DE4329546A1 - Flachheizkörper - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Flachheizkörper nach dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Her
stellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 025 959 B1 ist ein
Flachheizkörper bekannt, der im wesentlichen aus einem Natur
steinkörper besteht, in den flexible elektrische Heizleiter
eingebracht sind. Zur Einbringung dieser Heizleiter weist da
bei die Rückseite des Natursteinkörpers kanalartige Ausnehmun
gen auf, die der Form der einzelnen Heizleiter angepaßt sind.
Nach Einlegen der Heizleiter in die kanalartigen Ausnehmungen
werden diese mit einem Kunststoffmaterial gefüllt, so daß die
Heizleiter im Steinkörper vollständig vergossen sind. Nachtei
lig bei diesem bekannten Flachheizkörper bzw. bei diesem be
kannten Herstellungsverfahren ist zum einen, daß die Ausneh
mungen zum Einlegen der Heizleiter nach der Herstellung des
Natursteinkörpers mechanisch eingebracht, das heißt insbe
sondere aufwendig eingefräst werden müssen, wodurch sich eine
signifikante Erhöhung der Herstellungskosten und insbesondere
Produktionszeit ergibt. Zum anderen ergibt sich aus der
zwangsläufigen Verwendung von unterschiedlichen Materialien
für den eigentlichen Heizkörper, nämlich Naturstein, und für
das Vergußmaterial, nämlich gießbarer Kunststoff, ein ästhe
tisch unbefriedigendes Aussehen des Flachheizkörpers; zudem
sind aufgrund der unterschiedlichen thermischen Eigenschaften
dieser beiden Materialien Wärmespannungen beim Aufheizen des
Heizkörpers nicht auszuschließen, die je nach den verwendeten
Materialien eine Lockerung des Vergußmaterials und damit der
Heizleiter oder aber eine Sprengung der Ausnehmungen und damit
eine Zerstörung des Heizkörpers, nämlich wenn das Vergußmate
rial eine höhere Wärmedehnung aufweist als der Natursteinkör
per, bewirken können.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 09 124 A1 ist ein
Flachheizkörper bekannt, der ebenfalls flexible elektrische
Heizleiter aufweist, die im Inneren eines aus Kunststoff be
stehenden Körpers angeordnet sind. Der Kunststoffkörper ist
dabei monolithisch, das heißt aus einem einheitlichen Material
in homogener Ausprägung bestehend, ausgeführt. Zur Herstellung
dieses bekannten Flachheizkörpers werden in eine entsprechende
Form zunächst einmal die flexiblen Heizleiter und gegebenen
falls elektrische Anschluß- und Regelelemente eingelegt, wo
rauf dann durch Spritzen, Gießen oder Pressen eines geeigneten
Kunststoffs, insbesondere eines Polymerbetons, in die Form in
einem Arbeitsgang der monolithische Flachheizkörper herge
stellt wird. Nachteilig bei diesem bekannten Flachheizkörper
und insbesondere bei diesem bekannten Herstellungsverfahren
ist vor allem, daß die flexiblen Heizleiter in der Form über
entsprechende Kernstützen bzw. -befestigungen vor dem Einbrin
gen des Kunststoffmaterials genau justiert und fixiert werden
müssen, da sonst die genaue mittige Lage der Heizleiter im
Flachheizkörper nicht gewährleistet ist. Diese Fixierungen
verteuern dabei zum einen die Herstellung dieses bekannten
Flachheizkörpers und zum anderen sind diese Fixierungen, die
ja vom Formgrund bzw. von den Formrändern her erfolgen müssen,
am fertigen Teil zu ersehen und führen insgesamt zu einem äs
thetisch unbefriedigenden Gesamteindruck. Weiter ist trotz
dieser Fixierungen insbesondere beim Spritzen oder Verpressen
des Kunststoffmaterials unter Druck ein Verrutschen der Heiz
leiter innerhalb der Form und damit innerhalb des Flachheiz
körpers nicht vollständig auszuschließen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Flachheizkörper der eingangs ge
nannten Art zu schaffen, der abgesehen von den Heizleitern aus
einem einheitlichen Material besteht und in einfacher, siche
rer und kostengünstiger Weise herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Flachheizkörper nach der Lehre
des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren nach der Lehre
des Patentanspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Der Flachheizkörper gemäß der Erfindung weist also zunächst
einmal ein plattenförmiges Körperteil auf, das aus dem ge
wünschten Kunststoff, beispielsweise Polymerbeton, besteht.
