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Schichtblatt mit einem elektrisch leitenden Muster in Mäander- oder
Spiralform sowie Verfahren zur Herstellung desselben Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtblattes ans isolierendem Material
mit einem elektrisch leitenden Muster in Mäanderform oder in Spiralform.
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Bei der Herstellung von elektrisch leitenden Mustern auf oder innerhalb
von Schichten ans Isolierinaterial ist es bisher notwendig gewesen, zwischen einander
benachbarten Leitungen bzw. Leitstreifen eine Lücke vorzusehen, so daß sie voneinander
getrennt gehalten werden konnten und einander nicht berührten oder diese benachbarten
Leitungen oder Leiterstreifen räumlich gegeneinander züi versetzen. Diese elektrisch
leitenden Muster bestehen mitunter aus dünnen, mit Kohlenstoff oder Graphit überzogenen
Geweben, im allgemeinen jedoch sind sie metallische, den Stromlaufweg eines elektrischen
Stromes bildende und bestimmende Muster, beispielsweise gewundene Drähte oder Bänder,
deren in einer Ebene liegende Windungen in Abstand voneinander verlaufen. So sind
z. B. bei den bekannten gedruckten Schaltungen od. dgl. solche Lücken zwischen Leitern,
wie z. B. auf isolierende Trägerschichten geklebten Folien, vorhanden. Die isolierende
Trägerschicht kann sehr dünn sein und scliiehtarti- mit dem leitenden Muster zusainmengefligt
sein, daß sie zwischen den Isollerschichten einer Platte trägt oder das an ihrer
Oberfläche befestigt ist, wobei die gesamte Anordnung zu einer einzigen larnellierten
Platte - indem z. B. bei Verwendung eines geeigneten Bindemittels Wärme und
Druck an,-ewendet wird - vereinigt sein kann. Wenn die Platte dann noch sehr
dünn und biegsam ist und das leitende Muster für elektrisches Heizen ausgelegt ist,
kann die Platte als Heizfolie oder Heizstoff bezeichnet werden. Die meist gebräuchliche
Anordnung des leitenden Musters bei Heizfolien ist die des Mäander- oder Zickzackmusters.
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Es ist bekannt, derartige elektrisch leitende Muster in Mäanderform
aus einem Heizband in der Weise herzustellen, daß das Band durch abwechselnd von
beiden Seiten quer zur Bandrichtung eingeschnittene Schlitze unterteilt ist. Um
die dadurch entstandenen Arme des Musters voneinander zu isolieren, werden sie in
Form eines räumlichen Zickzack(Yebildes abgebogen.
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Durch die Erfindung kommt die bisher notwendige Lücke zwischen benachbarten
Mäanderarmen (oder gleichwertigen Leiterelementen bei anderen Teilen) praktisch
in Fortfall, so daß sich eine ebene Heizfolie oder Platte ergibt, die keine inaktiven
Flächen enthält und wobei sich keinerlei Temperaturdifferenz aus einem Unterschied
zwischen der gesamten Folienfläche und der gesamten Oberfläche ergibt. Bei den Platten
gemäß der Erfindung ergibt sich eine etwas höhere Folientemperatur praktisch allein
aus der Tatsache, daß die Folie in einer besonderen Weise in Isolierschiehten eingebettet
bzw. damit bedeckt wird.
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Mit der Erfindung ist weiterhin die Herstellung eines ebenen elektrisch
leitenden Musters geschaffen worden, bei dem kein leitendes Material oder Teile
desselben entfernt werden, sofern und insoweit nicht Perforationen zu besonderen
Zwecken vorgesehen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine vorteilhafte,
einfache und insbesondere billige Herstellung, insbesondere Massenherstellung solcher
Folien in Bandform.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Schicht aus isolierendem
Material mit einem elektrisch leitenden Muster besteht ans folgenden Verfahrensschritten:
a) Aufteilen eines dünnen elektrisch leitenden Blattes in schmale, auf ihre ganze
Länge aneinander angrenzende und unter sich zusammenhängende Streifen durch Aufschneiden
des Blattes entlang einer durch eine oder mehrere Serien gerader oder bogenförmiger
Linien gebildeten ersten Schnittfolge; b) sodann das Einschieben einer ersten
dünnen Isolierschicht in die Einschnitte derart, daß sie
abwechselnd
unter und über in Längsrichtung aneinander angrenzenden Streifenteilen des leitenden
Blattes verläuft, c) Fixierung des leitenden Blattes und der Isolierschicht
in ihrer ineinandergeschobenen Anordnung; d) Herstellung einer zweiten Folge
von Schnitten im so gebildeten Schichtkörper, bestehend aus parallelen, die erste
Folge zu dem gewünschten Muster ergänzenden Einschnitten, welche die Einschnitte
der ersten Schnittfolge überlappen; e) sodann Einschieben einer zweiten dünnen Isolierschicht
in die Einschnitte der zweiten Schnittfolge derart, daß sie abwechselnd unter und
über den angrenzenden Streifen zwischen den einander benachbarten Schnitten der
zweiten Schnittfolge verläuft, schließlich Fixierung der gesamten Anordnung.
