DE1808022A1

DE1808022A1 - Biegsames elektrisches Flaechenheizelement

Info

Publication number: DE1808022A1
Application number: DE19681808022
Authority: DE
Inventors: Gerald Dipl-Ing Kuhn
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1968-11-09
Filing date: 1968-11-09
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE1808022B2

Description

Biegsames elektrisches Flächenheizelement Die Erfindung bezieht sich auf ein biegsames elektrisches Flächenheizelement, welches aus einem Widerstandsteil und einer die Stromquelle und den Widerstandsteil verbindenden Stromzuführung besteht. In dem Widerstandsteil wird der elektrische Strom in Wärme umgesetzt.
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 Kunststofffäden oder Metalldrähten mit eingewebten blanken oder isolierten Heizleitern bekannt, welche u.a. 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 ungleichmäßig, 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, der Leitungslänge oder des Leiteraufbaues erzielt werden kann. Weiterhin müssen die Heizleitungen zur Einführung in Klemmdosen mit kalten Anschlußleitungen versehen werden.
Es sind auch Wandheitmatten mit in Schaumstoff eingebetteten, schleifenförmig angeordneten Heizleitungen bekannt, zwischen denen temperaturausgleichende metallische Folien eingeklebt sind. Das Herstellungsverfahren derartigen Leitungen ist aufwendig, ebenso die Kontaktierung der einzelnen parallelgeschalteten eine Heizfläche bildenden Heizschleifen. Als besonderer Nachteil ist die große Einbauhöhe anzusehen.
Darüberhinaus sind metallische Folien bekannt geworden, die in ihrer Längsrichtung so geschlitzt bzw. mit Ausnehmungen versehen sind, daß zwischen zwei längslaufenden Außenstreifen schleifenförmige Leitungszüge entstehen, welche sich bei Spannungszuführungen in der gewünschten Weise erwärmen. Hier tritt neben dem zeitraubenden Herstellungsverfahren und der Tatsche, daß abwechselnd Zonen hoher Temperatur und Zonen niederer Temperatur aufeinanderfolgen, noch die Schwierigkeit auf, daß verschiedenartige Wärmeleistungen nur durch Änderung des Schnitt- bzw. Stanzwerkzeuges zu erzielen sind. Außerdem besteht bei dieser Art Heizfolie wegen der geringen mechanischen Festigkeit erhebliche Bruch- und Kurzschlußgefahr.
Des weiteren sind Gewebe aus leitfähig gemachten Textil-oder Glasfasern für Heizzwecke bekanntgeworden, welche die elektrische Leitfähigkeit von dünnen Kohlenstoff- oder Graphitschichten für die Erwärmung ausnutzen. Der langsame Webvorgang macht solche Heizelemente in der Herstellung teuer, die Kontaktierung mit aufgesprühten Metallschichten ist umständlich und elektrisch unsicherm insbesondere bei Biegebeanspruchungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächenheizelement anzugeben, bei welchem die geschilderten Nachteile nicht auftreten und welches eine solche Schichtdicke besitzt, die geeignet ist, das Element unter Tapeten anzubringen, ohne daß seine Anbringung von außen (ohne weiteres) sichtbar ist. Gelöst wird die Aufgabe für ein Flächenheizelement der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch, daß als Widerstandsteil ein elektrisch leitfähigkeit Polyestervlies verwendet ist, daß als Stromzuführung auf dem Polyestervlies aufliegende Metallbänder eingesetzt sind und daß das Polyestervlies und die Metallbänder von einseitig mit einer klebefähigen Schicht versehenen isolierenden Faservliesen vollständig umgeben und dadurch fest miteinander verbunden sind.
Das verwendete Polyestervlies besitzt trotz seiner geringen Stärke eine gute mechanische Festigkeit und Formstabilität und ist darüber hinaus hoch flexibel. Es weist weiterhin in einem weiten Temperaturbereich einen konstanten elektrischen Widerstand auf und läßt sich in großer Länge ohne weiteres herstellen. Die feste Verbindung und damit gute Kontaktietung zwischen Polyestervlies und Metallbändern wird durch die von beiden Seiten aufzuklebenden Faservliese sichergestellt, welche beispielsweise durch Wärmeeinwirkung und gleichzeitige Anwendung von mechanischem Druck unlösbar auf das Polyestervlies geklebt werden können. Zur Verbesserung der Kontaktierung können gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die Metallbänder noch mit Löchern versehen werden, welche vorteilhafterweise außerhalb der Bandmitte auf der Heizelementmitte zugewendeten Seite der Bänder angebracht werden. An diesen Löchern werden dann nämlich das Polyestervlies und das auf dieser Seite liegende Faservlies direkt miteinandrer verbunden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Daraufsicht auf einen Abschnitt eines Flächenheizelementes, während in Fig. 2 ein Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II wiedergegeben ist, wobei die Dicke des Heizelementes zum besseren Verständnis stark übertrieben gezeichnet ist. In den Fig. 3 und 4 sind zwei.
weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für das Flächenheizelement gezeigt.
