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Die Erfindung betrifft ein Flächenheizelement mit zwischen isolierenden Aussenfolien eingeschlossenen, flächigen Heizleitern, insbesondere Schichtleitern, die in der Fläche abgewinkelt als in Bahnlängsrichtung verlaufende, insbesondere mäanderförmige Streifen geführt und an ihren Enden mit Anschlussstücken ausgestattet sind.
Bei Flächenheizelementen der gegenständlichen Art wird eine möglichst kontinuierliche Herstellung angestrebt, wobei man eine Trägerfolie von einer Vorratsrolle ablaufen lässt, mit den Heizleitern versieht und dann eine Deckfolie einlegt. Die Heizleiter können aus Metallfolien ausgeschnitten und aufkaschiert, aufgedampft, auf photographischem Wege oder in einem Druckverfahren aufgebracht werden, wobei auch Kombinationen dieser Massnahmen bekannt sind.
Bei einem bekannten Flächenheizelement mit aus einer Metallfolie bestehenden Heizleitern wird die Metallfolie mit parallelen Einschnitten versehen und ähnlich wie ein Streckmetall auseinandergezogen, so dass die stehenbleibenden Längsstege, die Heizleiter und die Querstege Verbindungsleitungen bilden, die mit Anschlussleitern verbunden und aus der Fläche hochgebogen werden. Diese Anschlussleitungen sind je einem Element zugeordnet und können über gesondert angebrachte Verbindungsleitungen an das Stromnetz angeschlossen werden. Wegen der geradlinig in Längsrichtung verlaufenden Heizleiter und durch die aufgebogenen Verbindungsleiter wird ein solches Flächenheizelement in sich verhältnismässig steif, so dass seine Verwendung auf ganz bestimmte Anwendungsgebiete beschränkt ist und sich schon bei der Verlegung als Bodenheizung teilweise unlösbare Probleme ergeben.
Das Hochbiegen der Querstege zur Herstellung der Verbindungsleitungen stellt einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar, so dass eine kontinuierliche Vorfertigung erschwert wird. Es ist vor allem unmöglich, aus einem fertig isolierten Vorprodukt mit mehreren Heizfeldern ohne besondere Schwierigkeiten nachträglich verschiedene Heizelemente auszuschneiden bzw. zusammenzuschalten.
Bei einem andern bekannten Flächenheizelement sind quer zur Bahnlängsrichtung parallel zueinander in ihrer Grundform rechteckige Heizleiterstreifen durch Aufdampfen oder galvanische Abscheidung niedergeschlagen. Diese Heizleiter werden über in Bahnlängsrichtung angebrachte Leitungsbänder untereinander zu Heizkörpern verbunden, wobei auch hier die Deckfolie erst nach Anbringung der in Bahnlängsrichtung verlaufenden Leitungsbänder aufkaschiert werden kann, so dass das jeweilige Heizelement fertig geschaltet sein muss, ehe die Deckfolie angebracht wird. Man kann also ganz bestimmte Heizkörper, möglichst untereinander gleiche Heizkörper in Serie erzeugen, hat aber keine Möglichkeit, aus vorgefertigten Heizelementen nacheinander mit einfachen Mitteln bestimmte Heizkörper z.
B. durch Abtrennung von einer endlosen Bahn und Anbringung entsprechender Schaltverbindungen, herzustellen.
Es ist auch bekannt, aus Flächenheizelementen durch Abkantung Hohlprismen zu bilden, die zu grösseren Heizkörpern zusammengesetzt werden. Der Heizleiter besteht hier aus einem aus einer Metallfolie ausgeschnittenen mäanderförmigen Streifen. Die einzelnen Streifen werden mit der gewünschten Prismenlänge entsprechenden Längen angebracht und am Ende wird jeweils seitlich eine aus dem Heizleitermaterial gebildete Anschlussfahne aus den Deckfolien herausragen gelassen. Der Anschluss ist hier nur im Randbereich der Folie möglich. Die Grösse eines Einzelheizkörpers ist vorgegeben.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Flächenheizelementes der genannten Art, das aus einem weitgehend fertiggestellten Vorprodukt herstellbar ist, wobei durch die besondere Ausbildung des Heizelementes aus ein und demselben Vorprodukt Heizungen verschiedener Leistung bzw. Flächenleistung und für die verschiedensten Aufgaben herstellbar sind und die Herstellung bzw. Fertigstellung eines einzelnen Heizelementes mit geringem Aufwand ermöglicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass diese Anschlussstücke durch in vorbestimmten Längsabständen angeordnete Zonen der Heizleiterstreifen mit vorzugsweise durch Verbreiterungen vergrössertem Leitungsquerschnitt gebildet sind.