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Die Erfindung umfaßt weiterhin das Schichtblatt als solches, das aus
einem dünnen elektrisch leitenden Blatt und zumindest zwei Isolierschichten besteht,
von denen eine ein zusammenhängendes Blatt ist, das in gemäß dem Verfahren nach
der Erfindung hergestellte Einschnitte eines Schichtblattes eingeschoben ist das
durch Einschieben der anderen Isolierschicht in gemäß dem Verfahren nach der Erfindung
hergestellte Einschnitte des elektrisch leitenden Blattes gebildet ist.
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Bei Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Mäandermusters
unter Verwendung eines Bandes von leitendem Material können die Einschnitte quer
verlaufen, wobei die Einschnitte der zweiten Schnittfolge zwischen den Einschnitten
der ersten Schnittfolge hergestellt werden und wobei die beiden Schnittfolgen jeweils
einander gegenüberliegende Längskanten des Bandes auftrennen. Dann können sich die
Isolierschichten jeweils über die aufgetrennten Seitenränder des leitenden Materials
hinaus erstrecken, so daß die gesamte Anordnung einen Isolierrand entlang jeder
Längsseite hat.
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Die Einschnitte können jedoch auch in bezug auf ein Band leitenden
Materials in Längsrichtung verlaufen, wobei die erste Schnittfolge zwei Gruppen
von Einschnitten umfaßt, die in Längsrichtung voneinander getrennt sind und wobei
die Einschnitte der zweiten Schnittfolge zwischen den Einschnitten der ersten Schnittfolge
liegen und in bezug auf dieselben seitlich versetzt sind und die benachbarten Enden
beider Schnittgruppen der ersten SchnittfoIge in Längsrichtung überlappen. Dieses
System ergibt Mäanderwege, die sich parallel zwischen den Rändern der Folie erstrecken,
welche Anschlußsammelschienen bilden. Wenn ein Band aus leitendem Material verwendet
wird, können die verschiedenen Verfahrensstufen in regelmäßigen Abständen wiederholt
werden, um eine Anordnung herzustellen, die in regelmäßigen Abständen ein sich wiederholendes
Muster hat, wobei die Wiederholung in der Breite oder in der Länge in beiden Richtungen
erfolgen kann. Die fertiggestellte Anordnung kann dann in Stücke geschnitten werden,
von denen jedes eine gewünschte Anzahl von Wiederholungen enthält.
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Vorzugsweise ist das leitende Blatt kreppartig gekräuselt, wobei die
Kräuselungen praktisch senkrecht zu den Einschnitten verlaufen.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. F i g. 1 ist eine Ansicht eines
Schichtblattes gemäß der Erfindung, die auch den Aufbau einer Maschine zur Herstellung
kontinuierlicher Längen eines solchen Schichtblattes zeigt; F i g. 2 ist
eine schematische Darstellung eines Schichtblattes mit einer abgewandelten Art des
leitenden Musters die eine Herstellung kontinuierlicher Längen erlaubt; F i
g. 3 veranschaulicht die Herstellung eines Musters, bei dem Mäanderarme in
bezug auf ein Band leitenden Materials in Längsrichtung verlaufen; F i
g. 4 ist eine ausschnittsweise Darstellung der Ausbildung gefalteter Endanschlüsse
bei der Anordnung gemäß F i g. 3;
F i g. 5 und 6 veranschaulichen
die Herstellung eines spiralförmig aufgebauten Musters.
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Die F i g. 1 veranschaulicht beispielsweise die Herstellung
einer Mäander-Heizfolie, z. B. aus dünner Blei- oder Aluminiumfolie, die in ein
Kunststoffblatt eingefügt wird. Beim vorliegenden Beispiel wird für die Isolierschichten
Papier verwendet, das mit einem Phenol-Formaldehyd-Kunstharz imprägniert ist, welches
es ermöglicht, daß das Papier lediglich durch überfahren mittels einer heißen Rolle
an die Folie anklebt.
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Die Maschine nach F i g. 1 hat drei Vorratsrollen, und zwar
eine für die Folie und jeweils eine für die beiden Isolierschichten, die eingeschoben
werden müssen. Das Einschneiden kann erfolgen, während. die Folie gleichförmig oder
intermittierend läuft. Im
letztgenannten Fall wird vor und nach der Station
mit intermittierender Bewegung eine Schleife vorgesehen. Eine ähnliche Maschine
kann auch verwendet werden, um ein Muster mit Einschnitten in Längsrichtung herzustellen,
wie weiter unten noch beschrieben werden wird.
