substance, such as a fluid, so that the most of the heat output is given to this substance. The flange can be made of copper, aluminum or a similar especially metallic, material. The thermal conductor Glue expediently contains a ceramic mass which, according to the plastic application becomes brittle or hard.

Zwischen den unmittelbar mit dem Heizglied verbundenen Flächen und den so nicht unmittelbar beheizten Flächen des Trägers ergeben sich sehr hohe Temperaturgradienten, welche zu einem Wärmestau führen können. Durch die beschriebene Ausbildungen werden diese Temperaturgradienten wesentlich herabgesetzt, was einen sicheren Betrieb der Heizeinheit insbesondere auch dann gewährleistet, wenn das Heizglied z. B. im Trockenlauf eingeschaltet wird, ohne daß der zu beheizende Stoff anwesend ist. Es hat sich gezeigt, daß die Heizeinheit in diesem Fall bis zu vier Sekunden bei voller Leistung betrieben werden kann, ehe sie ausfällt. In diesem Fall eines Trockenlaufes liegt die Ansprechzeit der Steuereinheit signifikant unterhalb der genannten Ausfallzeit. Die Leistungszufuhr zur Heizeinheit wird daher rechtzeitig unterbrochen.Between those directly connected to the heating element Surfaces and the areas of the Very high temperature gradients result, which can lead to heat build-up. By the described Training these temperature gradients become essential reduced what safe operation of the heating unit guaranteed especially when the heating element z. B. is switched on in dry running, without the to be heated Substance is present. It has been shown that the heating unit in this case up to four seconds at full power can be operated before it fails. In this case one Dry run is the response time of the control unit significantly below the stated downtime. The Power supply to the heating unit is therefore timely interrupted.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind auch Mittel zur Selbstreinigung der Heizeinheit von verfestigt anhaftenden Ablagerungen, wie Kalk, geschaffen. Im zyklischen Aufheizbe trieb platzen Ablagerungen ab einer bestimmten Schichtdicke nach und nach von selbst ab, ohne daß die Heizeinheit beschä digt wird.The inventive design also means for Self-cleaning of the heating unit from solidified adherent Deposits such as lime are created. In cyclical heating drove deposits from a certain layer thickness gradually by itself, without damaging the heating unit is damaged.

Unabhängig von der beschriebenen Ausbildung ist zweckmäßig für die Inbetriebnahme der Beheizung eine Aufheiz- oder Anlaufsteuerung vorgesehen, welche zunächst in einem kurzen Testlauf über weniger als fünf, drei oder 2 Sekunden die thermische Reaktion der Heizeinheit erfaßt und erst nach Auswertung dieser Reaktion und nach einer Pause den vielfach längere Zeit dauernden Aufheizbetrieb freigibt. Dabei wird vorteilhaft so verfahren, daß das Heizglied bei voller Betriebsleistung zunächst mit einem Leistungsimpuls von etwa einer Sekunde beaufschlagt und danach die Leistungszufuhr über eine mindestens 2-, 3- oder 4-fach längere Zeit wieder vollständig unterbrochen oder zumindest wesentlich reduziert wird. Mit einem oder mehreren Sensoren wird über ein Zeiter fassungsglied die Geschwindigkeit des Temperaturanstieges der Heizeinheit bzw. des Trägers durch den Leistungsimpuls festgestellt. Liegt diese Geschwindigkeit unter einem stufen los justier- bzw. veränderbaren Grenzwert, wird das Heizglied nach der genannten Pausenzeit mit der vollen Betriebsleistung im Dauerbetrieb beaufschlagt. Die Beheizung heizt dann den Stoff bis zur Solltemperatur auf, die über einen manuell bzw.Regardless of the training described is appropriate for the commissioning of the heating a heating or Startup control is provided, which is initially in a short Test run for less than five, three or 2 seconds thermal reaction of the heating unit detected and only after Evaluation of this reaction and after a break the multiple releases long-term heating operation. Doing so Advantageously proceed so that the heating element at full Operating power initially with a power pulse of approximately one second and then the power supply over a period of at least 2, 3 or 4 times longer completely interrupted or at least significantly reduced becomes. With one or more sensors is a time the speed of the temperature rise of the Heating unit or the carrier by the power pulse detected. If this speed is less than one step The heating element becomes adjustable or changeable after the specified break time with full operating performance charged in continuous operation. The heating then heats the Fabric up to the set temperature, which can be

stufenlos einstellbaren Sollwertgeber veränderbar ist. Ist diese Solltemperatur erreicht, so unterbricht oder reduziert die Steuereinheit die Leistungszufuhr, um sie nach Erreichen eines unteren Temperatur-Grenzwertes wieder zuzuführen. Der zulässige Grenzwert der genannten, am Sensor bzw. Trocken laufsensor gemessenen Geschwindigkeit ist abhängig von der Absoluttemperatur der Heizeinheit und wird durch die Steuer einheit selbstregelnd entsprechend verändert.infinitely adjustable setpoint generator is changeable. Is this target temperature is reached, interrupted or reduced the control unit the power supply to them after reaching a lower temperature limit. Of the permissible limit of the above, at the sensor or dry The speed measured by the running sensor depends on the Absolute temperature of the heating unit and is controlled by the tax Self-regulating unit changed accordingly.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung 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 Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähi ge Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:These and other features of the invention go beyond those of Claims also from the description and the drawings , the individual features each individually or more in the form of sub-combinations in one Embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous as well as protectable ge representations for which protection here is claimed. Embodiments of the invention are in the drawings and will be described in more detail below explained. The drawings show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heiz- und Steuer-Bauein heit in Ansicht auf eine Flachseite; Figure 1 is a heating and control Bauein unit in view of a flat side.

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit zwei Einheiten gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a block diagram with two units according to FIG. 1;

Fig. 3 ein erweitertes Blockschaltbild, insbesondere für eine Aufheizsteuerung; Fig. 3 is an expanded block diagram, in particular for a warm up;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Anordnung der Bauein heit; Figure 4 shows a section through an arrangement of the Bauein unit.

Fig. 5 die erfindungsgemäße Beheizung an einem Warmwasser-Boiler und Fig. 5, the heating according to the invention on a hot water boiler and

Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausbildung. Fig. 6 shows a section through a further training.

Die Beheizung 1 enthält eine Baueinheit 2 sowie einen elek tronischen Temperatur-Regler bzw. eine Steuerung, von der Teile gesondert von der Einheit 2 angeordnet und mit dieser über Verbindungs- bzw. Signalleitungen verbunden sein können. Wenigstens ein Teil der Steuerung ist als elektronische Schaltung bzw. Steuereinheit 6 jedoch lagestarr an der Einheit 2 angeordnet.The heater 1 contains a structural unit 2 and an elec tronic temperature controller or a control, of which parts are arranged separately from the unit 2 and can be connected to it via connection or signal lines. At least part of the control, however, is arranged as an electronic circuit or control unit 6 in a fixed position on the unit 2 .

Als Basis weist die Einheit 2 einen plattenförmig ebenen sowie durchgehend einteiligen Träger 3, 4 aus einem gut wärmeleitenden, jedoch elektrisch isolierenden Werkstoff auf. Der Trägerteil 3, welcher rahmenförmig den Randbereich des Trägers bildet, trägt eine Heizeinheit 5. Der innerhalb dieses Trägerteiles freiliegende Trägerteil 4, welcher das Mittelfeld des Trägers bildet, trägt die elektronische Steuereinheit 6. Außerdem trägt der Träger 3, 4 an derselben Plattenseite wie die Einheiten 5, 6 Leiterbahnen 7, so daß an der davon abgekehrten Plattenseite keinerlei stromführende Teile der Baueinheit 2 vorgesehen sein müssen. An derselben Plattenseite wie die Einheiten 5 bis 7 sind zwei Anschluß glieder 8 für Geräteleitungen vorgesehen, über welche beide Einheiten 5, 6 mit Strom, insbesondere Netz- und Wechselstrom von 110 oder 230 Volt, versorgt werden.As a basis, the unit 2 has a plate-shaped, flat and continuously one-piece support 3 , 4 made of a material which is a good heat conductor but is electrically insulating. The carrier part 3 , which forms the frame region of the edge region of the carrier, carries a heating unit 5 . The carrier part 4 , which is exposed within this carrier part and forms the middle field of the carrier, carries the electronic control unit 6 . In addition, the carrier 3 , 4 carries on the same plate side as the units 5 , 6 conductor tracks 7 , so that no current-carrying parts of the structural unit 2 have to be provided on the plate side facing away from it. On the same side of the plate as the units 5 to 7 , two connection elements 8 are provided for device lines, via which both units 5 , 6 are supplied with current, in particular mains and alternating current of 110 or 230 volts.

