DE1299784B - Elektrisches Heizelement und Verfahren zu seiner Einbettung in Fussboeden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Heizelement zum Einbetten in Fußböden, bei dem elektrische Heizkabel mit Drahtgittern verschlungen sind. Bei bekannten Fußbodenheizungen dieser Art sind mehrere elektrische Heizdrähte parallel zueinander mit den Drahtgittern verschweißt und werden direkt in den Betonfußboden eingebettet. Dabei ist eine Vielzahl von Schweißstellen erforderlich, was die Herstellungskosten unwirtschaftlich macht und außerdem gehen die elektrischen Spannungen in den Fuß- ίο boden über, was zu Unzuträglichkeiten führt.

In anderen Fällen wurden Heizdrähte direkt in plattenförmige, feste oder fest werdende, insbesondere keramische Isoliermassen eingebettet. Dadurch entstehen starre, in größeren Abmessungen schwer zu handhabende Heizkörper, die zwar für Kochplatten od. dgl. gut zu verwenden sind. Wollte man sie jedoch für Fußbodenheizungen benutzen, so müßte man diese entweder an der B austeile anfertigen, was wegen der dortigen Zustände kaum möglich ist, oder man ao müßte sie vom Herstellungsort zur Baustelle transportieren, was leicht zu Beschädigungen oder gar zu Brüchen führen kann. Bei solchen Heizkörpern hat man die Heizdrähte als Kette mit den Stromzuführungsdrähten als Schuß verwebt.

Ferner wurden zueinander parallellaufende Heizdrähte als Kette oder Schuß mit Isolierfäden zu Heizplatten verwebt, deren Material beim Einbetten in eine Isoliermasse in dieser aufgeht. Damit werden die einzelnen Heizkörper getrennt voneinander gehalten, bis sie in der Isoliermasse selbst festen Halt finden. Für solche Heizkörper müssen jedoch bei größeren Flächen sehr viele Heizdrähte benutzt werden, um eine befriedigende Wärmeverteilung zu erhalten, was wegen des teueren Materials der Heizdrähte unwirtschaftlich ist. Das gleiche gilt für solche Heizkörper, bei denen die Heizdrähte parallel nebeneinander in gummiartigen Kunststoff oder in Halbleiter eingebettet sind, um in beliebigen Längen abgeschnitten zu werden.

Für Heizkissen und Fußmatten hat man Heizdrähte entweder in Schlangenlinien in hitzebeständiges Material eingebettet oder mit Fäden aus solchem Material verwebt. Solche Heizmatten sind für Fußbodenheizungen nicht zu verwenden, weil sie für die großen dabei zu beheizenden Flächen zu teuer sind.

Insbesondere für Fußbodenheizung wurden isolierte Heizdrähte durch Kunststoffgitter geflochten. Dies muß durch Handarbeit geschehen und ist deshalb unrationell.

Ebenfalls zur Fußbodenheizung wurde der Heizdraht mit besonderen Befestigungsmitteln auf einer Seite einer Baustahlmatte wellenförmig festgelegt. Um beim Transport vom Herstellungsort zur Baustelle nicht beschädigt oder zerrissen zu werden, ist die Festlegung an vielen Stellen erforderlich, wodurch wegen des Arbeitsaufwands die Heizmatte verteuert wird.

Schließlich ist auch eine Heizmatte bekanntgeworden, bei der die Heizdrähte schlangenlinienförmig zwischen zwei Matten aus Kunststoffgeflecht gehalten werden. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff müssen die Heizdrähte sehr dicht nebeneinander geführt werden, was einen erheblichen Materialaufwand erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist, alle diese Nachteile zu beheben und eine gleichmäßige Wärmeverteilung sowie Wärmeübertragung bei besonders flacher Ausbildung und guter Abriebfestigkeit bei einfacher Herstellung und Transportmöglichkeit des Heizelements zu erzielen, wobei auch mechanische Spannungen, wie sie im Einbettmaterial und Heizelement auftreten, ausgeglichen werden können. Gemäß der Erfindung besteht bei einem elektrischen Heizelement zum Einbetten in Fußböden, bei dem elektrische Heizkabel mit Drahtgittern verschlungen sind, das Heizkabel aus einem schmalen Band, in dem die Heizdrähte als Schußdrähte voneinander durch mit ihnen verwebte isolierende Kettfäden elektrisch getrennt und gemeinsam von einer Silikon-Kunststoffschicht umgeben sind, und dieses Band ist zugleich in an sich bekannter Weise zwischen zwei zueinander parallelen isolierten Zuführungsleitungen geführt, zwischen denen es in Abständen als elektrische Querverbindung vorgesehen ist, wobei sowohl die zueinander parallelen isolierten Zuführungsleitungen als auch die Querverbindungen mit dem gleichen Drahtgitter in enger Wärmeberührung verschlungen sind.

