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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heizkörper, bestehend aus einem isolierenden Grundkörper aus Kunststoff, in welchem Heizelemente, insbesondere Heizdrähte eingebettet sind, wobei der Grundkörper Durchbrechungen aufweist. Solche elektrische Heizkörper sind bekannt und dienen zur Erwärmung örtlich begrenzter Flächen, insbesondere von Fussböden. Hiebei ist es auch bekannt, solche elektrische Heizkörper in den Fussboden bzw. Estrich einzubetten. Die Durchbrechungen im Grundkörper des elektrischen Heizkörpers gewährleisten hiebei eine Verbindung zwischen der unterhalb des Heizkörpers angeordneten Schicht mit der oberhalb des Heizkörpers liegenden Schicht und damit eine sichere Verankerung des Heizkörpers, wobei Relativverschiebungen der durch den Heizkörper getrennten Schichten vermieden werden.
Ein bekannter, mit Durchbrechungen versehener Heizkörper besteht aus einer thermoplastischen Kunststoffolie mit einseitig ausgeformten Rillen, in welche die Heizleitungen eingebettet sind. Die so gebildete flexible Masse ist jedoch starken mechanischen und thermischen Beanspruchungen nicht gewachsen. Wird ein solcher Heizkörper in eine Schicht eingebettet, in welcher sich scharfkantige Steine od. dgl. befinden, also beispielsweise in Beton, wie dies häufig der Fall ist, so besteht die Gefahr, dass die Kunststoffolie beschädigt und der Heizkörper freigelegt oder sogar unterbrochen wird, in welchem Falle der Heizkörper nicht mehr funktionsfähig ist und ausgetauscht werden muss, wobei der erhärtete Beton mühsam entfernt werden muss.
Wird ein solcher Heizkörper in Asphalt oder einem andern heissen Material eingebettet, so besteht wieder die Gefahr, dass die Kunststoffolie schmilzt oder sich zumindest in unzulässiger Weise verformt.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der Grundkörper aus einem platten- oder tafelförmigen, vorzugsweise faserverstärkten, beispielsweise glasfaserverstärkten Element besteht und dass die Heizelemente durchgehend in das platten- oder tafelförmige Element eingebettet sind. Der erfindungsgemässe Heizkörper ist somit nicht als flexible Masse ausgebildet, sondern besteht aus einer Platte oder Tafel, die auch bei starker mechanischer Beanspruchung des Heizkörpers eine sichere Umhüllung der Heizelemente gewährleistet und ein Freilegen dieser Heizelemente verhindert.
Beim erfindungsgemässen Heizkörper besteht auch nicht die Gefahr, dass dieser bei einer hohen Erwärmung seine Form ändert, wie dies bei den bekannten aus einer thermoplastischen Kunststoffolie hergestellten Heizkörpern der Fall ist, bei welchen die Rillen durch Erwärmung der Folie geformt werden und bei einer anschliessenden Erwärmung, sei es durch Einbetten in eine heisse, vergussfähige Masse, sei es durch die während des Betriebes auftretende Wärme, die Tendenz besteht, dass die Heizkörperfolie sich in ihren ursprünglichen Zustand zurückverformt.
Der erfindungsgemässe Heizkörper kann somit auch in Asphalt verlegt werden, wobei Temperaturen bis zu 1200C ohne weiteres vertragen werden, und es ist auch möglich, den erfindungsgemässen Heizkörper in eine mit einem Asphaltfertiger aufgebrachte Asphaltschicht einzubetten, da auch beim Befahren dieser Schicht mit schweren Geräten und Fahrzeugen keine Beschädigung des erfindungsgemässen Heizkörpers erfolgt.
Ausserdem bildet insbesondere dann, wenn das beim erfindungsgemässen Heizkörper verwendete platten- oder tafelförmige Element Glasfasereinlagen, die gegebenenfalls vorgespannt sein können, verstärkt ist, dieses platten- oder tafelförmige Element mit seinen verstärkten Stegen eine Armierung des Betons, Asphaltes od. dgl., in welchen es eingebettet ist, und verhindert dadurch ein Zerreissen des umgebenden Materials bei der Erwärmung durch den Heizkörper infolge der verschiedenen Wärmedehnungskoeffizienten. Da die Heizelemente durchwegs in das platten- oder tafelförmige Element eingebettet sind, besteht keine Gefahr einer Beschädigung dieser Heizelemente.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das platten- oder tafelförmige Element aus einem Rahmen und von diesem Rahmen umschlossenen, die Durchbrechungen begrenzenden parallelen Stegen, die gegebenenfalls untereinander durch Querstege abgesteift sind. Hiebei ist es von Vorteil, wenn der Rahmen breiter ist als die Stege und die Querstege. Auf diese Weise wird ein sehr stabiler elektrischer Heizkörper geschaffen, der auch grösste mechanische und thermische Beanspruchungen aufzunehmen vermag. Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes, welche in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind.
