DE202004011968U1 - A method for detecting overheating of electric resistance heating elements has a support material, a conductive heater, an insulation layer with a magnetic coating and insulated covering - Google Patents

Abstract

The heating element consists of a glass fibre support (1) with a surrounding conductive resistance heating element (2) within temperature dependent plastic insulation (3) and outer coating (4) covered with the electromagnetic material (5). Melting of the insulation is detected and the current interrupted.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizelement mit mindestens einem Sicherheitsleiter, bestehend aus einem Trägermaterial, das von einem Heizleiter umgeben ist, einer temperaturabhängigen Isolierschicht und einem Außenmantel sowie einer Schaltung für das elektrische Heizelement.The The invention relates to an electrical heating element with at least one Safety conductor, consisting of a carrier material, which is carried by a heating conductor is surrounded, a temperature-dependent insulating layer and an outer jacket as well as a circuit for the electric heating element.

Elektrische Heizelemente mit Sicherheitsleitern sind in verschiedenster Form bekannt. So ist aus der EP 1 036 486 -A-, insbesondere 2 zu entnehmen, dass ein Trägermaterial 10X von einem Heizleiter 12X umwickelt ist, über den eine temperaturabhängige Isolierschicht 14X gezogen ist. Auf die Oberfläche der Isolierschicht 14X ist ein Sensorleiter 16X aufgewickelt, über den wiederum ein Außenmantel 18X gestülpt ist. Dieser Aufbau soll eine mehrfache Sicherung des bekannten Heizelementes gegen Überhitzung bieten. Gemäß Anspruch 8 der EP 1 036 486 A hat die als Schmelzschicht ausgebildete Isolierschicht 14X einen kleinen negativen Temperaturkoeffizienten , um bei extrem kleinen Widerstandsänderungen in der Schmelzschicht ein Signal an die elektronische Steuereinrichtung 30X, 40X zu senden. Damit soll sichergestellt werden, das eine Veränderung bereits detektiert wird, bevor das Schmelzen wirklich stattfindet.Electrical heating elements with safety conductors are known in various forms. So from EP 1 036 486 -A-, in particular 2 It can be seen that a carrier material 10X is wrapped by a heating conductor 12X, over which a temperature-dependent insulating layer 14X is drawn. A sensor conductor 16X is wound onto the surface of the insulating layer 14X, and an outer jacket 18X is in turn placed over it. This structure is intended to provide multiple protection of the known heating element against overheating. According to claim 8 of EP 1 036 486 A the insulating layer 14X designed as a melting layer has a small negative temperature coefficient in order to send a signal to the electronic control device 30X, 40X in the event of extremely small changes in resistance in the melting layer. This is to ensure that a change is already detected before the melting actually takes place.

Weiterhin ist in der EP 1 036 486 A vorgesehen, dass beim Auftreten einer Überhitzung ein Leckstrom durch die Schmelzschicht hindurch geleitet wird ohne diese zu zerstören und die Steuereinrichtung 30X, 40X diesen Leckstrom detektiert und die Stromversorgung der Heizleiter abschaltet. Bei der Schmelzschicht handelt es sich um einen Schmelzkunststoff wie Polyvinylchlorid, Polyethylen oder vernetztes Polyethylen. Der Schmelzkunststoff kann auch mit einer Dotierung, beispielsweise mit Stantonin- Antimon beschichtet sein, um die erforderliche Leistung des negativen Temperaturkoeffizienten zu verwirklichen.Furthermore, in the EP 1 036 486 A provided that if overheating occurs, a leakage current is passed through the melt layer without destroying it and the control device 30X, 40X detects this leakage current and switches off the power supply to the heating conductors. The enamel layer is a melt plastic such as polyvinyl chloride, polyethylene or cross-linked polyethylene. The melt plastic can also be coated with a doping, for example with stantonin-antimony, in order to achieve the required performance of the negative temperature coefficient.

