DE2515897B2 - Biegsames elektrisches Flächenheizelement - Google Patents
Biegsames elektrisches FlächenheizelementInfo
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- H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend aus einem
elektrischen Strom in Wärme umsetzenden fläehcnförmigcn
Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff und aus der Stromzuführung an den
Widerstandsteil dienenden, an gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen auf der Ober- und Unterseite
des Widerstandsteils angeordneten Metallbändern, bei welchem das Widerstandsteil und die Metallbänder
vollständig von Isolierstoffschichien umgeben sind.
Für die Beheizung von Innenräumen und Freiflachen sind eine Anzahl ortsfester Flächenheizungssysteme
bekannt, welche zur Umwandlung der zugeführten elektrischen Energie in Wärme schleifenförmig ausgelegte,
zu Matten verbundene Widerslandsdrähte mit temperaturbeständiger Isolierung aus Gummi oder
Kunststoff verwenden. Auch sind Gewebe aus Kunststoffäden oder Metalldrähten mit eingewebten blanken
oder isolierten Heizleitern bekannt, welche unter anderen auch zum Einbau in nicht ortsfeste Oberflächenheizkörper
dienen.
Diese beiden Arten von teils starren, teils biegsamen Heizmatten weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die
Temperaturverteilung ist unregelmäßig, mit relativ hohen Temperaturen in Leiternähe und niedrigen
Temperaturen in den Leiterzwischenräumen. Das Herstellungsverfahren bedingt einen relativ großen
Anteil an Handarbeit und ist daher umständlich und aufwendig. Bei der Einstellung verschiedener Wärmeleistungen
pro Flächeneinheit ergeben sich bei gleichbleibender Anschlußspannung Schwierigkeiten, da die
Einstellung nur durch Änderung der Leitungsabstände, des Leiterwerkstoffes, der Leitungslänge oder des
Leiteraufbaus erzielt werden kann. Weiterhin müssen die Heizleitungen zur Einführung in Klemmdosen mit
kalten Anschlußleitungen versehen werden.
Durch die US-Patentschriften 33 85 959 und 33 87 248 sowie die schweizerische Patentschrift 4 45 668 sind
bereits ähnliche Flächenheizelemente bekanntgeworden, wie sie eingangs beschrieben sind. Bei diesen
bekannten Anordnungen wird für das Widerstandsteil eine leitend gemachte Kunststoffmischung verwendet.
Auch wenn eine solche Mischung mit erheblichem Aufwand so gut wie irgend möglich hergestellt wird,
ergibt sich dennoch keine einwandfreie Einstellung der WiderMandswerle, sondern diese Widerstandswerle
schwanken, wie die Erfahrung gezeigt hat, dauernd, so daß sich bei der Benutzung so aufgebauter lleizelemcnte
eine ungleichmäßige Temperalurverteilung ergibt. Außerdem treten bei derartigen Mischungen erfahrungsgemäß
Verschiebungen der elektrischen Werte infolge Alterung auf. Die als Stromzuführung dienenden
Metallbänder sind bei einer dieser bekannten Anord-
lu nung auf dem Widersiandteil mittels Krampen oder
Klammern oder durch Abschneidung angebracht. In beiden Fällen ergibt sich eine nur punktweise Auflage
der Metallbänder auf dem Widerstandsteil und entsprechend ein sehr hoher Übergangswiderstand zwischen
ii beiden Teilen. Bei den beiden anderen dieser bekannten
Anordnungen liegen die als Stromzuführung dienenden Metallbänder nicht direkt an den seitlichen Begrenzungen
des Widerstandsteils, so daß ein Teil desselben für die Wärmebildung verlorengeht und sich wegen der
schlechten Auflage hohe Übergangswiderstände ergeben.
Ein Flächenheizelement, bei dem das Widerstandsteil als Polyestcrvlies aus leitenden Kunststoffäden ausgebildet
ist, geht aus der DE-PS 18 08 022 hervor. Bei
2) einem solchen Flächenheizelement kann es leicht
geschehen, daß die gelochten, auf einer Oberfläche des Polyestervlies aufgebrachten und einschließlich des
Widerstandsteils von Isolierschichten umgebenen Metallbänder infolge zu hoher Erwärmung von dem
ίο Widerstandsteil zumindest punktweise abheben, wodurch
dann erhöhte Übergangswiderstände entstehen können, die unter Umstünden zur Zerstörung des
Heizelementes führen.
Des weiteren ist ein Flächenheizelement der eingangs
J5 beschriebenen Art bekannt, welches an gegenüberliegenden
seitlichen Begrenzungen jeweils ein um die Begrenzungskante des Widerstandsteils herumgefaltetes,
auf der Ober- sind Unterseite des Widerstandsteils aufgepreßtes Metallband aufweist (DE-OS 2160 358).
•»'J Auch dort kann die Erwärmung des Flächenheizelementes
noch zu erhöhten Übergangswiderständen durch Abheben des Metallbandes führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächenheizelement anzugeben, bei dem die Übergangswiderstände
zwischen Elektroden und Widerstandsteil auch bei größeren Temperaturschwankungen
konstant bleiben.