Gemäß Fig. 1 sind als Heizglieder 9 nur zwei oder mehr parallele, streifen- bzw. bandförmige Heiz-Widerstände vorgesehen. Diese sind zweckmäßig gleich ausgebildet, jedoch in Fig. 1 in unterschiedlicher Ausbildung dargestellt. Das linke Heizglied 9 ist über seine Länge durchgehend aus Widerstandsmaterial hergestellt, während das rechte Heizglied in Längsabschnitte unterteilt ist, die im Abstand hinterein ander liegen und über Leiterbahnen geringeren Widerstandes in Reihenschaltung miteinander verbunden sind. Dadurch ist eine thermisch höhere Belastung des Trägers 3, 4 möglich. Der länglich rechteckige Träger 3, 4 weist zwei parallele, längere Außenkanten 11 und zwei diese rechtwinklig verbin dende, kürzere Außenkanten 12 auf. Jede der Kanten bzw. Kantenflächen 11, 12 ist durchgehend geradlinig bzw. eben. Die Länge der Kanten 11 kann kleiner als 200 oder 150 mm sein und die Länge der Kanten 12 kleiner als 100 oder 75 mm. Bevorzugt sind die Kanten 11 etwa 100 mm und die Kanten 12 etwa 50 mm lang. Alle Leiterbahnen 7 werden zuerst auf die Plattenfläche aufgedruckt. Danach werden die Widerstände ebenfalls als Schichten so aufgedruckt, daß ihre Anschlußen den die zugehörigen Anschlußfelder der Leiterbahnen 7 über decken und so elektrisch leitend mit ihnen verbunden sind. Die Oberflächenrauhigkeit der beschichteten Zonen des Trägers 3, 4 beträgt höchstens 0,8 oder 0,6 µm.Referring to FIG. 1, as heating members 9, only two or more parallel, strip-or band-shaped heating resistors are provided. These are expediently of the same design, but are shown in different designs in FIG. 1. The left heating element 9 is continuously made of resistance material over its length, while the right heating element is divided into longitudinal sections which are spaced one behind the other and are connected to one another in series by interconnects of lower resistance. Thereby a higher thermal load on the carrier 3 , 4 is possible. The elongated rectangular support 3 , 4 has two parallel, longer outer edges 11 and two, these perpendicularly connecting, shorter outer edges 12 . Each of the edges or edge surfaces 11 , 12 is continuously straight or flat. The length of the edges 11 can be less than 200 or 150 mm and the length of the edges 12 less than 100 or 75 mm. The edges 11 are preferably approximately 100 mm long and the edges 12 approximately 50 mm long. All conductor tracks 7 are first printed on the board surface. Then the resistors are also printed as layers so that their connections cover the associated connection fields of the conductor tracks 7 and are connected to them in an electrically conductive manner. The surface roughness of the coated zones of the carrier 3 , 4 is at most 0.8 or 0.6 μm.

Jeder Widerstand 9 liegt parallel zu einer der Kanten 11 und von dieser durchgehend mit einem Abstand, der kleiner als seine durchgehend konstante Streifenbreite ist. Der Wider stand 9 erstreckt sich über den größten Teil der Länge der Kante 11, nämlich über mehr als 75 bzw. 85% davon. Zwischen dem Widerstand 9 und der benachbarten Kante 11 bzw. 12 sind keine weiteren stromführenden Teile oder Widerstände vorgese hen. Zwei Leiterbahnen 7 liegen parallel zu den Kanten 12 und unmittelbar benachbart zu diesen mit einem Abstand, der demjenigen der Widerstände 9 von den Kanten 11 gleich sein kann. Die Enden dieser Leiterbahnen stehen in leitendem Kontakt mit den jeweils zugehörigen Enden beider Widerstände 9, so daß die Widerstände 9 mit diesen Leiterbahnen 7 das Mittelfeld 4 des Trägers 3, 4 durchgehend rahmenförmig umschließen.Each resistor 9 is parallel to one of the edges 11 and continuously therefrom at a distance which is smaller than its continuously constant strip width. The opponent was 9 extends over most of the length of the edge 11 , namely over more than 75 or 85% thereof. Between the resistor 9 and the adjacent edge 11 and 12 , no further live parts or resistors are hen vorgese. Two conductor tracks 7 lie parallel to the edges 12 and immediately adjacent to them at a distance which can be the same as that of the resistors 9 from the edges 11 . The ends of these conductor tracks are in conductive contact with the respectively associated ends of both resistors 9 , so that the resistors 9 with these conductor tracks 7 surround the central field 4 of the carrier 3 , 4 continuously in a frame-like manner.

Innerhalb dieses Mittelfeldes liegen die Anschlußglieder 8, von denen eines unmittelbar an die zugehörige Leiterbahn 7 und die Widerstände 9 angeschlossen ist, während das andere unter Zwischenschaltung der elektronischen Schaltung 10 der Einheit 6 an die Widerstände 9 angeschlossen ist. Die gesamte Schaltung 10 liegt zwischen den Anschlußgliedern 8 im Mittel feld 4 und kann einen Mindestabstand von den Widerständen 9 und deren Anschlußbahnen 7 haben, der deren Abstand von den Kanten 11, 12 entspricht. Die Schaltung 10 wird über die Anschlußglieder 8 mit Strom von höchstens 30, 20 oder 15 Volt Spannung versorgt und zwar unter Zwischenschaltung eines einzigen, diese Ausgangsspannung abgebenden Spannungs minderers, der z. B. ein auf den Träger 4 aufgedruckter Vorwiderstand 29 sein kann, so daß keinerlei Transformator erforderlich ist. Die Steuereinheit 6 enthält Steuerglieder 13 bis 27, 30, von welchen jedes unmittelbar am Träger 4 oder gesondert von der Einheit 2 derart vorgesehen sein kann, daß es über geeignete flexible Signal- bzw. Verbindungsleitungen steuernd mit der Einheit 2 verbunden ist.Within this field, the agent terminal members are 8, one of which is directly associated to the conductor track 7 and the resistors 9 is connected, while the other of the unit 6 is connected to the resistors 9 with the interposition of the electronic circuit 10th The entire circuit 10 is between the connecting members 8 in the middle field 4 and may have a minimum distance from the resistors 9 and their connecting tracks 7 , which corresponds to their distance from the edges 11 , 12 . The circuit 10 is supplied via the connecting members 8 with a current of at most 30, 20 or 15 volts voltage, with the interposition of a single, this output voltage output voltage reducer, the z. B. may be a printed resistor 29 on the carrier 4 , so that no transformer is required. The control unit 6 contains control elements 13 to 27 , 30 , each of which can be provided directly on the carrier 4 or separately from the unit 2 in such a way that it is connected to the unit 2 in a controlling manner via suitable flexible signal or connecting lines.

Gemäß Fig. 3 wird den parallel geschalteten Heizgliedern 9 der Leistungsstrom unter Zwischenschaltung eines Stellgliedes 25, wie eines Triac, über einen Stromleiter 28 zugeführt. Die Heizglieder 9 sind über den Träger 3, 4 bzw. das zu beheizen de Medium oder zusätzliche Wärmeleitglieder thermisch an Sensoren 14, 15 angekoppelt. Sofern diese zur Einheit 2 gehören, können sie auf einfache Weise als Schicht aufge druckte Widerstandssensoren sein, welche einen negativen oder positiven Temperaturkoeffizienten haben. Die Sensoren 14, 15 wirken jeweils auch als Totzeit bzw. Zeitverzögerungs-Glieder 13 und umfassen einen Trockenlaufsensor 14 sowie einen Sensor 15 zur Erfassung der Temperatur des zu beheizenden Mediums, welcher auch gesondert von der Einheit 2 sowie im Abstand von dieser am Gerät so angeordnet sein kann, daß er in das Medium eingetaucht ist. Die Anordnung gemäß Fig. 3 kann auf einem einteiligen Träger 3, 4 bzw. auf einer einzigen Platine angeordnet sein. According to FIG. 3, the power current is supplied to the heating elements 9 connected in parallel with the interposition of an actuator 25 , such as a triac, via a current conductor 28 . The heating elements 9 are thermally coupled to sensors 14 , 15 via the carrier 3 , 4 or the medium to be heated or additional heat conducting elements. If they belong to the unit 2 , they can be printed as a layer resistance sensors in a simple manner, which have a negative or positive temperature coefficient. The sensors 14 , 15 each also act as dead time or time delay elements 13 and comprise a dry-running sensor 14 and a sensor 15 for detecting the temperature of the medium to be heated, which is also arranged separately from the unit 2 and at a distance therefrom on the device may be that it is immersed in the medium. The arrangement according to Fig. 3 can be arranged on a one-piece carrier 3, 4 or on a single board.

Die Sensoren 14, 15 wirken über Signalleitungen auf Meß signal-Verstärker 16 und diese über Signalleitungen wiederum auf Differenzierer 17 zur Auswertung der Meßsignale. Die Differenzierer 17 wirken über Signalleitungen auf Schwellwertschalter 18, welche bei Erreichen entsprechender Grenztemperaturen öffnen und schließen. Der eine Verstärker 16 wirkt über eine Signalleitung unmittelbar auf einen Schwellwertschalter 18, welcher mit einem Stell- bzw. Jus tierglied 26 auf einen Grenzwert, nämlich eine Maximaltempe ratur des Sensors 14 eingestellt werden kann. Über ein weiteres Stell- bzw. Justierglied 27 kann auch ein weiterer Grenzwert, nämlich die maximale Temperatur-Anstiegsgeschwin digkeit am Sensor 14, festgelegt werden. Der Differenzierer 17 für das Meßsignal des Sensors 15 ist über eine Signallei tung mit einem weiteren Schwellwertschalter 18 verbunden. Dieser wird über eine weitere Signalleitung 24 von einem Stellglied 19, wie einem Potentiometer oder dgl., beeinflußt, mit welchem die Temperatur manuell eingestellt wird, auf welche das Medium aufzuheizen ist. Dieser Sollwert-Vorgabe 19 ist ein Schalter 20 zum ein- und ausschalten der Beheizung 1 bzw. der Einheit 2 zugeordnet. Die vier Schwellwertschalter 18 wirken über eine Signalleitung auf das Stellglied 25, dem ein Nullspannungs-Schalter 30 vorgeschaltet sein kann. Die Schaltung 10 kann zur Auswertung der genannten Signale auch einen Mikroprozessor enthalten, welcher unmittelbar am Träger 4 bzw. dessen stromführender Seite befestigt ist und den Nullspannungs-Schalter 30 bildet.The sensors 14 , 15 act on signal lines on measurement signal amplifier 16 and these in turn on signal lines on differentiators 17 for evaluating the measurement signals. The differentiators 17 act on signal lines on threshold switches 18 , which open and close when corresponding limit temperatures are reached. One amplifier 16 acts via a signal line directly on a threshold switch 18 , which can be set to a limit value, namely a maximum temperature of the sensor 14 , with an actuator or actuator 26 . A further limit value, namely the maximum temperature rise speed at sensor 14 , can also be set via a further actuator 27 . The differentiator 17 for the measurement signal of the sensor 15 is connected to a further threshold switch 18 via a signal line. This is influenced via a further signal line 24 by an actuator 19 , such as a potentiometer or the like, with which the temperature to which the medium is to be heated is set manually. A switch 20 for switching the heating 1 or the unit 2 on and off is assigned to this target value specification 19 . The four threshold switches 18 act via a signal line on the actuator 25 , which can be preceded by a zero voltage switch 30 . The circuit 10 can also contain a microprocessor for evaluating the signals mentioned, which is fastened directly to the carrier 4 or its current-carrying side and forms the zero voltage switch 30 .

