DE1490975B2

DE1490975B2 - Widerstandsheizelement

Info

Publication number: DE1490975B2
Application number: DE19641490975
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Witdoeckt, Albert Norbert Robert, Ostende (Belgien)
Priority date: 1963-07-09
Filing date: 1964-07-09
Publication date: 1972-01-27
Also published as: DE1490975A1; GB1021995A; US3427712A

Description

Die Erfindung betrifft ein VViderstandsheizelement mit einer an einem isolierenden Träger angebrachten Aluminiumschicht, die durch abwechselnd von gegenüberliegenden Schichtkanten ausgehende, in geringem Abstand von der jeweils anderen Schichtkanie endende und zueinander parallele schmale Schlitze einen mäanderförmigen Leiter bildet, dessen Enden mit Anschlußklemmen versehen sind.

Ein derartiges Widerstandsheizelement ist aus der britischen Patentschrift 926 001 bereits bekannt. Bei diesem bekannten Heizelement sind zusätzliche Schlitze vorgesehen., die im Abstand von beiden Schichtkanten endei;, so daß der mäanderförmige Leiter nicht nur hintereinanderliegende, sondern auch parallel angeordnete Abschnitte umfaßt. Ferner ist das bekannte Widerstandsheizelement aus mehreren Schichten aufgebaut und umfaßt eine metallische Tragplatte mit einem beidseitigen Belag aus wärmeisolierendem Material wie Porzellan oder Glas, wobei an einer Seite die Aluminiumschicht vorgesehen !<■'.. Diese Aluminiumschicht ist durch Aufsprühen aufgebracht und ist zwischen 25 und 250 μτη dick.

Bei diesem bekannten starren Heizelement werden die Schlitze in der Aluminiumschicht dadurch ausgebildet, daß entweder die Schiitzbtreiche beim Besprühen abgedeckt werden oder das Aluminium im Bereich der Schlitze nachträglich durch Abschleifen oder durch Ätzen entfernt wird.

Dieses bekannte starre und mehrschichtige Widcrstandsheizelement ist wegen seines Aufbaus und seiner Herstellung aufwendig, läßt sich nur in begrenzten Größen herstellen und kann nur in einem begrenzten Temperaturbereich onne die Gefahr einer Zerstörung angewendet werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Widcrstandshcizclemcnt der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es einfacher und mit gcringcrcm Aufwand herstellbar ist, ohne daß enge Begrenzungen hinsichtlich der Größe des Heizelements und seines Anwendungsbereichs in Kauf genommen werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem eingangs genannten Widcrstandshcizelement aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht aus einer 3 bis ΙΟμηι starken gewalzten Folie besteht, die mit dem vorzugsweise biegsamen Träger verklebt ist.

Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine einfache Herstellung schon deswegen, weil gewalzte Aluminiumfolien im vorgenannten dicken Bereich im Handel erhältlich sind. Außerdem ergibt sich ein vergleichsweise geringer Aluminiumverbrauch, und es

6s läßt 3ich bei geringem Abstand zwischen benachbarten Schlitzen, der beispielsweise nur 1 mm betragen kann, bereits ein hoher ohmscher Widerstand mit einem Heizelement von geringer Flächenausdeh-

nung erzielen. Es knnn ferner eine starke Erwärmung des Heizelements bis zwischen 300 und 400^: C zugelassen werden, da die dünne Aluminiumschicht in Verbindung mit der vorzugsweise vurgesehenen dünnen flexiblen Trägerfolie keine Spannungen im Heizclement auf Grund unterschiedlicher thermischer Wärmedehnung hervorruft. Ferner bidet das Heizelement wegen seiner geringen Stärke und seiner vorzugsweise vorgesehenen Flexibilität einen weiten Anwendungsbereich.

Aus der deutschen Patentschrift 710 362 sind bereits elektrische Widerstände bekannt, bei denen auf einem Trager aus einem Papierblatt ein mäanderförmiger Leiter aus Metall in einer Stärke von bis zu 1 um angeordnet ist. Diese dünnen Widerstandselemente sind jedoch zu Heizzwecken nicht verwendbar, im übrigen ist der metallische Leiter im Vakuum auf den Träger aufgedampft, was entsprechend komplizierte Einrichtungen zum Herstellen der Widerstandselemente erforderlich macht.