Es ist klar, dass ein derartiger Aufbau relativ kompliziert herzustellen ist und daher für Massenprodukte aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht kommt. Außerdem birgt ein negativer Temperaturkoeffizient, bei dem der Widerstand mit steigender Temperatur fällt, die Gefahr, dass erhebliche Ströme entstehen. Damit wird der Mensch, dessen Wohlbefinden eigentlich durch die verbesserte Heizdecke gemäß EP 1 036 486 A gesteigert werden soll, einem vermehrten Elektrosmog ausgesetzt. Dieser Nachteil ist umso gravierender, als in jüngster Zeit Umweltbelastungen durch elektromagnetische Felder in der Öffentlichkeit intensiv diskutiert wurden.It is clear that such a structure is relatively complicated to manufacture and is therefore out of the question for mass products for economic reasons. In addition, a negative temperature coefficient, in which the resistance drops as the temperature rises, creates the risk of considerable currents. This improves the person's well-being due to the improved electric blanket EP 1 036 486 A to be increased, exposed to increased electrosmog. This disadvantage is all the more serious since environmental pollution caused by electromagnetic fields has recently been the subject of intense public debate.

Eine weitere Wärmevorrichtung für einen schmiegsamen Heizkörper ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 203 02568 U1 bekannt. Laut 1 besteht eine Doppelkordel aus einem innenliegenden und außenliegenden Leiter 12A, 12B, zwischen denen eine Schmelzisolierung 20 angeordnet ist. Die Leiter 12A, 12B werden über Steckkontakte A, B an eine Stromversorgung angeschlossen. Vorzugsweise befindet sich in der als Reihenschaltung ausgebildeten Wärmevorrichtung ein Sicherungselement 14, das als Glas-Schmelzsicherung oder auch als in Keramik gepackter Widerstandsdraht ausgebildet sein kann.Another heating device for a pliant radiator is from the German utility model DE 203 02568 U1 known. Loud 1 a double cord consists of an internal and external conductor 12A . 12B , between which a melt insulation 20 is arranged. The ladder 12A . 12B are connected to a power supply via plug contacts A, B. A fuse element is preferably located in the heating device designed as a series connection 14 , which can be designed as a glass fuse or as a resistance wire packed in ceramic.

Gemäß Anspruch 14 des deutschen Gebrauchsmusters erfolgt die Stromversorgung vorzugsweise über eine Schaltungsanordnung 16, wobei die Verbindungsleiter 22, 122 zwei- oder dreiadrig ausgebildet sind und in einem Leitungsabschnitt eine zweite Schalteinheit zum Schalten weiterer Heizelemente vorhanden ist.According to claim 14 of the German utility model, the power supply is preferably via a circuit arrangement 16 , the connecting conductor 22 . 122 are formed with two or three wires and a second switching unit for switching further heating elements is present in a line section.

Durch die Steckkontakte und Verwendung einer Anschlussplatte kann im Kurzschluss-Fall die dort beschriebene Wärmevorrichtung zwar relativ schnell wieder in Stand gesetzt werden. Sie ist aber aufgrund ihres komplizierten Aufbaues in der Herstellung teuer und auch nicht gegen Elektrosmog abgeschirmt.By the plug contacts and use of a connection plate in the event of a short circuit can be described there heating device to be repaired relatively quickly. But it is due their complicated structure in the production expensive and not shielded against electrosmog.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein elektrisches Heizelement sowie eine Schaltung dafür zu entwickeln, mit dem bzw. der auf relativ einfachem und kostengünstigen Weg eine Abschirmung gegen elektromagnetische Felder bei gleichzeitiger Sicherung gegen Überhitzung gelingt.task the present invention is therefore the aforementioned disadvantages to avoid and to develop an electric heating element and a circuit for it shielding against this in a relatively simple and inexpensive way electromagnetic fields while protecting against overheating succeed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Es hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäße Aufbau eines Sicherheitsleiters eine Doppelfunktion des außenliegenden Leiters für die elektromagnetische Abschirmung und für die Temperatursteuerung bzw. Sicherung gegen Überhitzung ermöglicht und dadurch eine kompakte und störunanfällige Sicherheitskordel geschaffen werden kann.This The object is achieved by the in the claims specified features solved. It has been shown that the construction of a safety conductor according to the invention a double function of the outside Head of electromagnetic shielding and for temperature control or Protection against overheating allows and therefore a compact and trouble-free safety cord can be created.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:in the The invention will follow with the aid of several exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