Gemäß Fig. 1 ist der Sensor 14 bzw. 15 eine unmittelbar auf den Träger 3, 4 aufgedruckte, langgestreckte Widerstands schicht, die parallel zum Widerstand 9 liegt und eine Länge hat, die kleiner als die des Widerstandes 9, jedoch größer als die Hälfte bzw. zwei Drittel der Länge des Widerstandes 9 ist. Die Enden des Sensors 15 liegen dadurch um gleiche Abstände gegenüber den Enden des Widerstandes 9 zurückver setzt. Die Breite des Widerstandes 15 ist wesentlich kleiner als die des Widerstandes 9. Der durchgehend konstante Abstand des Sensors 15 vom Widerstand 9 ist höchstens so groß wie bzw. kleiner als die Breite des Widerstandes 9, etwa gleich dessen Abstand von der benachbarten Kante 11 und größer als die Dicke der Trägerplatte. Je näher der Sensor 14 bei der Heizbahn 9 liegt, um so kürzer sind aufgrund der Glieder 13 die Reaktions-Verzögerungen des Sensors, nämlich die Zeiten zwischen den Beginn des Temperaturanstieges am Heizglied 9 und dem ersten Ansprechen des Sensors 14 auf diesen Tempera turanstieg. Je weiter der Sensor 15 entsprechend entfernt liegt, umso genauer erfaßt er unmittelbar die Wassertem peratur.Referring to FIG. 1, the sensor 14 or 15 is a printed directly on the carrier 3, 4, resistor elongate layer, which is located parallel to the resistor 9 and has a length which is smaller than that of the resistor 9, but greater than half or is two thirds the length of the resistor 9 . The ends of the sensor 15 are thereby sets equal distances back from the ends of the resistor 9 . The width of the resistor 15 is significantly smaller than that of the resistor 9 . The continuously constant distance of the sensor 15 from the resistor 9 is at most as large as or smaller than the width of the resistor 9 , approximately equal to its distance from the adjacent edge 11 and greater than the thickness of the carrier plate. The closer the sensor 14 is to the heating track 9 , the shorter the reaction delays of the sensor due to the elements 13 , namely the times between the beginning of the temperature rise on the heating element 9 and the first response of the sensor 14 to this temperature increase. The further away the sensor 15 is, the more precisely it detects the water temperature.

Gemäß Fig. 2 enthält die jeweilige Einheit 2 auf dem Träger den Sensor 14 bzw. 15, die elektronische Schaltung 10, das Stellglied 25 und das Heizglied 9, während das Einstellglied 19 gesondert am Gerät angeordnet ist. Zwei oder mehr Einhei ten 2 können dabei zu einer eigensteifen Baueinheit z. B. derart miteinander verbunden sein, daß ihre Heizeinheiten 5 bzw. paarweisen Heizglieder 9 in Reihe miteinander geschaltet sind. Das Stellglied 19 kann dabei auf alle Einheiten 2 gemeinsam wirken und es kann auch nur ein einziger Sensor 15 für alle Einheiten 2 vorgesehen sein. Trotzdem ist jede Einheit 2 für sich durch einen Sensor 14 bzw. die Schaltung 10 unabhängig von den anderen Einheiten gegen Überhitzung geschützt. Bei Ausfall bzw. Abschalten der Heizglieder 9 einer Einheit 2 können die Heizglieder der übrigen Einheiten 2 in Betrieb bleiben. Die Träger benachbarter Einheiten 2 können aneinander stoßen oder es kann eine Lücke zwischen ihnen vorgesehen sein, damit das Medium zwischen ihnen hindurchströmen kann. Dadurch kann auch hier eine ausreichen de Menge kühleres Medium vom Randbereich auf die Platten fläche der Baueinheit 2 nachströmen und die Einheit 2 an dieser gesamten Fläche kühlen. Benachbarte Einheiten 2 können ebenengleich aneinanderschließen oder ebenenversetzt zuein ander sein.Referring to FIG. 2, the respective unit 2 includes on the support the sensor 14 and 15, the electronic circuit 10, the actuator 25 and the heating member 9, while the adjusting member 19 is arranged separately on the device. Two or more units 2 can be an inherently rigid unit z. B. be connected to each other in such a way that their heating units 5 or paired heating elements 9 are connected in series with one another. The actuator 19 can act jointly on all units 2 , and only a single sensor 15 can be provided for all units 2 . Nevertheless, each unit 2 is independently protected from overheating by a sensor 14 or the circuit 10, independently of the other units. If the heating elements 9 of one unit 2 fail or are switched off, the heating elements of the other units 2 can remain in operation. The supports of adjacent units 2 can abut one another or there can be a gap between them so that the medium can flow between them. As a result, a sufficient amount of cooler medium can flow from the edge area onto the plate surface of the unit 2 and the unit 2 can cool over this entire surface. Adjacent units 2 can connect to one another at the same level or be offset from one another at different levels.

Gemäß Fig. 4 ist die Einheit 2 sandwichartig mit weiteren Lagen 31 bis 36 zusammengefaßt, welche jeweils über den größten Teil der Flächenerstreckung des Trägers 3, 4 reichen. Jede Lage kann an der stromführenden Seite des Trägers oder an der davon abgekehrten Seite liegen oder es kann jede der Lagen zweifach an beiden Seiten des Trägers vorgesehen sein. Der Träger ist mit seiner von der stromführenden Seite abgekehrten Seite über eine Zwischen- bzw. Haftschicht 32 unmittelbar an der Außenseite eines Flansches oder einer Platte 31 befestigt, welche die Wandung bzw. wenigstens einen Teil des horizontalen Bodens eines Gefäßes bilden kann, in dem sich das zu beheizende Medium unmittelbar an die Innen seite dieser Wandung und den Flansch angrenzend befindet. Die andere, stromführende Seite des Trägers kann zwar frei innerhalb einer abnehmbaren Abdeckung liegen, ist jedoch hier mit einer weiteren Zwischenschicht 33 abgedeckt, welche somit auch alle stromführenden Teile, wie Leiterbahnen, Widerstände u. dgl. elektrisch isolierend einbetten und abdecken kann. Diese Schicht 33 ist zwischen dem Träger 3, 4 und einer elektrischen Isolierschicht, beispielsweise einer Hart keramik-Platte 34 angeordnet. An der anderen Seite dieser Schicht 34, die gegenüber dem Träger 3, 4 eine geringere Dicke hat, ist wieder eine Schicht 35 angeordnet, die gleich wie die Schichten 32, 33 ausgebildet ist und zwischen der Platte 34 sowie einem plattenförmigen Flansch 36 liegt.According to FIG. 4, the unit 2 is sandwiched combined with further layers 31 to 36 which each extend over most of the surface extension of the carrier 3, 4. Each layer can lie on the current-carrying side of the carrier or on the side remote from it, or each of the layers can be provided twice on both sides of the carrier. The carrier is attached with its side facing away from the current-carrying side via an intermediate or adhesive layer 32 directly to the outside of a flange or plate 31 which can form the wall or at least part of the horizontal bottom of a vessel in which the medium to be heated is directly adjacent to the inside of this wall and the flange. The other, current-carrying side of the carrier can lie freely within a removable cover, but is covered here with a further intermediate layer 33 , which thus also carries all current-carrying parts, such as conductor tracks, resistors and the like. The like. Embed and cover electrically insulating. This layer 33 is arranged between the carrier 3 , 4 and an electrical insulating layer, for example a hard ceramic plate 34 . On the other side of this layer 34 , which has a smaller thickness than the carrier 3 , 4 , a layer 35 is again arranged, which is designed like the layers 32 , 33 and lies between the plate 34 and a plate-shaped flange 36 .

Die Schichten 32 bis 35 bestehen aus gut wärmeleitendem, z. B. keramischem Werkstoff mit elektrisch isolierenden Eigenschaf ten. Die Schichten 32, 33, 35, die dünner als der Träger 3 bzw. die Platte 34 sind, bestehen aus einem Wärmeleitkleber und verbinden jeweils die beiden unmittelbar an sie angren zenden Lagen 3, 31 bzw. 3, 34 bzw. 34, 36 haftend miteinan der. Für solche Steuerglieder der Schaltung 10, welche quer über den Träger 3, 4 vorstehen, können die Lagen bzw. Schich ten mit Aufnahme-Aussparungen oder Durchbrüchen versehen sein, in welche dann diese Steuerglieder hineinragen, jedoch wie alle übrigen stromführenden Teile vollständig wasserdicht ummantelt bzw. eingebettet sein können. Der Flansch 36, der dicker als die Lagen 3, 4 und 31 bis 35 ist, kann elektrisch leitend sein und besteht zweckmäßig aus einem besonders gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise Aluminium, Kupfer o. dgl. Der Flansch 36 kann durchgehend parallel zu den Schich ten 3, 31 bis 35 liegen oder quer abgewinkelte bzw. abste hende Teile zur Befestigung oder Abstützung der Einheit 2 am Gerät aufweisen.The layers 32 to 35 consist of good heat, z. B. ceramic material with electrically insulating properties th. The layers 32 , 33 , 35 , which are thinner than the carrier 3 and the plate 34 , consist of a thermal adhesive and each connect the two immediately adjacent layers 3 , 31 and 3 , 34 or 34 , 36 adhering to each other. For such control elements of the circuit 10 , which protrude transversely over the carrier 3 , 4 , the layers or layers can be provided with receiving recesses or openings, into which these control elements then protrude, however, like all other current-carrying parts, are completely waterproof or coated can be embedded. The flange 36 , which is thicker than the layers 3 , 4 and 31 to 35 , can be electrically conductive and expediently consists of a particularly good heat-conducting metal, for example aluminum, copper or the like. The flange 36 can th parallel throughout the layers 3 , 31 to 35 lie or have transversely angled or protruding parts for fastening or supporting the unit 2 on the device.