Auf der Rückseite dieses plattenförmigen Körperteils, das
heißt auf der Seite, die in beispielsweise an einer Wand mon
tiertem Zustand zu dieser Wand zeigt, weist das plattenförmige
Körperteil eine flach wannenförmige Ausnehmung auf. In dieser
flach wannenförmige Ausnehmung sind die elektrischen Heizlei
ter, beispielsweise in Form von elektrisch beheizbaren Wider
standsdrähten, angeordnet. Die Anordnung dieser Heizleiter ist
dabei grundsätzlich völlig beliebig und hängt nur vom ge
wünschten Anwendungszweck ab; üblicherweise wird jedoch diese
Anordnung in an sich bekannter Weise mäanderförmig sein, um
den Heizkörper über seine gesamte Fläche gleichmäßig zu erwär
men und damit für eine optimale Wärmeabgabe an den zu behei
zenden Raum zu sorgen.
Die wannenförmige Ausnehmung ist im Fertigzustand des Flach
heizkörpers mit einem Kunststoffmaterial gefüllt, wobei die in
der Ausnehmung angeordneten Heizleiter vollständig von diesem
Kunststoffmaterial umgeben bzw. durch dieses eingeschlossen
sind. Das Material für den plattenförmigen Körperteil mit der
flach wannenförmigen Ausnehmung und für das Verfüllen der Aus
nehmung und das Umschließen der elektrischen Heizleiter ist
dabei gleich. Durch das ausgehärtete Kunststoff- bzw. Verguß
material für die Heizleiter wird somit gleichzeitig die Rück
seite des Flachheizkörpers gebildet, so daß sich ein von allen
Seiten ästhetisch befriedigender homogener Gesamteindruck des
Flachheizkörpers ergibt. Weiter sind aufgrund dessen, daß der
plattenförmige Körperteil und die Füllmasse der Ausnehmung aus
dem gleichen Material bestehen, unerwünschte Wärmespannungen,
die zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Flachheizkörpers
führen können, ausgeschlossen.
Es ist grundsätzlich möglich, daß sich die wannenförmige Aus
nehmung nur über einen Teil der Rückseite des Flachheizkörpers
bzw. des plattenförmigen Körperteils erstreckt. Vorzugsweise
jedoch erstreckt sich diese wannenförmige Ausnehmung im we
sentlichen über die gesamte Rückseite des Teiles, wodurch die
gesamte Fläche des Heizkörpers mit Heizleitern zu versehen und
somit als Wärmestrahler zu nutzen ist.
Die wannenförmige Ausnehmung wird gemäß einem Ausführungsbei
spiel der Erfindung dabei von einem im wesentlichen geschlos
sen umlaufenden Randsteg begrenzt. Dadurch wird es ermöglicht,
daß das plattenförmige Körperteil bzw. die wannenförmige Aus
nehmung beim Einbringen, beispielsweise Eingießen des Kunst
stoffmaterials in die Ausnehmung zum Vergießen der elektri
schen Heizleiter gleichzeitig als Formwerkzeug für dieses
Kunststoffmaterial fungiert, wodurch separate teuere die Aus
nehmung begrenzende Formwerkzeuge überflüssig werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
die Höhe dieses Randstegs, bezogen auf den Grund der Ausneh
mung, zumindest geringfügig größer als die Dicke der Heizlei
ter. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Vergießen des
Kunststoffmaterials in die Ausnehmung die Heizleiter vollstän
dig vom Kunststoffmaterial umgossen werden, wenn dieses bis
zur Höhe des Randsteges eingefüllt wird. Außerdem ergibt sich
dann eine ebene formschöne Oberfläche der Rückseite des Flach
heizkörpers.