1 Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsleiter 1 Cross section through a safety ladder designed according to the invention

2 Prinzipelle Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltung für ein elektrisches Heizelement mit Sicherheitsleiter 2 Schematic representation of a circuit according to the invention for an electrical heating element with a safety conductor

Der Sicherheitsleiter ist in einem ersten Ausführungsbeispiel als Sicherheits-Heizkordel dargestellt. Diese besteht gemäß 1 aus einem Trägermaterial 1, beispielsweise aus Glasfasern, um die ein Heizleiter 2 gewickelt ist.In a first exemplary embodiment, the safety conductor is shown as a safety heating cord. According to 1 from a carrier material 1 , for example made of glass fibers, around the one heating conductor 2 is wrapped.

Der Heizleiter 2 ist mit einer temperaturabhängigen Isolierschicht 3 umgeben. Beispiele für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Isoliermaterial sind:The heating conductor 2 is with a temperature-dependent insulating layer 3 surround. Examples of an insulating material designed according to the invention are:

• 1. Polyethylen1. Polyethylene
• 2. Polyvinylchlorid2. Polyvinyl chloride
• 3. Polyamid3. Polyamide

Um die Isolierschicht 3 herum ist eine elektromagnetische Abschirmung 4 gelegt. Als Beispiel für die verwendbaren Materialien der elektromagnetischen Abschirmung 4 werden genannt:There is an electromagnetic shield around the insulating layer 3 4 placed. As an example of the materials used for electromagnetic shielding 4 are called:

• 1. Aluminium-Folie1. Aluminum foil
• 2. mit Metall kaschierte Folien2. foils laminated with metal
• 3. Kupfer-Folie3. Copper foil
• 4. Metalldrähte gewickelt4. Metal wires wound
• 5. Geflecht aus Metalldrähten5. Braid made of metal wires

Wie üblich, ist der Sicherheitsleiter noch mit einem Außenmantel aus beispielsweise PVC umgeben.As usual, is the security manager still with an outer jacket, for example PVC surrounded.

Eine erfindungsgemäße Schaltung für die Durchführung der Abschirmung bei elektrischen Heizelementen gemäß Anspruch 1 ist wie folgt ausgebildet:A circuit according to the invention for carrying out the Shielding in electrical heating elements according to claim 1 is as follows educated:

Der Heizleiter 2 ist über einen Strom- und Spannungsunterbrecher 6 an eine Energieversorgung 7 angeschlossen. Weiterhin kann ein Strom- /Spannungsregler 8 in den Schaltkreis eingefügt werden.The heating conductor 2 is about a current and voltage breaker 6 to an energy supply 7 connected. Furthermore, a current / voltage regulator 8th be inserted into the circuit.

Parallel zum Heizleiter und im wesentlichen den Heizleiter 2 abdeckend befindet sich eine Abschirmung 5, die in dem Prinzipbild nach 2 mit einem eigenen Leitungskreis 9 dargestellt ist. Der Leitungskreis 9 besteht aus einer Ableitung 10 für das elektromagnetische Feld und einer Temperaturüberwachung 11, die mit dem Stromunterbrecher 6 und dem Temperaturregler 8 verbunden ist.Parallel to the heating conductor and essentially the heating conductor 2 there is a shield covering 5 that according to the schematic 2 with its own management team 9 is shown. The leadership group 9 consists of a derivative 10 for the electromagnetic field and temperature monitoring 11 that with the circuit breaker 6 and the temperature controller 8th connected is.