Das Anschlußglied 8 weist zweckmäßig zwei im Winkel zueinan derliegende, plattenförmige Schenkel auf, von denen einer parallel zum Träger 3, 4 liegt und mit seiner äußeren Plat tenfläche an der zugehörigen Leiterbahn 7 durch Löten oder eine andere haftende Verbindung elektrisch leitend befestigt ist. Der andere Schenkel steht quer zur Trägerebene vom Träger 3 frei ab und kann als Stecker, z. B. als Flachstecker, bzw. als Halter zum Einschnappen einer elektrischen Schmelz sicherung ausgebildet sein. Diese Stecker liegen in einer zur Kantenfläche 11 parallelen sowie gemeinsamen Ebene. Die Steuerglieder 13 bis 25, 30 können wie die Anschlußglieder 8 durch entsprechende Haft- bzw. Schmelzverbindungen an den zugehörigen Leiterbahnen befestigt sein, ohne daß weitere zusätzliche Befestigungsglieder erforderlich sind. The connecting member 8 expediently has two angular zueinan lying, plate-shaped legs, one of which is parallel to the carrier 3 , 4 and with its outer plat tenfläche is attached to the associated conductor track 7 by soldering or another adhesive connection electrically conductive. The other leg protrudes transversely to the support plane from the support 3 and can be used as a plug, for. B. be designed as a flat plug or as a holder for snapping an electrical fuse. These plugs lie in a common and parallel plane to the edge surface 11 . The control members 13 to 25 , 30 , like the connecting members 8 , can be fastened to the associated conductor tracks by appropriate adhesive or fused connections, without the need for additional fastening members.

Gemäß Fig. 5 ist die Platte 31, die aus einem wärmeleitenden Werkstoff der genannten Art, beispielsweise Aluminium, besteht, als Flansch oder Boden eines Warmwasser-Boilers 37 ausgebildet, so daß ihre Oberseite in direktem Kontakt mit dem Boilerinhalt steht. An ihrer Unterseite ist die Einheit 2 derart aufgeklebt, daß die Anschlüsse 8 zugänglich bleiben. Zwei weitere Anschlüsse können an der Einheit 2 vorgesehen sein, um das Stellglied 19, beispielsweise ein Potentiometer, bzw. den Sensor 15 anzuschließen.Referring to FIG. 5, the plate 31 is made of a heat-conducting material of the type mentioned, for example, aluminum, is formed as a flange or the bottom of a hot-water boiler 37, so that its top surface is in direct contact with the boiler content. The unit 2 is glued to its underside in such a way that the connections 8 remain accessible. Two further connections can be provided on the unit 2 in order to connect the actuator 19 , for example a potentiometer, or the sensor 15 .

Gemäß Fig. 6 sind die Träger 3, 4 durch gesonderte Körper gebildet, die jedoch eigen- bzw. formsteif miteinander verbunden sind. Ein Träger 4 kann ebenenparallel bzw. dec kungsgleich zum Träger 3 liegen. Ein Träger 4 kann auch benachbart zu einer Kante 11, 12 des Trägers 3 oder ebenen gleich zu diesem liegen. Die beiden Träger 3, 4 sind über Verbindungsglieder 38 bzw. 39 lagestarr oder haftend mitein ander verbunden. Diese Glieder 38, 39 können ausschießlich stromführende Teile aus Metall o. dgl. sein, die ihrerseits z. B. als Stanzteile aus Blech hergestellt sein und die Anschlußglieder 8 enthalten können. Die Glieder 38, 39 können auch Distanzglieder zwischen den Trägern 3, 4 bilden und sind in der beschriebenen Weise durch Löten o. dgl. befestigt. Der gesonderte Träger 4 ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Steuereinheit 6 bzw. einzelne Teile 8, 13 bis 25, 29, 30 dieser Einheit räumlich nicht auf dem Träger 3 unterzubringen sind oder wenn der Träger 3 beim Betrieb Temperaturen er reicht, die für diese Teile schädlich sein könnten. Die Leistungsdichte, bezogen auf die Flächenausdehnung der Heizglieder 9, kann nämlich wesentlich über 20 bzw. 40 bzw. 70 oder 100 bzw. 150 W/cm² liegen. Wenigstens einzelne der genannten Steuerglieder dürfen nicht wesentlich über 125°C erhitzt werden. Um dies zu gewährleisten sind die Ausbildungen nach den Fig. 1 bis 6 vorgesehen. According to FIG. 6, the carriers 3 , 4 are formed by separate bodies, which, however, are connected to one another in a rigid or dimensionally stable manner. A carrier 4 can be parallel to the plane or dec coincident with the carrier 3 . A carrier 4 can also lie adjacent to an edge 11 , 12 of the carrier 3 or be level with it. The two carriers 3 , 4 are rigidly or adhesively connected to one another via connecting members 38 and 39, respectively. These members 38 , 39 may be live metal parts or the like, which in turn z. B. be manufactured as stamped parts from sheet metal and may contain the connecting members 8 . The links 38 , 39 can also form spacers between the supports 3 , 4 and are fastened in the manner described by soldering or the like. The separate carrier 4 is particularly expedient when the control unit 6 or individual parts 8 , 13 to 25 , 29 , 30 of this unit cannot be accommodated spatially on the carrier 3 or when the carrier 3 reaches temperatures during operation that are sufficient for this Parts could be harmful. The power density, based on the surface area of the heating elements 9 , can namely be substantially above 20 or 40 or 70 or 100 or 150 W / cm ² . At least some of the control elements mentioned must not be heated significantly above 125 ° C. In order to ensure this, the designs according to FIGS. 1 to 6 are provided.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird das Medium bis zu einer vorgegebenen, stufenlos einstellbaren Temperatur, beispielsweise höchstens 100°C, aufgeheizt. Zusätzlich werden Überhitzungen, beispielsweise wenn kein Medium vorhanden ist und die Wärme von der Einheit 2 ableitet, durch die genannten Temperaturwächter bzw. Temperaturbegrenzer vermieden, da diese bei Trockenlauf den Leistungsstrom sofort abschalten und ggf. bei Unterschreiten des Temperatur-Grenzwertes von selbst wieder einschalten. Für entsprechend starke Über lastungen kann an der Einheit 2 auch eine elektrische Sicherung, wie eine Schmelzsicherung, vorgesehen sein, die oder deren Halterung unmittelbar am Träger 3, 4 bzw. an einem der Glieder 8 befestigt ist, so daß die durch Klemmung gehaltene Sicherung durch Abziehen zerstörungsfrei ausgewech selt werden kann.Through the design according to the invention, the medium is heated up to a predetermined, continuously adjustable temperature, for example at most 100 ° C. In addition, overheating, for example if there is no medium and the heat is dissipated from the unit 2 , is avoided by the temperature monitors or temperature limiters mentioned, since these switch off the power flow immediately when running dry and switch on again automatically if the temperature falls below the limit value. For correspondingly strong overloads, an electrical fuse, such as a fuse, can also be provided on the unit 2 , or its holder is attached directly to the carrier 3 , 4 or to one of the members 8 , so that the fuse held by clamping Pull off can be replaced non-destructively.

Um Überlastungen, beispielsweise durch Trockengang, starke Verkalkung o. dgl. noch besser berücksichtigen zu können, ist zweckmäßig eine Erfassung der Geschwindigkeit des Anstieges der Temperatur am Heizglied 9 bzw. am Sensor 14 und/oder 15 vorgesehen. Diese Erfassung kann gemäß Fig. 3 die Steuer glieder 21 bis 23 enthalten, nämlich ein einstell- bzw. justierbares Vorgabeglied 22, wie ein R/C-Glied zur Bestim mung des Verlaufes des Ansteigens der Temperatur, ein Flip-Flop 21 o. dgl. und ein Zeit bzw. Impuls-Steuerglied 23. Das Glied 21 wird vom Steuerglied 20 und von den Steuergliedern 18 jeweils über eine Signalleitung beeinflußt und beeinflußt seinerseits die Glieder 22, 23 über eine Signalleitung. Das Glied 22 beeinflußt den vom Sensor 15 beeinflußten Schwell wertschalter 18 und das Glied 23 beeinflußt über eine Signal leitung unter Zwischenschaltung des Nullspannungs-Schalters 24 das Stellglied 25 zur Leistungsbeaufschlagung des Heiz gliedes 9. In order to be able to better take account of overloads, for example as a result of a dry cycle, severe calcification or the like, it is expedient to record the rate of increase in the temperature at the heating element 9 or at the sensor 14 and / or 15 . This detection may in accordance with Fig. 3 contain the control members 21 to 23, namely an adjustable or adjustable setting member 22, such as an R / C element mung to Bestim the course of the increase of the temperature, a flip-flop 21 o. Etc. and a time or pulse control element 23 . The link 21 is influenced by the control member 20 and by the control members 18 in each case via a signal line and in turn influences the links 22 , 23 via a signal line. The element 22 influences the threshold switch 18 influenced by the sensor 15 and the element 23 influences the signal 25 via a signal line with the interposition of the zero voltage switch 24, the actuator 25 for applying power to the heating element 9 .