Fig. l zeigt eine Draufsicht auf einen elektrischen Heizkörper, wogegen Fig. 2 einen Schnitt nach der
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lDurchbrechungen --4-- auf, welche die Form länglicher Schlitze haben und untereinander durch Stege --5-- getrennt sind, wobei diese Stege durch einen Rahmen --6-- zusammengefasst sind. Die Stege--5--
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verlaufen zueinander parallel und nehmen jeweils einen Heizdraht --2-- auf, der schlangenlinienförmig verlaufend durch die Stege --5-- geführt ist. Der Verlauf des Heizdrahtes ist in Fig. l strichliert dargestellt.
Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von jener nach Fig. l und 2 zunächst
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dass die Platte --1-- statt eines rostartigen Charakters (Fig. l, 2) eine gitter-bzw. netzartige Struktur erhält. Ferner zeigen die Fig. 3 und 4, dass die Breite --a-- des Rahmens --6-- grösser ist als die Breite-b-der Stege--5--, so dass sich eine vergrösserte Steifheit des Elements--l--ergibt. Die Breite--c--der Durchbrechungen--4--kann ebenfalls grösser sein als die Stegbreite--b--, wobei lediglich die nötige Steifheit des Elements--l--gewährleistet bleiben muss.
Während bei der Ausführungsform nach den Fig. l und 2 das Element--l--einschichtig ausgebildet war, liegt bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 eine zweischichtige Ausbildung vor, u. zw. bestehen sowohl Rahmen --6-- als auch Stege--5--und gegebenenfalls auch die Querstege--7--aus einem im Querschnitt trogförmigen bzw. U-förmigen Bodenteil-8 bzw. 8'--, auf dessen innere Oberfläche die Heizdrähte --2-- aufgelegt sind und der durch eine Vergussmasse-9-aus elektrisch isolierendem Material, zweckmässig ebenfalls aus Kunststoff, ausgegossen ist.
Diese Vergussmasse wird zweckmässig so gewählt, dass sie sich beim Ausgiess- bzw. Aushärtevorgang innig mit dem Material des Bodenteiles-8 bzw. 8'-verbindet, so dass die Haftung der Bauteile--8 bzw. 8'und 9--aneinander gesichert und gewährleistet wird, dass die Heizdrähte --2-- stets allseitig vom isolierenden Material ummantelt sind und keine Feuchtigkeit zu den Heizdrähten --2-- gelangen kann.
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angeordnet sein, die die Wärme in eine bestimmte Richtung lenkt. Dadurch lässt sich die Richtung des Wärmeflusses vom Heizelement beeinflussen.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 4, wobei der Bodenteil--8 bzw. 8'-- (wenn es sich um einen Steg --5-- handelt) nach oben gerichtete Vorsprünge--11--trägt, zwischen welche der Heizdraht --2-- eingelegt ist. Dadurch ergibt sich eine sichere Führung für den Heizdraht--2--. Diese Vorsprünge --11-- können nach dem Einlegen des Heizdrahtes --2-- an ihren oberen Enden flach gepresst werden, so dass sich dort Verbreiterungen ergeben. Diese Verbreiterungen, welche vom Material der Ausgussmasse --9-- hintergossen werden, bilden eine Verankerung für die Ausgussmasse--9--und halten dadurch diese mit dem Bodenteil --8-- fest zusammen.
An Stelle von Vorsprüngen-11-können ebensogut Nuten im Bodenteil--8 bzw. 8'--Verwendung finden, oder es können Rippen am Bodenteil vorgesehen sein, usw.
