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Heizbarer Schichtstoffpresskörper und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen heizbaren Schichtstoffpresskörper, insbesondere eine
heizbare Pressplatte, mit in mindestens einer Schicht eingepreßtem elektrischem
Heizleiter und aus dem Körper herausgeführten elektrischen Anschlußteilen sowie
ein Verfahren zur Herstellung des Schichtstoffpresskörpers.
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Es sind eine ganze Reihe von elektrisch heizbaren Schichtstoff--presskörpern
bekannt, in denen zwischen zwei oder mehr Schichten des gepreßten Materials elektrischo
Heizleitor eingelegt sind. Bekannt sind beispielsweise heizbare Tablette und plattenförmiee
elektrische Heizradiatoren. Bei diesen heizbaren Körpern spielt
der
elektrische Anschluß eine entscheidende Rolle, da er einerseits sicher sein und
den amtlichen Vorschriften entsprechen soll, andererseits preislich nicht in.einem
ungünstigen Verhältnis zu den übrigen Herstellungskosten des Heizkörpers stehen
soll. Bei einem bekannten Tablett werden Anschlußdrähte für den Heizleiter schon
vor dem Verpressen der einzelnen geharzten Papierlagen seitlich durch diese hindurchgeführt
und mit einer nachträglich von außen am Tablett anzubringenden Steckverbindung angeschlossen.
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Das Herausführen der Drähte durch die einzelnen Papieriagen vor dem
Verpressen des Tabletts ist jedoch ein sehr langwieriger Arbeitsvorgang, der sich
auch auf das Verpressen selbst ungünstig auswirkt, da auf die verhältnismäßig dünnen
Drähte besondere Rücksicht genommen werden muß, um ein Abbrechen zu verhindern.
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Bei einem bekannten Heizradiator in Form einer Platte aus gepreßtem
Schichtstoff besteht der Heizleiter aus einem Flächenheizwiderstand, der an gegenüberliegenden
Rändern mit Metallstreifen kontaktiert und mit durch die Metallstreifen gehenden
Hohlnieten versehen sind. Beim Einpressen des Heizwiderstandes, d.h. beim Herstellen
der Pressplattelwird so verfahren, daß die Hohlnieten am inneren Rand unbeschichtet
bleiben, damit später ein guter elektrischer Kontakt mit durchzusteckenden Anschlußteilen
hergestellt werden kann. Ein solcher Heizradiator ist sehr schwierig herzustellen
und erfordert eine besondere Vorbereitung der Harzpapiere und zunötzlich noch eine
Nneharbeitung der fertigen Platten. Außerdem entspricht der Anschluß nicht den Vorschriften,
da ein zuverlässiper Kontakt an r1,n llohlnieten
nicht gewährleistet
ist und außerdem von außen zugängliche elektrische Teile nicht ausreichend isoliert
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen heizbaren Schichtstoffpresskörper
zu schaffen, bei dem die Herstellung, insbesondere der Pressvorgang, durch die Schaffung
eines elektrischen Anschlusses nicht beeinträchtigt wird und dessen elektrische
Kontaktierung in einfacher und zuverlässiger Weise möglich ist.
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Außerdem soll ein einfaches Verfahren zur Herstellung solcher Schichtstoffpresskörper
geschaffen werden.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Körper in der Schichtebene
des Heizleiters mindestens eine bleibende elektrische Verbindungsstelle für die
Stromzuführung vorgesehen ist, die AnschluRtile von der Verbindungsstelle durch
eine Seitenfläche des Presskörpers aus diesem herausgeführt sind und der Körper
eine mindestens bis in den Bereich der Schichtebene des Heizleiters reichende Ausnehmung
aufweist, an deren Mantel und/oder Bodenfläche die Verbindungsstelle liegt, und
die Ausnehmung nach außen durch isolierende Teile abgedeckt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schichtstoffpresskörpers
ist es möglich, den Presskörper mit dem eingepreßten Heizleiter in gleicher Weise
herzustellen wie die. üblichen Pre3skörper, die keinen Heizleiter enthalten. Es
braucht beim Pressen keine Rücknicht nut elektrische Zuleitungen gelegt zu werden,
@@ diese erst
nach dem Pressen des Körpers in den Körper eingeführt
und dort unter Bildung der bleibenden elektrischen Verbindungsstelle mit entsprechenden
Leitungen des Heizleiters verbunden werden. Es können auch mehrere heizbare Schichtstoffpresskörper,
z.B. plattenförmige Presskörper in Form einer einzigen großen Platte gepreßt werden,
die mehrere voneinander unabhängige nebeneinander liegende Heizleiter enthält, wonach
die Platte dann unter Bildung der Einzelplatten aufgetrennt wird. Da die Anschlußteile
bis in den Presskörper hinein zur Verbindungsstelle geführt sind und die im Bereich
der Verbindungsstelle liegende Ausnehmung nach außen völlig isoliert ist, ist der
elektrische Anschluß, soweit er am Presskörper selbst liegt, sowohl mechanisch stabil
ausgebildet als auch elektrisch einwandfrei isoliert. Sind lösbare Steckverbindungen
o. dgl. erwünscht, so sind diese außerhalb des eigentlichen Presskörpers angeordnet.
