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Elektrischer Heizgegenstand Die vorliegende Erfindung betrifft
flache, flexible, elektrische Heizelemente sowie die Verwendung derartiger Elemente
in Verbindung mit und als integrierender Bestandteil von Heizkissen, elektrischen
WärmedeckeIng beheizten Wandverkleidungen usw.
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Bei den bisher bekanntgewordenen Gegenständen der Art, auf die sich
die vorliegende Erfindung beziehtg werden im allgemeinen aebestumwickelte Heizdrähte
verwendet, die in:einem gepolsterten Material hin- und herlaufend angeordnet sind.
Zu Artikeln dieser Art gehören Wärma'd-ecken, Heizkissen usw. Die elektrische Beheizung
von Wohn- und -Büroräumen erfolgt gewöhnlich mit Hilfe von Widerstand-s-Heizelementen,-die
in Isolierplatten eingebettet und in oder hinter den rilauerwänden angebracht werden.
Eine andere Möglichkeit besteht in-der Einbettung von Wärme abstrahlendem Kabel
in Gips-'oder Trackenmauerdecken oder in Fussbö--# den aus Betonplatten.
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Die gegenwärtigen Artikel dieser Art sind.mit zahlreichen Mängeln
behaftet. Die vorliegende Erfindung will diese Mängel beseitigen. Eine allgemeine
Schwierigkeit besteht beispielsweise darin, dass die Asbestabdeckung und die elektrische
Isolia rüng-der Heizdrähte und -elemente zum Zeitpunkt des Kaufs zwar den einschlägigen
Sicherheitsvorschriften
entsprechen, die Aabastumwicklung sicH
-jg'd'üc-h'durch den späteren Gebrauch u. U. lockert oder brüchig wirdp so.
dass der Asbest zerfasern und dabei das Heizelement.blosslagen kann, wodurch Brandgefahr
und die Möglichkeit alektrischer Schläge bestehen. Ein weiteres- Problem bei den
gegenwärtig zur Verfügung stehenden Widerstands-Heizgegenständen besteht darin,
dass die Heizspiralen verhältnismässig unbie#gsam sind und kleine Klumpen oder Nester
in den Heizkissen, Wärmodecken usw. bildeng-die vom Benutzer als sehr unangenehm
empfunden werden. Darüber hinaus muss bei den konventionellen Heizdrähten infolge
ihrer Grösse und.Form ein verhältnismEssig vrosser Abstand zwischen benachbarten
Windungen vorgesehen werden, wodurch der Gegenstand die Wärme ungleichmässig abgibt.
ScAliesslich werden alle bisher bekanntgewordenen Heizkissen, Wärmedecken und dgl.
aus verschiedenen Elementen zusammengebaut. Die Herstellung und der Zusammenbau
verschiedener Einzelelernente erhöht je-
doch die Kosten solcher Artikel.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes
flexibles Heizelement für Heizkissen, Wand-Widerstandsheizungen, elektrische WMrmedecken
usw.zu schaffen, das dünn und glatt ist und in einem schwer entflammbaren, elektrisch
isolierenden Material eingebettet ist, um die Gefah.r von blossliegenden Heizdrähten
zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäas dadurch gelbs t, dass.in einem
für elektrische Widerstandsheizung vorgesehenen Heizgegenstand mit einem teilbaren
Heizelement ein in einem schwer entflammbaren Isoliermat-erial eingebatteter. dünner,
flacher, flexibler elektrischer Widerstands-Heizkreis vorgesehen ist, der eine Stromschiene,
mindestens
eine Erdsc-hiens und eine Anzähl von dazwischen parallelgeschalteten
Widetstande-Heizelementen aufweist.