Beim Einschalten erhält das Heizglied 9 über das Glied 23 zunächst einen zeitlichen begrenzten Leistungsimpuls von etwa einer Sekunde Dauer. Die Sensoren 13 bis 15 erfassen die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur sowie den Beginn des Temperaturanstieges. Werden dabei keine, durch die Glieder 17, 18, 22, 27, 30 festgelegten Grenzwerte überschritten, so wird das Heizglied 9 nach einer entsprechenden, gegenüber dem Leistungsimpuls längeren, Pause von mindestens 3 sec. mit der vollen Leistung beaufschlagt. Dabei ist der zulässige Grenz wert der Geschwindigkeit des Temperaturanstieges am Sensor 14 bzw. 15 abhängig von der absoluten Temperatur der Baueinheit 2. Werden Grenzwerte überschritten, so bleibt das Heizglied außer Betrieb.When switched on, the heating element 9 initially receives a time-limited power pulse of approximately one second duration via the element 23 . The sensors 13 to 15 detect the rate of rise of the temperature and the beginning of the temperature rise. If no limit values defined by the elements 17 , 18 , 22 , 27 , 30 are exceeded, the heating element 9 is subjected to the full power after a corresponding pause of at least 3 seconds, which is longer than the power pulse. The permissible limit value of the rate of temperature rise at sensor 14 or 15 is dependent on the absolute temperature of unit 2 . If limit values are exceeded, the heating element remains out of operation.

Insbesondere bei Verwendung der Beheizung für ein Kochend- Wasser-Gerät oder dgl. wird das Wasser durch die Schaltung auf die gewünschte eingestellte Temperatur gebracht und dann der Aufheizvorgang durch Steuerung beendet, ohne daß bei Absinken der Wassertemperatur ohne manuelle Wiedereinschal tung durch die Bedienungsperson ein Wiedereinschalten der Beheizung erfolgen muß. Die Steuerung überwacht den gesamten Aufheizvorgang bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur und gewährleistet im Falle eines Fehlers oder bei falscher Bedienung ein sicheres und zuverlässiges Abschalten der Beheizung. Dabei ist in allen möglichen vorkommenden Betriebszuständen eine einwandfreie Funktion gewährleistet. Solche Betriebszustände können das Einschalten der Beheizung im Trockenlauf mit bzw. ohne Restwasser, bei kalter oder heißer Beheizung sowie bei einer Neigung des Heizelementes von etwa 5° nach allen Seiten sein. Die Beheizung bzw. deren thermisch am engsten an das Wasser angekoppelter Geräte bereich bildet dabei zweckmäßig den im Idealfall horizontalen Boden des Wasserspeichers. Die Steuerung schaltet bei Ablas sen des Wassers während des Aufheizvorganges sowie bei Erreichen der Siedetemperatur zwingend ab, ohne von selbst in den Einschaltzustand zurückzukehren. Die Abschalttemperaturen werden durch Verkalkung nicht beeinflußt.Especially when using the heating for a boiling Water device or the like. The water is switched by the circuit brought to the desired set temperature and then the heating process ended by control without The water temperature drops without manual restart by the operator restarting the Heating must be done. The controller monitors the whole Heating process until the desired temperature is reached and guarantees in the event of an error or incorrect Operation a safe and reliable shutdown of the Heating. It is occurring in all possible Operating conditions ensure proper functioning. Such operating conditions can switch on the heating in dry running with or without residual water, in cold or hot heating and when the heating element is inclined of about 5 ° on all sides. The heating or their thermally most closely connected devices to the water The area expediently forms the horizontal, ideally Bottom of the water reservoir. The control switches on discharge sen the water during the heating process and at Reaching the boiling point is mandatory without going in by itself return to the on state. The shutdown temperatures are not affected by calcification.

Der erneute, insbesondere manuell in Gang gesetzte, Start des Aufheizvorganges ist auch bei bereits heißem Wasser möglich. Zur Erfassung der drei möglichen Betriebsfälle völliger Trockenlauf, geringe Mengen vorhandenes Restwasser und Normalbetrieb mit Wasser jeweils im heißen und kalten Zustand sind die Widerstandssensoren vorgesehen. Der Trockenlauf sensor 14 befindet sich möglichst nahe an den Heizflächen und kann von diesen bzw. den Heizleitern einen geringeren Abstand als der Sensor 15 haben. Da der Sensor 14 galvanisch nicht von den Heizleitern getrennt sein muß, genügt zu diesen ein Abstand von höchstens 5 oder 2 bzw. einem Millimeter. Durch den darüberliegenden Metallflansch 31 bzw. 36 kann der Sensor 14 zusätzlich verbessert an die Heizflächen thermisch an gekoppelt sein. Der Sensor 15 kann demgegenüber frei im Bereich eines Durchbruches oder einer Aussparung des Flansches 31 bzw. 36 liegen, so daß er gegenüber dem Sensor 14 thermisch enger an das Wasser und weniger eng an die Heizleiter angekoppelt ist. Bei Trockenlauf steigt dadurch die Temperatur des Sensors 15 verzögert an, so daß diese Verzögerung zur Erkennung des Trockenlaufes ausgewertet werden kann.The renewed, in particular manually initiated, start of the heating process is also possible when the water is already hot. The resistance sensors are provided to record the three possible operating cases of complete dry running, small amounts of residual water and normal operation with water in hot and cold conditions. The dry-running sensor 14 is located as close as possible to the heating surfaces and can have a smaller distance from these or the heating conductors than the sensor 15 . Since the sensor 14 does not have to be galvanically separated from the heating conductors, a distance of at most 5 or 2 or one millimeter is sufficient. Due to the metal flange 31 or 36 lying above it, the sensor 14 can additionally be thermally coupled to the heating surfaces in an improved manner. In contrast, the sensor 15 can lie freely in the area of an opening or a recess in the flange 31 or 36 , so that it is thermally closer to the sensor 14 and less closely coupled to the heating conductor than the sensor 14 . When running dry, the temperature of sensor 15 rises with a delay, so that this delay can be evaluated to detect dry running.

Der Flansch 31 kann eine runde, kreisförmige oder rechteckige Platte sein, gegenüber deren Rand die Einheit 2 allseitig zurückversetzt ist, die nur mit ihrem Rand abgedichtet als Verschluß einer Öffnung der Bodenwand des Heizbehälters an diese Bodenwand anschließt und die von Leitungen bzw. Rohren durchsetzt sein kann, über welche ein Überdruck im Heiz behälter durch Dampfableitung vermieden bzw. Frischwasser in den Heizbehälter zugeführt wird. Der Flansch 31 kann zerstö rungsfrei lösbar befestigt sein und bildet mit der Beheizung eine vormontierte Baueinheit. Die von der Schaltung 10 abgekehrte Seite des Trägers 3 kommt dadurch in unmittelbare, wärmeleitende Berührung mit dem Wasser, während die Schaltung 10 selbst völlig trocken liegt und nur mit einen Schutzdeckel jederzeit zugänglich abgedeckt zu sein braucht. Gemäß Fig. 1 hat der den Träger 3, 4 allseits am Rand überdeckende Flansch 31 parallel zur Trägerebene einen Sicherheitsabstand von allen Leitern, insbesondere den Heizgliedern 9 und den Leitern 7, der mindestens 2 oder 3 mm beträgt und eine Kriechstrecke bildet.The flange 31 can be a round, circular or rectangular plate, opposite the edge of which the unit 2 is set back on all sides, which is only sealed with its edge as a closure for opening the bottom wall of the heating container to this bottom wall and is penetrated by lines or pipes can, via which an excess pressure in the heating tank is avoided by steam discharge or fresh water is fed into the heating tank. The flange 31 can be detachably attached non-destructively and forms a preassembled unit with the heating. The side of the carrier 3 facing away from the circuit 10 thereby comes into direct, heat-conducting contact with the water, while the circuit 10 itself is completely dry and only needs to be covered with a protective cover that is accessible at all times. According to FIG. 1, the flange 31 covering the beam 3 , 4 on all sides at the edge parallel to the beam plane has a safety distance from all conductors, in particular the heating elements 9 and the conductors 7 , which is at least 2 or 3 mm and forms a creepage distance.

Die Steuerung des Leistungsverlaufes der Beheizung zu Beginn des Aufheizvorganges ist insbesondere bei Heizleistungen unter 200 W zwar durch rampenförmige Phasenanschnittsteuerung bzw. durch Herabsetzung der Anfangsleistung durch Halbwellen betrieb möglich, jedoch bei hohen Leistungen aus Sicherheits gründen nicht zweckmäßig. Auch könnte hierzu eine Schwin gungs-Paketsteuerung eingesetzt werden, bei welcher das Verhältnis zwischen Leistungsimpuls bzw. Schwingungspaket und Leistungspause im Verlauf der Aufheizzeit verändert wird, jedoch können sich hier starke Geräusche ergeben. Daher ist es zweckmäßig, die Heizelemente bereits mit dem Einschalten mit der vollen Nennleistung zu versorgen. Durch das Über wachen des Temperaturverlaufes wird dann ein eventueller Trockenlauf erkannt und die Beheizung abgeschaltet. Hierzu könnte zwar unmittelbar die Temperatur bzw. Spannung am Sensor als Signalwert verwendet werden, jedoch ist es zweck mäßig, als Signalwert den Verlauf der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur zu verwenden, um eine möglichst schnelle Erkennung des Trockenlaufes zu ermöglichen, zumal bei Betrieb mit Wasser diese Anstiegsgeschwindigkeit signifikant geringer ist. The control of the performance curve of the heating at the beginning the heating process is particularly with heating outputs less than 200 W thanks to ramped phase control or by reducing the initial power by half-waves operation possible, but with high performance from safety are not appropriate. A swine could also do this package control, where the Relationship between power pulse or vibration package and Power break is changed in the course of the heating-up time, however, strong noises can result here. thats why it is advisable to switch the heating elements on already with the full nominal power. Through the over monitoring the temperature curve will then be a possible one Dry running detected and the heating switched off. For this the temperature or voltage at Sensor can be used as a signal value, however it is useful moderate, as a signal value the course of the slew rate the temperature to use as fast as possible To enable detection of dry running, especially during operation with water this rate of increase is significantly lower is.

