DE3116589C2

DE3116589C2 - Heizvorrichtung für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders

Info

Publication number: DE3116589C2
Application number: DE19813116589
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Nagoya Aichi Hikita; Tamotsu Gifu Horiba
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1981-04-27
Publication date: 1986-10-16
Also published as: DE3116589A1

Abstract

Eine verbesserte Heizvorrichtung für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders u.dgl. mit einem Elektrodenstab, der mit seinem einen Ende am Grundkörper des Steckers befestigt ist, einem Heizgehäuse, das am anderen Ende des Elektrodenstabs isoliert vom Elektrodenstab angeordnet ist, und mit einem Heizelement, das eine Grundplatte aufweist, auf deren gesamter elektrisch isolierter Oberfläche ein Widerstands-Heizteil vorgesehen ist, und die im Heizgehäuse untergebracht ist. Das Widerstandsheizteil ist auf seiner einen Seite mit dem Heizgehäuse verbunden und mit seiner anderen Seite mit dem Elektrodenstab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders u. dgl. mit einem Elektrodenstab, der an seinem einen Ende am Grundkörper des Steckers befestigt ist, einem Heizgehäuse, das auf dem anderen Ende des Elektrodenstabes elektrisch dpvon isoliert angeordnet ist und einem Heizelement, welches eine Grundplatte aufweist auf deren gesamter elektrisch isolierten Oberfläche ein hauptsächlich aus keramischem Material bestehendes Widerstandsheizteil aufgedruckt ist und welche im Heizgehäuse untergebracht ist wobei das Widerstandsheizelement mit seinem Ende elektrisch mit dem Heizgehäuse und mit seinem anderen Ende mit dem Elektrodenstab verbunden ist.

Aus der US-PS 27 27 977 ist eine Heizvorrichtung für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders bekannt. Allerdings ist bei dieser bekannten Heizvorrichtung das Heizelement in der Form einer Spirale aus Heizdraht ausgebildet, die auf der Grundplatte aufgebracht ist. Dies hat den Nachteil, daß ein solches Heizelement relativ schwierig herzustellen ist und auch Schwierigkeiten beim Einstellen des Widerstands, der Heizzeit, der Heizverzögerungszeit usw. mit sich bringt.

Dieser Nachteil wird vermieden durch ein Heizele-

dieser Druckschrift ist es bekannt, ein Widerstandsteil im wesentlichen auf der gesamten elektrisch isolierenden Oberfläche der Grundplatte, welche aus keramischem Material besteht aufzudrucken. Das Heizelement gemäß der DE-OS 25 24 839 hat aber den Nachteil, daß ein äußerst kompliziertes, aus vielen Stufen bestehendes Verfahren zur Aufbringung des Widerstandsheizteils

auf der Grundplatte benötigt wird, bei welchem nach Ausfällung eines Metalls eine Mischung mit einem Silikat erfolgt, das Gemisch zu einer Fritte geschmolzen, dann gemahlen und mit Suspensionsstoffen versetzt wird, ehe es homogenisiert werden muß, worauf es nach Aufbringung auf die Platte noch glasiert bzw. gesintert werden muß.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zügrunde, ein Heizelement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches erheblich einfacher herstellbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß die Grundplatte aus einer hitzebeständigen Eisen-, Chrom- und Aluminiumlegierung besteht, daß auf der Oberfläche der Grundplatte durch selektive Oxidation durch Hitzebehandlung eine Al₂O₃-ScWc^ ausgebildet ist und daß auf dieser eine weitere Schicht aus AI2O3 aufgebracht ist

Das erfindungsgemäße Heizelement ist erheblich einfacher herzustellen, da es dazu nur zweier Verfahrensschritte bedarf, nämlich einer selektiven Oxidation der Oberfläche der Grundplatte zur Ausbildung einer AbO3-Schicht durch Hitzebehandlung und einer Aufbringung einer zweiten Al₂O3-Schicht auf dieser Oxidschicht ^:

Trotz der Einfachheit der Herstellung ist mit der Erfindung ein Heizelement geschaffen, bei welchem das Heizteil über die Aluminiumoxidschicht sehr fest auf dem Grundkörper anhaftet, so daß ein Abschälen, beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen, praktisch unmöglich ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren genauer beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 (a) eine perspektivische Ansicht, teilweise gebrochen, eines Heizelements einer verbesserten Heizvorrichtung eines elektrischen Zigarettenanzünders gemäß der Erfindung;