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Bei der quer einschneidenden Maschine, die in F i g. 1 veranschaulicht
ist, läuft die Folie von der Vorratsrolle 21 durch ein Walzenmesser 22. In diesem
wird die rechte Seite der Folie an den Stellen zwischen den Armen 1 und 2,
3 und 4, 5 und 6, und so weiter aufgeschnitten, d. h.
zwischen jedem ungeradzahligen und dem ihm folgenden geradzahligen Arm. Jeder Einschnitt
C 1 beginnt am rechten Folienrand und geht nach links bis zum an der linken
Seite liegenden Verbindungsglied, d. h. bis auf einen Ab-
stand a vom
linken Folienrand.
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Die Einschnitte C 1 belassen die Anne 2 und 3, 4 und
5, 6 und 7 usw. als über die gesamte Folienbreite in sich zusammenhängende
Teile. In einer hinter dem Walzenmesser 22 angeordneten ersten Einschiebestation
werden die jeweils übernächsten Paare von Mäanderarmen 1 und 2,
5 und 6 usw. einer nach dem anderen (durch nicht gezeichnete Mittel)
angehoben, z. B. durch eine pneumatische Vorrichtung oder durch zeitweiliges Ankleben
eines Punktes mit d- ckempfindlichem Klebmittel, das an geeigneten Stellen auf die
Folie aufgedruckt oder sonstwie aufgegeben ist. Da die Arme nach rechts hin zum
rechten Rand verlaufen, können die jeweils übernächsten Armpaare über eine Einlaufrolle
23 hinaus angehoben werden, die eine erste Einschiebe-Schicht Pl der Breite
W, welche kontiuierlich von der Vorratsrolle 24 herkommt, zwischen die angehobenen
Folienarme und die nicht angehobenen Folienteile bis zu den Enden der Einschnitte
C 1 einschiebt. Die Schicht P 1 ragt um die Breite
b über den rechten Folienrand
hinaus. Die Rolle
23 hat kleinen Durchmesser und liegt mit ihrer Achse parallel zur Folienebene,
jedoch zur Folienlängsrichtung zweckmäßig in einem Winkel von 451. Sie ist
in horizontalen Lagern 25 direkt in der öffnung zwischen den angehobenen
und den noch nicht angehobenen Paaren der Mäanderarme gelagert. Die erste Zwischenschicht
P 1, z. B. aus imprägniertem Papier, wird der Rolle 23 in geeigneter
Winkelrichtung von der Seite her zugeführt, hier im rechten Winkel zur Folien-Vorschubrichtung,
und wird dann durch die Rolle in die Vorschubrichtung umgeleitet. Gleichzeitig wird
der Rand des Papiers in den Abstand a vom linken Folienrand gebracht,
d. h., das Papier wird bis in die Enden der Einschnitte eingebracht.
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Nach überlaufen der Rolle 23 wird die Anordnung durch Druck
verfestigt, indem die angehobenen Paare der Mäanderarme auf das Band zurückgebracht
werden, das zwecks Verfestigung zwischen zwei geheizten Rollen 26 hindurchläuft.
Dieses kontinuierliche Bandverfahren der ersten und zweiten Stufe der Fertigungsfolge,
wie es vorstehend beschrieben ist, wird in sehr ähnlicher Weise auf der anderen
Seite des Bandes für die dritte und vierte Verfahrensstufe wiederholt, wobei ein
zweites Messer 27 für die Anbringung von Einschnitten C2 verwendet
wird, die sich vorn linken freien Folienrand aus mittig zwischen den Einschnitten
C 1, d. h. zwischen den Mäanderarmen 2 und 3, 4 und
5, 6 und 7 usw. bis an die rechts befindlichen Verbindungsglieder
durch Folie und Papier hindurch erstrecken. Eine von der Vorratsrolle
28 herkommende ZwischenschichtP2 wird über eine Einlaufrolle29 zwischen die
angehobenen übernächsten Paare der durch die Einschnitte C2 gebildeten Mäanderarme
1-2,3-4,5-6 usw. und die übrigen Teile des Blattes bis zum Ende der Einschnitte
C2 eingeführt. Die geheizten Verfestigungsrollen 31 verfestigen die
Anordnung unter Druck.
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Das sich ergebende Produkt ist eine endlose Heizfolie mit isolierten
Rändern, wobei sämtliche Mäanderarme in Reihe liegen. Die geradzahlig numerierten
Mäanderarme sind schichtartig zwischen den beiden Isolierschichten eingebettet,
während die ungeradzahlig numerierten Mäanderarme zugänglich sind. Die Arme
1, 5, 9, 13 ... liegen auf der einen Seite und die Arme 3, 7 11 ...
liegen auf der anderen Seite.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, das Schema der Quereinschnitte
abzuändern, um insgesamt eine zueinander parallele Schaltung von Gruppen von Armpaaren
zu erreichen.
