DE1540765C3 - Elektrische Heizdecke oder Heizkissen - Google Patents

Description

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nung und Ausbildung der Kontrolleitung eine hohe 10 durch ausgewählte längliche Hohlräume der Heiz-Temperaturansprechempfindlichkeit erreicht. decke erstreckt und stets um die längeren Enden der Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Verbindungsstellen herumgeführt ist. Auf diese Weise enthält die die zwei eng nebeneinander angeordneten erstreckt sich die Kontrolleitung über einen größeren Adern der Kontrolleitung trennende Kunststoffver- 5 Bereich der Heizdecke und umfaßt und überlappt die bindung einen Ionenzusatz, und sie bildet eine fort- Heizzone so, daß ein Abschnitt der Kontrolleitung in laufende biegsame Schicht, die bei Normaltempera- einem sehr kurzen Abstand von der Heizleitung vorturen einen elektrischen Isolator und bei Übertempe- handen ist. Wenn ferner ein Abschnitt der Heizleitung raturen einen elektrischen Leiter bildet, der Ströme vom Ende einer Verbindungsstelle etwas verrückt in der Größenordnung von Regelströmen leiten kann. io wird, so besteht nicht die geringste Gefahr, daß die-Die Erfindung wird anschließend an Hand der ser Heizleitungsteil in einer unüberwachten Zone der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläu- Heizdecke zu liegen kommt. Bei dem Ausführungstert. Es zeigen: beispiel gemäß F i g. 1 erstreckt sich die Kontrollei-Fig. 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen tung 10 nur durch jeden zweiten länglichen Hohlraum Heizdecke, von der ein Teil aufgeschnitten dargestellt 15 der Heizdecke. Auf diese Weise enthalten bestimmte ist, um die inneren Einzelheiten zu zeigen, einschließ- Hohlräume lediglich die Heizleitung, während andere lieh einer elektrischen Regelschaltung für die Heiz- Hohlräume sowohl die Heizleitung, als auch die Kondecke, trolleitung einschließen. In der Praxis hat sich diese Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht von Teilen der Anordnung zum Übertemperaturschutz als völlig aus-Heiz- und Kontrolleitung der elektrischen Heizdecke 20 reichend erwiesen. Bei einer Heizdecke, die sich in neben der elektrischen Steckverbindung. der Praxis bewährt hat, sind die Verbindungsstellen -- In Fig. 1 ist eine elektrische Heizdecke dargestellt, z. B. etwa 19,05 mm breit, wobei der Abstand zwi- § deren Hülle aus zwei Materiallagern 1 und 2 herge- sehen benachbarten Verbindungsstellen 31,7 mm stellt ist. Die zwei Materiallagen sind längs in einem beträgt. Bei einer solchen Konstruktion kann die bestimmten Abstand voneinander angeordneten Strei- 25 Heizleitung mit der einen oder anderen Seite niemals fen aneinandergeheftet oder miteinander verwebt, weiter als etwa 50,8 mm von einem benachbarten wodurch eine Anzahl von Verbindungsstellen 3 und 4 Abschnitt der Kontrolleitung entfernt sein. Eine geschaffen werden. Die Verbindungsstellen 3 sind in solche Konstruktion stellt also sicher, daß in einem bezug auf die Enden der Verbindungsstellen 4 am überheiztenBereich eine Kontrolleitung vorhanden ist. Kopfende der Heizdecke langer. Am Fußende der 30 Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird bevorzugt sowohl Heizdecke sind die Verbindungsstellen 3 kürzer als die Heiz-als auch die Kontrolleitung durch die Unterdie Verbindungsstellen 4. Am Fußende ist ferner die brechung in der Verbindungsstelle 7 hindurchgeführt, mechanische Zugentlastungseinrichtung und An- Auf der rechten Seite der Heizdecke ist es