F i g. 1 (b) eine perspektivische Ansicht von unten des Heizelements von F i g. 1 (a);

F i g. 1 (c) einen Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, in der das Heizelement von F i g. 1 (a) verwendet wird;

F i g. 2 (a) eine F i g. 1 (a) entsprechende Ansicht in einer anderen Ausführungsform, bei der aus Klarheitsgründen die Anschlußklemmen und die Schutzschicht weggelassen wurden;

F i g. 2 (b) eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht des Heizelements von F i g. 2 (b) mit dem Elektrodenstab, einer Schutzschicht und einer Anschlußklemme;

Fig.2(cj einen Teilschnitt entlang der Linie Hc-IIc von F i g. 2 (b);

F i g. 2 (d) eine F i g. 1 (c) entsprechende Ansicht einer Heizvorrichtung in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, in der das Heizelement von F i g. 2 (b) verwendet ist;

F i g. 3 (a) eine Explosionsansicht eines Heizelements gemäß einer weiteren Ausführungsform des Heizelements von F i g. 1 (a):

F i g. 3 (b) eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Heizelements von F i g. 3 (a);

Fig.4 einen Teilschnitt durch ein Heizelement gemäß der Erfindung;

F i g. 5 (a) eine perspektivische Ansicht eines Heizelementes unter Verwendung der Konstruktion von Fig. 4;

F i g. 5 (b) einen Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform, die das Heizelement von F i g. 5 (a) verwendet;

Fig.5(c) und 5(d) Teilschnitte weiterer Ausführungsformen entsprechend F i g. 5 (b);

F i g. 6 (a) eine F i g. 5 (a) entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 6 (b) und 6 (c) Teilschnitte in vergrößerem Maßstab durch das Heizelement von F i g. 6 (a);

F i g. 6 (d) eine F i g. 5 (b) entsprechende Ansicht, die eine Heizvorrichtung unter Verwendung des Heizelements von F i g. 6 (a) zeigt;

F i g. 7 (a) eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte für ein Heizelement gemäß einer weiteren Aus- führungsform der Erfindung;

F i f. 7 (b) eine F i g. 7 (a) entsprechende Ansicht, die ein modifiziertes Heizelement zeigt, das die Grundplatte von F i g. 7 (a) verwendet; und F i g. 7 (c) einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab, der den Aufbau des Heizelementes von F i g. 7 (b) zeigt In den verschiedenen Figuren werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

F i g. 4 illustriert die grundsätzliche Konstruktion eines Heizelementes unter Verwendung einer hitzebe- ständigen metallischen Grundplatte. Die Variante des Heizelements H4 weist im wesentlichen eine hitzebeständige Metallplatte Γ auf, die aus einem Legierungsmaterial, wie z. B. Fe-Cr-Al usw. besteht, die einer Oxidschicht-(Al2O3)-bildenden Behandlung bei hoher Tem- peratur unterworfen wird und eine so ausgebildete Oxidschicht 16'auf ihrer Oberfläche aufweist, eine elektrisch isolierende Keramikschicht 15, die auf der Oberfläche der metallischen Platte Γ aufgeschichtet ist und vorzugsweise aus Aluminiumoxid besteht, welches eine gute Adhäsion zur Oxidschicht 16'mit der gleichen Zusammensetzung aufweist, mit der geringsten Möglichkeit eines Abschälens z. B. aufgrund von Hitze, und des Widerstandsheizteils 2, das auf der Keramikschicht 15 in gleicher Weise wie bei den vorangegangenen Ausfüh rungsformen gemäß 1 (a) bis 3 (b) aufgedruckt ist.

Es soll hier betont werden, daß auch wenn die Schutzschicht weiterhin auf dem Widerstandsheizteil 2 wie in den Ausführungsformen von F i g. 1 (a) bis 3 (b) aufgebracht ist solch eine Schutzschicht nicht so notwendig ist, wenn das Heizteil 2 aus Oxid besteht, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß die hitzebeständige Metallplatte Γ selber eine größere Haltbarkeit aufweist, als die keramischen Grundplatten. Wenn aber Nichtoxide, wie z. B. Tungsten oder dgl. als Material für das Wider standsheizteil 2 verwendet werden, wird es notwendig, eine Schutzschicht vorzusehen.