Die Zonen des vergrösserten Querschnittes liegen in der Fläche des Heizelementes, das im übrigen, z. B. durch die mäanderförmige Anordnung der Heizleiter, flexibel sein kann, wobei diese Flexibilität auch durch die Zonen vergrösserten Leitungsquerschnittes nicht beeinträchtigt wird. Man kann ein Vorprodukt kontinuierlich herstellen, das praktisch aufeinanderfolgend und bzw. oder nebeneinander mehrere je zwischen zwei Zonen vergrösserten Leitungsquerschnittes liegende Heizleiterstreifen enthält. Aus diesem Produkt werden dann mit durch die Zonen des vergrösserten Querschnittes gehenden Schnitten einzelne Flächenheizelemente abgetrennt, die meist mehrere Heizleiterabschnitte enthalten werden.
Durch die Zonen mit vergrössertem Querschnitt werden Kaltstellen erzielt, in deren Bereich Anschlussverbindungen einfach
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hergestellt werden können. Das Vorprodukt kann aber mit fix angebrachter Deckfolie ausgeliefert werden.
Gruppen einzelner Heizleiterstreifen können innerhalb eines in sich zusammenhängenden Flächenheiz- elementes durch nachträglich aussen an den Zonen vergrösserten Heizleitungsquerschnittes angeschlossene
Schalt- oder Verbindungsleitungen in verschiedenen möglichen Schaltungen zusammengeschaltet werden, wobei bei einem aus mehreren Heizleiterabschnitten bzw. Heizleiterabschnittgruppen bestehenden Heizelementsatz auch eine Regelung der Heizleistung durch gruppenweises Ein- und Ausschalten bzw.
Serien- oder Parallelschalten geregelt werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei der Heizung einer grösseren Fläche bestimmte Flächenbereiche für sich gezielt beheizbar auszubilden.
Solche Schaltungen liessen sich an sich auch mit andern Flächenheizelementen ausführen, sind aber bei erfindungsgemässen Flächenheizelementen, besonders bei grösseren Flächen, durch die Vielzahl der zur Verfügung stehenden potentiellen Anschlussstellen wesentlich vereinfacht. Im Bereich der Zonen vergrösserten Heizleitungsquerschnittes kann man wenigstens die eine Folie nur leicht oder überhaupt nicht mit den Heizleitern verbinden, so dass die Heizleiter beim Auftrennen wenigstens dieser Folie schon für die Anbringung der Endverbindungen zugänglich werden.
Nach einer bevorzugten Ausbildung sind die Zonen vergrösserten Heizleitungsquerschnittes in einer nebeneinander zwei oder mehrere Streifen mit je einem oder zwei Heizleitern aufweisenden Bahn bei benachbarten Heizleiterstreifen ebenfalls nebeneinander vorgesehen, wobei zwischen den Streifen der Bahn leiterfreie Längszonen vorhanden sind. Eine solche Bahn kann nur der Länge nach abgetrennt werden, wenn ein entsprechend breites Heizelement benötigt wird. Die Schnitte werden dabei durch Zonen vergrösserten Leitungsquerschnittes geführt.
Da auch zwischen den Streifen der grösseren Bahn leiterfreie Längszonen vorgesehen sind, kann man aus einer solchen Bahn auch der Länge nach schmälere Streifen abschneiden, die dann eben ein schmäleres Flächenheizelement bilden, wobei im Extremfall, beispielsweise für als Einfrierschutz von Wasserleitungen oder als in Deckenprofile einer Hängedecke eingelegte Flächenheizelemente schmale, nur einen Heizleiter enthaltende Streifen abgeschnitten werden. Mit verhältnismässig schmalen Streifen hat man die Möglichkeit, durch Änderung der Streifenanzahl der Breite nach eine gute Anpassung an verschiedene Abmessungen der zu beheizenden Fläche zu erzielen.
Anschlüsse zwischen zwei Heizleiterabschnitten werden vorzugsweise mit Hilfe von Hohlnieten hergestellt, wobei diese Nieten breite Nietköpfe aufweisen und mit einem nietzangenartigen Werkzeug nach Auftrennen wenigstens einer Folie der Bahn angebracht werden. Für die Längsenden des Flächenheizelementes werden Randeinfassungen vorgesehen, in denen nach aussen abgedeckt Anschlusskontakte für die bis zum Ende des Heizelementes durchlaufenden Anschlussstücke untergebracht sind.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Teilstück eines Flächenheizelementes bei abgenommener Deckfolie in Draufsicht, Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Schaltmöglichkeiten einer Flächenheizung, Fig. 4 ein Flächenheizelement schematisiert in Draufsicht und Fig. 5 in grösserem Massstab einen Schnitt durch einen mit einer Randeinfassung versehenen Aussenrand eines Flächenheizelementes.