erwünscht, schlußklemme 5 angeordnet. Neben dem Fußende der sowohl die Heizleitung, als auch die Kontrolleitung Heizdecke sind die Materiallagen durch eine Reihe 35 entlang dem Fußende der Heizdecke nebeneinander von in einem bestimmten Abstand voneinander ange- zu führen. Zu diesem Zweck sind die beiden Leitunordneten und auf einer Linie liegenden Punkten 6 gen durch den kleinen Raum zwischen dem Ende miteinander verbunden. Die Verbindungspunkte 6 mindestens einer Verbindungsstelle 4 und dem entsind also von den Verbindungsstellen 4 getrennt. An sprechenden Verbindungspunkt 6 hindurchgezogen, der rechten und linken Seite der Heizzone wird be- 40 Ähnlich ist auf der linken Seite der Heizdecke die ι vorzugt je eine Unterbrechung 7 α und 8 α in den Ver- Heizleitung 9 durch die Unterbrechung 8 α am Ende bindungssteilen 7 und 8 vorgesehen. der Verbindungsstelle 8 hindurchgeführt. Die Heiz-■ Durch die oben beschriebenen Verbindungsstellen und Kontrolleitung verlaufen dann gleichfalls durch A) werden längliche Hohlräume zwischen den zwei den kleinen Raum zwischen einer Verbindungsstelle 4 Materiallagen der Heizdecke geschaffen, die eine 45 und einem Verbindungspunkt 6. Es ist ferner erelektrische Heizleitung 9 und eine Kontrolleitung 10 wünscht, daß benachbarte Windungen oder Abaufnehmen. In Fig. 1 ist die elektrische Heizleitung 9 schnitte der Heizleitung unter sämtlichen Bedingunin voll ausgezogenen Linien dargestellt und durch die gen in einem bestimmten Abstand voneinander liegen, länglichen Hohlräume mäanderförmig geführt. Es da andernfalls eine unerwünschte Überhitzung aufwird hervorgehoben, daß die Heizleitung 9 stets um 50 treten kann. Die Verbindungsstellen 11 und 12 neben die kurzen Enden der verschiedenen Verbindungs- den Unterbrechungen 7 α und 8 α sind daher besonstellen herumgelegt ist. Aus F i g. 1 ist weiter ersieht- ders kurz, um den gewünschten Abstand zwischen lieh, daß die durch die länglichen Hohlräume sowie den benachbarten Heizleitungsabschnitten festzurund um die kurzen Enden der Verbindungsstellen legen. Die gleiche Schutzanordnung erreicht man geführte Heizleitung 9 eine Heizzone für die Heiz- 55 auch, wenn die Kontrolleitung durch jeden dritten decke bildet. Ein Abschnitt der Heizdecke am Kopf- oder vierten Hohlraum oder auch durch jeden Hohl- und Fußende ist, wie üblich, nicht verdrahtet und raum hindurchgeführt wird, anstatt, wie in Fig. 1 ebenso sind an den Seitenrändern der Heizdecke gezeigt ist, durch jeden zweiten Hohlraum,
drahtlose Abschnitte vorgesehen. Auf diese Weise Die genaue Ausführung der Heiz- und Kontrollerstreckt sich also eine fortlaufende Heizleitung von 60 leitung geht deutlich aus F i g. 2 hervor. Die Heizleider einen Heizdeckenseite mit der Einrichtung zur tung 9 enthält einen Isolierkern 13, um den spiralförmechanischen Zugentlastung und der Anschluß- mig ein elektrischer Widerstandsdraht 14 gewickelt klemme 5 über die Heizdecke und zurück zur ande- ist, über den widerum eine äußere Isolierhülle 15 aufren Seite der Anschlußklemme. gesprizt ist. Der Isolierkern 13 ist aus Glasfasern, Der Übertemperaturschutz für die Heizdecke wird 65 Kunstseidefasern oder ähnlichem Material hergestellt, durch eine fortlaufende Kontrolleitung 10, die in Dieser Isolierkern 13 gibt der Heizleitung die ge-F i g. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, ge- wünschte Festigkeit und bildet ferner eine Unterlage, bildet. Es wird betont, daß sich diese Kontrolleitung auf der der Widerstandsdraht spiralförmig aufgewik-

