DE3710626A1 - Raumheizelement, bestehend aus einem mit einer elektrischen widerstandsbeschichtung versehenen keramischen formkoerper, insbesondere in form einer keramischen platte - Google Patents

Description

Aus der EU-A- 01 58 091 ist ein Raumheizelement, bestehend aus einem keramischen Formkörper, der auf der seiner Sichtseite abgewendeten Seite mit einem flächenhaften Heizleiter in Form einer elektrischen Widerstandsbeschichtung aus einer elektrisch leitenden keramischen Glasur versehen ist, bekannt, bei dem die elektrische Widerstandsbeschichtung als Widerstandsschicht aus einem Material ausgebildet ist, bei dem nichtmetallische, große spezifische Oberfläche aufweisende, elektrisch leitende, bei Temperaturerhöhung ihre elektrische Leitfähigkeit nicht wesentlich ändernde Partikel in einer elektrisch nicht oder nur schlecht leitenden Trägersubstanz eingebettet sind und dieses Material so aufgetragen ist, daß die Widerstandsbe­ schichtung eine gleichmäßige elektrische und thermische Leit­ fähigkeit aufweist. Eine Spezialform eines solchen Raum­ heizelementes ist z. B. eine großflächige Wand-, Boden- oder Deckenbekleidungsplatte.

Unter ungünstigen Bedingungen kann es bei Ausbildung der elektrischen Widerstandsbeschichtung aus einer elektrisch leitenden keramischen Widerstandsglasur vorkommen, daß sich solche Platten von ihrem sie tragenden Untergrund plötzlich ablösen. Damit wird ihre Anbringung an Decken, aber auch an Wänden durch Verkleben problematisch, vielmehr sind zusätz­ liche Befestigungsmittel, wie Klammern oder Haken erforder­ lich, was vielfach unmöglich oder wenigstens manchmal nicht erwünscht ist.

Nach der EU-A- 01 58 091 erfolgt eine Kontaktierung der elek­ trischen Widerstandsbeschichtung insbesondere durch sym­ metrisch auf der elektrischen Widerstandsschicht angeord­ nete Kontaktierungselemente. Es hat sich aber gezeigt, daß solche auf der Heizschicht angebrachte Elemente zum Ablösen neigen, aber auch den über eine Fläche gleichmäßigen elek­ trischen Stromdurchgang nur unzureichend gewährleisten.

Das Problem einer unzureichenden Haftung tritt überraschender­ weise auch zwischen leitender Widerstandsschicht und einer Isolierschicht auf, über die der Bekleidungskörper am Be­ festigungsuntergrund befestigt ist.

Es gibt offenbar bis jetzt noch kein isolierendes Material, insbesondere organisches Isoliermaterial, das mit der leiten­ den Widerstandsschicht eine dauerhafte und sichere Verbindung eingeht.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die elektrisch leitende Widerstandsbeschichtung des Bekleidungskörpers so auszugestalten, daß dieses Ablösen entweder unmittelbar vom Befestigungsgrund oder von einer darübergelegten Isolier­ schicht nicht mehr auftritt und ferner eine Verbesserung der Heizeigenschaften des Raumheizelementes bewirkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in Form einer elektrisch leitenden Widerstandsglasur vorliegende Widerstandsschicht durch eine Schicht aus nicht leitender oder nur schlecht leitender keramischer Glasur mit einer Trägersubstanz gleicher keramischer Zusammensetzung wie die der Widerstandsglasur aber mit eingebauten Kaolinteilchen abgedeckt ist und das Gebilde aus keramischen Formkörper, elektrisch leitender keramischer Glasur und keramischer Ab­ deckschicht bis unterhalb des Quarzumwandlungspunktes (<750°C) erhitzt und so Widerstandsschicht und Abdeck­ schicht auf dem keramischen Bekleidungskörper eingebrannt sind.

Überraschenderweise haftet auf einem solchermaßen beschichte­ ten Bekleidungskörper auch jede organische Isolierbeschich­ tung ohne Probleme.