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Wie z. B. in F i g. 2 gezeigt ist, kann die erste Folge von
Einschnitten C 1 aus einer Folge von zwei auf einer Linie liegenden Einschnitten
bestehen, die je-
weils von einander gegenüberliegenden Rändern des Bandes
ausgehen, während die Einschnitte C2 wie vorhin zwischen die Einschnitte
Cl zu liegen kommen. Zwei Isolierschichten werden ähnlich wie die Zwischenschichten
P 1 in F i g. 1 von einander entgegengesetzten Seiten her eingeschoben.
Dies kann kontinuierlich geschehen. Die zweite Zwischenschicht muß zwischen Armpaaren
eingeschoben werden, die an den beiden Rändern des Bandes miteinander verbunden
sind. Um dies zu ermöglichen, werden Einschnitte, wie z. B. C3, kontinuierlich
in Intervallen hergestellt, die es dann gestatten, daß die Doppelarme aufgeklappt
werden, während eine kontinuierliche Zwischenschicht einläuft. Wenn diese Enden
zurückgeklappt werden, ist keine Isolation zwischen ihnen notwendig, weil die beiden
derartig hergestellten Mäandermuster mit einander entsprechenden Verbindungsgliedern
längs der Bandmitte am gleichen Potential parallel zueinander liegen. Aus dem gleichen
Grunde ist es auch nicht nötig, zu gewährleisten, daß sich wieder ein guter Kontakt
zwischen den Verbindungsgliedern längs der aufgetrennten Linien C3 ergibt,
wenn die Anordnung wieder zusammengeklappt wird. Diese Linien C3
sollen in
der Mitte liegen, so daß die Verbindungsglieder gleiche Breiten haben. Wenn solche
Doppelarme vorgesehen sind, die nicht angehoben werden müssen, braucht kein Einschnitt
C3 vorgesehen zu sein, so daß deswegen blanke Flächen belassen werden können,
die als Anschlußenden dienen können. Teile des Musters können entlang von Linien,
wie z. B. 32, voneinander getrennt werden, wobei ein passendes Anschlußende
in der Mitte bleibt sowie zwei parallel zueinander liegende Mäandermuster, die zum
anderen Ende des abgetrennten Stückes hin verlaufen. Selbstverständlich sind auch
noch andere und noch weiter ausgearbeitete Muster möglich.
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Die Maschine zur Herstellung der in Längsrichtung eingeschnittenen
Abwandlung ist dann einfacher herzustellen, wenn sie mit intermittierender Bewegung
in Bewegungsschritten von der doppelten Wiederholungslänge läuft. Wenn beispielsweise
zum Zwecke einfacheren Abmessens der Folienlängen Perforationen in regelmäßigem
Abstand vorgesehen werden, kann der Abstand zwischen den Perforationen ein ganzzahligerBruchteil
derBewegungsschrittlänge sein.
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Nachfolgend wird eine einzige Reihe von Mäanderarmen zwischen den
Sammelschienen jeweils als »Wiederholung« bezeichnet. Tatsächlich ist die Richtung
der Arme in jeweils folgenden Wiederholungen genau entgegengesetzt zu derjenigen
in der vorhergehenden Wiederholung, so daß bei der vorzugsweisen Anordnung eine
Doppel-Wiederholungslänge anstatt zweler identischer Wiederholungen zwei symmetrische
Wiederholungen enthält.
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Das Herstellungsprinzip folgt genau der oben beschriebenen Erfindung
und ist analog den vier Verfahrensstufen der Fertigungsfolge, die bereits unter
Bezugnahme auf die Quereinschnitte dargelegt wurde, wobei jedoch hier die Einschnitte
in Längsrichtung liegen.
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Wenn a wiederum die Breite des Mäanderarms ist, kann gesagt werden,
daß die Länge aller Einschnitte 21 bis 2a beträgt, wobei 21 die Länge einer Doppelwiederholung
ist. Oftmals liegen 2n Mäanderarme in jeder Wiederholung zwischen den Sammelschienen
an den beiden Folienrändern. Wenn die Sammelschienen jedoch auf der gleichen Seite
der Folie zugänglich bleiben sollen, beträgt die Anzahl der Mäanderarme zwischen
ihnen 2n bis 1. Die Sammelschienen haben gewöhnlich eine Breite, die größer
als a ist. Dabei kann n jede gerade Zahl sein.