kelt werden kann. Die Heizleitung weist eine Biegsamkeit auf, die mit derjenigen des Heizdeckenstoffes verglichen werden kann. Für eine einzige Heizdecke werden die Drahtstärke und die Legierung so gewählt, daß der Widerstandsdraht einen Gesamtwiderstand in der Größenanordnung von 100 Ohm hat, so daß beim Anlegen der Heizdecke an eine elektrische Spannung von 115VoIt eine Heizleistung von etwa 120 bis 130 Watt erreicht wird. Die äußere Isolierhülle 15 kann z.B. aus Polyvinylchlorid (PVC) bestehen, das einen Weichmacher für hohe Temperaturen enthält, der bei normalen Betriebstemperaturen der Heizleitung sich nicht zersetzt. Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, verlaufen die entgegengesetzten Enden des Widerstandsdrahtes 14 zu einem Klemmenblock 16 (F i g. 2) und sind hier mit äußeren Anschlußstiften 17 und 18, die in dem Klemmenblock 16 befestigt sind, verbunden. Diese Einrichtung stellt den elektrischen Netzanschlußteil dar, über den die Heizleitung an Spannung gelegt wird.

Die Einzelheiten der Kontrolleitung 10 sind ebenfalls in Fig. 2 gezeigt. Auch hier bildet ein Isolierkern 19 aus Glasfasern, Kunstseidefasern oder äquivalenten Isolierfasem eine Unterlage, auf der eine erste Ader 20 aufgewickelt werden kann. In der Praxis werden als erste Ader 20, 40 bis 45 Windungen pro 25,4 mm eines abgeflachten Drahtes mit ausreichend guter elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht. Nachdem die erste Ader angeordnet ist, wird eine Schicht aus einer besonders temperaturempfindlichen Kunststoffverbindung 21 auf den Isolierkern und die erste Ader 20 aufgespritzt.

Die Kunststoffverbindung 21 enthält einen Ionenzusatz, so daß die Schicht normalerweise einen elektrischen Isolator darstellt, bei erhöhten Temperaturen jedoch ein elektrischer Leiter für Ströme wird, die in der Größenordnung von Regelströmen liegen. Für diese Schicht sind eine Anzahl geeigneter Ausgangsmaterialien bekannt, wie z. B. ein unter dem Warenzeichen »Nylon« bekannter Stoff, Acrylnitril und ähnliche thermoplastische Verbindungen, die das gewünschte Ausmaß an Elastizität besitzen und normalerweise elektrische Isolatoren sind. In der Praxis hat sich gezeigt, daß Polyvinylchlorid ein gutes Betriebsverhalten und im Vergleich zu anderen Verbindungen den Vorteil aufweist, daß es verhältnismäßig billig ist. Wie üblich, muß das Polyvinylchlorid einen Weichmacher enthalten. Hierfür werden bevorzugt Pentaerythrit- oder Dipentaerythrit-Estern mit einem Gewichtsanteil von 20 bis 40 % des Polyvinylchlorids verwendet. Damit die Kunststoffverbindung 21 die entsprechenden Temperaturabfühleigenschaften erhält, wird ein entsprechender Ionenzusatz mit der Kunststoffverbindung vermischt. So enthält eine praktische Ausführung einen Zusatz von 3 % Gewichtsanteilen an Ionenmaterial, insbesondere Stearyldimethylamoniumchlorid. Dieses Material kann 75% Wasser und 25 % festes Stearyldimethylbenzylamoniumchlorid enthalten.

Bei der Kontrolleitung 10 wird eine zweite elektrische Ader auf die Außenseite der Kunststoffverbindung 21 aufgewickelt. Im Ausführungsbeispiel sind 22 bis 24 Windungen pro 25,4 mm einer flachen Ader 22 um die Kunststoffverbindung 21 gewickelt; vorzugsweise verläuft die Wendel der Ader 22 in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen der Ader 20. Zwischen der Ader 22 und der Ader 20 ist daher stets eine verhältnismäßig dünne Schicht einer temperaturempfindlichen Kunststoffverbindung 21 vorhanden. Wenngleich konzentrische Wicklungen von entgegengesetzt gewickelten Adern mit einer zwischengeschalteten temperaturempfindlichen Kunststoffverbindung dargestellt sind, können auch andere Ausführungen verwendet werden. So können z. B. die eine oder beide Adern in der Kunststoff verbindung eingeschlossen und parallel auf dem Isolierkern 19 aufgewickelt sein. Die wesentlichen Erfordernisse bestehen in der

ίο Biegsamkeit sowie in einer solchen Anordnung der beiden Adern, daß sie durch eine verhältnismäßig dünne Schicht (z. B. mit einer Dicke von 0,254 mm) aus der temperaturempfindlichen Kunststoffverbindung getrennt sind.

Die gesamte Anordnung ist schließlich mit einer Isolierhülle 23 überzogen. In der Praxis wird für die Hülle 23 die gleiche Kunststoffverbindung wie für innere Schicht verwendet, mit der Ausnahme, daß in der äußeren Isolierhülle der Ionenzusatz fehlt. Bei