Überraschenderweise hat sich ferner herausgestellt, daß sich bei Anwendung der vorgeschlagenen Lösung eine erhebliche Re­ duzierung des elektrischen Widerstandes der abgedeckten Wider­ standsbeschichtung, also der Heizschicht ergibt. Dies erklärt sich daraus, daß bei einem sinnvoll gewählten Überschuß an Kaolinteilchen im Verhältnis zu den Glasanteilen der Träger­ substanz diese beim Brennen des gesamten Gebildes Glasanteile aus der Widerstandsglasur (Heizschicht) lösen und in die Ab­ deckschicht einbinden. Dadurch wird die isolierende Glassub­ stanz in der Widerstandsglasur verringert, welche die elektri­ sche Leitung der Widerstandsglasur negativ beeinflußt, wodurch sich der elektrische Widerstand der Widerstandsglasur, d. h. der Heizschicht, verringert. Es ergibt sich mithin eine Ver­ besserung der Heizeigenschaften des Raumheizelementes infolge der Einbettung von Kaolinteilchen in die Abdeckschicht.

So wurde z. B. bei 30% Gewichtsanteil Kaolin eine Widerstands­ erniedrigung von 50% gegenüber dem des gleichen Gebildes ohne Zufügung einer Abdeckschicht festgestellt.

Diese Erscheinung hat man sich erfindungsgemäß in der Weise zunutze gemacht, daß man die Menge an Kaolinteilchen der Deckschicht so wählt, daß damit eine bestimmte Leitfähigkeits­ änderung erzielt wird, die es wiederum erlaubt, die Menge an elektrisch leitenden Partikeln in der Heizschicht spürbar zu reduzieren, ohne den ursprünglich angestrebten elektrischen Widerstand der Heizschicht, also ohne Abdeckung, zu verändern. Hinsichtlich den auf der Heizschicht angebrachten elektrischen Kontaktierungselementen wird ein über die Fläche gleichmäßiger elektrischer Stromdurchgang dadurch erreicht, daß die Kontak­ tierung der elektrischen Heizschicht so vorgenommen wird, daß die Kontaktelemente bzw. die Kontaktschicht direkt auf den keramischen Formkörper aufgebracht wird, wobei diese Schicht rampenförmig zur Außenkante des keramischen Formkörpers hin anwächst und sich die Rampenhöhe nach der Stärke der Heiz­ schicht und die Rampenbreite sich mit mehr als dem Fünfzig­ fachen dieser Stärke bemißt. Bei einem Ausführungsbei­ spiel betrug die Heizschichtdicke 120 µ und die Breite der Kontaktschicht 15 mm. Ferner wird durch diese Maßnahme die Neigung zum Ablösen der Kontaktelemente bzw. Kontaktschicht verringert.

Ein weiterer Vorteil dieser vorgeschlagenen Lösung beruht darin, daß die Anbringung der Kontaktschicht unmittelbar auf die Rückseite des keramischen Formkörpers als erster Ver­ fahrensschritt erfolgt, dem als zweiter Schritt die Auf­ bringung der elektrischen Heizschicht folgt. Als dritter Schritt wird die Abdeckschicht appliziert und das gesamte Gebilde in einem vierten Schritt dann einem Brenn- oder Erhitzungsprozeß unterworfen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein Raumheizelement,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Raumheizelement nach der EU-A- 01 58 091,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form der Erfindung sowie

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Raumheizelement nach Fig. 3.

Das in Fig. 1 dargestellte Raumheizelement umfaßt einen kera­ mischen Formkörper 1, der auf seiner der Sichtseite abgewende­ ten Seite mit einer elektrischen Widerstandsbeschichtung 2, welche die Heizschicht bildet, sowie ferner mit einer Abdeck­ schicht 3 versehen ist. Die elektrische Widerstandsbeschich­ tung 2 setzt sich aus einer Trägersubstanz 5 und in dieser Trägersubstanz eingebetteten leitfähigen Partikeln 4 zu­ sammen. Die Abdeckschicht 3 setzt sich aus derselben Träger­ substanz 5 und darin eingebetteten Kaolinteilchen 6 zusammen.