Die Heizleiter können unmittelbar in die Ausnehmung eingelegt
bzw. auf den Grund der Ausnehmung aufgelegt werden. Vorzugs
weise jedoch werden die Heizleiter mäanderförmig auf ein git
terartiges Geflecht, insbesondere ein Glasfasertextilgeflecht,
aufgelegt und/oder zumindest bereichsweise in dieses einge
flochten. Das so hergestellte vorgefertigte Heizleiterelement
wird dann auf den Grund der Ausnehmung aufgebracht bzw. in die
Aufnehmung eingelegt und anschließend vergossen. Bei dieser
Ausgestaltung ist sichergestellt, daß beim Vergießen die Posi
tion der Heizleiterabschnitte zueinander gleich bleibt und ein
unerwünschtes Verrutschen bzw. gegebenenfalls sogar ein uner
wünschter elektrischer Kontakt der Heizleiterabschnitte unter
einander zuverlässig vermieden wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist
der Flachheizkörper mindestens ein bolzen- oder hakenförmiges
Element zur Befestigung des Flachheizkörpers beispielsweise an
der Wand eines Gebäudes auf. Dieses Halteelement ist dabei mit
seinem einen in den Heizkörper weisenden Ende in einer am
Grund der Ausnehmung vorgesehenen Befestigungs- und/oder Ju
stierausnehmung fixiert und ragt mit seinem freien Ende über
die Rückseite des Heizkörpers hervor. Beim beispielsweise Ver
gießen des Kunststoffmaterials in die Ausnehmung wird dann die
endgültige kraftübertragende, das heißt das Gewicht des Heiz
körpers aufnehmende Befestigung des Halteelementes am Heizkör
per erreicht.
Die Anzahl dieser Halteelemente ist grundsätzlich beliebig und
hängt im wesentlichen von der Größe bzw. dem Gewicht des
Flachheizkörpers und dem jeweiligen Anwendungsfall ab. Vor
zugsweise jedoch sind zwei bis vier solcher Halteelemente vor
gesehen.
Das Kunststoffmaterial für den erfindungsgemäßen Flachheizkör
per ist grundsätzlich beliebiger Art, solange zum einen ein
urformendes Formgebungungsverfahren, das heißt insbesondere
Gießen, Spritzen oder Pressen möglich ist und zum anderen die
gewünschten Festigkeit und insbesondere eine ausreichende Wär
meleitung des Kunststoffmaterials sichergestellt sind. Insbe
sondere im Hinblick auf die ästhetischen Gestaltungsmöglich
keiten ist das Kunststoffmaterial des Körpers ein Kunststein,
insbesondere ein sogenannter Polymerbeton.
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flach
heizkörpers mit im Inneren eines aus Kunststoff bestehenden
Körpers angeordneten elektrischen Heizleitern weist die nach
folgend geschilderten Verfahrensschritte auf.
Zunächst einmal wird der plattenförmige Körperteil mit der
flach wannenförmigen Ausnehmung auf einer seiner beiden Haupt
flächen durch Gießen, Spritzen oder Pressen eines entsprechen
den Kunststoffmaterials in eine Form hergestellt, wobei die
wannenförmige Ausnehmung in an sich sich bekannter Weise durch
einen Formkern gebildet wird, der nach dem Aushärten des plat
tenförmigen Körperteils entfernt wird. Wenn gemäß der Erfin
dung Justier- bzw. Befestigungsausnehmungen für die Haltele
mente am Grund der Ausnehmung vorgesehen werden sollen, weist
vorzugsweise der die Ausnehmung formende Formkern die entspre
chenden Formelemente, beispielsweise in Form vorstehender Zap
fen oder dergleichen auf.
Nach dem Aushärten des plattenförmigen Körperteils wird dieses
aus der Form entnommen und kann nunmehr sofort oder auch nach
längerer Lagerzeit weiterverarbeitet werden. Dies bedeutet mit
anderen Worten, daß insbesondere die plattenartigen Körper
teile als Halbzeuge vorgefertigt werden können.
Zur weiteren Herstellung des erfindungsgemäßen Flachheizkör
pers werden in einem nachgeschalteten Verfahrensschritt die
Heizleiter, seien diese nun als singuläre Heizleiter oder als
mäanderförmiges Heizelement auf einem gitterartigen Geflecht
ausgebildet, in die Ausnehmung des ausgehärteten Teils einge
legt. Um ein Aufschwimmen der Heizleiter beim Einbringen des
Vergußmaterials zu verhindern, können dabei die Heizleiter
beispielsweise durch Klemmen oder dergleichen am Grund der
Ausnehmung fixiert werden. Während dieses Verfahrensschrittes
können ebenfalls Anschluß- und/oder Regelemente, wie bei
spielsweise Thermostaten in die Ausnehmung eingebracht werden.