ao einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Polyvinylchlorid verwendet, welches einen Weichmacher enthält, der aus der Gruppe der Pentaerythrit- und Dipentaerythrit-Estern ausgewählt ist und einen Gewichtsanteil von 20 bis 40% des Polyvinylchlorids hat. In der Praxis hat sich gezeigt, daß wenn für die Isolierhülle 23 und die innere Schicht verschiedene Kunststoffverbindungen benutzt werden, im Laufe der Zeit eine Änderung der Eigenschaften auftritt. Dies wird jedoch verhindert, wenn die Kunststoffverbindüngen gleich sind, mit der Ausnahme, daß in der temperaturempfindlichen Kunststoffverbindung 21 der Ionenzusatz, wie oben beschrieben, eingebracht ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die innere und äußere Ader der Kontrolleitung am Klemmenblock 16 mit elektrischen Anschlüssen versehen. Das eine Ende der inneren Ader 20 ist mit einem Anschlußstift 24 verbunden, während das entgegengesetzte Ende der inneren Ader an einem Anschlußstift 26 angeschlossen ist. Ähnlich ist die äußere Ader mit ihrem einen Ende mit einem Anschlußstift 25 und mit ihrem entgegengesetzten Ende mit dem Anschlußstift 18 verbunden, und zwar zusammen mit dem Widerstandsdraht 14. Auf diese Weise kann eine lösbare elektrische Verbindung über eine Steckbuchse 27 mit einem mehradrigen Kabel (vgl. Fig. 2) hergestellt sein, das zu einer bettseitigen Regeleinrichtung geführt ist.
Unter normalen Betriebsbedingungen fließt in der temperaturempfindlichen Schicht bzw. Kunststoffverbindung 21 zwischen der inneren Ader 20 und der äußeren Ader 22 der Kontrolleitung 10 praktisch kein Strom. Unter diesen Umständen sind die Werte von Widerständen der Regeleinrichtung in Verbindung mit einer Relaisausführung derart ausgewählt, daß noch eine ausreichende Spannung an einer Relaisspule vorhanden ist, um einen Relaisschalter in seiner geschlossenen Lage zu halten. Tritt an irgendeiner Stelle oder Strecke entlang der Kontrolleitung eine abnormale Temperatur auf, so fließt durch die Kunststoffverbindung 21 zwischen der inneren und der äußeren Ader 20 bzw. 22 ein elektrischer Strom. Unter diesen Umständen wird die Spannung an der oben erwähnten Relaisspule kleiner. Der Spannungsabfall an der Relaisspule hat die Freigabe des Relaisankers zur Folge, worauf sich der Relaisschalter öffnet und den weiteren Betrieb der Heizdecke einstellt sowie den Strom zur Heizleitung der Heizdecke abschaltet.

Claims (2)

1 2 trolladern sind durch einen bei steigender1 Temperatur Patentansprüche: leitfähig werdenden Kunststoff umhüllt bzw. voneinander getrennt. Da jedoch bei dieser Heizleitung die

1. Elektrische Heizdecke oder Heizkissen mit Heizader und Kontrolladern zu einem Element vereiner Hülle aus zwei textlien Materiallagen, die 5 einigt sind, werden die Kontrolladern auf Grund ihrer Gruppen von Verbindungsstellen aufweisen, wo- unmittelbaren Nähe zur Heizader durch letztere bei die Verbindungsstellen parallele Streifen bil- direkt aufgeheizt, woraus sich der Nachteil ergibt, den und jede Gruppe von Verbindungsstellen in daß die Kontrolladern nicht so sehr die Heizkisseneinem unterschiedlichen Abstand von zwei gegen- temperatur, sondern vielmehr die Temperatur der überliegenden Enden der Heizdecke bzw. des io Heizader abfühlen. Bei einer Ausführungsform dieser Heizkissens endet und mit einer in der Hülle und bekannten Heizleitung sind ferner eine Heizader und zwischen den Verbindungsstellen mäanderförmig eine Kontrollader in geringem Abstand voneinander verlaufenden Heizleitung, dadurch gekenn- durch ein Isoliermaterial gehalten sowie ummantelt, zeichnet, daß die Verbindungsstellen ab- das dadurch '■ über seine gesamte Länge beim Betrieb wechselnd näher an die zwei gegenüberliegenden 15 des Heizkissens stets hohen Temperaturen ausgesetzt Enden der Heizdecke bzw. des Heizkissens her- ist, die sejne Eigenschaften im Laufe der Zeit nachanreichen und daß zur Überwachung der Tempe- teilig beeinflussen können. Diese bekannte Heizleiratur eine KontroUeitung (10), die aus zwei Adern tung kann folglich die Lebensdauer des Heizkissens (20, 22) besteht, welche durch eine als Heißleiter herabsetzen und die Ansprechempfindlichkeit ihrer wirkende Kunststoff verbindung (21) getrennt sind, 20 Kontrollader bzw. Kontrolladern ist aus vorstehenirt der Hülle mäanderförmig um die näher an die den Gründen relativ gering.

zwei gegenüberliegenden Enden der Heizdecke Schließlich ist es auch bereits bekannt (USA.-

bzw. des Heizkissens heranreichenden Enden der - Patentschrift 2.846 559), ein Leitungselement, das