Sobald die zwischen dem Heizleiter 2 und der Abschirmung 5 angeordnete Isolierung 3 schmilzt, wird in dem Leitungskreis 9 ein – wenn auch geringer – Strom fließen, der von der Temperaturüberwachung 11 erfasst wird. Je nach Intensität wird dann entweder eine Stromunterbrechung über den Stromunterbrecher 6 oder eine Ablenkung der Energieversorgung des Heizleiters 2 über den Temperaturregler 8 erfolgen.Once the between the heating conductor 2 and the shield 5 arranged insulation 3 melts, is in the management circuit 9 a current - albeit low - flows from the temperature monitoring 11 is recorded. Depending on the intensity, there is either a power interruption via the circuit breaker 6 or a distraction of the heating conductor's energy supply 2 via the temperature controller 8th respectively.

Claims (6)

Elektrisches Heizelement mit mindestens einem Sicherheitsleiter, bestehend aus einem Trägermaterial (1), das von einem Heizleiter (2) umgeben ist, einer temperaturabhängigen Isolierschicht (3) und einem Außenmantel (4), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenmantel (4) und temperaturabhängiger Isolierschicht (3) eine elektromagnetische Abschirmung (5) angeordnet ist.Electric heating element with at least one safety conductor, consisting of a carrier material ( 1 ) by a heating conductor ( 2 ) is surrounded by a temperature-dependent insulating layer ( 3 ) and an outer jacket ( 4 ), characterized in that between the outer jacket ( 4 ) and temperature-dependent insulation layer ( 3 ) electromagnetic shielding ( 5 ) is arranged. Elektrisches Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Abschirmung aus einem Aluminiumdraht besteht.Electric heating element according to claim 1, characterized characterized in that the electromagnetic shielding from a There is aluminum wire. Elektrisches Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Abschirmung aus einem wendelförmig gewickelten Aluminiumflachdraht besteht.Electric heating element according to one of the preceding Expectations, characterized in that the electromagnetic shielding from a helical shape coiled aluminum flat wire. Elektrisches Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Abschirmung aus einem Drahtgeflecht, vorzugsweise aus Kupferdrähten, besteht.Electric heating element according to one of the preceding Expectations, characterized in that the electromagnetic shielding consists of a wire mesh, preferably of copper wires. Elektrisches Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Abschirmung mit einer Ableitung für das elektromagnetische Feld verbunden ist.Electric heating element according to one of the preceding Expectations, characterized in that the electromagnetic shielding with a derivative for the electromagnetic field is connected. Schaltung für ein elektrisches Heizelement mit mindestens einem Sicherheitsleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizleiter (2) mit einem Stromunterbrecher (6) und einem Spannungsregler (8) verbunden ist, wobei der Stromunterbrecher (6) und/oder der Spannungsregler (8) von einer Temperaturüberwachungseinrichtung (11) angesteuert wird und die Signale zur Steuerung der Temperaturüberwachungseinrichtung über eine mit dem Heizleiter (2) verbundene Sensoreinrichtung (4) weitergeleitet wird und die zwischen der Sensoreinrichtung (4) und dem Heizleiter (2) angeordnete Isolierschicht (3) aus einem Schmelzwerkstoff besteht.Circuit for an electrical heating element with at least one safety conductor according to claim 1, characterized in that a heating conductor ( 2 ) with a circuit breaker ( 6 ) and a voltage regulator ( 8th ) is connected, the circuit breaker ( 6 ) and / or the voltage regulator ( 8th ) from a temperature monitoring device ( 11 ) is controlled and the signals for controlling the temperature monitoring device via a with the heating conductor ( 2 ) connected sensor device ( 4 ) is forwarded and that between the sensor device ( 4 ) and the heating conductor ( 2 ) arranged insulating layer ( 3 ) consists of a melting material.