Werden gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bolzen- oder
hakenförmige Halteelemente zur Befestigung des Heizkör
pers beispielsweise an einer Wand verwendet, werden diese nun
ebenfalls mit dem einen Ende in die entsprechenden Befesti
gungs- und/oder Justierausnehmungen am Grund der wannenförmi
gen Ausnehmung eingebracht.
Anschließend wird die Ausnehmung, die sämtliche aufzunehmenden
Bauteile enthält, mit demselben Kunststoffmaterial wie das
plattenförmige Teil gefüllt, wobei das Füllen in an sich be
liebiger Weise ebenfalls durch Gießen, Spritzen oder Pressen
erfolgen kann. Dabei wird die wannenförmige Ausnehmung im we
sentlichen vollständig, das heißt bis zur Oberkante ihres Ran
des gefüllt, so daß sich eine glatte ebene Oberfläche des
Heizkörpers ergibt. In jedem Falle erfolgt die Füllung jedoch
soweit, daß mit Ausnahme der vorstehenden Halteelemente sämt
liche in der Ausnehmung befindlichen Elemente vollständig vom
Kunststoffmaterial umschlossen sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Aus
führungsbeispiel zeigenden Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht der
Rückseite eines plattenförmigen Körperteils ei
nes Flachheizkörpers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das
plattenförmige Körperteil nach Fig. 1;
Fig. 3 in schematischer Darstellung das plattenförmige
Körperteil nach Fig. 1 mit eingebrachten elek
trischen Heizleitern; und
Fig. 4 entlang der Schnittlinie B-B einen Schnitt durch
einen Flachheizkörper gemäß dem Ausführungsbei
spiel nach den Fig. 1 bis 3, wobei die Ausneh
mung vollständig mit Kunststoffmaterial gefüllt
ist.
Das in Fig. 1 dargestellte plattenförmige Körperteil 1 besteht
aus Polymerbeton und ist durch Gießen hergestellt. Auf seiner
Rückseite, das heißt auf der aus der Zeichenebene zum Betrach
ter weisenden Seite, weist das plattenförmige Körperteil 1
eine Ausnehmung 2 auf, die sich im wesentlichen über die ge
samte Fläche des Körperteils 1 erstreckt. Die Ausnehmung 2
wird dabei durch einen die Ausnehmung 2 geschlossen umlaufen
den Randsteg 3 begrenzt.
Am Grund der Ausnehmung 2 sind, wie lediglich schematisch an
gedeutet ist, vier Befestigungs- und/oder Justierpunkte für
Halteelemente 5 in Form von entsprechenden Ausnehmungen, in
die die Halteelemente mit ihrem einen Ende einsteckbar sind,
angeordnet.
Das plattenförmige Körperteil 1 kann als Halbzeug vorgefertigt
werden und wird in jedem Falle erst nach Aushärtung weiter
verarbeitet.
Wie der Darstellung nach Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die
Ausnehmung 2 eine Tiefe d auf, die zum einen durch den Grund
der Ausnehmung 2 und zum anderen durch die Oberkante des Rand
stegs 3 bestimmt ist. Die Tiefe d der Ausnehmung 2 bzw. die
Höhe des Randstegs 3 ist dabei so gewählt, daß die eingelegten
Heizleiter (Fig. 3) nicht über die durch die Oberkante des
Randstegs 3 definierte Ebene hervorragen.
Wie insbesondere der Darstellung nach Fig. 3 zu entnehmen ist,
ist ein Heizleiterelement 6 in die Ausnehmung 2 eingelegt und
füllt diese Ausnehmung im wesentlichen vollständig aus. Das
Heizleiterelement 6 weist dabei mäanderförmig angeordnete
Heizleiter 7 auf, die auf ein tragendes Gittergeflecht 8 aus
einem Glasfasermaterial aufgeflochten sind.
Die Heizleiter 7 sind über eine Anschlußleitung 9 nach außen
geführt und über einen Thermostat 10 mit der elektrischen
Stromversorgung verbindbar. Alternativ dazu kann jedoch auch
der Thermostat mit in die Ausnehmung eingelegt und in den
Flachheizkörper integriert sein; dann werden nur die An
schlußleitungen nach außen geführt.