Das erfindungsgemäße Widerstandsheizdement läßt sich in vorteilhafter Weise in einem kontinuierlichen Verfahren herstellen, und dementsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Widerstandsheizelements, bei dem die Aluminiumschicht auf den Träger aufgebracht wird, in der Aluminiumschicht die Schlitze ausgebildet werden und die Leiterenden mit den Anschlußklemmen versehen werden.

Eine Durchführungsart des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet. daC zum Aufbringen der Aluminium-Schicht die Folie und der Träger unter Zwischenjchicben eines Klebers zusammengeführt werden und der Kleber erhärtet wird und daß die Schlitze mittels mehrerer rotierender Messer ausgebildet werden, die mit derselben Geschwindigkeit parallel und im doppelten ScLitzabstand zueinander nur die Aluminiumfolie durchschneidend relativ zu dieser bewegt werden, und zwar zunächst von der einen Schichtkante bis in geringem Abstand vor der gegenüberliegenden anderen Schichtkante und dann nach einer seitlicher. Versetzung um den Schlitzabstand von dieser anderen Schichtkante zurück bis in geringem Abstand vor der einen Schichtkante.

Bei einer anderen Durchführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbiingen tier Aluminiumschicht die Aluminiumfolie und der Träger unter Zwischcifügcn eines Klebers zusammengeführt werden und der Kleber erhärtet wird und daß die Schlitze mittels zwei Sätzen von rotierenden Messern ausgebildet werden, die mit derselben Geschwindigkeit parallel und im doppelten Schlitzabttand zueinander nur die Aluminiumfolie durchschneidend relativ zu dieser bewegt werden, und zwar tier erste Satz Messer von der einen Schichtkante bis in geringem Abstand vor der gegenüberliegenden anderen Schichtkante und der zweite Satz Messer mit seinen Messern zwischen den Bahnen der Messer des ersten Satzes von dieser anderen Schichtkante bis in geringem Abstand vor der einen Schichtkante.

Die Verwendung von rotierenden Messern ermöglicht ein besonders einfaches Anbringen der Schlitze, wobei die Schlitze pir.blemlns in genau paralleler Erstreckung und mit sehr geringem Abstand von beispielsweise nur 1 mm angebracht werden können, was im Hinblick auf einen hohen ohmschen Widerstand je Flächeneinheit des Heizelements von Vorteil ist, Ferner arbeiten die rotierenden Messer mit einer hohen Schnittgeschwindigkeit, so daß die entsprechende Vorrichtung die Widerstandsheizelemente mit hoher Leistung herstellen kann, zumal bei der beanspruchten Arbeitsweise die Messer nur kurzzeitig während des seitlichen Versetzens unwirksam sind

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der vorgenannten Verfahren werden der Träge.· und die Aluminiumfolie in Bandform von Vorratsrollen abgezogen und zugeführt, und es wird eine Relativbewe-

gung in Bandlängsrichtung zwischen dem Band aus mit der Aluminiumfolie beklebtem Träger und Aluminiumfolie und den mit ihrer Achse rechtwinklig zur Bandlängsrichtung angeordneten Messern bewirkt. Bei diesem Einschneiden der Schlitze in Bandlängsrichtung mittels zwei Sätzen νοΐΐ Messern ist die Herstellung besonders rationell durchzuführen weil die einzelnen Widerstandsheizelemente hintereinander und zusammenhängend hergef ..1It werden, wobei die Schlitze der beiden Messersätze s^;ch jeweils um die Länge eines Heizelements versetzt durchgehend über zwei Heizelemente erstrecken.

Dabei können die Messer gleichsinnig und in Längsrichtung bewegt werden, oder aber es werden in besonders vorteilhafter Weise die Messer ortsfest gehalten, und es wird die Relativbewegung nur durch die Bandbewegung bewirkt. In diesem Falle entfällt eine Längsbewegung der Messer, wodurch sich der Messerantrieb vereinfacht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schema-

tischcr Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des elektrischen Heizwiderstandes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Her-Stellungsverfahrens und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens.

Der neue Widerstand ist aus einer leitenden, dünnen, metallischen und gewalzten Folie 1 gebildet.

Die Folie 1 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie, deren Dicke unterhalb 0,010 mm und im besonderen zwischen 0.003 und 0,01 rnm liegt.

Die leitende Folie 1 klebt mit einer ihrer Flächen an einem Träger 2 an, der isolierend ist oder von

einem isolierenden Material überzogen ist. Die Abmessungen, d. h. die Länge und Breite des Trägers, sind begrenzt und im übrigen allgemein größer als die der leitenden Foiic ί.