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In der ersten in F i g. 3 gezeigten Station wird das Band bzw.
die Folie, die von einer nicht gezeichneten Vorratsrolle herkommt, bei
Cl zwischen der Sammelschiene B und dem Arm 1, zwischen den Armen
2 und 3, 4 und 5 usw. eingeschnitten, und zwar über Längen 21 bis
2 a mit einem Zwischenraum von 2 a
zwischen den benachbarten Enden
dieser Längen. Bei jedem Schritt von 21 wird eine weitere Reihe solcher Einschnitte
Cl hergestellt, so daß sich in Längsrichtung ein Abstand 2a zwischen den
Enden der aufeinanderfolgenden Schnitte ergibt. In der
zweiten Station
wird eine Schicht Isoliermaterial P 1
in die Tasche eingestoßen, die
durch leichtes Anheben der jeweils übernächsten Doppellängsteile geöffnet wird,
von denen jeder aus einem Paar Mäanderarmen zwischen den Einschnitten besteht. Während
dieses Vorgangs befinden sich das Band und die Isolierschicht in der Vorschubrichtung
des Bandes relativ in Ruhe.
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Die Isolierschicht kann von einer Vorratsrolle kommen und während
des Einschiebe-Vorgangs in einer Länge von vorzugsweise w + 2 b (Folienbreite
plus doppelter Isolierrand) abgeschnitten werden, so daß sie jeden Folienrand um
den Betrag b überlappt. Die Isolierschicht kann aber auch von einem Schichtstapel
durch in der Drucktechnik an sich bekannte Mittel abgenommen werden. Wenn es erwünscht
ist, daß ein Teil der Breite dieser Sammelschienen auf der gleichen Seite wie diese
Isolation liegt, wird die Länge der Isolierschicht kleiner als w, aber größer
#ls w abzüglich der Breite beider Sammelschienen gemacht. Die Richtung, in der in
diesem Zusammenhang die Längendimension der Isolierschicht liegt, ist rechtwinklig
zur Längsrichtung der Folie bzw. des Bandes, während die Breite der Isolierschicht
in der Bandrichtung liegt. Diese Breite ist nur um das geringe an den Enden der
Einschnitte erforderliche Spiel kleiner als die Länge 21 bis 2 a der in der Folie
gemachten Einschnitte.
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- Die Schicht P 1 besteht gewöhnlich aus imprägniertem
oder überzogenem Papier, das an der Folie anhaftet, nachdem das Band auf dem Wege
zur dritten Station durch zwei heiße Rollen, wie z. B. 33,
oder gleichwertige
Verbindungsmittel verfestigt ist.
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Die dritte Station, in der die zweite Gruppe von Einschnitten P 2
hergestellt wird, ist um die Länge einer ungeradzahligen Anzahl einzelner Wiederholungen
(hier drei solcher Längen von Mitte zu Mitte) in Bandrichtung unterhalb der zweiten
Station gelegen. Infolgedessen ist.die zweite Schnittfolge von Einschnitten
C2 - die an dieser Station vor 'genommen werden und die gleiche Länge 21
bis 2 a wie die Einschnitte Cl haben und seitlich so versetzt sind,
daß sie zwischen die Einschnitte C 1 kommen -
gegenüber den Einschnitten
C 1 um den Abstand 1
auf Lücke versetzt und überlappt in Längsrichtung
die beiden Gruppen der benachbarten Einschnitte C 1
gleichmäßig. Hier
ist nur auf die relativen Maßverhältnisse Bezug genommen; die absoluten Maße können
leicht an der Maschine eingestellt werden, so daß jegliche Folien, Isolierschichten
und Messer benutzt werden können.
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Die Einschnitte C 2 liegen mitten zwischen den Mäanderarmen
1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 usw. Dem Einschneiden folgt
das Anheben der Teile 2-3, 6-7,
10-11 usw. aus der Bandebene heraus
und das Einschieben der zweiten Isolierschicht P2 in die so gebildete Lasche. Diese
(vierte) Einschiebestufe wird wiederum vervollständigt, indem das Band durch heiße
Druckrollen, z. B. 33, oder gleichwertige Verbindungsmittel hindurchläuft.
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Auf dieser längs einschneidenden Maschine kann das Einschieben beider
Gruppen von Zwischenschichten Pl und P2 von der gleichen Seite des Bandes aus erfolgen
und auch an der gleichen Stelle wie der Einschneidevorgang ausgeführt werden, so
daß die erste und zweite Verfahrensstufe an einer Station stattfinden können (anstatt
an zwei Stationen, wie zwecks besserer Klarheit dargestellt) und die dritte und
vierte Verfahrensstufe an einer anderen Station. Da das Band während dieser Vorgänge
anhält, kann das Schneidewerkzeug selbst so vorgesehen sein, daß es die jeweils
übernächsten Materialteile anhebt, während die anderen Materialteile auf der Schnittplatte
niedergehalten werden, z. B. durch Separator-Streifen, die an außerhalb liegenden
Punkten vor der doppeltlangen Wiederholung befestigt sind.
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Wenn das erfindungsgemäß hergestellte Muster zwischen weiteren Isolierschichten
eingebettet wird, so daß es auf beiden Seiten vollständig bedeckt ist, müssen Vorkehrungen
zum Anschluß der Kontaktenden des Musters oder zur Ermöglichung des Zugangs zum
Anbringen der Anschlüsse getroffen werden.
