DE2515897C3

DE2515897C3 - Biegsames elektrisches Flächenheizelement

Info

Publication number: DE2515897C3
Application number: DE19752515897
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8830 Treuchtlingen Bauer; Karl 8500 Nuernberg Schirmer
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2515897B2; DE2515897A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend aus einem elektrischen Strom in Wärme umsetzenden flächenförmigen 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 angeordnet-n Metallbändern, bei welchem das Widerstandsfeil und die Metallbänder vollständig von Isolierstoffschiehter -jmgeben sind.

Für die Beheizung von Innenräumen und Freiflächen sind eine Anzahl ortsfester Flächenheizungssysteme bekannt, welche zur Umwandlung der zugeführten elektrischen Energie in Wärme schleifenförmig ausgelegte, zu Matten verbundene Widerstandsdrähte mit temperaturbeständiger Isolierung aus Gummi oder Kunststoff verwenden. Auch sind Gewebe aus Kunststoffäden oder Metalldrähten mit eingewebten blanker! 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 bekanntgewor* den, 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 siclti dennoch keine einwandfreie Einstellung der Widerstaiüdswerte, sondern diese Widerstandswerte schwanken, wie die Erfahrung gezeigt hat, dauernd, so daß sich bei der Benutzung so aufgebauter Heizelemente eine ungleichmäßige Temperaturverteilung ergibt. Außerdem treten bei derartigen Mischungen erfahrungsgemäß Verschiebungen der elektrischen Werte infolge Alterung auf. Die als Stromzuführung dienenden Metallbänder sind bei einer dieser bekannten Anordnung auf dem Widerstandteil 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 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 Polyestervlies aus leitenden Kunststoffäden ausgebildet ist, geht aus der DE-PS 18 08 022 hervor. Bei einem solchen Flächenheizelement kann es leicht geschehen, daß die gelochten, auf eine. Oberfläche des Polyestervlies aufgebrachten und einschließlich des Widerstandsteils von Isolierschichten umgebenen Metallbänder infolge zu hoher Erwärmung von dem Widerstandsteil zumindest punktweise abheben, wodurch dann erhöhte Übergangswiderstände entstehen können, die unter Umständen zur Zerstörung des Heizelementes führen.
Des weiteren ist ein Flächenheizelement der eingangs beschriebenen Art bekannt, welches an gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen jeweils ein um die Begrenzungskante des Widerstandsteils herumgefaltetes, auf der Ober- und Unterseite des Widerstandsteils aufgepreßtes Metallband aufweist (DE-OS 21 60 358).

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 Über· gangswiderstände zwischen Elektroden und Widerstandsteil auch bei größeren Temperaturschwankungen konstant bleiben.

Diese Aufgabe wird mit einem Flächenheizelement der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung

so dadurch gelöst, daß die Metallbänder jeweils aus einem oberen und unteren Teilband aufgebaut sind, daß das V.'iderstandsteil 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

6Q so hoch wirdj daß auch bei Biepng des Flächenheizelementes gleichbleibende Übergartgswidefstände zwischen Widerstandsteil und Metallbändern garantiert sind. Eine Zerstörung des Widerstandsteils durch zu hohe Übergangswiderstände ist auf diese Weise vermieden.

Ein Ausiührungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt
FigA zeigt eine Draufsicht auf ein Flächenheizele-

ment gemäß der Erfindung and F i g. 2 gibt einen Schnitt durch F i g, 1 längs der Linie H-II wieder.

Mit 1 ist ein Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff bezeichnet, welches beispielsweise als leitendes Vlies aus Polyesterfäden ausgebildet sein kann. An den seitlichen Begrenzungen dieses Widerstandsteils liegen flache Metallbänder 2 und 3, die als Elektroden zur Stromzuführung vorgesehen sind. Widerstandstei! 1 und Metallbänder 2 und 3 sind zwischen zwei Isolierstof.fbahnen 5 und 6 eingebettet

Die beiden Metallbänder 2 und 3 bestehen entsprechend der Darstellung in F i g. 2 aus zwei Teilbändem, die beiderseits des Widerstandsteils 1 aufgebracht sind. Im Bereich dieser Teilbänder ist das Widerstandsteil 1 mit Durchbrechungen 4 versehen, die zur Erzielung eines möglichst hohen Aiipreßdruckes möglichst eng nebeneinander angeordnet sein sollten. Auf der linken Seite der F i g. 1 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 Verschweißungssteller 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

ίο gleichmäßigen Obergangswiderstände gewährleistet sind.

Nach dem Verschweißen der Teilbänder der Metallbänder 2 und 3 werden von beiden Seiten die Isolierstoffbahnen 5 und 6 auf das Heizelement aufgebracht, die auf ihren Innenseiten mit einer Klebschicht 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 beispielswe'--:. mit Polyäthylen beschichtete Polyesterfolien oder auch Polyimidfalien, die mit einem Polytetrafluoräthylen-Perfluorpropylen-Copolymerisat als Kleber beschichtet sind.

Alle Verfahrensschritte zur Herstellung des Heizelements können durch Hintereinanderordnung der entsprechenden Vorrichtungen in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend aus einem elektrischen Strom in Wärme umsetzenden flächenförmigen Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff und aus der Stromzuführung an das Widerstandsteil dienenden, an gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen auf der Ober- und Unterseite des Widerstandsteils angeordneten Metallbändern, bei welchem das Widerstandsteil und die Metallbänder vollständig von Isolierstoffschichten umgeben sind, dadurch 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 getrennten Durchbrechungen (4) versehen ist und daß die Teilbänder an den Durchbrechungen (4) durch Punktschweißung fest miteinander verbunden sind.