Verfahren zur Herstellung eines Flächenheizkörpers Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenheizkörpers, bei wel chem in ein organisches Material Heizdrähte ein gebettet werden und das organische Material beid seitig mit einem Gewebe aus anorganischem Material bedeckt wird, wobei die Heizdrähte in eine Folie aus organischem, härtbarem Material bei kurzzeitiger, örtlicher Erwärmung eingebettet und anschliessend eine weitere Folie aus gleichem Material auf die erste Folie aufgesetzt wird, wobei auf die beiden äusseren Seiten der Folien die Gewebe aus anorganischem Ma terial aufgebracht werden.
In vielen Fällen der Anwendung von Flächenheiz- körpern, z. B. bei Flugzeugenteisern, ist es von aus schlaggebender Bedeutung, dass die Oberfläche des Heizkörpers die Wärme gleichmässig abstrahlt. In die sem Zusammenhang ist es insbesondere von Bedeu tung, dass die Wärme auch von den Heizdrähten gleichmässig abgeführt wird, da die Drähte sonst örtlich eine zu hohe Temperatur erreichen, was eine chemische Umsetzung des Einbettungsmaterials zur Folge haben kann.
Beide Forderungen können damit erfüllt werden, wenn die Heizdrähte einen völlig gleichmässigen Abstand von der Heizoberfläche be sitzen. Diese Forderung bzw. die darüber hinaus abzuleitende Aufgabenstellung ist bekannt. Eine be friedigende Lösung dieser Aufgabe ist jedoch nicht erzielt worden.
Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein V erfahren zur Herstellung eines Flächenheizkör pers der eingangs angegebenen Art zu schaffen, wel ches grosstechnisch ohne weiteres durchführbar ist und welches die angegebenen Forderungen bezüglich der Wärmeabgabe erfüllt. Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte mittels eines drahtführenden geheizten Werkzeugs in die Folie aus organischem Material eingebettet wer den und eine weitere Folie aus dem gleichen Material aufgebracht wird, auf jede der von den Heizdrähten abgewendeten Seiten der beiden Folien je ein Gewebe mit harter Faser aus temperaturbeständigem Ma terial aufgebracht wird, und dass der so gebildete Heizkörper unter Wärmeeinwirkung derart zusammen gepresst -und zur Aushärtung gebracht wird,
dass das weiche Folienmaterial das harte Gewebematerial durchdringt und die Heizdrähte zur Gewährleistung eines gleichmässigen Abstandes von der Oberfläche des Flächenheizkörpers mindestens auf einer Seite mit dem Gewebe in Berührung gelangen.
Durch diese Massnahme wird nicht nur erreicht, dass der Herstellungsprozess relativ billig und wirt- schaftlich durchgeführt werden kann, sondern dar über hinaus auch sicherstellt; dass bei dem so herge stellten Heizkörper die Heizdrähte mindestens an einer Seite an dem Gewebe, z.
B. dem Glasseide gewebe, anliegen. Da diese Gewebe in tolerierbaren Grenzen eine gleichmässige Stärke besitzen, ist auch der Abstand der einzelnen Drähte von der Oberfläche des Flächenheizkörpers gleichmässig.
Durch die Verwendung der organischen Masse, die die Gewebeteile durchdringt, wird nicht nur erreicht, dass die Drähte den vorgegebenen Abstand von der Heizkörperoberfläche besitzen, sondern auch, dass die Drähte fest mit dem Gewebe verbunden sind. Eine Folge hiervon ist, dass die Wärme in hinreichen dem Masse von den Drähten abgeführt werden kann. Mit dem nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Flächenheizkörper lassen sich Wärme leistungen von 35 kW1M2 erzielen.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher dar gestellt. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 einen Flächenheizkörper im Schnitt, vor Zusammenfügung der einzelnen Teile, Fig. 2 einen Flächenheizkörper im Schnitt, nach Verbindung der einzelnen Teile, in vergrössertem Massstab.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden ein zelne Drähte in eine organische Folie aus thermo plastischem Material eingebettet, mittels einer wei teren thermoplastischen Folie zugedeckt und anschlie ssend an beiden Seiten mit einem Gewebe aus an organischem Material bedeckt.
Als Folie für die Einbettung und Halterung der Heizdrähte kann jeder organische, gegebenenfalls härtbare und bis zu einer Temperatur von l50 C nach der Härtung wärmebeständige Stoff verwendet werden, welcher weiterhin keine oder nur geringe Spuren von unter 100 C siedenden Substanzen ent hält. Besonders eignet sich hierfür eine Folie, welche aus Neophren oder Phenolharz oder beiden besteht. Bei der Herstellung werden in eine derartige, noch thermoplastische Folie ein oder gleichzeitig mehrere feine Widerstandsdrähte unter Wärmeeinwirkung ein- gepresst.