Mit 1 ist das leitende als Widerstandsteil verwendete Polyestervlies bezeichnet, an dessen seitlicher Begrenzung die heiden Metalibänder 2 und 3 angebracht sind. Diese Metal Jbänder können beispielsweise alls Kupfer bestehen und sind so dimensioniert, daß sie einerseits die Dicke des Flächenheizelementes nicht vergrößern und andererseits sich selbst nur unwesentlich erwärmen. Mit. 4 und 5 sind zwei Faservliese bezeichnet, welche das Polye.stervlies und die Metalsbänder 2 und 3 von außen umgeben. Da die beiden Innenseiten der Faservltese 4 und 5 mit einer klebfähigen Schicht versehen sind, ist das Flächenheizelement nach ihrer Aufbringung fertigge stellt.
Die Metallbänder 2 und 3 werden am zweckmäßigsten so auf das Polyestervlies aufgebracht, da ihre äußeren Kanten mit den Außenkanten des Vlieses abschließen. Zoim Anschluß des Flächenheizelementes an die Speisespannung sind die beiden Metallbänder aus dem Vlies herausgeführt, so daß es ohne weiteres möglich ist, an die Bänder Stromzuführungen anzuschließen.
Es ist auch möglich, über den Faservliesen noch weitere Schichten bzw. Folien aus durchsichtigem oder nicht durchsichtigem Material anzubringen. Werden die Faservliesschichten selbst aus transparentem oder durchscheinendem Material auf gebracht, so ergibt sich eine leichte Kontrolle der Kontaktierungsgüte.
Wegen der geringen Schichtstärke des Flächenheizelementes nach der Erfindung ergeben si.ch eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten. Es läßt sich insbesondere bei einer auf die gewünschte Wärmeleistllng abgestimmten festen Breite in beliebiger Länge herstellen. Als Anwendungsbeispiele können aufgeführt werden: Einbau. als Decken- iind Wandbeheizung unter dünnen Tapeten, wobei der Ubergang zwischen einer beheizten Mittelzone einer Wand und einer nicht beheizten Randzone nicht wahrgenommen werden kann. Einbau als Fußbodenheizung unter Kunststoff- und Parkettbelägen sowie Spannteppichen. Bau von heheizten Fußmatten relativ kleiner Abmessungen, Einbau in Warmhalteplatten für Speisen.
Für die meisten Montagefälle können übliche Klebstoffe , die auf den äußeren Faservliesschichten 4 und 5 gut haften, verwendet werden.
In besonderen Fällen können auf einer durchgehenden leitenden Polyestervliesschicht mehr als zwei Metallkontaktbänder angeordne.t sein, nämlich dann, wenn eine größere Breite des Heizelementes erwünscht ist, oder wenn zwei Heizflächen mit unterschiedlicher Wärmeleistung nebeneinander angeordnet werden sollen0 Fig, 3 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel.
Wird an die Anordnung nach Fig, 3 eine elektrische Spannung so angelegt, daß z,.BO die metallischen Kontakthänder 2 und 6 an den Nulleiter, das Kontaktband 3 an die Phase angeschlossen werden, dann erwärmt sich die Fläche A wegen des größeren Bandabstandes zwischen 2 und 3 weniger als die Fläche B mit dem kleineren Bandabstand zwischen 3 und 6.
In einem weiteren Spezialfall1 wie ihn Fig. 4 zeigt, können die Metallkontaktbänder in einem spitzen Winkel, d.h. nicht parallel zueinander, auf dem leitenden Polyestervlies 1 angeordnet sein, nämlich dann, wenn von dem Flächenheizelement eine von einer Seite aus kontinuierlich ansteigende Erwärmung gefordert wird. Wird an die Anordnung nach Fig. 4 Spannung angelegt, dann tritt im Bereich D eine größere Oberflächenerwärmung ein als im Bereich C, mit einem stufenlosen Übergang zwischen heiden Temperaturbereichen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Biegsames elektrisches Flächenheizelement0 bestehend aus einem elektrischen Strom in Wärme umsetzenden Widerstandsteil und aus einer eine Stromquelle uncl den Widerstandsteil verbindenden Stromzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandsteil ein elektrisch ieitfäbiges Ployestervlies (1) verwendet ist, daß als Stromzuführung aoo.f dem Polyestervlies (13 aufliegende Metallbänder (2, 3) eingesetzt sind und daß das Polyestervlies (1) und die Metallbänder (2, 3) von einseitig mit einer klebfähigen Schicht versehenen isolierenden Faservliesen (4, 5) vollständig umgeben und dadurch fest miteinander verbunden sind,

2, Flächenheizelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbänder (2, 3) aus blankem Kupfer bestehen.

3. Flächenheizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß di.e Metallhänder ( 2, 3) gelocht sind.

4. Flächenheizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in den Metallbändern(2, 3) nicht mittig sondern auf der dem Polyestervlies (l) zugewandten Seite angeordnet sind.

5. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbänder (2, 3) parallel zueinander verlaufen und ihre äußeren Kanten sich mit den Außenkanten des Polyestervlieses (i) decken.

6. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche ] - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbänder (2, 3) einen spitzen Winkel miteinander einschließen.

L e e r s e i t e