Für diese Arbeitsweise sind neben den Meßsignalverstärkern 16 für beide Sensoren 14, 15 jeweils ein Differenzierer 17, der Sollwertgeber 19, die Grenzwertmodule 18, das Speicherglied 21 und der Leistungsteil 7, 9 mit dem Triac 25 als Stellglied vorgesehen. Da bei heißer Beheizung 1 die Anstiegsgeschwin digkeiten der Temperatur wesentlich geringer als bei kaltem Heizelement sind, wird zweckmäßig der Grenzwert mit steigen der Temperatur des Heizelementes herabgesetzt und außerdem ein weiterer Grenzwert vorgegeben, nämlich die Maximal temperatur des Heizelementes. Um den Aufheizvorgang auch bei heißem Wasser erneut starten zu können ist allerdings der Grenzwert zu erhöhen, was jedoch den Schutz bei Trockenlauf deutlich verschlechtern würde. Die zusätzliche Sicherung für rasches Abschalten des Heizelementes in diesem Fall enthält daher die Impulssteuerung 23. Während des Leistungsimpulses und der Pause werden die Temperaturverläufe der Sensoren 14, 15, ggf. getrennt, ausgewertet und bei zu hoher Anstiegs geschwindigkeit wird der weitere Aufheizvorgang vor Been digung der Pause abgebrochen.In addition to the measurement signal amplifiers 16 for both sensors 14 , 15 , a differentiator 17 , the setpoint generator 19 , the limit value modules 18 , the memory element 21 and the power unit 7 , 9 with the triac 25 as an actuator are provided for this mode of operation. Since with hot heating 1 the increase in temperature speeds are significantly lower than with a cold heating element, the limit value is expediently reduced as the temperature of the heating element increases and a further limit value is also specified, namely the maximum temperature of the heating element. In order to be able to start the heating process again even with hot water, the limit must be increased, which would, however, significantly impair the protection when running dry. The additional fuse for quickly switching off the heating element in this case therefore contains the pulse controller 23 . During the power pulse and the pause, the temperature profiles of the sensors 14 , 15 , if necessary separately, are evaluated and if the rate of increase is too high, the further heating process is stopped before the pause is ended.

Die Auswertung der Anstiegsgeschwindigkeit der Wassertempera tur bzw. des Sensors 15 in Verbindung mit der Impulssteuerung erhöht die Sicherheit der Beheizung 1 beträchtlich. Während beim Betrieb mit Wasser der Temperaturanstieg am Sensor 15 nur langsam erfolgt, kann man bei Trockenlauf einen wesentlich schnelleren, impulsartigen Anstieg feststellen. Dieser Anstieg kann auch zeitlich verzögert in der Pausenzeit eintreten. Dieses Verhalten verhindert ein erneutes Einschal ten des Heizgliedes 9 nach Ablauf der Pausenzeit. Als Grenz wert für die Geschwindigkeit des Temperaturanstieges wird ein Spannungsverlauf eingesetzt, der während der Impulsbeauf schlagung und der anschließenden Pausenzeit noch relativ niedrig ist, jedoch im Dauerbetrieb des Aufheizvorganges auf einen höheren Endwert ansteigt.The evaluation of the rate of rise of the water temperature or the sensor 15 in conjunction with the pulse control increases the safety of the heating 1 considerably. While the temperature rise at sensor 15 takes place only slowly during operation with water, a much faster, pulse-like rise can be determined when running dry. This increase can also be delayed during the break. This behavior prevents the heating element 9 from being switched on again after the pause time has elapsed. As a limit value for the speed of the temperature rise, a voltage curve is used which is still relatively low during impulse loading and the subsequent pause time, but increases to a higher final value during continuous operation of the heating process.

Der Meßsignalverstärker 16 ist zweckmäßig als Differenz verstärker ausgebildet und verstärkt die Eingangsspannung der Sensoren 14, 15 um ein Vielfaches, so daß dem Verlauf der von 0° bis 100°C zunehmenden Wassertemperatur ein abnehmender Spannungsbereich von z. B. höchstens 15 oder 10 Volt bis 0 Volt zugeordnet ist. Durch dieses antiproportionale Verhält nis ist gewährleistet, daß bei Drahtbruch oder einem anderen Ausfall eines Bauteiles der Beheizung 1 eine Abschaltung erfolgt, weil die Elektronik 10 diesen Ausfall in gleicher Weise wie heißes bzw. kochendes Wasser erfaßt. Dem Verstärker 16 ist zweckmäßig eine Brückenschaltung vorangeschaltet, mit welcher die Abhängigkeit von Spannungsschwankungen im Netz strom oder dgl. reduziert sowie ein vereinfachter Abgleich der Eingangsstufe auf den Sensor erreicht wird. Zur Erfassung und Auswertung des Trockenlaufes bzw. der Wassertemperatur werden somit nur Widerstandswerte bzw. Spannungen heran gezogen. Zur Erzielung geeigneter Eingangsspannungen sind die Eingangswiderstände der Brückenschaltung klein gegenüber den Widerständen des Verstärkers 16, z. B. so, daß sich bei 0°C in beiden Eingangs-Brückenschaltungen mit 4, 5 Volt etwa die Hälfte der zugeführten Spannung ergibt. Beide Komponenten für Trockenlauf und Wassertemperatur weisen die gleichen Schwankungen der Eingangsspannung auf. Bei kaltem Heizelement ergibt sich eine Ausgangsspannung des Brückenverstärkers der Eingangsstufe, die bei kalter Beheizung 1 nur geringfügig niedriger als die Eingangsspannung und bei heißer Beheizung 1 wesentlich niedriger ist. Die Widerstände des Differenzver stärkers sind hochohmig gegenüber den Brückenwiderständen.The measuring signal amplifier 16 is expediently designed as a differential amplifier and amplifies the input voltage of the sensors 14 , 15 by a multiple, so that the course of the increasing water temperature from 0 ° to 100 ° C a decreasing voltage range of z. B. is assigned a maximum of 15 or 10 volts to 0 volts. This antiproportional ratio ensures that in the event of a wire break or other failure of a component of the heating 1, a shutdown takes place because the electronics 10 detects this failure in the same way as hot or boiling water. The amplifier 16 is advantageously preceded by a bridge circuit with which the dependence on voltage fluctuations in the mains current or the like is reduced and a simplified adjustment of the input stage to the sensor is achieved. Only resistance values or voltages are therefore used to record and evaluate the dry running or the water temperature. In order to achieve suitable input voltages, the input resistances of the bridge circuit are small compared to the resistances of the amplifier 16 , e.g. B. so that at 0 ° C in both input bridge circuits with 4.5 volts results in about half of the voltage supplied. Both components for dry running and water temperature show the same fluctuations in the input voltage. When the heating element is cold, there is an output voltage of the bridge amplifier of the input stage, which is only slightly lower than the input voltage when the heating 1 is cold and substantially lower when the heating 1 is hot. The resistors of the differential amplifier are highly resistive to the bridge resistors.

Die Erfassung der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur am Sensor 14 bzw. 15 erfolgt durch Differentiation des Tempera tur-Meßsignales über der Zeit, wofür der jeweilige Differen zierer 17 mit einem geeigneten Operationsverstärker versehen ist. Diese Schaltung enthält zweckmäßig einen in Reihe geschalteten Eingangswiderstand und im Rückkoppelungszweig eine parallel geschaltete Kapazität, wie einen Kondensator, um die Verstärkung hoher Frequenzen bzw. von Störsignalen herabzusetzen sowie ein Absinken des Eingangswiderstandes bei steigender Frequenz und Schwingneigungen zu vermeiden. Das Steuerglied 22 ist dabei so justiert, daß bei einer maximalen Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur bzw. Spannung von 4 Volt pro Sekunde die Ausgangsspannung dieses Differenzierers mit 4, 5 Volt der Hälfte der genannten Eingangsspannung entspricht.The detection of the rate of rise of the temperature at the sensor 14 or 15 is carried out by differentiating the temperature measurement signal over time, for which purpose the respective differentiator 17 is provided with a suitable operational amplifier. This circuit expediently contains an input resistor connected in series and, in the feedback branch, a capacitor connected in parallel, such as a capacitor, in order to reduce the amplification of high frequencies or interference signals and to prevent the input resistance from decreasing with increasing frequency and tendency to oscillate. The control element 22 is adjusted so that at a maximum rate of increase in temperature or voltage of 4 volts per second, the output voltage of this differentiator corresponds to 4.5 volts half of the input voltage mentioned.

Der Aufheizvorgang bzw. die Leistungszufuhr zu den Heizglie dern 9 wird beendet, wenn der eingestellte Sollwert der Wassertemperatur erreicht ist, die Beheizung 1 eine Übertem peratur aufweist, die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur des Sensors 14 zu hoch ist oder wenn die Anstiegsgeschwindig keit der Temperatur des Sensors 15 während der Startphase bzw. während des Leistungsimpulses und der folgenden Pause zu hoch ansteigt. Die Überwachung und Auswertung der zugehörigen Sensorspannungen erfolgt durch einen Komparator des jeweili gen Grenz- bzw. Schwellwertschalters 18. Dieser Komparator vergleicht den Ist-Wert mit dem jeweils durch Einstellen veränderbaren Grenzwert. Die Polarität der Differenz der Eingangsspannung am Operationsverstärker bestimmt dabei die Polarität der Ausgangsspannung, so daß ein Über- bzw. Unter schreiten des Grenzwertes die Ausgangsspannung verzögerungs frei bzw. schlagartig umkippen läßt. Über ein ODER-Gatter, las aus Universal-Dioden besteht, sind die vier Grenzwert glieder 18 miteinander verbunden und an den Rücksetzeingang des Speichergliedes 21 angeschlossen. The heating process or the power supply to the Heizglie countries 9 is ended when the setpoint of the water temperature is reached, the heating 1 has an overtemperature, the rate of rise of the temperature of the sensor 14 is too high or when the rate of rise of the temperature of the sensor 15 increases too high during the start phase or during the power pulse and the following pause. The associated sensor voltages are monitored and evaluated by a comparator of the respective limit or threshold switch 18 . This comparator compares the actual value with the limit value that can be changed by setting. The polarity of the difference in the input voltage at the operational amplifier determines the polarity of the output voltage, so that an exceeding or falling below the limit value can cause the output voltage to drop over suddenly or suddenly. Via an OR gate, which consists of universal diodes, the four limit elements 18 are connected to one another and connected to the reset input of the memory element 21 .