Die Folie und das Werkzeug werden relativ zu einander bewegt, wobei das Werkzeug die Folie kurzzeitig erweicht und gleichzeitig den Draht in die erweichte Folie einbettet. Das Werkzeug kann bei spielsweise als Gleitschuh oder Gleitführung aus gebildet sein. Da die Folie nur so weit erhitzt wird, dass sie höchstens zähflüssig wird, erkaltet sie un mittelbar nach der Einfügung des Drahtes wieder, so dass dieser in der eingepressten Stellung verbleibt. Gegebenenfalls können mehrere heizbare Gleitschuhe an einem gemeinsamen Werkzeughalter befestigt sein, relativ zu welchen die Folie transportiert wird und wobei gleichzeitig, wie erwähnt, die Drähte in die Folien eingebettet werden.
Auf diese Weise ist es auch möglich, die Folien praktisch in endlosen Bändern herzustellen.
Nachdem die dünnen Heizdrähte in gjeichmässi- gem Abstand in die Folie eingebettet worden sind, wird eine weitere Folie aus gleichem Material auf die Seite der ersten Folie aufgebracht, in welche die Drähte eingebracht wurden. Nun wird auf beiden Seiten der so gewonnenen Heizfolie je ein Gewebe aus anorganischem Material aufgebracht. Dieses Ge webe hat die Aufgabe, als Stütze für die Heizfolie zu dienen, einen gleichmässigen Abstand zwischen den Drähten und der Oberfläche zu gewährleisten, eine ausreichende Wärmeabgabe von der Folie zu er möglichen und weiterhin sich so mit der Heizfolie zu verbinden, dass zwischen beiden praktisch keine den Wärmeübergang störende Hohlräume und Luftein schlüsse mehr verbleiben.
Als anorganisches Gewebe dieser Art eignet sich insbesondere Glasseide. Bei der Herstellung des Flächenheizkörpers wird zunächst die Heizfolie, wie beschrieben, hergestellt und zwischen zwei Gewebe aus Glasseide gelegt. Anschliessend wird unter Druck - beispielsweise durch zwei Walzen - die Glasseide an die Heiz- folie angepresst und gleichzeitig einer Temperatur aus gesetzt, welche die Glasseide völlig unbeeinflusst lässt, hingegen die Folie selbst erweicht. Gegebenenfalls kann dies durch Beheizung der in die Folie einge betteten Drähte selbst erfolgen.
Durch die Erweichung der Folie unter Druck wird erreicht, dass das Folien material zwischen die Lücken des Gewebes eindringt und so sich selbst und die Drähte fest mit den Glas seidegeweben verbindet. Die Glasseide kommt dabei mit den Drähten in Berührung. Die mit der Glas seide verbundene Folie besteht somit praktisch aus den beiden Glasseidegeweben, zwischen welchen sich die Drähte befinden, wobei alle leeren Räume zwi schen den Geweben und zwischen den Drähten durch das thermoplastische Folienmate.rial ausgefüllt wird.
Die verwendeten Folien bestehen aus einer härt- baren Substanz, so dass anschliessend an den Ver- bindungsprozess mit den Glasseidegeweben unter dem Wärmeeinfluss eine Härtung des Folienmaterials er folgt.
Neben der Verwendung von Glasseide können auch alle anderen Gewebe verwendet werden, welche sich bei den auftretenden Temperaturen nicht erwei chen, eine gewisse Elastizität aufweisen und sich mit dem Folienmaterial mechanisch verbinden können. Weiterhin muss das Gewebematerial sich hinreichend dünn herstellen lassen und muss aus einem elektri schen Nichtleiter bestehen. In erster Linie werden sich für diesen Zweck anorganische Gewebe wie Glimmergewebe und Glasseide eignen; es sind jedoch daneben auch andere Gewebe denkbar, welche die oben ausgeführten Eigenschaften aufweisen.
Fig. 1 zeigt den Flächenheizkörper vor der Zusammensetzung der einzelnen Teile. Die in der Zeichnungsebene liegenden Fäden des Glasseide gewebes sind mit 1, die senkrecht zu diesen verlau fenden Fäden mit 2 bezeichnet. In die Folie 3 wer den die elektrischen Heizdrähte 4 eingebettet, wor auf die Folie 5 aufgesetzt wird.
Fig. 2 zeigt die Folie in zusammengesetztem Zu stand. Es ist ersichtlich, dass die Heizdrähte 4 mehr in der Folie 3 als in der Folie 5 eingebettet sind. Ferner ist zu erkennen, dass das Folienmaterial bis fast zur Aussenfläche der Gewebe durch diese hindurch gedrungen ist.
Der beschriebene Flächenheizkörper eignet sich in der beschriebenen Art für praktisch alle Fälle, in denen ein Flächenheizkörper zur Anwendung ge langen kann. Es sei hier auf die Beheizung von öffent lichen Verkehrsmitteln, Fahrzeugen, Kirchen und an deren Räumen hingewiesen. Je nach der umgesetzten Energie kann der Flächenheizkörper als Konvektions- oder als Strahlungsheizkörper verwendet werden. Durch erhöhte Energieabgabe - beispielsweise 2 W/cm2 - kann in einem öffentlichen Verkehrs- mittel durch Strahlung bereits nach wenigen Minuten Heizzeit ein physiologisch angenehmes Wärmegefühl für die Benützer hervorgerufen werden.
Bei der Ver wendung kann der Flächenheizkörper einfach an die Wand durch Aufleimen oder dergleichen befestigt werden. Da die Heizdrähte in das Folienmaterial allseitig eingebettet sind, ist auch die Wärmeabfuhr von ihnen sehr gross; dies bedeutet jedoch, dass keine allzugrossen Temperaturen auftreten können. Die Fo lien können also ohne Schwierigkeiten sogar an Holz wänden befestigt werden, ohne dass die Gefahr einer Entzündung gegeben wäre.
Dem beschriebenen Flächenheizkörper kommt jedoch insbesondere für seine Verwendung als Ver eisungsschutz an Flugzeugteilen eine besondere Be deutung zu. Bekanntlich ist beim Flugzeugbau eine die Vereisung verhindernde Heizanlage für die Trag fläche, die Leitwerke und die Propeller von ausser ordentlicher Bedeutung. Die Flächenheizkörper ge mäss der vorliegenden Erfindung eignen sich nun in erster Linie zum Aufbringen auf beispielsweise die Flächen von Flugzeugen. Da der gesamte Flächen heizkörper nur etwa 1,2 mm dick ausgebildet sein kann, nimmt er auf den Tragflächen einen derartig geringen Raum ein, dass er bei dem Entwurf des Flugzeuges nicht berücksichtigt werden muss.
Er kann somit auch bei bereits existierenden Flugzeugen aufgebracht werden. Entscheidend bei der Aufbrin gung ist jedoch, dass die Glasseide mit genügender Festigkeit auf der metallischen Flugzeugoberfläche bzw. Tragflächenoberfläche aufgebracht wird.
Lediglich beispielshalber sei das Verfahren an schliessend in seiner Anwendung als Flächenheiz körper bei Flugzeugen mit den verwendeten Ma terialien und den Temperaturwerten angegeben.
In eine Plastikfolie aus Phenolharz und Neophren -- wobei letzteres auch eine Härtung bewirkt mit einer Stärke von 0,2 mm werden Widerstands drähte einer Stärke von 0,03 bis 0,3 mm mittels eines die Folie kurzzeitig durch Wärmeeinwirkung erweichenden Werkzeuges in einem Abstand von 1 bis n mm eingebettet. Anschliessend wird eine Folie aus gleichem Material und ebenfalls einer Stärke von 0,2 mm, auf die erste Folie auf die Seite der Drähte aufgelegt.
Nunmehr wird beidseitig ein etwa 0,3 mm starkes Glasseidegewebe, das, heisst ein Gewebe aus feinen Glasfasern, aufgelegt und unter Druck und Erwärmung mit der Folie zwischen zwei oder meh- reren Walzen verpresst, und zwar so lange, bis alle Hohlräume mit der Folienmasse ausgefüllt sind. Wenngleich die Addition der Stärke der Schichten an sich 1 mm ergibt, ist die auf diesem Wege herge stellte Heizfolie nur 0,7 mm stark, da das Folien material in das Glasseidengewebe eingedrungen ist.
An Stelle des Phenolharzes kann mit gleichem Erfolg beispielsweise noch plastisches Epoxyharz, und an Stelle des Neophrens Thiokone verwendet werden, welches eine Aushärtung des Epoxyharzes begünstigt.
Die beschriebenen Flächenheizkörper können bei spielsweise bei Flugzeugenteisern ohne Schädigung mit Leistungen bis 35 kW/m2 belastet werden.