Ein derartiges elektrisches Heizelement hat sich zum Einbetten in Fußböden aus mehreren Gründen als besonders vorteilhaft erwiesen.

Das wesentlichste Merkmal der erfindungsgemäßen Kombination besteht in der Verwendung eines Heizkabels in Form eines schmalen Bands, in dem die Heizdrähte als Schußdrähte voneinander durch mit ihnen verwebte Kettdrähte elektrisch getrennt und gemeinsam von einer Silikon-Kunststoffschicht umgeben sind. Wo bei den bekannten Heizelementen isolierte Heizdrähte benutzt werden, sind ihre geraden Teile ziemlich lang, auch dann, wenn die Heizdrähte wellenförmig verlegt sind. Dadurch treten bei Erwärmung und Abkühlung positive und negative Dehnungsspannungen im Heizdraht auf, die Stauchungen und Zerrungen des Heizdrahtes zur Folge haben, welche sich allmählich auf das Gefüge des Heizdrahts und seiner Umgebung zerstörend auswirken. Bei der bekannten direkten Einbettung von unisolierten Heizdrähten in Keramik od. dgl. tritt dieser Nachteil auch darm auf, wenn die einzelnen geraden Teile der Wellenformen nur kurz sind, weil die Ausgleichswirkung des Isoliermaterials fehlt.

Bei der Erfindung dagegen hat jede einzelne Welle des Heizdrahts innerhalb der Silikon-Kunststoffschicht nur eine kleine Amplitude und doch so viel Spielraum, daß weder innerhalb der Heizdrähte noch nach außen hin Stauchungen oder Zerrungen zu entstehen vermögen. Infolgedessen kann das Heizkabel und das ganze Heizelement bei geringster Bauhöhe fest in die umgebende Schicht, z. B. aus Beton, eingebettet werden, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang auf den zu heizenden Fußboden erreicht wird. Gleichzeitig werden dadurch Wärmestauungen innerhalb des Heizkabels vermieden, was wiederum die Möglichkeit einer geringen Heizdrahttemperatur ohne Verminderung der Heizwirkung zur Folge hat.

Aus dem gleichen Grunde, weil nämlich auf etwaige Spannungen und Stauchungen des Heizkabels keine Rücksicht genommen zu werden braucht, können alle Teile des Heizkabels mit dem Drahtgitter so fest verschlungen sein, daß der bestmögliche Wärmeübergang auf das Drahtgitter gewährleistet ist. Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung, bei der Heizdrähte nur einseitig auf einer Baustahlmatte befestigt sind, wird deshalb durch die Erfindung der

weitere Vorteil erreicht, daß sich Heizkabel und Drahtgitter beim Zusammenrollen für den Transport und beim Wiederaufrollen für den Gebrauch an der Baustelle nicht ineinander verhängen oder voneinander lösen können.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Silikon-Kunststoffschicht in einer von ihr getrennten Kunststoffschicht berührend eingebettet sein. Dadurch ist es möglich, auch stärkere Schwindungen der nach dem Einbetten des Heizelements trocknenden Fußbodenschichten abzufangen, welche Spannungen innerhalb des Fußbodenmaterials hervorrufen könnten, weil die Heizelemente nicht mitschwinden. Auch längs und quer zum Heizelement im Fußboden auftretende Risse lassen sich dadurch sicherer von der die Heizdrähte umhüllenden Silikon-Kunststoffschicht fernhalten, weil die beiden Kunststoffschichten aufeinander zu gleiten vermögen. Bisher gelang es nur, durch Benutzung von Fußbodenmaterialien mit möglichst geringen Schwindungs- ao ziffern in beschränktem Maße einen Ausgleich zu schaffen. Durch die Erfindung wird deshalb die wartungsfreie Haltbarkeit der Fußbodenheizung verbessert.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Einbetten eines elektrischen Heizelements in Fußböden oder Estrich durch Anwendung einer mechanischen Vorspannung. Zwar ist die Benutzung einer mechanischen Vorspannung zum Einbetten von Baustahlmatten an sich bekannt, gemäß der Erfindung dient die Vorspannung jedoch dem Ausgleich der in dem Drahtgitter zwischen der Maximal- und Minimal-Heiztemperatur vorhandenen mechanischen Spannung.