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Infolge seiner dünnen und glatten Form lässt sich das srfindungegemässe
Heizelement insbesondere in Verbindung mit Dekarationsmateriel zur Herstellung von
Artiäeln wie beheizten Palsterungung Wand- und Deckenverkleidungeng Funsmattenp
Bek-leidungsgegenständen und dgl. verwenden. Das Heizelement ist in Isoliermaterial
eingebettet, so deas es gegen 8losslegen, Eindringen von Feuchtigkeit und dal. geschützt
ist. Das Element besteht aus flachene dünnen Streifen a,u,s-biegsamam Widerstandematerial
und bildet keine Verdickuhgen oder harten Stellen im Fertigeizeugnis. Die Heizstreifen
sin'd eng nebeneinander angeordnet, so daas die Wärme gleichmässig ausgestrahlt
wird. Beim Einbau in Wand-. plattenverkleidungen kann eine Vielzahl von diskreten
Heize elementen vorgesehen werdeng die sich wahlweise abschalten oder abtrennen-lassen@
ohne die Heizleistung der übrigen Wandplatte zu beeinträchtigen. Ausserdem ist erfindungsgemäss
für jedes Heizelement eine neuartige Schmelzsicherung vorgesehen, die Bestandtei
1 das Llementes ist.
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Ein AusfÜhrungsbeiapiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine,U.landplatte für Widerstandsbeheizung in teilweise-auseinendergezogener
Derstellungi Figi 2 ein Teilstück der Wandplatte gemäss Fig. 1
unter Weglassung
der äusseren Schichten aus Isolier- bzw. Dekorationsmaterial; Fig. 3 ein-Teilstück
der Wandplatte gemäss Fig. 1
Im Längsschnitti
Fig. 4 die elektrischen
AnachltJann der Wanditl*tten sowie deren Anordnung von Fig. 1 in einer Wandveekloidungi
Fig. 5 eine Teilensicht der Wendplette von fLu. 1
mit der neuartigen
Schmelzsicherung und Fig. 6 einen Schnitt durch Fig,* 5 entlang der
Lini-a 6-6.
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Da# #edeuteamete Merkmal der Erfindung$ das allen Ausführungeformen
und Anwendungen eameineam iatt ist das
flexible, in Isoliermuteriel eingskapselte
Weizelement. Die.
ans Heizelement besitzt alle wünecheneWarten Eigenschaften
von flexiblen, in gedruckter Schaltungstechnik hergestellten Leitungen# wie sie
in der U.S,-Patentenmäldung Str. No. 2 997 521 beschrieben sind,
d. h.,9'in dünner Flachleiter-Stromkreis ist zwischen Schichten aus flexiblem
Kunststoff eingebettet, so deas sich dünnet glatte und gronsflächigb Platten ergaben,
die einen gegebenen Stromkreis enthalten. Die vorliegende Erfindung unt*erecheidet
sich jedoch von der obenerwähnten U.5.-Patentenmeldung darin, deas anstelle der
dort für die Leiter benutzten Kupferfolie flexible Stehlfalie oder anderen geeignetes
Widerstandemeteriel verwendet wird.
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Noch-dem Aufbringen der Stehlfalie auf eine.der. Kunstatoffplatten
worden die Stahlfolien zur Herstellung den gewünschten Heizleitermusters geätzt.
Die geneut Beschef fenheit der erfindungegemäaa verwendeten W*erkstoffe wird
unter Bezugnahm#e auf bestimmte Figuren der Zeichnung be6' schrieben.