Die F i g. 1 (a) bis 1 (c) zeigen eine Heizvorrichtung PA in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die Heizvorrichtung PA, in F i g. 1 (c) ge zeigt, ist mit einem Heizelement H1 versehen, welches eine elektrisch isolierende Grundplatte 1, ein auf der Oberfläche der Grundplatte 1 aufgedrucktes Widerstandsheizteil 2 und einen Schutzfilm oder eine Schutzschicht 3 aus einem elektrisch isolierenden Keramikma- terial aufweist, welches zusätzlich auf dem Widerstandsh?izt?i! 2 suf der Grundⁿ!&*ie 1 aufgebracht ist Das Widerstandsheizteil 2 ist auf der Oberfläche der Grundplatte so aufgebracht, daß es gleichmäßig darauf verteilt ist, öhre sich zu überschneiden, wobei das eine Ende des Widerstandsheizteils 2, das an der Umfangskante der Grundplatte 1 liegt, am entsprechenden Ende eines kurzen metallischen Anschlußteils 4 angelötet ist, und das andere Ende des Heizteils 2. das gleichermaßen an einer

Umfangskante der Grundplatte 1 liegt, ebenfalls an das entsprechende Ende enes langen metallischen Anschlußteils 5 angelötet ist

Das andere Ende des langen Anschlußteils 5 ist entlang der Umfangskante und der Unterseite der Grundplatte 1 umgebogen oder gefaltet, so daß es zum Mittelteil der Grundplatte 1 führt, an welchem ein Ende eines mit Gewinde versehenen Elektrodenstabes 6 angelötet ist und mit einem Lötmaterial R mit dem anderen Ende des Anschlußteils 5 verbunden ist.

Das oben beschriebene Widerstandsheizteil 2 besteht hauptsächlich aus Keramik, vorzugsweise aus einer gekneteten Mischung aus Keramikstoffen (z. B. einem elektrisch leitfähigen Lanthan-Strontium-Kobalt-Oxid: LaojeS4o2Co03: Thermischer Ausdehnungskoeffizient 15 χ 10-'), einer verstärkenden Glasfritte und einem Metallpulver (Ag) zum Einstellen des Widerstandswertes in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 1 :0,04 bis 0,06 :1. Durch Vewendung der oben beschriebenen Keramikstoffe wird es möglich, daß das Widerstandsheizteil 2 sehr schnell aufgeheizt werden kann.

Das Heizelement H\ mit dem beschriebenen Elektrodenstab 6 wird, wie in F i g. 1 (c) gezeigt, an der Heizvorrichtung PA befestigt, welche einen Grundkörper 7 eines Heizsteckers für einen elektrischen Zigarettenanzünder (nicht gezeigt) enthält, ein isolierendes Keramikteil 8, das auf einer Endfläche 7a des Körpers 7 befestigt ist, ein Heizgehäuse 9, das auf dem isolierenden Keramikkörper 8 befestigt ist, eine isolierende Platte 13, die im Heizgehäuse 9 untergebracht ist, und das Heizelement H1, das auf der isolierenden Platte 13 im Heizgehäuse 9 untergebracht ist, wobei das untere Ende des Eiektrodenstabs 6, das an der Unterfläche des Heizelements H1 befestigt ist, sich durch zentrale öffnungen, die jeweils in der isolierenden Platte 13, der isolierenden Keramik 8 und der Endfläche 7a des Steckerkörpers 7 ausgebildet sind, erstreckt, während eine flache Beilegscheibe 12 und ein Federring 11 am unteren Ende des Elektrodenstabes 6 angeordnet sind, um durch eine Mutter 10 angepreßt zu werden, die auf den mit Gewinde versehenen Teil des Elektrodenstabs aufgeschraubt wird. In der oben beschriebenen Anordnung wird das äußere Ende des kurzen Anschlußteils 4 so gebogen, daß es durch seine Elastizität in Druckkontakt mit der Innenfläche des Heizgehäuses 9 gehalten ist.

Beim Einführen des Steckerkörpers 7, der die oben beschriebene Heizvorrichtung PA aufweist, in den Sokkel eines elektrischen Zigarettenanzünders (nicht gezeigt) zum Inbetriebsetzen, fließt ein elektrischer Strom zum Heizgehäuse 9 durch einen Bi-Metallflnger (nicht gezeigt), der im Sockel vorgesehen ist und mit einem Pol (nicht gezeigt) einer Spannungsquelle verbunden ist, und fließt durch einen elektrischen Weg in der Reihenfolge durch das Anschlußteil 4, das gedruckte Widerstandsheizteil 2, das Anschlußteil 5, den Elektrodenstab 6 und den Grundkorper 7, von wo er zur Masse geführt wird.