Die isolierende Folie 2 kann biegsam oder steif

5-/ stm und ist im Verhältnis zur leitenden Folie 1 relativ dick. Die Folie 2 kann aus Papier, Pappe, syntheschem Material, Gewebe aus einer Platte aus Gips, gepreßtem Asbestzement, Glas oder Glimmer, aus einem Metallblech, das mit einer Isolierung wie einer Schmclzglasu; überzogen ist, oder aus einer Platte aus mit ein:r Isolierung überzogenem Beton gebildet sein. Diese Aufzählung von Beispielen ist jedoch nicht als beschränkend anzusehen.

Die leitende Folie 1 weist beispielsweise parallele Längsschlitze 3 und 4 auf, die einen elektrischen Stromkreis abgrenzen. Dieser Kreis ist also aus einem Leiter in der Form eines im Zickzack gefalteten Bandes gebildet. Elektrische Anschlußklemmen 5 zum Unterspannungsetzen des Kreises sind an den

6s Enden desselben vorgesehen.

Die Längsschlitze 3 und 4 können durch analoge Querschlitze ersetzt sein.

Die Schlitze 3 erstrecken sich von einem Quer-

rand 6 der leitenden Folie 1 bis in die Nähe des gegenüberliegenden Querrandes 7 dieser Folie. Die Schlitze 3 erreichen jedoch nicht diesen Kand 7 und enden von diesen in einem mit α bezeichneten Abstand.

Die Schlitze 4 erstrecken sich jeweils zwischen den Schlitzen 3 vom Rand 7 bis in die Nähe des Randes 6 hin, ohne diesen zu erreichen. Die Schütze 4 enden vom Rand 6 in einem mit b bezeichneten Abstand, der b im allgemeinen gleich dem Abstand «ist.

Die Schlitze 3 und 4 erstrecken sich seitlich nebeneinander mit einer Länge c, die zwischen α und b liegt.

Zum Ausführen des oben beschriebenen elektrischen Widerstandes klebt man beispielsweise die leitende Folie 1 an den Träger 2 an. Darauf schafft man z. B. durch Einschneiden gleichzeitig oder nacheinander die Schlitze 3 und 4. Schließlich setzt man die Anschlußklemmen S auf die FoIie I auf.

Zum gleichzeitigen Schneiden der Schlitze 3 und 4 drückt man über den Längenabschnitt b gegen die leitende Folie 1 an den Stellen der Schlitze 3 Werkzeuge, z. B. drehbare Schneiden, an. Darauf fährt man fort, diese Schneiden über den Längenabschnitt c hinweg gegen die Folie 1 an den Stellen d( ι " ' ^i:l -ι Γ> anzudrücken, bis man andere Werkzeuge oder andere Schneiden gegen die Folie 1 an den Stellen der Schlitze 4 andrückt. Schließlich unterbricht man über dem Längenabschnitt α das Andrücken der die Schlitze 3 schneidenden Messer gegen die Folie 1, während man das Andrücken der anderen Messer in bezug auf die Schlitze 4 bis zum Rand 7 fortsetzt. Es werden somit die Schlitze 3 und 4 im Laufe einer Verschiebung der genannten Werkzeuge vom Rand 6 bis zum Rand 7 der Folie 1 geschnitten.

Zum gleichzeitigen Schneiden der Schlitze 3 und 4 kann man auch zwei Reihen von Werkzeugen verwenden. Man kann dabei die Reihe für die Schlitze 3 vom Rand 6 bis zum Rand 7 bewegen, indem man diese gegen die Folie 1 längs der Strecke b und c andrückt, während man gleichzeitig die für die Schlitze 4 bestimmte Reihe vom Rand 7 zum Rand fi hin verschiebt, indem man sie gegen die Platte 1 längs der Strecke α und b andrückt.

Zum wechselweisen Schneiden der Schlitze 3 und 4 kann man vorteilhafterweise eine Reihe von Werkzeugen, insbesondere drehbare Schneiden verwenden. Man drückt diese längs der Längenabschnittc b und c gegen die leitende Folie 1 an und entfernt die Schneiden von dieser Platte für die Länge a. Darauf verlagert man diese Schneiden senkrecht zu den Schlitzen oder in Richtung des Pfeiles X um einen Abstand, der gleich dem gegenseitigen Abstand der Schlitze 3 und 4 ist. Danach drückt man die Werkzeuge längs der Längenabschnitte λ und c gegen die leitfähig Folie 1 an, während man die Werkzeuge für den Längenabschnitt b von dieser Folie entfernt. Auf Grund dessen schneidet man die Schlitze 3 im Laufe einer Verschiebung der Schneidwerkzeuge vom Rand 6 zum Rand 7 hin, während man nachfolgend die Schlitze 4 im Laufe der umgekehrt gerichteten Verschiebung oder beim Rücklauf dieser Werkzeuge schneidet.