Verbindungsstellen verläuft, während die Heizlei- sich aus einer Heizader und einer Kontrollader zu-

tung (9) um die weiter abliegenden Enden der 25 sammensetzt, die durch ein Isoliermaterial vonein-

' Verbindungsstellen geführt ist. ander getrennt sind, das bei steigender Temperatur

2. Heizdecke oder Heizkissen nach Anspruch 1, leitfähig wird, mäanderförmig in einer Heizdecke dadurch gekennzeichnet, daß die die zwei eng anzuordnen. Dieses Leitungselement weist jedoch die nebeneinander angeordneten Adern (20, 22) der gleichen, bereits oben angedeuteten Mängel auf, wo-Kontrolleitung (10) trennende Kunststoffverbin- 3° bei vor allem die Kontrollader in erster Linie die dung (21) einen Ionenzusatz enthält und eine Temperatur der Heizader überwacht, und nicht so fortlaufende biegsame Schicht bildet, die bei Nor- sehr die Heizdeckentemperatur,
maltemperaturen einen elektrischen Isolator und Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zubei Übertemperaturen einen elektrischen Leiter gründe, bei einer elektrischen Heizdecke oder einem bildet, der Ströme in der Größenordnung von 35 Heizkissen der eingangs bezeichneten Art die beheizte Regelströmen leiten kann. Zone der Heizdecke oder des Heizkissens hinsichtlich

der Temperaturüberwachung zu umfassen, also die

Kontrollzone größer zu machen als dieHeizzone und

dabei zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit die

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizdecke 40 KontroUeitung von der Heizleitung getrennt anzu- oder ein Heizkissen mit einer Fülle aus zwei textlien ordnen.

Materiallagen, die Gruppen von Verbindungsstellen Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

aufweisen, wobei die Verbindungsstellen parallele gelöst, daß die Verbindungsstellen abwechselnd Streifen bilden und jede Gruppe von Verbindungs- näher an die zwei gegenüberliegenden Enden der stellen in einem unterschiedlichen Abstand von zwei 45 Heizdecke bzw. des Heizkissens heranreichen und gegenüberliegenden Enden der Heizdecke bzw. des daß zur Überwachung der Temperatur eine Kontroll-Heizkissens endet und mit einer in der Hülle und leitung, die aus zwei Adern besteht, welche durch zwischen den Verbindungsstellen mäanderförmig ver- eine als .Heißleiter wirkende Kunststöffverbindung laufenden Heizleitung. getrennt sind, in der Hülle mäanderförmig um die

Bei einer bekannten derartigen Heizdecke (deut- 50 näher an die zwei gegenüberliegenden Enden der sehe Auslegeschrift 1 100 197) umfassen die Gruppen Heizdecke bzw. des Heizkissens heranreichenden von parallelen Streifen, die die Verbindungsstellen Enden der Verbindungsstellen verläuft, während die unter den zwei textlien Materiallagen bilden, bis zu Heizleitung um die weiter abliegenden Enden der drei gleich lange parallele Streifen, wobei durch die Verbindungsstellen geführt ist. Dadurch wird die entsprechenden Hohlräume zwischen diesen paralle- 55 Heizzone von der Kontrollzone umfaßt, bzw. die len Verbindungsstellen ausschließlich Heizleitungen KontroHzone größer gehalten als die Heizzone. Da gelegt sind. Eine zur Überwachung der Temperatur · die KontroUeitung von der Heizleitung getrennt verder Heizdecke dienende KontroUeitung ist bei dieser legt ist, wird das Isoliermaterial in der KontroUeitung bekannten Ausführung also nicht vorgesehen. Eine durch die von der Heizleitung ausgehende Wärme solche KontroUeitung wäre im übrigen auf Grund der 60 weniger beeinflußt, was sich günstig auf eine lange obigen Ausbildung der Verbindungsstellen auch nicht Lebensdauer der KontroUeitung auswirkt. Ein weiteohne weiteres derart .anzuordnen, daß der Tempera- rer Vorteil besteht darin, daß die Kontroileitung tatturabfühl- oder Prüf-Bereich größer als der Heiz- sächlich die Heizdecken- oder -Kissentemperatur bereich ist. kontrolliert und nicht zwangsläufig parallel zur Heiz-

Es ist ferner bereits eine Heizleitung für z. B. Heiz- 65 leitung laufen muß, so daß man Kabelmaterial einlassen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 046 800), sparen kann und außerdem mit einer preiswerteren die zwei um einen Isolierkern gewickelte Signal- oder Isolierung für die KontroUeitung auskommt. Insge-Kontrolladern und eine Heizader enthält. Die Kon- samt wird also durch die erfindungsgemäße Anord-