DE2234216C3 - Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren Flächenheizelementes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren FlächenheizelementesInfo
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Description
Gegenstand des Hauptpatentes 21 51 626 ist ein Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität
aufheizbaren Flächenheizelementes, bestehend aus einer dünnen, wärmebeständigen, starren, elektrisch
isolierenden, die Wärme abgebenden Schicht, die über einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden
Elektroden und elektrischen Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärme- und elektrisch isolierenden
starren Schicht verbunden ist, wobei man zur Bildung des elektrisch leitfähigen Films auf die dünne,
die Wärme abgebende Schicht eine wäßrige, die elektrisch leitenden Partikelchen enthaltende Kunststoffdispersion
aufbringt, die zusätzlich ein Kaliumoder Natriumsilikat enthält, und nach Trocknung des
Films, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 90° C und einer Trocknungszeit von etwa 30 Min, und
Anbringen von Elektroden und entsprechenden elektrischen Anschlußstellen die dickere, wärmeisolierende
Polyurethanhartschaumschicht aufbringt, indem man das schaumbildende Reaktionsgemisch direkt mit dem
ίο vorher aufgebrachten elektrisch leitfähigen Film in
Berührung bringt
Für zahlreiche Anwendungsformen von Flächenheizelementen des im Hauptpatent beschriebenen Typs ist
es wünschenswert, ein mechanisch gut formbares Material für die wärmeabgebende Schicht zu verwenden,
das vor dem Auftrag des elektrisch leitfähigen Films verformt wird. Ein solches Material ist beispielsweise
dann von Vorteil, wenn dreidimensionale kastenförmige Gebüde oder Rohrhalbschalen beheizt
bzw. als Heizelemente ausgebildet werden sollen. Schichtpreßstoffe müßten bei der Herstellung von
Kästen verleimt werden und besitzen ferner eine nicht ganz befriedigende mechanische Beanspruchbarkeit
und Alterungsbeständigkeit.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Flächenheizelement des im Hauptpatent beschriebenen
Typs zur Verfügung zu stellen, bei welchem die die Wärme abgebende Schicht aus einem mechanisch gut
verformbaren, mechanisch stark beanspruchbaren,
.so hochabriebfesten, alterungsbeständigen Material besteht
und das darüber hinaus die Wärme besonders gut weiterleitet und an die Umgebung abgibt, wobei die
Verformung dieser wärmeabgebenden Schicht vor dem Auftrag des elektrisch leitfähigen Films erfolgt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als erster Verfahrensschritt zunächst eine wärmebeständige, elektrisch
isolierende, die wärmeabgebende Schicht auf eine starre Metallschicht zwecks Bildung der wärmebeständigen,
starren, elektrisch isolierenden, die Wärme abgebenden Schicht aufgebracht wird, und dann erst das
Verfahren mit dem Aufbringen der Kunststoffdispersion auf die noch freie Seite der Wärme abgebenden
Schicht fortgesetzt wird.
Die wärmeabgebende Schicht kann aus den verschiedensten Metallblechen, einschließlich verzinkter oder
eloxierter Bleche, bestehen, wobei die Metallbleche die unterschiedlichsten Dicken aufweisen können.
Die auf der dem elektrisch leitfähigen Film zugekehrten Seite der Metallschicht befindliche elektrische
Isolierschicht soll sehr fest auf der Metallschicht haften und eine gute Bindefähigkeit gegenüber dem elektrisch
leitfähigen Film aufweisen. Ferner muß die Isolierschicht aus einem Material mit hohem elektrischen
Isoliervermögen und hoher Spannungsdurchschlagfestigkeit bestehen.
Vorzugsweise besteht die Isolierschicht aus einem bis zu Temperaturen von 150° C beständigem Material,
insbesondere einem unter Wärmeeinwirkung nicht erweichenden oder sonstige nachteilige Theologische
Eigenschaften aufweisenden und keine Gase entwikkelnden Kunststoff, der zweckmäßig im ausgehärteten
Zustand vorliegt. Von den Kunststoffen werden Epoxydharze, die mittels einer Pulvertechnologie
aufgetragen wurden, am meisten bevorzugt.
b5 F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung
eine perspektivische Ansicht eines Flächenheizelemencs in Form einer Rohrhalbschale.
Fig.2a und Fig. 2b zeigen einen Querschnitt durch
Fig.2a und Fig. 2b zeigen einen Querschnitt durch
eine Pipeline, welche einen Heizmantel aufweist, der aus zwei Rohrhalbschalen des vorgenannten Typs gebildet
wurde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Flächenheizelement die Form eines Rohre:; auf, wobei 5
der Rohrkörper die Rolle des Metallbleches übernimmt Bei dieser Ausführungsform befindet sich der elektrisch
!eitfähige Film (nachstehend als »Heizfilm« bezeichnet) somit direkt auf dem mit Epoxyd-Pulverharz beschichteten
Rohrkörper. ι ο
Die in Form von Rohrhalbschalen oder Rohren vorliegenden Flächenheizelemente eignen sich unter
anderem auch als Begleitheizung für den Öltransport und sind im Chemie-Aislagenbau einsetzbar.
Das Flächenheizelement ist vollkommen wasserfest und bei Temperaturen bis unterhalb —60° C beständig.
Das Flächenheizelement kann ferner für Betriebstemperaturen bis zu +900C eingesetzt werden. Es ist
zumeist für Spannungen von 12,24,42, 60 oder 110 Volt
eingerichtet
Metallische Flächenheizelemente werden vorzugsweise nur für Spannungen bis zu 110 Volt verwendet, da
sich zwischen dem Heizfilm und dem Blech mit dem dazwischenliegenden Dielektrikum (elektrische Isolierschicht)
ein Kondensator-System aufbaut, das u. U. zu einem elektrischen Durchschlag führt.