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Mit dim flacheng flekiblen Heizelement
der ver'jl#'' liegenden
Erfindung werden zahlreiche der unerwU nut'hten
ki'genschaften von
bekannten Heizertikeln mit Widerstandsheiiung beseitigt. Das erfindungsgemässe Heizelement
läset B.ich In Verbindung mit verschiedenartigstem Verkleidungemeterial verwenden
und besitzt zahlreiche-Anwandungsmöglichkeiten.-
So lassen sich beispielsweise
Heizkissen herstelle'np indem man
das Heizelement mit herkömmlichem Stoff
odernit irgendeinem anderen Gewebe überzieht. Eine besondere zweckmüssige Kombination
für-ein Halzkissen besteht aus dem
9 rfindungsgemässen Heizelement und einer
Abdeckschicht aus unter Einwirkung von Wärme schäumbarem Kunststoff. Solch ein Heizkissen
ist flexibelt betriebssicher und angenehm gepolstert. Erfindungsgemäas kann
das Heizelement auch mit abwaschbarem Vinyl gbgedockt werden, um Artikel-zu
erhalten$ die sich leicht und ohne Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften
des Heizstramkreiaes abwaschen lassen. Darüber hinaus eignet sich das flache, flexible
Heizelement gemäas der Erfindung auch besdndera für beheizte Polsterungen# die für
Heil- und kommerzielle Zwecke, wie etwa für Omnibus- und Flugsitzst geeignet sind
und sich wirtschaftlich herstellenlassen. Natürlich gibt
es fCrr die värliegende
Erfindung auch noch anderag ähnliche Anwandungsmöglichkei.ten, beis pielsweise Wärmodecken,
beheizte Bekleidungsartikel,wie etwa Handschuhe und Fusawärmer, sowie Abdeckungen
für Speinenwärmert Batterien und dgl.' Das vielleicht bedeutsamete Anwandungsgebist
der vorliegenden Erfindung betrifft die elektrische Wideretandeheizung von Wohn-
und Büroräumen. -In diesem Zusammenhang Ist vorgesehen, daas die vorliegende Erfindung
zusammenw4 t den n-achstehend noch zu beschreibendem Merkmalen und deren Kam. binationen
ale integrierender Bestandteil einen elektrischen
eine Wandplattenheizung hat
in wesentlichen
die rorn einer -herkömmlichen
Wandvärkleidung wie Topetet Plaettküberzug und dgl. und lässt sich'gunaueo leicht
anbringen.
Da den
wWendverkleidungz%-Auaführungebeispiäl der Erfindu01),
t ' M
,wesentlichen alle erfindungegangesen Nassnahmen und **rkmale aufweist#
wird bei der nochntehenden detaillierten
Be-
schreibung vor allem auf
dieses Ausführungebeiipiel Bezug genommeng womit jedoch
keine Einschränkung
der Erfindung verbunden istg
da die Beschreibung dieses Ausführungebeispiele
lediglich beispielsweise erfolgt.
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Fig. lp 29 3 und 4 zeigen das Ausführungebeispiel, bei dem
das erfindungegemässe He.izelement in der Wandverkleidung angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt in etwas auseinandergezogener- Darstellung die verschiedenen
Teile einer beheizten Wandplatte. Der Heizstramkreis 1 liegt zwischen zwei
Isolierschichten 29 3. Die Aussenseite der Isollerechicht 3 ist mit
Dekarationameteriel 5 überzogen. Auf der Äussenseite der Isolierschicht 2
kann ggt.,eine wärmereflektierende Schicht 4 aufgebracht werden. Als Material
hierfür kann Silberferbeg Hochglanzmotallfolieg Aluminiumfolie oder ein anderer
geeigneter Werkstoff verwendet wardeng der die vom Heizstramkreis abgestrahlte
Wärme reflektiert. Da zum Anbringen einer mit einem solchen raflektierenden
Überzug versehenen Wandverkleidung u. U. ein besonderer Kleber erforderlich
isti kann die Wandverkleidung bei dar Herntellung noch mit Papier überzogen werdeng
d. h."die Papierunterlage wird mit Hilfe das besonderen Klebers aufgeklebt;
na-dann die fertige Wandverkleidung dann mit einen he rkämmlichen
Kleber
angebracht worden kenn.
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fig* 2 und 3 zeigen im einzelnen den Heizstromkreis
1 mit der Strumschlene und den Erdechtenen sowie#die bevorzugte Anordnung
der Heizelemente. Im einzelnen zeigt Fig. 2'
eih Teilstück einer W
andplatte gemäas Fig. le bei der das
Dakoretionsmaterial und die erste Isolierschicht
weggelassen sind. Eine Erdechlane 6 eristreckt sich an jeder Kante der unteren
Isollerschicht 2. Zwischen den Erdschienen erstreckt sich parallel zu diesen eine
Stromschiene 7. Zwischon- dar Stramachisne 1 und den Erdschienen
6 ist eine Anzahl von parallelgeschalteten elektrischen Widerstands-Heizelementen
8 vorgesehen. Die Erdochienen 6 sowie die Stromachinne 7 können
aus leitendem Material wie Kupfer bestehen oder aus dem gleichen Widerstandemeteriel
hergestellt sein wie die Heizelemente 8, Sie sollten jedoch breiter seine
um einen übermässigen Spannungeabfall in der: senkrechten Stromschiene zu vermeiden.