Das Widerstandsheizteil 2 des Heizelements Hi in der Ausfühmngsform der F i g. 1 (a) bis 1 (c) und dessen elektrische Verbindungen zum Heizgehäuse 9 und dem Elektrodenstab 6 können abgewandelt werden, wie im folgenden im Zusammenhang mit den F i g. 2 (a) bis 2 (d) und 3 (a) und 3 (b) beschrieben wird.

Das Heizelement H 2 in der Ausführungsform der F i g. 2 (a) bis 2 (d) weist eine elektrisch isolierende Grundplatte 1 auf, die eine zentrale Bohrung la aufweist, ein modifiziertes Widerstandsheizteil 2, das auf der Oberfläche der Grundplatte 1 in einem konzentrischen Muster, wie in F i g. 2 (a) gezeigt, aufgedruckt ist, wobei das innere Ende 2a des Heizteils 2 zur Umfangskante der Zentralbohrung la weist und das äußere Ende 2b zur Umfangskante der Grundplatte 1 weist, eine Schutzschicht 3', z. B. aus Aluminium, die ebenso eine zentrale öffnung 3a'aufweist, die auf das Widerstandsheizteil 2 auf der Grundplatte 1 aufgebracht ist, und ein Anschlußteil 4', das durch Lötmaterial R am äußeren Ende 2b des Widerstandsheizteils 2 an der Umfangskante der Schutzschicht 3' und dem entsprechenden Umfangsteil der Grundplatte 1 angelötet ist, um so elektrisch mit dem Heizteil 2 verbunden zu werden und gegen die Innenfläche des Heizgehäuses gepreßt zu werden, wenn es darin untergebracht wird, wie in F i g. 2 (d) gezeigt Der mit Gewinde versehene Elektrodenstab 6 wird mit einem Ende in die Zentralbohrung \a der Grundplatte und die entsprechende Zentralöffnung 3a'der Schutzschicht 3' gesteckt und daran durch Anlöten mit Lötmittel R befestigt, während das innere Ende 2a des Widerstandsheizteils 2 mit dem Elektrodenstab 6 ebenso durch Anlöten mit Lötmaterial R verbunden ist Das Heizelement H2, das so vorbereitet ist Fig.2(b), wird schließlich auf der Heizvorrichtung PB, die in F i g. 2 (d) gezeigt ist, in gleicher Weise befestigt, wie es unter Bezugnahme auf F i g. 1 (c) beschrieben wurde.

In der Ausführungsform von F i g. 3 (a) und 3 (b) enthält das modifizierte Heizelement H3 eine elektrisch isolierende Grundplatte 1 ohne zentrale Bohrung, wobei das Widerstandsheizteil 2 auf der Oberfläche der Grundplatte 1 in gleicher Weise wie in F i g. 2 (a) aufgedruckt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Enden 2a und 2b des Heizteils 2 so angeordnet sind, daß sie an der Umfangskante der Grundplatte 1 in einem Winkelabstand von etwa 90° angeordnet sind, eine elektrisch isolierende keramische Schutzschicht 3, die auf dem Heizteil 2 aufgebracht wurde, ein Anschlußteil 4, das mit seinem einen Ende am entsprechenden Ende 2b des Heizteils 2 an der Umfangskante der Grundplatte und der Schutzschicht 3 angelötet wird, in gleicher Weise wie in der Ausführungsform von F i g. 2 (b) für die elektrische Verbindung, so daß es nach dem Einbau ins Heizgehäuse gegen die Innenfläche des Heizgehäuses gepreßt wird, und eine Mulde 3b, die in der Schutzschicht 3 an einer Stelle ausgebildet ist, an der das andere Ende 2a des Widerstandsheizteüs 2 liegt Das Heizelement H3 weist ferner ein metallisches Trägerteil 14 von im wesentlichen rechteckigem Umfang auf, in welcher die Grundplatte 1 aufgenommen wird und an welcher der mit Gewinde versehene Elektrodenstab 6 mit einem Ende im Mittelteil der Unterfläche des metallischen Trägerteils 14 befestigt ist