Nach Fig. 1 und 5 besteht das Flächenheizelement aus einer Tragfolie --1--, mehreren mäanderförmigen Heizleitern --2, 3-- und einer Deckfolie --4--. Die aus diesen Teilen gebildete Bahn --5-- ist flexibel.
Nach Fig. 1 verlaufen drei Heizleiterpaare --2, 3-- in Bahnlängsrichtung. Die Heizleiter sind periodisch wiederkehrend jeweils im gleichen Bahnlängsbereich mit Zonen --6, 7-- versehen, in denen der Leitungsquerschnitt durch Verbreiterung wesentlich vergrössert ist, so dass diese Zonen beim Betrieb eine niedrigere Strombelastung als die übrigen Heizleiterbereiche --2, 3-- aufweisen und daher kälter bleiben.
Im Bereich der grossflächigen Zonen --6, 7-- können Anschlüsse angebracht werden. Ferner kann die gesamte Bahn --5-- über durch die Mitte der Zonen 7-gehende 7-- gehende Schnitte --8-- unterteilt werden. Zwischen benachbarten Heizleiterstreifen --2, 3-- und auch am Aussenrand der Bahn --5-- sind heizleiterfreie Längszonen --9, 10-- vorhanden. Die Bahn --5-- kann auch durch in der Mitte der Zonen - geführte Schnitte in Längsstreifen unterteilt werden. Der kleinstmögliche Abschnitt --12-von der Bahn enthält also zwei Heizleiterabschnitte-2a, 3a-- zwischen aufeinanderfolgenden Zonen - 6, 7-und die entsprechenden Randbereiche --9, 10--.
In den Fig. 2 und 3 ist angedeutet, wie unter Verwendung eines Flächenheizelementes nach Fig. 1 eine Flächenheizung aufgebaut und geschaltet werden kann. Jeder Kreis entspricht hier einem der erwähnten Abschnitte --12-- bzw. den Heizleiterteilstücken-2a, 3a-in einem solchen Abschnitt. An dem in den Zeichnungen unten dargestellten Bahnende sind die Heizleiter --6, 7-- über starre Verbindungsleitungen
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- -13, 14-- verbunden. Auch die Mittelverbindungen --15-- an der Oberseite sind fest. Bei dem linken Heizleiterpaar --6, 7-- ist in Fig. 2 eine unmittelbare Leitungsverbindung --16-- vorgesehen, wogegen nach Fig. 3 die Verbindung aufgetrennt und ein Anschluss an den einen Pol einer Stromquelle vorgesehen wird, wobei das rechts dargestellte Heizleiterpaar am andern Pol der Stromquelle liegt.
Nach Fig. 2 liegen die beiden Heizleiter des rechten Heizleiterpaares an den beiden Polen der Stromquelle. Die Schaltung von Fig. 2 wird in die Schaltung nach Fig. 3 mittels eines Umschalters verändert. Bei der Schaltung nach Fig. 2 sind alle Heizleiter in Serie, bei der Schaltung nach Fig. 3 aber Heizleiterpaare in Serie geschaltet, so dass sich bei der Schaltung nach Fig. 3 die doppelte Flächenleistung wie bei der Schaltung nach Fig. 1 ergibt.
Das rechts dargestellte Heizleiterpaar kann bei Verwendung einer Bahn nach Fig. 1 aus einem entsprechend abgeschnittenen, nur ein Heizleiterpaar enthaltenden Heizkörper gebildet werden. Hinsichtlich der tatsächlichen Abmessungen wird bemerkt, dass die Länge eines Abschnittes --12-- 25 cm und seine Breite 8 bis 9 cm betragen kann.
Fig. 4 zeigt ein aus zwei Bahnen --5-- nach Fig. 1 zusammengesetztes Heizelement --17--, für dessen Längsenden Randeinfassungen --18-- vorgesehen sind. Eine solche in Fig. 5 vergrössert im Schnitt dargestellte Randeinfassung besitzt einen isolierenden Mittelsteg --19-- mit Anschlusskontakten --20-- für die Heizleiterenden --6, 7--, wobei an der Rückseite des Steges --19-- Leitungen, z. B. die Verbindungsleitungen --13, 14, 15--, geführt sein können. Ferner ist die Randeinfassung mit isolierenden Abdeckstreifen --21-- versehen, die die Folien --1, 4-- aussen umgreifen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flächenheizelement mit zwischen isolierenden Aussenfolien eingeschlossenen, flächigen Heizleitern, insbesondere Schichtleitern, die in der Fläche abgewinkelt als in Bahnlängsrichtung verlaufende, insbesondere mäanderförmige Streifen geführt und an ihren Enden mit Anschlussstücken ausgestattet sind,
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Längsabständen angeordnete Zonen (6,7) der Heizleiterstreifen (2,3) mit vorzugsweise durch Verbreiterungen vergrössertem Leitungsquerschnitt gebildet sind.