Wie diese Anordnung zeigt, kann ein Halzelement 8 aus der Wandverkleidung
herausgenommen oder entfernt worden, ohne den Stromdurchgeng im allgemeinen oder
die Funktion dar übrigen Heizelemente zu besinträchtIgeng sofern die Stromzuführungsachiene
angeschlossen bleibt. Durch diese erfindungsgemässe Mananahme wird
den Anbringen von Wandwerkleidungen in Wohnräumen, das viel Arbeit erfordert#
um die Wendverkleidungen entsprechend den Raunabmessungen zuzuschneiden, wesentlich
erleichtert. Darüber hinaus wird mit dieser Anordnung der Heizelement0 eing optimal
gleichmässige Wärmeausstrahlung erzielte d. h.. der durchgehende Heizstreifen
eines jeden Elementes ist verhältnismässig breit und sehr dünn, so dass
sich
die einzelnen Streifen sehr eng nebeneinander änordnäm lassen. Diese spezielle Ausbildung
den Heizetrookreisiest die ein Abtmnnen einzelner 'Weizeleinente, ermöglicht@
bildet zusammen.mit dem Merkmal einer gleichmiaei.9*M..tärmaäu*ttrohlung natürlich
eine besondere wünschenswert# tigennenft aller Ausführungebeispiele der Crfindung.
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Die Erfindung ist nicht auf den in.der Zeichnung beispielsweise
dergeatellte Aunführungsbeispiel beschränkt. Das hier offenbarte neuartige
Prinzip läset sich beIspieleweine auch auf eine.-Anzahl von'miteinender verknüpften
Heizetramkreisen anwenden, die sich wahlweias ein- und ausschalten lassen und sich
somit zur Erzeugung und Aufrechterhaltun'g unterschiedlicher Tompereturnivaaus oignen..,ben
kann aber euch die in der Zeichnung dargestellten Keizelemente wahlweise zu einer
Anzahl von diskreten-,Meizstrorakreisen zusammenfassen und damit den gleichen Zwet;k,erreichen.
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Die Iseliersthichten 2 und 3 bestehen.vorzugeweine aus einem
schwer antflammberen laaliermateriel» to cibt# eine ganze Reihe von Th.Ormoplasten
'wie PolycKlo rttif,luaräthylen, Fluorgthylenpropylen-fdischpolymoriest und-fluo.rpolyimiddthylenpropylen,
die sich für dies on Zwook-eig'nem und aunteichende elektrische leoliereigenschaften
hob,tn" Ein gegenwärtig bevorzugtes Material ist Poly,ginylühltyrid#. ec*etat-Mischpolymorisat#
dem eine schwer igmbete Komponente, wie Antimontrioxyd hinzugesetzt witd.
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Der Heizstroxkreie 1 liest sich nur herkömmliche Art herstellen.
3«doch wird allgemein dto'gi3. druckte Scheltungetechnik bevorzugt. Die in tig.,
Ü%rga-# 1. stellte elektrisch behe,izbare Wand.'platte kann
wleise
nach folgenden Arbeiteschritten ar:gerertigt werden -1. Abbimsen und Entfatter.
einer 0t05 mm dünner Stehlfolie. 2. Aufbringen einer Klebschicht ein4s auf Gummibanis
hergestellten Kleberst wie der von der Conop Corporstion unter dem Handeltnamen
Conep Primer 1131 vertriebene Klebtr, auf beide Seiten der.Folie.
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3. Trocknen der Folie für 15min4n einer Trockenkommer bei einer
Temperatur von etwa 900 Clb 4* Aufbringen der Stahlrolle auf eine etwa
0925 mm dicke Folie aus Vinylo wie etwa den obenerwähntem Polyvinylchlaridacetat-filie#hpolymoriset.