Das metallische Trägerteil 14, das oben beschrieben wurde, ist mit seitlichen Wand- oder Flanschteilen 14a und 14£> versehen, die sich von gegenüberliegenden Seitenkanten aus nach oben erstrecken, um das Heizelement H3 genau passend aufzunehmen. Wie in F i g. 3 (b) gezeigt ist, wird das Lötmaterial R in die Mulde 3b der Schutzschicht 3 eingefüllt, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Ende 2a des Widerstandsheizteüs und dem Flanschteil 14a herzustellen. Auf der anderen Seite hat das andere Flanschteil 146 einen Vorsprung 14ς der in der Mitte der oberen Kante ausgebildet ist und der vorspringende Teil 14c wird über die entsprechende Oberfläche des Heizelements H 3 gefaltet um so das Heizelement H 3 und das metallische Trägerteil 14 zu einer Einheit zu verbinden.

Das obenbeschriebene Heizelement H3 mit dem metallischen Trägerteil 14 und dem Elektrodenstab 6 wird

anschließend auf dem Stecker des elektrischen Zigarettenanzünders (nicht gezeigt) in gleicher Weise wie gemäß F i g. 1 (c) befestigt.

Die Ausführungsform von F i g. 5 (a) und 5 (b) hat eine Konstruktion ähnlich der Ausführungsform von Fig.2(a) bis 2(d) und das Heizelement H 5 weist ein Widerstandsheizteil 2 auf, das in Spiralform auf der Isolierschicht 15 auf der hitzebeständigen metallischen Grundplatte Γ vorgesehen ist, wobei das innere Ende 2a des Heizteils 2 an der Umfangskante der Zentralbohrung la der Grundplatte Γ liegt und das äußere Ende 2b an der Umfangskante der Grundplatte Γ liegt, während ein Ende des Anschlußteils 4 durch Löten mit dem äußeren Ende 2b des Heizteils 2 und der Grundplatte 1 in gleicher Weise wie in der Ausführungsform von F i g. 1 (a) verbunden ist.

Wie in F i g. 5 (b) gezeigt ist, ist das Heizelement HS mit der oben beschriebenen Konstruktion im Heizgehäuse 5 durch den mit Gewinde versehene Elektrodenstab 6' befestigt, welche ein flaches Kopfteil 6a' an einem Ende aufweist Beim Einführen des mit Gewinde versehenden Elektrodenstabs 6' in die Zentralbohrung la der Grundplatte 1' wird also das Kopfteil 6a' des Stabs 6' in Kontakt mit dem inneren Ende 2a des Widerstandsheizteils 2 gebracht, wie in der modifizierten Heizvorrichtung PC von F i g. 5 (b) gezeigt ist, und das freie Ende des Anschlußteils 4 wird gebogen und beim Zusammenbau gegen die Innenfläche des Heizgehäuses 9 gepreßt, wenn es darin untergebracht wird, während das untere Ende des Elektrodenstabes 6' sich durch den Grundkörper 7 hindurcherstreckt und mit dem Körper 7 in gleicher Weise wie in der Anordnung PA von F i g. 1 (c) verbunden wird.

Wenn auch in der Ausführungsform PC von F i g. 5 (a) und 5 (b) die Verbindung zwischen dem Ende 2Zj des Widerstandsheizteils 2c und dem Heizgehäuse 9 durch ein Anschlußteil 4 bewirkt wird, welches an dem Endteil 2b befestigt ist, soll hervorgehoben werden, daß eine solche Verbindung zwischen dem Ende 2b und dem Heizgehäuse durch die hitzebeständige metallische Grundplatte Γ selber bewirkt werden kann, wie in den weiteren Ausführungsformen von Fig. 5(c) und 5(d) gezeigt

In der Heizvorrichtung PD von Fig.5(c) sind die Oxidschicht ib'und Isolationskeramikschicht 15, die auf der Oberfläche der hitzebeständigen metallischen Grundplatte Γ vorgesehen sind, jeweils in entsprechenden Teilen ausgeschnitten, in denen das Lötmaterial R zur Verbindung zwischen dem Endteil 2b des Heizteils 2 und der hitzebeständigen metallischen Grundplatte Γ durch Lötung eingefüllt wird, während die Oxidschicht 16'an der Unterseite der Basisplatte Γ ebenso in einem Teil ausgeschnitten ist, um daran das Anschlußteil 4' zu befestigen, das mit dem Heizgehäuse in gezeigter Weise verbunden wird.