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Mit der Erfindung werden verschiedene Ausführungen und Anordnungen
von Endanschlüssen vorgeschlagen, die das Herstellen der Kontakte erleichtern.
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Zunächst ist da das Vorsehen von umgefalteten Folienstücken, so daß
sie bei Anbringung an Ort und Stelle und Freilegung aus dem Anschluß des Schichtenmusters
herausgezogen werden können. Beispielsweise können die Ränder des Folienbandes doppelt
gelegt (umgefaltet) sein. Dies kann vor der Verfestigung durch irgendwelche geeignete
und bekannte Falteinrichtungen geschehen. Auf diese Weise ergibt sich an jedem Verbindungsglied,
das zwei Arme des Mäandermusters miteinander verbindet, ein umgefaltetes Anschlußende.
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Wie in F i g. 4 gezeigt ist, die einen Längsschnitt durch eine
Schablone mit Längseinschnitten und Randsammelschienen oder Anschlußleisten darstellt,
können nach der bei 36 angedeuteten Weise Querfalten vorgesehen werden. Diese
Falten werden in Zwischenräumen vorgesehen, die der kleinsten vorgesehenen Einheit
entsprechen. Wenn die Folie dann längs der Mittellinie aufgetrennt wird, haben die
so voneinander getrennten Stücke an beiden Enden eine doppelt gefaltete Lasche,
die ein Anschlußende bildet.
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Um Zugang zu den umgefalteten Anschlußenden zu erlangen, können die
darÜberliegenden Schichten in diesen Bereichen so ausgebildet sein, daß sie beim
fertigen Gegenstand einen ausbrechbaren Bereich ergeben, der leicht ausgebrochen
werden kann. Die über dem Muster liegende Schicht kann aber auch in den Bereichen
der Anschlußenden mit Ausbrüchen bzw. öffnungen versehen sein, so daß die Anschlußenden
dann, wenn das Schichtenmuster vervollständigt ist, am Boden dieser öffnungen frei
liegen. Die öffnungen können zeitweilig mit irgendeiner leicht entfernbaren Zusammensetzung
gefüllt sein, die darüber hinaus zwecks leichterer Auffindung gefärbt sein kann.
Die gefaltete Lasche ist vorzugsweise gekräuselt, damit sich eine zusätzliche Flexibilität
ergibt.
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Eine gefaltete Lasche kann auch dann verwendet werden, wenn es erwünscht
ist, einen flachen Anschlußstecker zu verwenden, der in einen Schlitz am Rand oder
an der Vorderseite des Schichtenmusters hineinsticht. Um diesen Schlitz zu bilden,
kann ein gegen die Lasche anliegender entfernbarer Einsatz mit eingeformt werden.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Muster so anzuordnen, daß
alle Kontaktflächen an der gleichen Oberfläche erscheinen und dabei eine weitere
Isolierschicht (oder mehrere) nur auf der gegenüberliegenden Oberfläche aufzubringen,
so daß diejenige
Oberfläche, an der die Anschlüsse angebracht werden,
frei bleibt. Das derart präparierte Material wird zusammen mit einer losen Isolierschicht
in Verkehr gebracht, die z. B. eine dekorative Oberflächenschicht bilden kann, welche
nach Anbringen der Anschlüsse aufgeklebt werden kann.
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Wie oben bereits erwähnt, besteht in einem Mäandermuster, das aus
geraden und eng beieinander liegenden Armen mit genauso breiten Verbindungsgliedern
an den Enden besteht, die Tendenz, daß sich der Strom längs diagonalen Linien verdichtet,
was zur Entwicklung heißer Stellen an den Enden der Arme führt, d. h. in
den Bereichen neben den Enden der Einschnitte, durch welche die aneinander benachbarten
Arme voneinander getrennt sind. Der Entwicklung solcher heißer Stellen kann auf
zweierlei Art entgegengewirkt werden, wobei jede Art für sich allein oder gemeinsam
mit der anderen angewandt werden kann. So z. B. kann die Leitfähigkeit im Bereich
der Verbindungsglieder oder der Widerstand längs der diagonalen Linien in an sich
bekannter Weise vergrößert werden.
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Um zu vermeiden, daß die Anschlußenden zu heiß werden, kann auch deren
Leitfähigkeit vergrößert werden.
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Die Fig. 3 veranschaulicht den rein parallelen Typ der
mit Längseinschnitten versehenen »Wiederholungs«-Muster. Die Brauchbarkeit der mit
Längseinschnitten versehenen Abwandlung kann wesentlich vergrößert werden durch
Quereinschnitte zwischen den »Wiederholungen« und durch Abtrennen bestimmter Verbindungsglieder,
so daß sich auf diese Weise verschiedene Reihenschaltungen und Kombinationen aus
Reihen- und Parallelschaltungen der Wiederholungen oder Teilen derselben ergeben.
