DE1296721B

DE1296721B - Verfahren zum Herstellen einer flexiblen elektrischen Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE1296721B
Application number: DEE24434A
Authority: DE
Inventors: Bull Thomas William
Original assignee: ELEKTROTHERMAL ENGINEERING Ltd
Current assignee: ELEKTROTHERMAL ENGINEERING Ltd
Priority date: 1962-03-05
Filing date: 1963-03-05
Publication date: 1969-06-04
Also published as: CH397890A; US3205341A; GB1013825A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen elektrischen Heizvorrichtung, die aus einem aus mit einander verschlungenen Schleifen aufgebauten Isolierstoff und einem damit verbundenen Heizdraht besteht.
Es ist bereits eine elektrische Heizvorrichtung bekannt, bei der auf den Glasfasergestrick von halbkugeliger Schalenform ein schraubenförmig gewundener Heizdraht in Form einer Spirale mit Glasfasergarn aufgenäht ist. Die Herstellung des Glasfasergestrickes einerseits und das von Hand durchgeführte Aufnähen des Heizdrahtes andererseits .sind zwei voneinander getrennte Arbeitsvorgänge.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Arbeitsvorgänge der Bildung des Isolierstoffes und seiner Verbindung mit dem Heizdraht zu einem einzigen Arbeitsvorgang zusammenzufassen, _ der maschinell durchführbar ist und viel weniger Aufwand an Zeit und Kosten verursacht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß nach Herstellung eines ersten bandartigen Stoffteiles mit miteinander verschlungenen Schleifen aus elektrisch isolierendem Material ein zweiter bandartiger Isolierstoffteil in Schlauchform hergestellt wird, der aus mehreren Fäden oder Garnen aus isolierendem Material besteht, aus denen miteinander verschlungene Schleifen hergestellt werden, wobei einige der Schleifen des zweiten bandartigen Teiles bei seiner Herstellung mit Schleifen des ersten bandartigen Teiles verschlungen werden, so daß die beiden bandartigen Teile Seite an Seite miteinander verbunden werden, und daß die Herstellung des zweiten bandartigen Teiles unter gleichzeitiger Umhüllung eines langgestreckten, keine Schleifen aufweisenden Heizelementes erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise abgeändert werden, daß der zweite bandförmige Stoffteil eine Verlängerung des ersten bandförmigen Teiles ist und daß die Verbindung der beiden Teile so erfolgt, daß eine flache Spirale entsteht. Dabei kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Spannung des Heizelementes während der Erzeugung der Spirale so geändert werden, daß die Heizvorrichtung in entspanntem Zustande die Form eines Bechers annimmt.
Bei den auf diese Weise hergestellten Heizvor-_ richtungen liegt das Heizelement gestreckt innerhalb des schlauchförmigen Bandes aus Isoliermaterial. Eine solche Heizvorrichtung weist daher ein viel gleichmäßigeres Gefüge auf als die eingangs erwähnte Heizvorrichtung aus einem für sich hergestellten Formkörper mit nachträglich äußerlich aufgenähten Heizdraht. Infolgedessen ist auch die Wärmeabgabe bei der erfindungsgemäß hergestellten Vorrichtung gleichmäßiger. " Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.
F i g. 1 zeigt ein elektrisches Heizelement, um das miteinander verschlungene Schleifen herumgelegt sind; F i g. 2 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Querschnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 und läßt die das Heizelement umgebenden Schlingen erkennen; F i g. 3 veranschaulicht ein Stadium der Herstellung einer flexiblen becherförmigen Konstruktion oder Tasche mit dem erwähnten Heizelement, wobei die Schlingen nur schematisch angedeutet sind; F i g. 4 zeigt die fertige becherförmige Konstruktion .in einem axialen Schnitt; F i g. 5 bis 8 zeigen verschiedene Ausbildungsformen von Heizvorrichtungen in Form breiter Streifen oder Flächen.
In F i g. 1 erkennt man ein elektrisches Heizelement 1, das einen Widerstandsdraht 2 umfaßt, welcher auf einen Kern 3 aufgewickelt ist; der Kern 3 besteht aus Glasfäden, und der Widerstandsdraht 2 ist mit einer schraubenlinienförmig gewickelten Umhüllung 4 aus Glasfäden versehen.