Bei den oben beschriebenen Verfahren verschieben sich die Schneidmesser; die Erfindung umfaßt jedoch auch den Fall, bei dem die Messer feststehend bleiben und auf die sich besvegende leitende Folie einwirken.

Bei Verwendung eines durchgehenden biegsamen

Bandes als leitende Folie und isolierenden Träger kann man vorteilhafter neue Widerstände ausgehend von einer Rohe des leitenden Bandes und einer Rollo des isolierenden Bandes herstellen. Man wickelt die Bänder der Rollen ab, klebt sie miteinander zusammen und markiert gleichzeitig, wie oben beschrieben. die Schlitze, um aufeinanderfolgende Stromkreise zu erhalten. Man kann die Bänder mit den markierten Schlitzen zusammenrollen und sie darauf gemäß der obengenannten Stromkreisen zuschneiden, um ein· zelne Widerstände zu erhalten, an die man Anschlußklemmen anbringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1999

Claims

Patentansprüche:

1. Widerstandsheizeleinent mit einer an einem isolierenden Träger angebrachten Aluminiumschicht, die durch abwechselnd von gegenüberliegenden Schichtkanten ausgehende, in geringem Abstand vor der jeweils anderen Schichtkante endende und zueinander parallele schmale Schlitze einen mäanderförmigen Leiter bildet, dessen Enden mit Anschlußklemmen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht aus einer 3 bis 10 [_tm starken gewalzten Folie (1) besteht, die mit dem vorzugsweise biegsamen Träger (2) verklebt ist.

2. Verfahren zum Herstellen eines Widerstandsheizelements nach Anspruch 1, bei dem die AIuminiumschichi auf den Träger aufgebracht wird, in der Aluminiumschicht die Schlitze ausgebildet werden und die Leiterenden mit den Anschlußklemmen versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Aluminiumschicht die Folie (1) und der Träger (2) unter Zwischenfügen eines Klebers zusammengeführt werden und der Kleber erhärtet wird und daß die Schlitze (3, 4) mittels mehrerer rotierender Messer ausgebildet werden, die mit derselben Geschwindigkeit parallel und irr doppelten Schlitzabstand zueinander nur die Folie (1) durchschneidend relativ zu dieser bewegt weuien, und iwar zunächst von der einen Schichtkante bh> i/i genngem Abstand vor der gegenüberliegenden anderen Schichtkante und dann nach einer seitlichen Versetzung um den Schlitzabstand von dieser anderen Schic. >.tkante zurück bis in geringem Abstand vor der einen Schichtkante.

3. Verfahren zum Herstellen eines Widerstandshcizelemcnts nach Anspruch 1, bei dem die Aluminiumschicht auf den Träger aufgebracht wird, in der Aluminiumschicht die Schlitze ausgebildet werden und die Leiterenden mit den Anschlußklemmen versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Aluminiumschicht die Folie (1) und der Träger (2) unter Zwischcnfiigen eines Klebers zusammengeführt werden und der Kleber erhärtet wird und daß die Schlitze (3, 4) mittels zwei Sätzen von rotierenden Messern ausgebildet werden, die mit derselben Geschwindigkeit parallel und im doppelten Schlitzabstand zueinander nur die Folie (1) durchschneidend relativ zu dieser bewegt werden, und zwar der erste Satz Messer von der einen Schichtkantc bei in geringem Abstand vor der gegenüberliegenden anderen Schichtkante und der zweite Satz Messer mit seinen Messern zwischen den Bahnen der Messer des ersten Satzes von dieser anderen Schichtkante bis in geringem Abstand vor der einen Schichtkante.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) und die Folie (1) in Bandform von Vorratsrollen abgezogen und zugeführt werden und daß eine Relativbewegung in Bandlängsrichtung zwischen dem Band aus miteinander verklebtem Trägermaterial und Folie (1) und den mit ihren Achsen rechtwinklig zur Bandlängsrichtting angeordneten Messern bewirkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer gleichsinnig und in Längsrichtung bewegt werden.

6. Verfahren nach Ans jruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer ortsfest gehalten werden und die Relativbewegung nur durch die Bandbewegung bewirkt wird.