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Bei Heizfolien gemäß der Erfindung sind mitunter Perforationen erforderlich,
und zwar hauptsächlich aus den beiden folgenden Gründen: a) Eine perforierte Heizfolie
kann zur Verwendung bei akustischen Platten (z. B. Deckenplatten) erwünscht sein
oder auch, um die Schichten, zwischen denen die Folie schließlich eingeschichtet
wird, besser miteinander zu verbinden. Ein weiterer Grund besteht in dem Erfordernis,
daß die Heizfolie bei verschiedenen Heizvorrichtungen durchlässig sein muß. Gewöhnlich
können die erforderlichen Perforationeu während der Herstellung in der Folie vorgesehen
werden. Wenn die Folie vor oder in der ersten Verfahrensstufe einer Verfahrensfolge
perforiert wird, ergibt ein zweiter (sich mit dem ersten Stanzvorgang deckender)
Stanzvorgang nach der vierten Verfahrensstufe in den Zwischenschichten Löcher von
kleinerem Durchmesser, so daß auf diese Weise ein ilosierender Ring rund um das
Loch herum stehenbleibt. Wenn die Folie bereits eingebettet ist und die Isolierschichten
einem Folienützmittel widerstehen, kann dieser »Hof« erzeugt werden, indem man die
im Anschluß an das Herstellungsverfahren nur einmal perforierte Folie in ein Ätzbad
oder ein Anodisierungsbad gibt.
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Der Hof kann aber auch durch Ausbrennen mittels einer Funkenentladung
hergestellt werden. Dies geschieht, indem man eine stiftartige oder drahtartige
Elektrode, die an eine hohe Spannung angelegt ist, in das Loch einführt. Wenn jedoch
irgendwie möglich, besteht die einfachste Methode darin, daß man die Perforationen-
mit einem Überzug aus Isolierlack abdichtet, der genügend dünn ist, um zwar die
Wände der Löcher zu bedecken, die Löcher selbst aber unverstopft zu lassen.
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b) Wenn die Wärmeverteilung über die gesamte Folienfläche geringe
Korrekturen durch Änderung des örtlichen ohmschen Widerstandes des Folienmusters
erforderlich macht. Kleine Perforationen an den erforderlichen Stellen sind in diesem
Fall die vorzugsweisen Mittel, um den Folienwiderstand örtlich zu steigern, wogegen
ein örtliches Verzinnen (z. B. mittels einer handelsüblichen Lötmasse) das vorzugsweise
Mittel zur Verringerung des Folienwiderstandes darstellt. Die Einrichtung des Musters
für Betrieb bei höherer Temperatur erfolgt durch örtliches Plattieren mittels geeigneter
Metalle (Kupfer, Nickel). Bei blanken Mustern kann eine örtliche Widerstandssteigerung
auch durch örtlichen Abrieb erzielt werden.
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Bei den bisherigen Ausführungen wurde immer angenommen, daß die eingeschobenen
Isolierschichten und Folie durch den kurzen Druck einer heißen Rolle oder durch
ein anderes praktisch sofort wirkendes Bindungsverfahren einander anhaften. Von
den letztgenannten Verfahren ist das Kräuseln sowohl der Folie als auch des eingeschobenen
Papiers ein bevorzugtes Beispiel. Es wird ausgeführt, indem man den Film zwischen
zwei gravierte Rollen mit starkem Druck hindurchführt.
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Bei der Spiralmusterausführung nach den F i g. 5
und
6 sind die vier Verfahrensstufen die gleichen wie bei dem Mäandennuster,
wobei natürlich die Gestalt und die Aufteilung der Einschnitte ebenso wie die Gestalt
der eingeschobenen Isolierschichten verschieden sind. Die erste und zweite Verfahrensstufe
(sowie die dritte und vierte Verfahrensstufe) kann in der gleichen Arbeitsstation
ausgeführt werden, und zwar mit Hilfe des jeweiligen Schneidwerkzeuges in einer
ähnlichen Weise, wie vorstehend für die mit Längseinschnitten versehenen Mäandermuster
beschrieben. In der Analogie zum Muster kann derjenige Teil des spiralförmigen Leiters
als Teil einer Windung bezeichnet werden, der vom Teil der nächsten Windung durch
die Schnittlinie getrennt ist, in die eine Isolierschicht hineingedrückt ist.