F i g. 3 und 4 zeigen eine flexible becherförmige Konstruktion oder Tasche, die das elektrische Heizelement 1 nach Fig. 1 umfaßt, und in welcher eine Flasche oder ein anderes Gefäß angeordnet werden kann, um das Gefäß zu erhitzen. Um diese Konstruktion herzustellen, wird ein eine geeignete Länge aufweisendes Stück des Widerstandselements 1 einer sogenannten Overlock- oder überwendlichnähmaschine zugeführt, wie man sie benutzt, um bei der Herstellung von Unterwäsche Kanten oder Säume zu erzeugen, die nicht ausfransen können. Die Maschine hat vier Nähwerkzeuge, nämlich zwei Nadeln und zwei Greifer und arbeitet mit vier Garnen, -die aus Glasfäden bestehen; die Maschine wird so betätigt, daß drei der vier Garne ineinandergreifende Schlingen oder Schleifen erzeugen, welche das Heizelement 1 in der aus F i g. 1 und 2 ersichtlichen Weise umschließen; in F i-g. 1 und 2 sind diese drei Garne mit 5, 6 und 7 bezeichnet. F i g. 1 zeigt im linken Teil die Garnschlingen bei Betrachtung derselben in Richtung des Pfeils A in F i g. 2 und im rechten Teil die Garnschlingen, wie sie bei Betrachtung derselben in Richtung des Pfeils B in F i g. 2 erscheinen. Es sind drei Linien 8, 9 und 10 vorhanden, auf denen die Punkte liegen, an welchen die Garnschlingen ineinandergreifen; diese Linien erstrecken sich parallel zur Längsachse des Heizelements und sind in ungleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang des Heizelements verteilt. Beispielsweise hat der Garnstrang 5 annähernd die Form einer Sinuswelle, und er erstreckt sich von einem auf der Linie 8 liegenden Verschlingungspunkte aus über den halben Umfang des Heizelements zu einem auf der Linie 10 liegenden Verschlingungspunkte und von dort aus zurück zu einem Verschlingungspunkte auf der Linie 8 usw. Die durch das Garn 5 gebildeten Schlingen sind somit länger als die übrigen Garnschlingen. Wenn ein eine geeignete Länge aufweisendes Stück des Heizelements, dessen Länge z. B. etwa 50 bis etwa 75 mm beträgt, auf diese Weise mit Garnschlingen umhüllt worden ist, wird der zuerst mit den Schlingen umhüllte Abschnitt 11 gemäß F i g. 3 so gebogen, daß er sich längs des Abschnitts 12 erstreckt, welcher soeben mit einer Umhüllung aus Garnschlingen versehen worden ist, wobei sich eine allgemein kreisrunde Anordnung ergibt. Die drei Garne 5, 6 und 7 werden zur Erzeugung weiterer Garnschlingen auf dem Heizelement verwendet, wobei dieser Vorgang in Richtung des Pfeils 13 in F i g. 3 fortschreitet, doch wird hierbei auch der vierte Garnstrang 14 verwendet, um Schlingen zu erzeugen, die sich durch die in F i g. 3 mit 15 bezeichneten Schlingen erstrecken, welche bereits aus dem Garn 5 auf dem Abschnitt 11 des Heizelements erzeugt worden sind, sowie durch die in F i g. 3 mit 16 bezeichneten Schlingen, die auf dem Heizelement gerade aus dem Garn 5 erzeugt werden.
Wenn man dieses Verfahren weiterhin anwendet, erhält man eine flachliegende Spirale mit dem gewünschten Durchmesser. Jedoch wird die Spannung des der Overlocknähmaschine zugeführten Heizelements während des gesamten Arbeitsgangs so variiert, daß die in der beschriebenen Weise hergestellte kreisrunde ebene Fläche beim Herausnehmen aus der Nähmaschine eine becherförmige Gestalt annimmt, wie es in F i g. 4 gezeigt ist. In F i g. 4 bezeichnet die Bezugszahl 17 ein gewirktes oder gestricktes Band aus Glasfadengarnen, das kein Heizelement enthält, während die Bezugszahl 18 einen Stützdraht bezeichnet, der am äußeren Rand des Bandes 17 befestigt ist.
Bei dem soeben beschriebenen Verfahren wird kontinuierlich ein schmales Band erzeugt, längs dessen Mittelachse sich das Heizelement erstreckt, und gleichzeitig wird eine Seite dieses Bandes mit der entgegengesetzten Seite eines vorher erzeugten Teils des Bandes verbunden.
Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausbildungsform wird zuerst ein Band 20 hergestellt, indem man ineinandergreifende Schlingen aus Glasfadengarn erzeugt, die ein Heizelement 1 umhüllen, welches gemäß F i g. 1 ausgebildet ist. Auch in diesem Falle werden drei Glasfadengarne verwendet, so daß sich wiederum drei sich längs des Heizelements erstreckende Linien ergeben, auf denen die Verschlingungspunkte der Garne liegen. Dann wird ein zweites Band 21 hergestellt und gleichzeitig an dem Band 20 befestigt; hierbei werden drei Garne verwendet, um ineinandergreifende Schlingen zu erzeugen, die das Heizelement des Bandes 21 umhüllen, und ein weiteres Garn 22 dient dazu, Schlingen zu erzeugen, welche die Garnschlingen der beiden Bänder miteinander verbinden. Die Darstellung der Schlingen auf den Bändern 20 und 21 entspricht jeweils der linken bzw. der rechten Hälfte von F i g. 1. Wenn man auf diese Weise vorgeht, erhält man eine Heizvorrichtung in Form eines breiten Streifens bzw. einer Fläche.