Das Flip-Flop-Speicherglied 21 stellt das Speicherglied für das Ein- sowie Ausschalten der Heizleistung dar und ist so gestaltet, daß sein Rücksetzen Vorrang gegenüber dem manuel len Setzen durch das Steuerglied 20 hat und daß das Setzen mit dem Steuerglied 20 nur aufgrund eines einmaligen Impulses erfolgt, damit bei fortdauernd gedrückter Start-Taste des Gliedes 20 kein Taktbetrieb im Falle des Trockenlaufes eintreten kann.The flip-flop memory element 21 represents the memory element for switching the heating power on and off and is designed in such a way that its reset has priority over the manual setting by the control element 20 and that the setting with the control element 20 is only due to a one-off Pulse occurs so that with the start button of the link 20 continuously pressed, no cycle operation can occur in the event of dry running.

Der vom Glied 23 zu Beginn des Aufheizvorganges eingesteuerte Leistungsimpuls wird durch Überlagerung zweier RC-Ladespan nungen mit gegensätzlichem Verlauf erreicht. Diese Spannung bewirkt am Komparator des Nullspannungs-Schalters 30 in Verbindung mit der dort anliegenden Vergleichsspannung den gewünschten Leistungsverlauf. Durch die Zeitkonstanten der beiden RC-Glieder ergibt sich die Impulslänge der Leistungs zufuhr bzw. der anschließenden Pausenzeit. Das Unter- bzw. Überschreiten der Grenzwertspannung löst am Komparator den gewünschten Leistungsverlauf aus. Mit den Widerständen und Kondensatoren der beiden RC-Schaltungen wird das Verhältnis zwischen Impuls- und Pausenlänge festgelegt, die, ohne Veränderung des Verhältnisses, mit Änderung einer angelegten Spannung jederzeit verändert werden kann.The controlled by the link 23 at the beginning of the heating process power pulse is achieved by superimposing two RC-Ladespan voltages with opposite paths. This voltage causes the desired power curve at the comparator of the zero voltage switch 30 in connection with the reference voltage applied there. The pulse length of the power supply or the subsequent pause time results from the time constants of the two RC elements. Falling below or exceeding the limit voltage triggers the desired power curve on the comparator. The resistors and capacitors of the two RC circuits determine the ratio between the pulse and pause length, which can be changed at any time without changing the ratio by changing an applied voltage.

Das Nullspannungs-Glied 30, das auch als Zündeinheit dient, ermöglicht eine zweckmäßige Ansteuerung durch einen inte grierten Triac und ist als integrierte Schaltung ausgebildet. Sie enthält eine Vollwellenlogik, die jegliche Gleichstrom belastung des Netzes ausschließt. Eine integrierte Synchroni sationseinheit sorgt für ein einwandfreies Zünden des Triacs im Nulldurchgang der Netzspannung. Ein ferner integrierter Rampengenerator ermöglicht auf einfache Weise den Aufbau einer Schwingungspaketsteuerung. Des weiteren enthält es einen zusätzlichen Komparator und einen Zündimpulsverstärker, welcher den direkten Anschluß des Triacs an die Netzspannung über einen Vorwiderstand ermöglicht. Das Glied 30 ermöglicht eine geregelte Spannungsversorgung und weist hier acht gesonderte Anschlußpole auf. Durch das Glied 30 wird die negative Spannungsversorgung der gesamten Schaltung bereitge stellt, während der Komparator zur Erzeugung des Leistungs impulses vorgesehen ist. Die positive Versorgungsspannung für den Operationsverstärker wird mittels einer Z-Diode bereitge stellt. Die gesamte Versorgungsspannung wird über einen leistungsstarken Vorwiderstand 29 in Dickschichttechnik direkt von der Netzspannung bezogen, so daß keinerlei Trans formator oder dgl. erforderlich ist. Die Spannungsversorgung des Gliedes 13 erfolgt ohne Transformator. Die komplette Schaltung wird mit negativer Spannung betrieben. Der Baustein 30 wird über einen Widerstand und eine Diode direkt am Versorgungsnetz betrieben. Mit der Einweggleichrichtung durch die Diode entsteht eine negative pulsierende Spannung. Der Widerstand dient zur Strombegrenzung und ist entsprechend der an ihm abfallenden Verlustleistung ausgelegt. Die pulsierende Wechselspannung wird durch einen Ladekondensator geglättet. Durch die interne Z-Diode im Glied 30 entsteht eine Gleich spannung von 9,25 Volt. In dieser Schaltung wird der Baustein 30 als Proportionalregler eingesetzt. Die Frequenz des Rampengenerators kann mit einem Kondensator an zwei der Anschlüsse des Gliedes 30 eingestellt werden. Um ein synchrones Schalten mit dem Nulldurchgang der Netzspannung zu erreichen, ist ein Widerstand vorgesehen. Die genannten Widerstände und dgl. sind als Beschichtungen am Träger 4 vorgesehen.The zero voltage element 30 , which also serves as an ignition unit, enables appropriate control by an integrated triac and is designed as an integrated circuit. It contains a full-wave logic that excludes any DC load on the network. An integrated synchronization unit ensures that the triac ignites properly when the mains voltage passes zero. A further integrated ramp generator enables the construction of an oscillation packet control in a simple manner. It also contains an additional comparator and an ignition pulse amplifier, which enables the triac to be connected directly to the mains voltage via a series resistor. The link 30 enables a regulated voltage supply and has eight separate connection poles here. The link 30 provides the negative voltage supply to the entire circuit, while the comparator is provided to generate the power pulse. The positive supply voltage for the operational amplifier is provided by means of a Zener diode. The entire supply voltage is obtained directly from the mains voltage via a high-performance series resistor 29 in thick-film technology, so that no transformer or the like is required. The voltage supply to the link 13 takes place without a transformer. The entire circuit is operated with negative voltage. The module 30 is operated via a resistor and a diode directly on the supply network. With the one-way rectification by the diode, a negative pulsating voltage arises. The resistor serves to limit the current and is designed in accordance with the power loss that falls on it. The pulsating AC voltage is smoothed by a charging capacitor. The internal Z-diode in element 30 produces a DC voltage of 9.25 volts. In this circuit, module 30 is used as a proportional controller. The frequency of the ramp generator can be set with a capacitor at two of the connections of the link 30 . In order to achieve synchronous switching with the zero crossing of the mains voltage, a resistor is provided. The resistors and the like mentioned are provided as coatings on the carrier 4 .

Bei kaltem Wasser wird der Leistungsimpuls von den Wassertemperatur-Differenzierern 17 nicht erfaßt. Nach Ablauf der Pause und Wiedereinschaltung der Leistung erfolgt der Tempe raturanstieg am Differenzierer 17 des Sensors 15 mit einer gegenüber der Pausenlänge geringeren Verzögerung. Außerdem sinkt der Grenzwert der Trockenlaufkomponente 13, 14, 16, 17 so ab, daß er bei Betrieb mit Wasser nicht überschritten wird. Der Verlauf des Grenzwertes der Wassertemperatur-Komponente 13, 15, 16, 17 wird von einem RC-Glied so vorgege ben, daß er zu Beginn der Aufheizphase sehr niedrig ist, im weiteren Verlauf jedoch auf seinen hohen Endwert ansteigt.In cold water, the power pulse is not detected by the water temperature differentiators 17 . After the pause has ended and the power has been switched on again, the temperature rises at the differentiator 17 of the sensor 15 with a smaller delay than the length of the pause. In addition, the limit value of the dry-running component 13 , 14 , 16 , 17 drops so that it is not exceeded when operating with water. The course of the limit value of the water temperature component 13 , 15 , 16 , 17 is pregiven by an RC element so that it is very low at the beginning of the heating phase, but increases to its high final value in the further course.

Wird die Beheizung bei noch heißem Wasser wieder mit dem Glied 20 eingeschaltet, so kann bereits der Leistungsimpuls von den Differenzierern 17 erfaßt werden, insbesondere wenn der Flansch 31 bzw. 36 bereits soviel Wärme gespeichert hat, daß er nicht noch mehr Wärmeenergie aufnehmen kann. Die Verzögerungen bei der Auswertung des Wasser-Temperatur verlaufes verringern sich dadurch.If the heating is switched on again with the member 20 while the water is still hot, the power pulse can already be detected by the differentiators 17 , in particular if the flange 31 or 36 has already stored so much heat that it cannot absorb any more thermal energy. This reduces the delays in the evaluation of the water temperature curve.

Wird die Beheizung in trockenem Zustand bzw. bei trockenem Heizglied 9 sowie in kaltem Zustand eingeschaltet, so kann die große Wärmekapazität des Flansches 31 bzw. 34 bzw. 36 die Wärmemenge des Leistungsimpulses fast vollständig aufnehmen. Der vom Sensor 14 erfaßte Temperaturanstieg reicht dann nicht aus, um den nur geringfügig abgesenkten Grenzwert zu über schreiten. Erst kurz nach dem Wiedereinsetzen der Leistung wird der Trockenlauf erkannt und die Leistungszufuhr abge brochen.If the heating is switched on in the dry state or when the heating element 9 is dry and in the cold state, the large heat capacity of the flange 31 or 34 or 36 can absorb the heat quantity of the power pulse almost completely. The temperature rise detected by sensor 14 is then not sufficient to exceed the only slightly reduced limit value. Dry running is only recognized and the power supply is interrupted shortly after the power is restored.