Fig. 6 zeigt, wie mehrere elektrisch heizbare platten- bzw. tafelförmige Elemente --1,1'-- zu grösseren Flächen zusammengesetzt werden können. Diese Elemente--l, l'--müssen untereinander hinsichtlich der Aufteilung und Anordnung der Durchbrechungen --4-- nicht gleich sein. Besonderes Augenmerk ist jedoch
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einzelnen Elemente parallel an eine zweiadrige Verteilungsleitung--12--angeschlossen sind. Diese Verteilungsleitung--12--läuft entlang zweier Ränder des Rahmens--6--jedes Elements, u. zw. bei den Elementen-l-vom oberen Ende des linken Randes zum rechten Ende des unteren Randes (Fig. 6), wogegen
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(Kunststoff od. dgl.)Die Fig. 7 bis 10 zeigen zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Verbindungsstelle--13--. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist jedes der beiden Elemente-l, l'--mit einer Ausnehmung --14, 14'--versehen. In dieser Ausnehmung tritt die zweiadrige Verteilungsleitung--12--aus dem Element - l bzw. l'--aus. Die beiden Ausnehmungen-14, 14'-- liegen einander gegenüber, so dass sich ein
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verbleibende Spalt --17-- werden nach Durchführung der Verdrahtung mit einer vergiessfähigen Isoliermasse - -18--, insbesondere aus Kunststoff, ausgegossen, wobei diese Isoliermasse--18--so gewählt ist, dass sie an den Rändern der Elemente-l, l'--festhaftet, so dass sich eine innige Verbindung ergibt, die den Zutritt von Feuchtigkeit zu den Verteilerleitungen --12-- verhindert.
Um einen Formraum für die Vergussmasse --18-zu schaffen, wird zweckmässig unter die Verbindungsstelle vor dem Eingiessen der Vergussmasse --18-- eine platte --19-- untergeschoben.
Bei der Variante nach den Fig. 9 und 10 ist jedes Element-l bzw. l'-mit einem Vorsprung-20 bzw. 20'-versehen, an dessen Stirnseite die Verteilungsleitung --12-- aus dem Element-l bzw. l'-austritt. Die beiden Vorsprünge --20, 20'-- liegen einander gegenüber und in dem zwischen den beiden
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Vorsprüngen verbleibenden Spalt--21--wird die Verbindung der beiden Verteilungsleitungen-12-- vollzogen. Nach vollendeter Verbindung wird ein im Querschnitt U-förmiges Formstück-22--um die beiden Vorsprünge--20, 20'-- herumgelegt und der verbleibende Hohlraum--21--mit einer Vergussmasse --23-- ausgegossen.
Fig. ll zeigt ein verlegtes Element wobei zwecks grösserer Heizleistung in jedem Steg-5--drei zueinander parallel geführte Heizdrähte --2-- verlaufen. Das Element--l--ist auf eine Unterlage--24-, z. B. aus Beton, aufgelegt, und durch eine Deckschicht-25-, insbesondere einen Bodenbelag, z. B. aus Kunststoff oder Steinfliesen abgedeckt. Die zwischen den Stegen --5-- liegenden Durchbrechungen --4-- sind durch eine Ausgleichsmasse--26--beliebiger Art ausgefüllt, die dem unterschiedlichen Wärmeausdehnungsfaktor des Kunststoffes des Elements--l--und des Betons der Schicht-24Rechnung trägt und gleichzeitig eine Wärmeisolation nach unten bildet.
Eine zusätzliche Wärmeisolation und ein zusätzlicher Ausgleich der Wärmespannungen kann dadurch erzielt werden, dass die Heizdrähte --2-- an der Unterseite und gegebenenfalls auch an den Seitenflächen mit einem elastischen Kunststoff oder Schaumstoff beschichtet werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 ist auf eine Unterlagsschicht-24-eine Deckschicht-25- aufgebracht, die auch die Durchbrechungen --4-- zwischen den Stegen--5--des Elements-l--ausfüllt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 liegt das Element--l--eingebettet in eine Schicht--27--, die z. B. Erde bei einer Pflanzenkultur sein kann, welche beheizt werden soll.
Bei allen Ausführungsformen kann statt einem oder mehreren Heizdrähten-2-eine leitende Schicht, z. B. eine Heizfolie, Verwendung finden. Ferner ist es möglich, den Kunststoff des Elements--l--sowohl bei einschichtiger Ausbildung (Fig. l, 2) als auch bei mehrschichtiger Ausbildung (Fig. 3 bis 5) durch Einbringung von Verstärkungseinlagen beliebig zu verstärken. Solche Einlagen können z. B. geeignete Fasereinlagen sein, z. B.
Glasfaserrovingstränge od. dgl. Die Einlagen können gegebenenfalls vorgespannt werden, so dass sich ein vorgespanntes Kunststoffelement ergibt, welches in analoger Weise wie ein armierter Beton, Asphalt usw. besonders widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchungen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Heizkörper, bestehend aus einem isolierenden Grundkörper aus Kunststoff, in welchem Heizelemente, insbesondere Heizdrähte eingebettet sind, wobei der Grundkörper Durchbrechungen aufweist,
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faserverstärkten, beispielsweise glasfaserverstärkten Element besteht und dass die Heizelemente durchgehend in das platten- oder tafelförmige Element eingebettet sind.
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