Das erfindungsgemäße Heizelement kann in an sich bekannter Weise noch zusätzlich nach oben und/oder unten von einem besonderen Drahtgitter abgedeckt sein und außerdem können sämtliche Drahtgitter geerdet sein.

Wie bereits von anderen Heizelementen bekannt, kann auch das erfindungsgemäße Heizelement maschinell im endlosen Band hergestellt und auf der Baustelle in passende Stücke geschnitten werden. Die Montage ist so einfach, daß sie auch von ungelernten Arbeitern ausgeführt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben, ohne daß die Erfindung jedoch auf diese Ausführungsform beschränkt sein soll.

A b b. 1 zeigt das Heizelement einschließlich Drahtgitter als Matte in der Draufsicht,

Abb. 2 den Längsschnitt Π-ΙΙ durch die Matte nach Abb. 1;

A b b. 3 zeigt eine vergrößerte teilweise aufgeschnittene Ansicht des armierten Heizdrahts;

Abb. 4 zeigt den Querschnitt IV-IV durch das Heizband nach Abb. 3.

In A b b. 1 ist als Heizmatte ein endloses Drahtoder Streckmetallnetz 1 dargestellt, in dessen Seitenkanten die gegenpoligen isolierten Stromzuführungsdrähte 2 in Längsrichtung eingezogen bzw. eingewebt sind. Quer zur Länge der Heizmatte 1 sind isolierte Heizelemente 3 eingeflochten, deren Enden mit den Stromzuführungsdrähten 2 elektrisch verbunden sind. Das Draht- oder Streckmetallnetz 1 ist mit den die Querverbindungen bildenden isolierten Heizelementen 3 in gutem Wärmekontakt eng verschlungen.

Bei Abb. 2 erscheinen die Heizelemente3 im Querschnitt ohne Drahtnetz.

Gemäß A b b. 3 ist der Heizdraht 4 als Schußdraht zusammen mit isolierenden Kettfäden 5 zu einem elastischen Band verwebt, das zunächst in eine hochwärmebeständige und gut wärmeleitende Silikon-Kunststoffschicht 6 eingebettet ist. Dieses Silikon-Heizband ist mit einer elastischen elektrisch gut isolierenden und mechanisch unempfindlichen Kunststoffumhüllung versehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Heizelement zum Einbetten in Fußböden, bei dem elektrische Heizkabel mit Drahtgittern verschlungen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizkabel aus einem schmalen Band besteht, in dem die Heizdrähte (4) als Schlußdrähte voneinander durch mit ihnen verwebte isolierende Kettfäden (5) elektrisch getrennt und gemeinsam von einer Silikon-Kunststoffschicht (6) umgeben sind, und daß dieses Band zugleich in an sich bekannter Weise zwischen zwei zueinander parallelen elektrisch isolierten Zuführungsleitungen (2) geführt ist, zwischen denen es in Abständen als elektrische Querverbindungen (3) vorgesehen ist, wobei sowohl die zueinander parallelen isolierten Zuführungsleitungen (2) als auch die Querverbindungen (3) mit dem gleichen Drahtgitter (1) in enger Wärmeberührung verschlungen sind.

2. Elektrisches Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikon-Kunststoffschicht (6) in einer von ihr getrennten Kunststoffschicht (7) berührend eingebettet ist.

3. Verfahren zur Verlegung des elektrischen Heizelementes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Drahtgitter (1) unter mechanischer Vorspannung in den Estrich bzw. Fußboden eingebettet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen