AT219730B - Elektrischer Heizkörper und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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  Elektrischer Heizkörper und Verfahren zu seiner Herstellung 
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper, bei dem in einer geschlossenen Schicht aus elektrischleitendem, z. B. gummiartigem Kunststoff in gegenseitigem Abstand zwei Gruppen von elek - tischen Leitern angeordnet sind, die je zu einer Anschlussklemme führen und deren Heizstromweg sich über die elektrisch leitende Kunststoffschicht schliesst. 



   Bei einem bekannten Heizkörper dieser Art sind Leiter der beiden Gruppen, die z. B. kammartig ineinandergreifen, in eine Schicht aus einer elektrischleitenden Gummimischung eingebettet oder zwisehen zwei solchen Schichten eingeschlossen, wobei diese leitenden Schichten nach aussen durch isolierende Schaumgummischichten abgedeckt sind (vgl. USA-Patentschrift Nr. 2,688, 070). Verwendet man derartige biegsame Heizkörper für Schlafdecken u. dgl., so werden die eingebetteten Leiter bei jeder Biegung, Faltung oder Dehnung der Decke starken Beanspruchungen unterworfen, was die Gefahr eines Bruches oder Reissens der Leiter mit sich bringt. Auch können die Leiter an der Einbettungsschicht scheuern und diese schliesslich beschädigen, was eine unangenehme, wenn nicht sogar gefährliche Körperberührung mit spannungsführenden Teilen zur Folge haben kann. 



   Um diese Nachteile zu vermeiden, sind gemäss der Erfindung bei einem elektrischen Heizkörper der einleitend geschilderten Art die Leiter in oder an einem netzartigen, biegsamen Träger aus dielektrischem Material angeordnet und samt diesem Träger in die   elektrischleitende   Kunststoffschicht eingebettet. 



   Durch die Anwendung eines netzartigen Trägers für die Leiter wird eine lagenrichtige Halterung der Drähte beim Einbettungsvorgang, eine gute Verankerung des einbettenden leitenden Kunststoffes durch dessen Durchgriff durch die Netzmaschen und eine erhöhte Reissfestigkeit des gesamten Heizkörpers erreicht. 



   Vorzugsweise sind die Maschen des netzartigen Trägers mit leitendem Kunststoff ausgefüllt und diese Füllungen durch an den Aussenseiten des Trägers liegende Teile der leitenden Kunststoffschicht untereinander verbunden. Die senkrecht zur leitenden Kunststoffschicht gemessene Dicke der Füllungen der Maschen des netzartigen Trägers ist vorteilhaft kleiner als die Dicke der diese Füllungen verbindenden Teile der leitenden Kunststoffschicht an den Aussenseiten des netzartigen Trägers, um so bei geringer Gesamtdicke einen entsprechenden Leitungsquerschnitt für den Stromfluss durch die leitende Kunststoffschicht sicherzustellen. 



   Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die beiden Gruppen von Leitern je in einer von zwei zueinander parallelen Randzonen des netzartigen Trägers bzw. der einbettenden leitenden Kunststoffschicht angeordnet. Diese Ausführung bietet den wesentlichen Vorteil, dass der   erfindungsgemässe   Heizkörper, der z. B. Bandform aufweisen kann, quer zu den Leitern nach Belieben in Stücke unterteilt werden kann, wobei dann jedes Stück für sich eine unabhängige vollständige Heizeinheit bildet. 



   Zur Herstellung eines elektrischen Heizkörpers gemäss der Erfindung werden in oder an einem biegsamen, netzartigen Träger aus Isoliermaterial mit Abstand voneinander elektrische Leiter angeordnet, worauf eine aus einer elektrischleitenden, gummiartigen Kunststoffmasse und aus einem Lösungsmittel für diese bestehende Paste aufgebracht und durch Druck in die Maschen des netzartigen Trägers eingepresst wird, wobei sie insbesondere den zwischen den Leitern liegenden Bereich des   Trägers   ausfüllt, die 

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Leiter und ihren Träger bedeckt und diesen imprägniert, worauf der imprägnierte Träger zum Verdamp- fen des Lösungsmittels erwärmt und dann zum Härten der gummiartigen Kunststoffmasse mit Druck und
Wärme behandelt wird, so dass die Leiter und der Träger in eine geschlossene,

   verdichtete Schicht aus der leitenden gummiartigen Kunststoffmasse eingebettet werden. 



   Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen genauer erläutert werden. In den Zeichnungen zei- gen : Fig. 1 die Aufsicht auf ein Band, das für die Herstellung des Heizkörpers nach der Erfindung geeig- net ist ; Fig. 2 eine Anlage, mit deren Hilfe der Heizkörper nach der Erfindung hergestellt werden kann ;
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Wärmehärtung, die an Stelle der entsprechenden Vorrichtung in Fig. 2 ein- gesetzt werden kann ; Fig. 4 die Aufsicht auf einen Heizkörper nach der Erfindung mit den für den Ge- brauch angebrachten Polklemmen und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4. 



   Fig. 1 zeigt ein im Rahmen der Erfindung als netzartiger. Träger verwendbares Gewebe, das als
Ganzes mit 10 bezeichnet ist   und aus Kettfäden   11 und Schussfäden 12 zusammengesetzt ist. Die Fäden, aus denen dieses Band gewebt wird, sollen aus einem dielektrischen, vorzugsweise anorganischen Mate- rial, wie Glasfasern, Glaswolle, Rockenwolle, Asbest od. dgl., bestehen, das zu Fäden verarbeitet und verwebt werden kann. Entlang den Rändern des Bandes 10 werden Streifen 13 aus einem gut leitenden
Material,   z. B.   aus Metalldraht oder einem ähnlichen Leiter, angebracht. Diese Leiter können, wie die
Fig. 1 und 5 zeigen, an Stelle von Kettfäden eingewebt werden. Aber auch auf andere Weise als durch
Einweben der Leiter können verhältnismässig stark leitende Gebiete hergestellt werden. 



   Es wurde festgestellt, dass die Wärmeverteilung im fertigen Heizkörper im voraus beeinflusst werden kann, indem die Feinheit des Gewebes oder die Stärke der Webfäden 11 und 12 geändert wird. Die elk- tischen Eigenschaften des fertigen Heizkörpers können ausserdem durch entsprechende Wahl der Anzahl,
Gestalt und Grösse der metallischen Leiter verändert werden, die im Gewebe eingeschlossen sind. Dar- über hinaus lässt sich eine vielseitige Verwendbarkeit des fertigen Heizkörpers erreichen, wenn eine andere Webart für die Unterlage gewählt wird, z. B. eine solche, die den Heizkörper dehnbar macht. 



   Ein Gewebe, das gemäss Fig. 1 elektrische Leiter enthält, ist also der Ausgangspunkt für die Herstellung von Heizkörpern nach der Erfindung. Behandelt man einen derartigen netzartigen Träger 10 in der Anlage nach Fig. 2, so erhält man einen Heizkörper nach der Erfindung. In einem in Fig. 2 gezeigten Mischbehälter 16 wird eine Lösung aus einem elektrischleitenden,   z. B.   gummiartigen Kunststoff in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt, bevor das Gewebe damit behandelt wird. Die elektrischen Eigenschaften des fertigen Heizkörpers lassen sich durch Mischung von leitendem und nichtleitendem Kunststoff variieren. So lässt sich der spezifische elektrische Widerstand'des fertigen Heizkörpers zwischen 5 Ohm. cm und   1015   Ohm. cm variieren.

   Als Mischung 16 kann ein beliebiges Mischgefäss oder eine Kugelmühle verwendet werden, nur muss diese Vorrichtung eine homogene Mischung aus dem Kunststoff und dem Lösungsmittel bereiten können. Vorzugsweise sollte ein abgeschlossener Behälter 16 verwendet werden, damit das Lösungsmittel möglichst wenig verdampft und die erhaltene Mischung eine konstante Viskosität aufweist, wenn sie auf das Band aufgetragen wird. Die Mischung wird so lange im Gefäss behandelt, bis sie die Beschaffenheit einer mehr oder weniger viskosen Paste erreicht. Diese Paste wird an der Auftragsstelle 17 auf das als Unterlage dienende Gewebe 10 aufgetragen. 



   Das getränkte Band wird dann zwischen zwei ortsfesten Walzen 20 und 21 durch einen regelbaren Walzenspalt 22 hindurchgezogen. Der Walzenspalt 22 kann auf ein gewünschtes Mass eingestellt werden, so dass das Band 10 und die aufgetragene Paste eine vorbestimmte Stärke erhalten. Die Walzen 20 und 21 dienen dazu, die Mischung in die. Hohlräume zwischen die   Kett-und Schussfäden   des Gewebes zu pressen. Vorzugsweise wird die Kunststoffmischung auf beiden Seiten des Bandes aufgetragen, so dass das Band gänzlich von der Mischung durchdrungen wird. Ausserdem dienen die Walzen zur Abführung von überschüssiger Mischung,   d. h.   zur Einhaltung der gewünschten Auftragsdicke. Selbstverständlich können diese Walzen durch andere Mittel, z.