Weiter sind, wie aus der Darstellung nach Fig. 3 ersichtlich,
in die Ausnehmungen 4 vier Halteelemente in Form von Haltebol
zen 5 eingesteckt und so in ihrer Lage fixiert.
Nach der vollständigen Bestückung des plattenförmigen Körper
teils 1 mit allen notwendigen elektrischen und mechanischen
Elementen wird anschließend in einem weiteren Verfahrens
schritt die Ausnehmung 2 mit demselben Kunststoffmaterial wie
das plattenförmige Teil 1 vergossen, wobei, wie insbesondere
in Fig. 4 zu ersehen ist, die Ausnehmung 2 vollständig, das
heißt bis zur Oberkante des Randstegs 3 mit dem Kunststoffma
terial gefüllt ist. Auf diese Art und Weise ergibt sich eine
glatte ebene Rückseite des Flachheizkörpers, wobei jedoch aus
dieser Rückseite die zur Befestigung an einer Wand notwendigen
Haltebolzen 5 hervorragen.
Claims (9)
1. Flachheizkörper mit im Inneren eines aus Kunststoff be
stehenden Körpers angeordneten elektrischen Heizleitern,
gekennzeichnet durch
ein plattenförmiges Körperteil (1), auf dessen Rückseite
in einer flach wannenförmigen Ausnehmung (2) die elektri
schen Heizleiter (7) angeordnet sind, wobei die Heiz
leiter (7) in der Ausnehmung (2) vollständig vom selben
Kunststoffmaterial wie das plattenförmige Körperteil (1)
umschlossen werden, wodurch gleichzeitig die Rückseite
des Flachheizkörpers gebildet wird.
2. Flachheizkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wannenförmige Ausnehmung (2) sich im wesentlichen
über die gesamte Rückseite des Teils (1) erstreckt und
von einem im wesentlichen geschlossen umlaufenden Rand
steg (3) begrenzt wird.
3. Flachheizkörper nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (d) des Randstegs (3), bezogen auf den Grund
der Ausnehmung (2), zumindest geringfügig größer ist als
die Dicke der Heizleiter (7).
4. Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizleiter (7) mäanderförmig auf ein gitterarti
ges Geflecht (6), insbesondere ein Glasfasertextilge
flecht, aufgelegt und/oder zumindest bereichsweise in
dieses eingeflochten sind.
5. Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
mindestens ein bolzen- oder hakenförmiges Haltelement
(5), das mit seinem einen Ende in einer am Grund der
Ausnehmung (2) vorgesehenen Befestigungs- und/oder
Justierausnehmung (4) fixiert ist und mit seinem freien
Ende über die Rückseite des Körpers (1) hervorragt.
6. Flachheizkörper nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei bis vier solcher Haltelemente (5) vorgesehen
sind.
7. Flachheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kunststoffmaterial des Körpers (1) ein
Kunststein, insbesondere Polymerbeton, ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Flachheizkörpers mit im
Inneren eines aus Kunststoff bestehenden Körpers angeord
neten elektrischen Heizleitern,
gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte:
- - Gießen, Spritzen oder Pressen eines plattenförmigen Körperteils (1) mit einer flach wannenförmigen Ausnehmung (2) auf einer der beiden Hauptflächen;
- - Einlegen der Heizleiter (7) in die Ausnehmung (2) des ausgehärteten Teils (1);
- - Umgießen oder Umspritzen der Heizleiter (7) mit demsel ben Kunststoffmaterial wie das plattenförmige Teil (1), wobei die wannenförmige Ausnehmung (2) im wesentlichen vollständig mit dem Kunststoffmaterial gefüllt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Umspritzen oder Umgießen der Heizleiter (7)
aus der Ausnehmung (2) hervorragende bolzen- oder haken
förmige Haltelemente (5) mit ihrem einen Ende in entspre
chende Befestigungs- und/oder Justierausnehmungen (4) am
Grund der wannenförmigen Ausnehmung (2) eingebracht
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4329546A DE4329546C2 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Flachheizkörper |
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DE4329546A1 true DE4329546A1 (de) | 1995-03-09 |
DE4329546C2 DE4329546C2 (de) | 1995-10-19 |
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Family Applications (1)
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DE4329546A Expired - Fee Related DE4329546C2 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Flachheizkörper |
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