Diese Aufgabe wird mit einem Flächenheizelement der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß die Metallbänder jeweils aus einem oberen und unteren Teilband aufgebaut sind, daß das
Widerstandsteil im Bereich der Metallbänder über deren gesamte Länge mit voneinander getrennten
Durchbrechungen versehen ist und daß die Teilbänder an den Durchbrechungen durch Punktschweißung fest
miteinander verbunden sind.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch das Zusammenschweißen der Teilbänder, die
Anpreßkraft der Metallbänder an das Widerstandsteil
h(* so hoch wird, daß auch bei Biegung des Flächcnheizelementes
gleichbleibende Übergangswiderstände zwischen Widerstandsteil und Metallbändern garantiert
sind. Eine Zerstörung des Widerstandsteils durch zu hohe Übergangswiders'.ändc ist auf diese Weise
h^> vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Flächenheizele-
ment gemäß der Krfindung und F-'i g. 2 gibt einen Schnitt
durch Fig. 1 längs der Linie H-Il wieder.
Mit I ist ein Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig
gemachtem Kunststoff bezeichnet, welches beispielsweise als leitendes Vlies aus Polyesierfäden ausgebildet
sein kann. An den seitlichen Begrenzungen dieses Widerstandsteils liegen flache Metallbänder 2 und 3, die
als Elektroden zur Stromzuführung vorgesehen sind. Widerslandsteil I und Metallbander 2 und 3 sind
zwischen zwei Isolierstoffbahnen 5 und 6 eingebettet.
Die beiden Metallbander 2 und 3 bestehen entsprechend
der Darstellung in Fig. 2 aus zwei Teilbandern, die beiderseits des Widerstandsteils 1 aufgebrach! sind.
Im Bereich dieser Teilbänder ist das Widerstaridsteil 1
mit Durchbrechungen 4 versehen, die zur Erzielung eines möglichst hohen Anpreßdruckes möglichst eng
nebeneinander angeordnet sein sollten. Auf der linken Seite der Fig. I und 2 ist das Flächenheizelement ohne
das obere Teilband vom Metallband 2 und ohne die Isolierstoffbahn 5 dargestellt. Im rechten Teil der
Zeichnungen sind beide Teilbänder des Metallbandes 3 vorhanden und die Verschweißungsstellen sind hier
durch Kreise angedeutet.
Bei der Herstellung des Flächenheizelementes wird so vorgegangen, daß ein Widerstandsteil aus leitfähig
gemachtem Kunststoff in der erforderlichen Breite von einer Vorratsrolle abgezogen und in eine Vorrichtung
eingeführt wird, in welcher die Durchbrechungen 4
angebracht werden. Anschließend werden die Teilbänder der Metallbänder 2 und 3 an den seitlichen
Begrenzungen des Widerstandsteils an dasselbe herangefahren und danach in einer weiteren Vorrichtung in
den Durchbrechungen 4 durch Punktschweißen fest miteinander verbunden. Durch diese feste elektrisch
leitende Verbindung ist sichergestellt, daß die Metallbänder auch bei Biegebeanspruchungen nicht von dem
Widerstandsteil 1 abheben, so daß die erforderlich gleichmäßigen Übergangswiderstände gewährleistet
sind.
Nach dem Verschweißen der Teilbänder der Metallbander
2 und 3 werden von beiden Seiten die Isolierstoffbahnen 5 und 6 auf das Heizelement
aufgebracht, die auf ihren Innenseiten mit einer Klebschiehl versehen sein können. Sie haften dann fest
auf dem Widerstandsteil und auch auf den Metallbändern. Diese Isolierstoffbahnen 5 und 6 werden
zweckmäßig aus durchsichtigem Material hergestellt. Hierfür eignen sich beispielsweise mit Polyäthylen
beschichtete Polyesterfolien oder auch Polyimidfolien,
die mit einem Polytetrafluoräthylen-Perfluorpropylen-Copolymerisat
als Kleber beschichtet sind.
Alle Verfahrensschritte zur Hersteilung des Heizelenients
können durch Hintereinanderordnung der entsprechenden Vorrichtungen in einem Arbeitsgang
durchgeführt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend aus einem elektrischen Strom in Wärme umsetzenden flächenförmigen Widersiandsieil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff und aus der Stromzuführung an das Widerstandsteil dienenden, an gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen auf der Ober- und Unterseile des Widerstandsleils angeordneten Metallbändern, bei welchem das Widerstandsteil und die Metallbändcr vollständig von Isolierstoffschichten umgeben sind, d a d ii r c h gekennzeichnet, daß die Metallbänder (2, 3) jeweils aus einem oberen und unteren Teilband aufgebaut sind, daß das Widerstandsteil (1) im Bereich der Metallbänder (2, 3) über deren gesamte Länge mit von einander gelrennten Durchbrechungen (4) verschen ist und daß die Teilbänder an den Durchbrechungen (4) durch Punktschweißung fest miteinander verbunden sind.
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1975
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