   B. durch Schaber, ersetzt werden, die den Überschuss der Mischung entfernen und die Mischung. in das Gewebe drücken. 



   Das getränkte Band wird anschliessend in eine Wärmekammer 23 geleitet, in der es so lange der Wärme ausgesetzt wird, bis das Lösungsmittel aus der Mischung verdampft   ist : Die Wärmequelle ist vor-   zugsweise ein Strahler obwohl auch andere   Wärmespender   benutzt werden können. 



   Das getränkte Band wird nachfolgend bei erhöhten Temperaturen unter Druck vulkanisiert oder vorgehärtet. Um das Band vorzuhärten, wird es in eine hydraulische Presse, die in Fig. 2 als Ganzes mit 24 bezeichnet ist, geführt und dort zwischen Druckstempeln 25 und 26 bei erhöhter Temperatur und vorgegebenem Druck gepresst. Dieser Verfahrensschritt, der das getränkte Band unter Druck und Wärme vorhärtet oder vulkanisiert, ergibt eine absolute Gleichförmigkeit der elektrischen Eigenschaften und der Heizleistung des fertigen Produktes und gestattet die Herstellung eines Heizkörpers mit vorbestimmten Eigenschaften. Zeit, Temperatur und Druck   während   der Vorhärtung hängen von den physikalischen und elek- 

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 EMI3.1 

Claims (1)

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   4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter in das Gewebe eingewebt sind.

   5. Heizkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrecht zur leitenden Kunststoffschicht gemessene Dicke der Füllungen der Maschen des netzartigen Trägers kleiner ist als die Dicke der diese Füllungen verbindenden Teile der leitenden Kunststoffschicht an den Aussen- seiten des netzartigen Trägers.

   6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gruppen von Leitern je in einer von zwei zueinander parallelen Randzonen des netzartigen Trägers bzw. der ein- bettenden leitenden Kunststoffschicht verlaufen.

   7. Verfahren zum Herstellen eines Heizkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an einem biegsamen, netzartigen Träger aus Isoliermaterial mit Abstand voneinander elektrische Leiter angeordnet werden, worauf eine aus einer elektrischleitenden gummiartigen Kunststoffmasse und aus einem Lösungsmittel für diese bestehende Paste aufgebracht und durch Druck in die Maschen des netzartigen Trägers eingepresst wird, wobei sie insbesondere den zwischen den Leitern liegenden Bereich des Trägers ausfüllt, die Leiter und ihren Träger bedeckt und diesen imprägniert, worauf der imprägnierte Träger zum Verdampfen des Lösungsmittels erwärmt und dann zum Härten der gummiartigen Kunststoffmasse mit Druck und Wärme behandelt wird, so dass die Leiter und der Träger in eine geschlossene,

   verdichtete Schicht aus der leitenden gummiartigen Kunststoffmasse eingebettet werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem Aufbringen der Paste auf den Träger derjenige Anteil der Paste beseitigt wird, der die zur Erzielung eines Überzuges von bestimmter Dicke erforderliche Menge überschreitet.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des Überschusses der Paste in der Weise erfolgt, dass der imprägnierte Träger zwischen ortsfest gelagerten Zylindern hindurchgeführt wird, deren Abstand der gewünschten Stärke der Imprägnierung entsprechend eingestellt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als leitende gummiartige Kunststoffmasse eine elektrischleitende Silicongummimasse und als Lösungsmittel Toluol verwendet wird, wobei diese Stoffe zusammen die Paste bilden.

   11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Härten der gummiartigen Kunststoffmasse bei einer Temperatur zwischen 1500 und 5400 C bei einem Druck von etwa 7 kgl cm2 zwischen beheizten Pressbacken durchgeführt wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Härten der gummiartigen Kunststoffmasse bei einer Temperatur von 1500 bis 5400 C und einem Druck von etwa 7 kg/cmz zwischen zwei beheizten Walzen ausgeführt wird.

   13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene, den Träger einbettende Schicht aus gummiartiger Kunststoffmasse zum Schluss durch Erwärmung in einer belüfteten Heizkammer gehärtet wird.

   14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mit leitender Silicongummi masse imprägnierte Träger zum Verdampfen des Toluols durch strahlende Wärme auf etwa 56 C erwärmt und der Silicongummi dann bei einem Druck von etwa 7 kg/cm und einer Temperatur von 150 bis 5400 C gehärtet wird.