Nachstehend wird anhand eines Beispiels die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächenheizelementes
erläutert.
Ein Metallblech wird gereinigt und anschließend beidseitig mit einem Epoxyd-Pulverharz beschichtet.
Die Beschichtung kann beispielsweise nach dem Wirbelsinterverfahren, dem Sprühverfahren oder dem
elektrostatischen Beschichtungsverfahren vorgenommen werden; letzteres Verfahren wird bevorzugt J5
angewendet.
Das beschichtete Blech wird dann zur Aushärtung des Epoxydharzes erhitzt Anschließend werden auf einer
Seite des beschichteten Blechs Elektroden angebracht. Für geringe Betriebsspannungen, z. B. von 12 bis 42 Volt
(Stromfluß über 2 Ampere) werden versilberte oder vergoldete Kupferbänder direkt auf die Epoxydharzschicht
aufgeklebt Dabei werden Klebstoffe verwendet, die kein Aceton oder Methyläthylketon enthalten. Für
geringere Ströme (Stromfluß we.iiger als 2 Ampere) können die Elektroden durch Auftragen von Flüssigsilberlack
hergestellt werden. Der elektrische Widerstand entlang einer Elektrode soll 1 Ohm nicht überschreiten.
Nachdem die Elektroden aufgebracht wurden, wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent beschrieben, aufgespritzt
und bei erhöhter Temperatur getrocknet Der Heizfilm soll beide Elektroden überlappen. Danach
werden die Elektroden durch Klemmen oder Löten mit Anschlußdrähten verbunden. Schließlich wird das
gesamte System nach einer der im Hauptpatent beschriebenen Methoden mit Polyurethan-Hartschaum
eingeschäumt
Das nachstehende Beispiel erläutert ferner die Erfindung.
Es wird ein Eisenblech mit Trichlorethylen gereinigt
und anschließend nach dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren beschichtet. Das Pulverharz wird in
einer so bemessenen Menge aufgetragen, daß die fertige Schicht eine Dicke von etwa 100 μ aufweist Anschließend
wird das beschichtete Blech 80 Sek. in einem Heizofen auf 200° C erhitzt, wobei das Epoxydharz zu
einem homogenen Film aushärtet.
Danach werden auf der einen Seite des Eisenbleches direkt auf die Epoxydharzbeschichtung versilberte oder
vergoldete Kupferbänder als Elektroden aufgeklebt Anschließend wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent
beschrieben, derart, aufgespritzt, daß er beide Elektroden
überlappt Der Heizfilm wird dann 15 Min. bei 80°C getrocknet
Nach dem Verbinden der Anschlußdrähte mit den Elektroden durch Klemmen oder Löten wird das
gesamte System, wie im Hauptpatent beschrieben, mit Polyurethan-Hartschaum eingeschäumt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren Flächenheizelementes, bestehend
aus einer dünnen, wärmebeständigen, starren, elektrisch isolierenden, die Wärme abgebenden
Schicht, die über einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden Elektroden und
elektrischen Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärme- und elektrisch isolierenden starren
Schicht verbunden ist, wobei man zur Bildung des elektrisch leitfähigen Films auf die dünne, die
Wärme abgebende Schicht eine wäßrige, die elektrisch leitenden Partikelchen enthaltende Kunststoffdispersion
aufbringt, die zusätzlich ein Kaliumoder Natriumsilikat enthält und nach Trocknung des
Films, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 90° C und einer Trocknungszeit von etwa 30 Min.,
und Anbringen von Elektroden und entsprechenden elektrischen Anschlußstellen die dickere, wärmeiso-Jierende
Polyurethanhartschaumschicht aufbringt, indem man das schaumbildende Reaktionsgemisch
direkt mit dem vorher aufgebrachten, elektrisch leitfähigen Film in Berührung bringt, nach Patent
2151626, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Verfahrensschritt zunächst eine wärmebeständige,
elektrisch isolierende, die wärmeabgebende Schicht auf eine starre Metallschicht zwecks
Bildung der wärmebeständigen, starren, elektrisch isolierenden die Wärme abgebenden Schicht aufgebracht
wird, und dann erst das Verfahren mit dem Aufbringen der Kunststoffdispersion auf die noch
freie Seite der Wärme abgebenden Schicht fortgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende Schicht bis zu
Temperaturen von 150° C beständig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeabgebende Schicht
Epoxydharz verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende
Schicht in einer gleichmäßigen Mindestdicke von 70 μ auf der Metallschicht aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht die
Form eines längsgeteilten Rohres aufweist, auf dem außen die weiteren Schichten in entsprechender
Längsteilung aufgebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht die
Form eines ungeteilten Rohres aufweist, auf dem außen die weiteren Schichten aufgebracht werden.
Priority Applications (15)
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DE4108152A1 (de) * | 1991-03-14 | 1992-09-17 | Matthias Kopp | Vorrichtung zum erweichen von kunststoffrohren mittels einer heizeinrichtung |
DE19823506B4 (de) * | 1998-05-26 | 2006-05-04 | Latec Ag | Heizmanschette für Rohre |
-
1972
- 1972-07-12 DE DE19722234216 patent/DE2234216C3/de not_active Expired
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DE102017107540A1 (de) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | ALTERHEAT GmbH | Elektrische Direktheizvorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer solchen |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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