In der weiteren Variante PE von F i g. 5 (d) wird die hitzebeständige metallische Grundplatte Γ vorläufig mit einer Gewindebohrung Ic'versehen, in welche ein mit Gewinde versehenes Anschlußteil 4", welches mit dem Heizgehäuse 9 verbunden werden soll, eingeschraubt wird von der Unterseite der Grundplatte 1, während das Lötmaterial R in den oberen Teil der Bohrung Ic'von der Oberfläche der Grundplatte 1 eingefüllt wird, um das Endteil 2b des Heizteils 2 und die Grundplatte 1' zu verbinden. Durch Verbindung des Anschlußteils 4' mit der Grundplatte 1' durch die Gewindebohrung Ic'in der Grundplatte Γ kann der Vorgang, der zum Ausschneiden der Isolierschicht notwendig ist, fortgelassen werden, wodurch sich eine weitere Vereinfachung der Herstellung ergibt.

Die weitere Variante gemäß F i g. 6 (a) bis 6 (d) zeichnet sich dadurch aus, daß das Widerstandsheizteil 2 und der Elektrodenstab 6 durch die hitzebeständige metallische Grundplatte Γ verbunden sind, im Vergleich zu den Ausführungsformen von F i g. 5 (c) und 5 (d), bei denen das Widerstandsheizteil 2 und das Heizgehäuse 9 durch die hitzebeständige metallische Grundplatte Γ

ίο verbunden wurden.

In der Ausgestaltung PF von F i g. 6 (d) enthält das Heizelement H 6 die hitzebeständige metallische Grundplatte 1', die mit der Isolierschicht 15 beschichtet ist und das Widerstandsheizteil 2, das darauf im Zickzackmuster wie in Fig. 1 (a) aufgedruckt ist, wobei gegenüberliegende Enden 2a ' und 2b' des Heizteils 2 so angeordnet sind, daß sie an der Umfangskante der Grundplatte 1' liegen, wie in F i g. 6 (a) gezeigt. Im Teil um das eine Ende 2a'des Heizteils 2 ist auf der Grundplatte Γ die Oxidschicht Ib' und die Isolierschicht 15 ausgeschnitten, wobei das Ende 2a' elektrisch mit der hitzebeständigen Grundplatte Γ verbunden ist, während das eine Ende des Anschlußteils 4 durch Löten an dem anderen Ende 2b' des Heizteils 2 wie in der ersten Ausführungsform von F i g. 1 (a) befestigt ist. Ferner ist ein Ende des mit Gewinde versehenden Elektrodenstabes 6 mit dem Mittelteil der unteren Fläche der hitzebeständigen metallischen Grundplatte Γ verbunden, wobei der Elektrodenstab 6 elektrisch mit dem Wider-Standsheizteil 2 über die Grundplatte Γ verbunden ist

Das Heizelement H6 mit dem Eiektrodenstab 6 ist mit dem Grundkörper 7 im wesentlichen in der gleichen Weise wie in den Ausführungsformen von F i g. 5 (a) und 5 (b) verbunden, wie in der Heizvorrichtung PF von Fig.6(d)gezeigt.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist klar, daß bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung für elektrische Zigarettenanzünder nicht nur der Zusammenbau erleichtert ist, sondern auch eine Widerstandsanpassung

an verschiedene Versorgungsspannungen durch Änderung des Musters des Widerstandsheizteils einfach erreicht werden kann, da das Heizelement in Plattenform ausgestaltet ist, wobei das Widerstandsheizteil auf der isolierenden Oberfläche der Grundplatte aufgedruckt ist. Da das Heiztei! gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Grundplatte verteilt ist, wird es möglich, die Grundplatte gleichmäßig aufzuheizen, während die Heizzeit und die Heizverzögerungszeit usw. durch Anpassung der Dicke der Grundplatte wie gewünscht eingestellt werden kann.

Wenn ferner die Grundplatte für das Heizteil aus einem metallischen Material mit großem Spannungswiderstand besteht ist die Stärke der Verbindung des Anschlußteils wesentlich verbessert und die Möglichkeit eines Bruchs des gedruckten Widerstandsheizteils aufgrund von Stoßen oder thermischen Spannungen in der Grundplatte wird erheblich reduziert, wodurch die Betriebssicherheit der Heizvorrichtung erheblich verbessert wird.