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Das erste Schneidwerkzeug schneidet alle Spirallinien, die innerhalb
des ersten Sektors der Spule liegen. Dieser Sektor ist wünschenswerterweise größer
als 1801, vorzugsweise größer als 3001. Das Werkzeug schneidet nicht
nur alle Linien innerhalb des Sektors x' gemäß F i g. 5, sondern hebt auch
die Teile der ungradzahligen numerierten Stücke (oder Windungen) 1,3 usw.
innerhalb des Sektors mittels mit Öffnungen versehener Anhebestifte an, die an eine
Saugleitung angeschlossen sind. Die gradzahlig numerierten Teile (Windungen) werden
auf dem Bodenwerkzeug bzw. auf dem die Bodenplatte bildenden Material gleichfalls
durch Saugwirkung gehalten. Dieses Bodenwerkzeug ist perforiert, und die Perforationen
sind an die Saugpumpe angeschlossen. Die den gradzahlig numerierten Teilen gegenüberliegenden
Perforationen sind offen. Die anderen sind geschlossen. Das Öffnen des Werkzeuges
nach dem Schneiden - wenn »Vakuum« eingeschaltet ist -
trennt den a'-Sektor
der Spirale auf, und eine dünne Isolierschicht 51 - eine Scheibe von der
Gestalt des
Oc'-Sektors - wird eingeschoben (F i
g. 6). Die Anhebestifte des oberen--Werkzeuges drücken dann die ungeradzahlig
numerierten Teile zurück und können oftmals den Sektor mit der zwischen die Windungen
geschobenen Isolierschicht flachdrücken. Eine kurze Anwendung von Hitze und Druck
vervollständigt die Verfestigung und die zweite Verfahrensstufe.
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Die dritte und vierte Verfahrensstufe wird in einem anderen Preßwerkzeug
ausgeführt, das wie das Werkzeug der beiden ersten Verfahrensstufen arbeitet, jedoch
über einen Sektor ß` anstatt ao -. ßO erstreckt sich über den vorher nicht
eingeschnittenen Sektor und ist ein wenig größer als 3601 -,x'; dadurch wird
eine überlappung gewährleistet, wie F i g. 6 zeigt. Das zweite Werkzeug weist
außerdem Mittel zur Ausrichtung des Schnittes auf den vorhergehenden Schnitt auf.
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Die vierte Verfahrensstufe, in der eine. weitere Isolierschicht
52 eingeschoben wird, entspricht gleichfalls der zweiten Verfahrensstafe,
wobei es ohne weiteres ersichtlich ist'daß das gesamte Herstellungsverfahren vollständig
--mechanisiert werden kann, indem die beiden Preßwerkzeuge automatischbeschickt
werden.
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Selbstverständlich: ist das Verfahren nicht auf Spiralen von kreisförmiger
Kontur beschränkt und gleichermaßen bei rechteckigen oder anderen Konturen anwendbar.
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Da das Verfahren sehr geeignet zur Herstellung spiralförmiger Spulen
(und anderer Muster) irgendwelcher Gestalt ist - und zwar nicht aus Folien,
sondern auch ebensogut - aus (etwas dickeren) Blechen -, kann es. in manchen
Fällen erwünscht sein, die geschnittene Kante zu Überprüfen und die Breite des Armes
um- die. Dicke der eingeschobenen Isolierschicht zu verringern. Dies kann
dadurch geschehen, daß man die geschnittenen Metallteile umbördelt oder ein wenig'aufbiegt,
bevor die Isolierschicht eingeschoben wird, wobei die Bördelungen bzw. die Achse
der Aufbiegung parallel zu den Schnitten verläuft.
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Nachdem Mäander- und Spulenmuster beschrieben worden sind, ist es
leicht verständlich, daß das Verfahren auch bei anderen Ausgestaltungen insoweit
anwendbar ist, als diese noch eine mechanische Struktur- aufweisen, die durch dünne
eingeschobene Isollerschichten genügend verfestigt -werden kann, wie z. B.
durch kunstharzimprägniertes Papier oder Faserstoff- oder Kunststoffolien.
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Eine hauptsächliche Anwendung- für die erfmdungsgemäßen Schichtblätter
ist die Anwendung als Heizfolie für Raumheizung, Radiatoren, Wand- und Deckenplatten,
Nahrungsmittelerwärmung und- --in verschiedenen Fällen auch zum Trocknen. Für #
den Fall einer Heizfolie sei noch erwähnt, daß das leitende Muster auch zur Erzeugung
der notwendigen Hitze zum Haltbarmachen,- Trocknen bzw. Abbinden (curing) der eingeschobenen
Isolierschichten verwendet werden kann, und daß die Folie außerdem zum Wannabbinden
'weiterer Schichten verwendet werden kann, die etwa der Heizfolie zusätzlich aufgeschichtet
werden. Es zmuß jedoch darauf geachtet werden, daß Dampfblasen nicht in den Schichten
eingeschlossen werden. Dies kann erreicht werden durch Auswahl des äbzubindenden'
Materials (d. h. sogenannte Epoxy-Kunstharze) sowie m' gewissem Ausmaß durch
Perforationen, die ein Entweichen von Dampf zulassen.