Fig. 2 zeigt ein Raumheizelement, wie es in der EU-A- 01 58 091 beschrieben ist, welches aus einem keramischen Formkörper 1, einer elektrischen Widerstandsbeschichtung 2 und einem Kontakt­ element 7 aufgebaut ist.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Raum­ heizelementes aus einer elektrischen Widerstandsbeschichtung 2, einer Abdeckschicht 3 und einem Kontaktelement 8. Dieses Kon­ taktelement 8 wächst rampenförmig bei 9 zur Außenkante des keramischen Formkörpers an. Das Kontaktelement, welches durch eine Kontaktschicht gebildet sein kann, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit im wesentlichen dreieckförmigem Quer­ schnitt ausgebildet. Die maximale Rampenhöhe 10 entspricht der Schichtdicke 11 der elektrischen Widerstandsbeschichtung 2. Die Breite 12 des Kontaktelementes beträgt mehr als das Fünfzigfache der Dicke bzw. der Stärke 11 der elektrischen Widerstandsbeschichtung 2. Aus Fig. 4 ergibt sich, daß das Kontaktelement, an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Raumheizelementes ausgebildet ist.

Claims (7)

1. Raumheizelement, insbesondere Platte, bestehend aus einem keramischen Formkörper, der auf der seiner Sichtseite abge­ wendeten Seite mit einem flächenhaften Heizleiter in Form einer elektrischen Widerstandsbeschichtung aus einer elek­ trisch leitenden keramischen Glasur versehen ist, wobei die elektrische Widerstandsbeschichtung als Widerstands­ schicht aus einem Material ausgebildet ist, bei dem nicht­ metallische, große spezifische Oberfläche aufweisende, elektrisch leitende, bei Temperaturerhöhung ihre elektri­ sche Leitfähigkeit nicht wesentlich ändernde Partikel in einer elektrisch nicht oder nur schlecht leitenden Träger­ substanz eingebettet sind und dieses Material so aufgetra­ gen ist, daß die Widerstandsbeschichtung eine gleichmäßige elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der elektrischen Widerstandsbeschichtung aus einer elektrisch leitenden keramischen Glasur versehene keramische Formkörper durch eine Schicht aus nicht leitender oder nur schlecht leitender Glasur mit einer Trägersubstanz gleicher keramischer Zusammensetzung wie die der Widerstandsglasur aber mit eingebauten Kaolinteilchen abgedeckt und das Gebilde aus keramischem Formkörper, elektrisch leitender keramischer Glasur und keramischer Abdeckschicht bis unterhalb des Quarzumwandlungspunktes erhitzt worden ist.

2. Raumheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an eingebauten Kaolinteilchen so gewählt wird, daß eine spürbare Erniedrigung des elektrischen Widerstandes der Widerstandsglasur eintritt.

3. Raumheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an eingebauten Kaolinteilchen so gewählt wird, daß wegen der damit verbundenen Erniedrigung des ursprünglichen elektrischen Widerstandes der Heizschicht die Menge an nichtmetallischen, elektrisch leitenden Partikeln der Widerstandsbeschichtung spürbar reduziert werden kann, um den ursprünglich gewünschten elektrischen Widerstand zu erhalten.

4. Raumheizelement, mit mindestens einem elektrischen Kontaktelement, für die Heizschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement unmittelbar auf dem keramischen Körper aufgebracht ist, und daß die Stärke des Kontakt­ elementes rampenförmig zur Außenkante des keramischen Formkörpers hin anwachsend ausgebildet ist.

5. Raumheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die maximale Rampenhöhe nach der Stärke der Heizschicht bemißt und die Rampenbreite mehr als das Fünfzigfache dieser Stärke beträgt.

6. Raumheizelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.

7. Raumheizelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement durch eine Kontaktschicht gebildet ist.