Besteht Trockenlauf bei heißer Beheizung 1, so reagieren die beiden genannten Erfassungskomponenten sehr schnell. Der Temperaturanstieg am Sensor 14 kann ein Abschalten der Leistung noch während des Leistungsimpulses bewirken. Spätestens in der Pausenzeit jedoch würde der Grenzwert der Wassertemperatur-Komponente überschritten, so daß sich eine doppelte Abschaltsicherung ergibt. If there is dry running with hot heating 1 , the two detection components mentioned react very quickly. The temperature rise at the sensor 14 can cause the power to be switched off even during the power pulse. At the latest during the break, however, the limit value of the water temperature component would be exceeded, so that a double switch-off protection is obtained.

Befinden sich im Trockenlauf geringe Restmengen von Wasser an der Beheizung 1 bzw. dem Heizglied 9, so wird dieses Wasser sofort verdampft und die dadurch entzogene Wärme kann dazu führen, daß die Leistungszufuhr erst in der anschließenden Pausenzeit durch den dann einsetzenden starken Anstieg der Wassertemperatur kurz vor dem völligen Trockenlaufen abge schaltet wird. Ist die Beheizung bei Vorhandensein von Restwasser bereits heiß, so erkennt die Wassertempera tur-Komponente in der Pausenzeit den übermäßigen Temperaturan stieg und beendet die Leistungszufuhr. Ähnliches gilt auch, wenn die Beheizung durch Schräglage mit Restwasser vollstän dig oder nur teilweise abgedeckt ist. Alle oder nur ein Teil der genannten Steuerglieder sowie deren Verbindungen können am Träger 3, 4 gemäß Fig. 1 oder an einem vom Träger 3 gesonderten Träger 4 angeordnet sein. Dies gilt insbesondere für das Stellglied (Triac) 25, die Ansteuerung bzw. die Sensoren.If there are small residual amounts of water on the heating 1 or the heating element 9 in the dry run, this water is evaporated immediately and the heat removed thereby can lead to the fact that the power supply only briefly in the subsequent pause due to the then sharp rise in the water temperature is switched off before completely dry running. If the heating is already hot when there is residual water, the water temperature component detects the excessive temperature rise during the pause and stops the power supply. The same applies if the heating is completely or only partially covered by sloping position with residual water. All or only a part of the control members mentioned and their connections can be arranged on the carrier 3 , 4 according to FIG. 1 or on a carrier 4 separate from the carrier 3 . This applies in particular to the actuator (triac) 25 , the control or the sensors.

Die Wirkungen der Ausbildungen nach Fig. 4, durch welche die Wärme schnell vom Träger 3 und vor Erreichen des Trägers 4 zum größten Teil abgeleitet wird, kann z. B. auf einfache Weise auch nur dadurch erreicht werden, daß der Träger 3, 4 durch den Flansch 31 oder 36 gebildet und dieser an seiner stromführenden Seite mit einer elektrisch isolierenden, glasharten Beschichtung versehen ist, welche die stromführen den Bahnen aufnimmt. Diese Beschichtung kann aufkaschiert bzw. auflaminiert oder durch Emaillierung hergestellt sein. Der elektrisch leitende Flansch kann geerdet sein, um beim Bruch der Einheit 2 Kurzschlüsse zu vermeiden. Dies kann auch dadurch bewirkt werden, daß auf die Baueinheit 2 eine Metall schicht durch Aufdrucken o. dgl. aufgebracht oder eine elektronische Schutzschaltung vorgesehen wird. Die Dicke des Flansches 31 bzw. 36 kann kleiner als 3 oder 2 mm sein, insbesondere etwa 1,5 mm betragen. Alle angegebenen Eigen schaften und Werte können genau wie beschrieben oder nur etwa bzw. im wesentlichen wie beschrieben vorgesehen sein und auch stark davon abweichen. Dadurch daß Heizglieder und deren elektronische Steuerung zu einem eigensteifen Modul zusammen gefaßt sind, ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise.The effects of the training according to FIG. 4, through which the heat is rapidly dissipated from the carrier 3 and for the most part before reaching the carrier 4 , can, for. B. can be achieved in a simple manner only in that the carrier 3 , 4 formed by the flange 31 or 36 and this is provided on its current-carrying side with an electrically insulating, glass-hard coating which receives the current-carrying tracks. This coating can be laminated on or laminated on or produced by enamelling. The electrically conductive flange can be grounded to avoid 2 short circuits if the unit breaks. This can also be brought about by applying a metal layer to the assembly 2 by printing or the like, or by providing an electronic protective circuit. The thickness of the flange 31 or 36 can be less than 3 or 2 mm, in particular approximately 1.5 mm. All specified properties and values can be provided exactly as described or only approximately or essentially as described and can also deviate greatly therefrom. The fact that heating elements and their electronic control are combined to form an inherently rigid module results in a very compact design.

Claims

1. heating with a heating unit ( 5 ) and a control unit ( 6 ), of which the heating unit ( 5 ) has at least one carrier ( 3 , 31 ) and a heating element ( 9 ) which emits heating power via the carrier ( 3 , 31 ), like a film resistor, and of which the control unit ( 6 ) contains at least one carrier ( 4 , 31 ) and electrical guide and control elements ( 13 to 30 ), such as at least part of an electronic circuit ( 10 ), characterized that at least two carriers ( 3 , 4 , 31 ) form an essentially self-supporting structural unit ( 2 ) which is inherently rigid and dimensionally stable.

2. Heating according to claim 1, characterized in that at least two supports ( 3 , 4 , 31 ) are connected to one another via at least one substantially rigid connection, in particular that the rigid connection is formed in one piece with at least one support ( 3 , 4 , 31 ) and that preferably at least two carriers ( 3 , 4 , 31 ) are integrally formed with one another.

3. Heating according to claim 1 or 2, characterized in that at least two carriers ( 3 , 4 ) are connected to one another via an electrical guide connection ( 38 , 39 ), in particular that the guide connection ( 38 , 39 ) is essentially rigid and that the guide connection ( 38 , 39 ) is preferably formed by at least one conductor part separate from the supports ( 3 , 4 ) and attached to at least one support ( 3 , 4 ) with a fused connection or the like, free of the support ( 3 , 4 ) protrudes and forms the essentially only load-bearing connection between the beams ( 3 , 4 ).

4. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that at least one carrier ( 3 , 4 , 31 to 36 ) is substantially flat, in particular that the carrier ( 3 , 4 ) has an electrically insulating surface with a coating thereon Neten conductor tracks ( 7 ), resistors ( 9 , 14 , 29 ) or the like. The heating unit ( 5 ) and / or the control unit ( 6 ) and that preferably the carrier ( 3 , 4 ) essentially made of hard ceramic, metal with a Dielectric layer, plastic and / or paper.

5. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ) control elements, such as at least one sensor ( 13 to 15 ), a measurement signal amplifier ( 16 ), a diff renzierer ( 17 ), a threshold switch ( 18th ), a triac ( 25 ) or the like. and that at least one control element is arranged on the carrier ( 4 ), in particular a temperature sensor ( 15 ) for a liquid medium, a dry-running sensor ( 14 ) for detecting the presence of the medium the heating unit ( 5 ), a dead time sensor ( 13 ), a temperature protection interrupter and / or an actuator ( 25 ) on the support ( 4 ) is arranged and that preferably conductor tracks, which control elements ( 13 to 25 , 29 , 30 ) Connect electrically conductive, as a coating on the carrier ( 4 ) are net angeord.

6. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the structural unit ( 2 ) for device lines has electrical connections ( 8 ) which comprise at most four individual connections for power current or a control signal, in particular for reducing the power voltage to the signal voltage Electronic power supply or a series resistor ( 29 ) is arranged on the carrier ( 4 ) and that individual connections are preferably provided for a setpoint generator ( 19 ) separate from the structural unit ( 2 ).

7. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that two supports ( 3 , 4 ) are located immediately adjacent to one another in bar, that in particular two supports ( 3 , 4 ) are directly coupled to one another in a heat-conducting manner and that the two supports ( 3 , 4 ) are formed by a common carrier body of approximately constant thickness, which forms a carrier field ( 4 ) at least partially containing the electronic circuit ( 10 ) between and at a distance from heating elements ( 9 ).

8. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that in the edge region of the Bauein unit ( 2 ) two mutually parallel and interconnected heating elements ( 9 ) are provided that in particular immediately bar adjacent to at least one heating element ( 9 ) at least one to this approximately parallel, elongated and temperature-variable sensor resistor ( 14 , 15 ) of the control unit ( 6 ) is arranged and that preferably control elements ( 13 to 25 , 29 , 30 ) of the control unit ( 6 ) essentially only the same side of the heating element ( 9 ) as a sensor resistor ( 14 , 15 ) and / or at least as large a distance from the heating element ( 9 ) as the sensor resistor ( 14 , 15 ).

9. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 , 4 ) with a flat heat-conducting layer of at least one individual layer ( 31 to 36 ) is connected flatly, in particular that the heat-conducting layer has a heat-conducting adhesive layer ( 32 , 33 , 35 ), an electrically insulating plate ( 34 ) and / or a highly thermally conductive support layer ( 36 ), the thermal conductivity of which is at least 80 to 120 or 250, and that preferably the individual layers ( 31 to 36 ) sandwichar term with each other and with the carrier ( 3 , 4 ) are connected.

10. Heating, in particular according to the preamble of Anspru Ches 1, characterized in that the control unit ( 6 ) has a start-up control for applying power to the heating element ( 9 ) with a power pulse of less than 5 to 10 seconds, for simultaneous detection and limit-related evaluation of the the power pulse caused temperature increase speed of the carrier ( 3 , 4 ) and for the subsequent long-term exposure of the heating element ( 9 ) with the power current depending on the temperature rise rate measured by the detection.