F i g. 7 (a) bis 7 (c) zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizelementes.

In dieser Ausführungsform enthält das Heizelement Hl die Basisplatte 1" aus metallischem Material, vorzugsweise Legierungen (z. B. Fe-Cr-Al-Legierung, wie in F i g. 1 (a) bis 6 (d)), eine flache durchgehende Nut g für ein Widerstandsmuster, z. B. in konzentrischer Form, die auf der Oberfläche der Grundplatte 1" so ausgestaltet ist daß sie gleichmäßig darüber verteilt ist ohne sich

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zu kreuzen, eine dünne Isolierschicht 15 aus Aluminiumoxid (AI2O3), die auf der gesamten Oberfläche der Basisplatte 1" mit der Nut g aufgeschichtet ist, und ein Widerstandsheizteil 2B, das durch Einfüllen eines pastenförmigen Widerstandsmaterials in die Nut g mit anschließendem Sintern ausgebildet ist.

Das Widerstandsmaterial des Heizteils 2B besteht hauptsächlich aus Keramikmaterial, vorzugsweise hergestellt aus einer gekneteten Mischung aus Keramiken (z. B. einem elektrisch leitfähigen Lanthan-Strontium-Kobalt-Oxid: La₀jSr₀jCoO₃: Thermischer Ausdehnungskoeffizient 15 χ 10-⁶), einer verstärkenden Glasfritte und Metallpulver (Ag) zur Widerstandseinstellung in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 1 :0,04 bis 0,06:1 ähnlich der im Heizelement Hi von Fig. la verwendeten.

In F i g. 7 (b) hat das Heizelement H 7 ferner die Zentralöffnung la zum Einfügen des Elektrodenstabs (nicht gezeigt) wie die Heizelemente der vorangegangenen Ausführungsformen, z. B. in F i g. 2 (d), so daß das innere Ende 2Ba des Heizteils 2B mit dem entsprechenden Ende des Heizstabs in Kontakt kommt, während das andere Ende des Anschlußdrahts 4, der auf der Grundplatte 1" vorgesehen ist, mit dem äußeren Ende 2Bb des Heizteils 2ß verbunden ist.

Es soll betont werden, daß das Prinzip der Anordnung des Heizteils H 7 von F i g. 7 (a) bis 7 (c), d. h. die Ausbildung einer Nut g im Widerstandsmuster und das Einfüllen des pastenförmigen Widerstandsmaterials in die Nut g, um so ein Widerstandsheizteil auf der Grundplatte vorzusehen, auf die Heizelemente von F i g. 1 (a) bis 6 (d) je nach Notwendigkeit angewendet werden kann, um so die gedruckten Widerstandsheizteile, die darin verwendet wurden, zu ersetzen.

Das Heizelement H7 wird im (nicht gezeigten) Grundkörper in gleicher Weise wie in den vorangehenden Ausführungsformen befestigt. ;

Das Heizelement H7 der Fig.7(a) bis 7(c) hat die folgenden Vorteile, ähnlich wie die der Ausführungsformen von F i g. 1 (a) bis 6 (d).

(1) Da das Widerstandsheizteil im wesentlichen aus Keramiken besteht, ist ein schneller Temperaturanstieg möglich, während es nicht notwendig ist, die Oxidationsschutzschicht auszubilden.

(2) Aufgrund der Verteilung des Widerstandsheizteils über die gesamte Oberfläche der Grundplatte kann diese Grundplatte gleichmäßig aufgeheizt werden.

(3) Da die Grundplatte aus metallischem Material besteht, ist sie widerstandsfähig gegen Stöße und thermische Spannungen.

Es wurde durch einen Test das Heizelement gemäß F i g. 7 (a) bis 7 (c) durch Anwendung in einem elektrischen Zigarettenanzünder überprüft, daß Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten im Bereich von 30 bis 50⁰CV Sek. erreicht wurden, wobei Temperaturen im Bereich von 700° bis 800⁰C innerhalb von 15 bis 20 Sek. erreicht wurden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung für den Stecker eines elektrischen Zigarettenanzünders und dgl. mit einem Elektrodenstab, der an seinem einen Ende am Grundkörper des Steckers befestigt ist, einem Heizgehäuse, das auf dem anderen Ende des Elektrodenstabes elektrisch davon isoliert angeordnet ist und einem Heizelement, welches eine Grundplatte aufweist, auf deren gesamter elektrisch isolierten Oberfläche ein hauptsächlich aus keramischem Material bestehendes Widerstandsheizteil aufgedruckt ist, und welche im Heizgehäuse untergebracht ist, wobei das Widerstandsheizelement mit seinem einen Ende elektrisch mit dem Heizgehäuse und mit seinem anderen Ende mit dem Elektrodenstab verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1, 1') aus einer hitzebeständigen Eisen-, Chrom- und Aluminiumlegierung besteht, daß auf der Oberfläche der Grundplatte (1, V) durch selektive Oxidation durch Hitzebehandlung eine AI2O3-Schicht ausgebildet ist und daß auf dieser eine weitere Schicht aus AI2O3 aufgebracht ist

2. Heizvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) zusammengesetzt ist aus keramischen Stoffen eines elektrisch leitfähigen Lanthan-Strontium-Kobalt-Oxids, einer verstärkenden Glasfritte und einem metallischen Pulver aus Ag zur Widerstandseinstellung.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) des Heizelements (HX) an seinen entgegengesetzten Enden an peripheren Kanten der Grundplatte (1,1') angeordnet ist, wobei ein Anschlußteil (4), das mit dem Heizgehäuse (9) in Kontakt steht, mit dem einen Ende verbunden ist und ein weiteres Anschlußteil (5), das mit dem Elektrodenstab (6) verbunden ist, mit dem anderen gegenüberliegenden Ende verbunden ist.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) des Heizelementes (H 2) mit seinem einen Ende (2b) an der peripheren Kante der Grundplatte (1) angeordnet ist, wobei ein Anschlußteil (4'), das mit dem Heizgehäuse (9) in Kontakt steht, mit diesem einen Ende (2b) verbunden ist, während das andere Ende (2a) des Widerstandsheizteils an der peripheren Kante einer zentralen Bohrung (Xa) in der Grundplatte (1) angeordnet ist, so daß das eine Ende des Elektrodenstabes (6) in der zentralen Bohrung befestigt werden kann und mit dem anderen Ende (2a) des Widerstandsheizteils (2) elektrisch verbunden ist.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) des Heizelements (H3) mit seinem einen Ende (2b) an der peripheren Kante der Grundplatte angeordnet ist, wobei ein Anschlußteil (4), das in Kontakt mit dem Heizgehäuse (9) steh:, mit diesem Ende verbunden ist, während das andere Ende (2a) des Widerstandsheizteils (2) mit einem Teil einer metallischer. Trägerplatte (14) verbunden ist, die einstückig mit dem Elektrodenstab (6) ausgebildet ist und die Grundplatte 1 trägt.

6. Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) des Heizelementes (H5, H 7) mit seinem einen Ende(2£^) an der peripheren Kante der hitzebeständigen metallischen Grundplatte (V) angeordnet ist und mit einem Teil der Grundplatte (V) an dem die isolierende Schicht (15) der Grundplatte {1') entfernt ist, verbunden ist, daß die Grundplatte (1') mit dem Heizgehäuse (9) über ein Anschlußteil (4) verbunden ist, und daß das andere Ende (2a) des Widerstandsheizteils (2) am Umfangsteil einer zentralen Bohrung (ladder Grundplatte (V) angeordnet ist, so daß das eine Ende des Elektrodenstabes (6) in die Zentraibohrung eingeführt und dort befestigt ist und ohne elektrischen Kontakt mit der metallischen Grundplatte V mit dem anderen Ende 2a des Widerstandsheizteiles (2) elektrisch verbunden wird.

7. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizteil (2) des Heizelementes (H6) mit einem Ende (2b') an der Umfangskante der Grundplatte (V) angeordnet ist, wobei ein Anschlußteil (4), das in Kontakt mit dem Heizgebläse (9) steht, mit dem einen Ende (2b) verbunden wird, während das andere Ende (2a') des Widerstandsheizteils (2) mit einem Teil der hitzebeständigen metallischen Grundplatte (1') an dem die Isolierschicht (15) der Grundplatte entfernt ist, verbunden ist, wobei der Elektrodenstab (6) mit seinem einen Ende an der Grundplatte (V) befestigt ist

8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständige metallische Grundplatte (V) des Heizelementes mit einer Gewindebohrung (ic') versehen ist, in welche der mit dem Heizgehäuse (9) verbundene Anschlußteil (4"), von der Unterseite der Grundplatte (V) her eingeschraubt ist.