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5. Erhitzen der Vinyl- und Stahlfolie auf 1600. C.
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6. Zusammenpressen der Vinyl- und Stehlrolie bei einem
2 Druck von 2$25 kg/cm 7, Umlaufen des Arbeitsstückes für 12
m'in.
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8. Aufdrucken das gewünschten Leiterniustern
auf die Stehlfalie unter Verwundung von säurefe eter Druckrarbe.
9. Ätzen der Stehlfolie noch der*gedruckten Schaltungetochnik.
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10. Waschen der Oberfläche in gaphthe.
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11. Aufbringen der Deckschicht aus Vinyl gemäas Schritt lo..g.
12. Entfernen von überschüssigem Kunststoff von der Platte. 13. Abstreifen
der Vinylechicht von den Leitungsendpunkten und Anlöten der Natzenschluseschnur
an die Lndpunkte. Fig. 4 zeigt eine Wand mit fortigmantierten Wandplatten
des
in Fig. 1 gezeigten Typs. Zur Wändverkleidung gemäas Fig.
4 gehbrt eine Erdeammalschiens 9p mit der alle Erdochlenen 7'
der einzelnen.Wandplatten
verbunden sind. Die Verbraucherspannung von 220 V am Netzenschluas
11 wird an jeder Wandplatte
mit einem Transformator
10 out 24 V h*r,untertreneformiert. Auf diese Weise erhalten die Wungplatten.t6$#M
Heig-# spannung von 24 V und entsprechen somit den stouch14919en Sicherhattabestimmungen.
NatÜrlich#könnon Okmtliche Vend-# platten eines gegebenen Reue** auch über Transformator
mit 24 V versorgt worden. Ein dererttqwr Tran*--formatür benötigt jedoch
wegen den erforderlichen Gesamtetrome ungewöhnlich dicke Anachluaeleitungen.
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Gemäas einem weiteren ßerkmal der Erfindung Ist für jede Wandplatte
ein in gedruckter Schaltungetechnik hergestellter Bifilartransfornotor 14 vorgesehang
den Fig* 2 schematisch zeigt. Solch ein Transformator kann zus»men mit der Wandplatte
bei deren Anrertigung nach einer der konventionellen gedruckten Schalttechniken
hergestellt worden.
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Erfindungsgemäne gehört zu jedem Haltelement ferner eine besondere
Schm'alzmicherungg die Fig. 5 und 6 zeigen. Olose Schmelzsicherung
wird vorzugsweise In den Stromkreis eines jeden Heizelementee 8 eingeachältet.
Die Sicherung besteht aus einem in Stromkreis den Heizelementen liegenden
Schmelzeinsetz 13 aus einer schmelzbaren Metall-Legierung.
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Zur Aufnahme
das Schmelzeineatzes ist In den leollerschichten
2 und
3 eine entsprechende Ausnahmung 12 vorgesehen. Gurch entsprechende
Auswahl
das Materials lässt sich der Schmelzeinsetz
na ausbilden,
dann er bei Jeder gewünschten Temperatur durchschmilzt.
10 vorliegenden Ausführungebeispiel
wird jedoch vorzugsweise ein Schmelzeinsetz aus 48
%
Zinn und 62
% Indium benutzt. Auch ein Schmelzeineatz aus
50 % Zinn und
50 % Indium hat sich in den meisten Fällen'
| li -, #: 11111j '04 4 |
| s;- |
| vi |
| -#Cch eiTie '2 nitiV-Blittein 1.1. eina |
| 1-#ubstanzt die 2aw-4rkte Jaes cich die
gasctmalzens Legierung |
zußOMM6T1bel.1t-%#1)
UM deBS der olekt',rische Stramkro-is bsim Erreichen
oder Überschreiten der kritischen Temperatur auch vollständig unterbrochen wird.
Geeignet erwiesen hat -a!cti hierfür ein* EtfindWigsgewäst sind für die abenbeschriebenen
Artikel auch Tompersturregler vorgesehen. Als Regler können herkämmlichep Im Handel
erhältliche Vorrichtungen benutzt worden, die an gaolgneter Stelle angeordnet werden.