F i g. 6 zeigt eine Heizvorrichtung in Form eines breiten Streifens, der sich aus vier Bändern 23 bis 26 zusammensetzt; diese Bänder werden einzeln erzeugt und durch die mit 27 bezeichneten Garnschlingen miteinander verbunden. Jedes der Bänder enthält ein Heizelement 1. Im Gegensatz hierzu zeigt F i g. 7 eine Heizvorrichtung mit sechs Bändern, von denen die beiden äußeren Heizelemente 1 enthalten, während die vier inneren Bänder Abstandsorgane 28 enthalten, bei denen es sich lediglich um Glasfaserschnüre handelt, die genau in der gleichen Weise von Garnschlingen umhüllt sind wie die Heizelemente. F i g. 8 zeigt eine Heizvorrichtung in Form eines breiten Streifens ähnlich desjenigen nach F i g. 7, doch sind hier die beiden äußeren Bänder durch ein einziges Band 28 a ersetzt, das ein einziges Heizelement 29 enthält, und dieses Band ist am einen Ende der Heizvorrichtung bei 30 unter einem Winkel von 360° umgebogen, bzw. auf sich selbst zurückgefaltet. Die Bänder zwischen den beiden Teilen des Bandes 28 a enthalten Abstandsorgane 31.
Es sei bemerkt, daß man bei einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der beschriebenen Art Heizelemente und Abstandsorgane in der jeweils gewünschten Weise verwenden kann, so daß man jede gewünschte Verteilung der Wärmeerzeugung über die Fläche der Heizvorrichtung erhält. Wenn mehrere Heizelementabschnitte vorhanden sind, kann man diese in jeder gewünschten Weise in Reihe oder parallel schalten oder eine Reihenschaltung mit einer Parallelschaltung kombinieren.
Der Abstand zwischen benachbarten Teilen des Heizelements und damit auch die Verteilung der erzeugten Wärme läßt sich mit Hilfe von Abstansorganen variieren, ferner durch Variieren des Durchmessers des Heizelementes und/oder der Abstandsorgane, durch Variieren der Garnspannung und durch Variieren der Geschwindigkeit des Zuführens des Heizelements und/oder der Abstandsorgane zu der Maschine.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen einer flexiblen elektrischen Heizvorrichtung, die aus einem aus miteinander verschlungenen Schleifen aufgebauten Isolierstoff und einem damit verbundenen Heizdraht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung eines ersten bandartigen Stoffteiles (20) aus miteinander verschlungenen Schleifen aus elektrisch isolierendem Material ein zweiter bandartiger Isolierstoff (21) in Schlauchform hergestellt wird, der aus mehreren Fäden oder Garnen (5, 6, 7) aus elektrisch isolierendem Material besteht, aus denen miteinander verschlungene Schleifen hergestellt werden, wobei einige der Schleifen des zweiten bandartigen Teiles bei seiner Herstellung mit Schleifen des ersten bandartigen Teiles verschlungen werden, so daß die beiden bandartigen Teile (20, 21) Seite an Seite miteinander verbunden werden, und daß die Herstellung des zweiten bandartigen Stoffteiles (21) unter gleichzeitiger Umhüllung eines langgestreckten, keine Schleifen aufweisenden Heizelementes (1) erfolgt, dessen Achse in Richtung des zweiten bandartigen Stoffteiles verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei der Herstellung des ersten bandartigen Stoffteiles (20) eine Umhüllung eines langgestreckten Heizelementes (1) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bandförmige Stoffteil gleichzeitig mit seiner Herstellung um das Heizelement (1) herum mit einem an Stelle eines Heizelementes ein Abstandsorgan (28) enthaltenden bandförmigen Stoffteile verbunden wird.
4. Nach dem Verfahren nach Anspruch 3 hergestellte rechteckige Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß parallele gerade Stücke des zweiten bandförmigen Stoffteiles, die Abschnitte eines langgestreckten Heizelementes (1) enthalten, durch mindestens einen bandförmigen Stoffteil voneinander getrennt sind, der ein Abstandsorgan (28) enthält (F i g. 7).
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bandförmige Stoffteil (12) eine Verlängerung des ersten bandförmigen Stoffteiles (11) ist und die Verbindung der beiden bandförmigen Stoffteile (11, 12) so erfolgt, daß eine flachliegende Spirale entsteht (F i g. 3).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Heizelementes (1) während der Erzeugung der Spirale so verändert wird, daß die Heizvorrichtung in entspanntem Zustande die Form eines Bechers annimmt (F i g. 4).