Eventuelle Wartungsarbeiten oder Reparaturen können dann in einfacher Weise vorFxenommen
werden, ohne daß der eigentliche Anschluß des Presskörpers hiervon berührt wird,
da dieser als bleibender Anschluß innerhalb der Platte angeordnet und nach außen
abgedeckt ist.
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Als abdeckende Teile können Hülsen, Kappen aus Kunststoff o.dgl.
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vorgesehen sein, die einen Durchtritt für die Anschlußteile erlauben.
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Die Ausnehmung im Presskörper stellt eine mehr oder weniger breite
Vertiefung nn einer vorzugsweise parallel zur Heizleiterschicht verlaufenrlen Fltehe
des l)restlkörpers <3ar un<I @@@@ den <.<fl Teil der
Verbindungsstelle
frei, der von der vom Heizleiter kommenden elektrischen Zuführung gebildet wird.
Dieser Teil der Verbindungsstelle kann an einer Mantelfläche der Ausnehmung oder
am Boden der Ausnehmung vorgesehen sein. Ist als Heizleiter ein mit einem Widerstandsmaterial
beschichteter Flächenheizleiter vorgesehen, dann ist als Zuleitung vom Heizleiter
zur Verbindungsstelle vorzugsweise ein dem Heizleiter anliegendes gewebtes oder
gewirktes Metallband vorgesehen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist es erwünscht, die vom
Widerstandsmaterial kommende Leitung an der an der Ausnehmung liegendenVerbindungsstelle
flächig zur Verfügung zu haben. Aus diesem Grunde wird das an der Verbindungsstelle
liegende Ende der vom Widerstandsmaterial kommenden Leitung vorzugsweise in ein
schmelzbares und/oder lötfähiges Material eingebettet, damit das Ende der Leitung
nach der Ausbildung der Ausnehmung durch Schmelzen des Materials für die Bildung
der Verbindung freigelegt oder nach Freilegung des lötfhigen Materials bei der Ausbildung
der Ausnehmung direkt verlötet werden kann. Als Material für die Verdickung des
an der Verbindungsstelle liegenden Teiles der vom Heizleiter kommcnden T,eitun,-
eignet sich besonders l.ötzinn, da sich hier in einfacher Weise eine gute Lötverbindung
herstellen läßt.
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nei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische
Verbindung an der Verbindungsstelle als bleibende @@@@@@@@@ Kontäktverbindung ausgebildet.
Hierzu ist die Ausnehmung vorzugsweise
als Sackbohrung ausgebildet,
die die Leitung durchdringt, so daß die innere Mantelfläche der Ausnehmung zum Teil
von dieser Leitung gebildet wird. In die Sackbohrunx ist ein der Leitung unter Druck
anliegender Spreizdübel aus elektrisch leitendem Material eingesetzt. Da der Spreizdübe1
als Anschluß teil einmalig und unlösbar in die Sackbohrung ejngesctzt wird und fest
gegen die vom Heizleiter kommende Leitung anliegt, wird so in einfacher Weise an
der Verbindungsstelle ein einwandfreier elektrischer Kontakt gebildet. Der Spreizdübel
kann als Teil einer lösbaren Steckverbindung ausgebildet sein, bleibt selbst aber
stets mit dem Presskörper fest verbunden.
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Die Stelle, an der die Ausnehrnung bzw. Sackbohrung im Presskörper
ausgebildet werden soll, muß nicht mit aller Genauigkeit auf die Lage der vom Widerstandsmaterial
kommenden Leitung ausgerichtet sein. Da die vom Widerstandsmaterial bzw. Heizleiter
kommende Leitung flächig ausgebildet sein kann, wie z.B. das lCunferband, ist es
lediglich notwendig, den Leiter selbst bzw. dessen Verdikkung bei der Ausbildung
der Ausnehmung zu treffen, damit die elektrische Verbindung geschaffen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Heizleiter zunächst mit in den Körper eingebetteten, in der Schicht des Heizleiters
liegenden im wesentlichen vorgegebenen Stellen für die spätere elektrische Verbindung
gepreßt wird, die vorgegebenen Stellen von einer Flächenseite des Körpersaus unter
Bildung von Ausnchmungen freigelegt und mit elektrischen Anschlußteilen elektrisch
verbunden werden und dann die Aufmehmung, die Verhindun,e3s3tellen und gegebenenfalls
die Anschlußteie nach außen isoliert werden.
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zur
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung
und den Ansprüchen.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine den Heizleiter tragende Einzelschicht
einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung in
in die Einzelschichten aufgelöster schematischer Darstellung, Fig. 3 den elektrischen
Anschluß der Ausführungsform nach Fig. 2 in noch nicht abgedecktem Zustand, Fig.
4 einen Schnitt durch den elektrischen Anschluß nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV
mit isolierender Abdeckung und Fig. 5 den Anschluß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung.
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In Fig.1 ist auf ein Phenolharzpapier(1)'ein als Heizleiter (2) dienendes
gitterartiges Gewebe aus Glasfaser aufgebracht, das mit einem bekannten leitfähigen
Widerstandmaterial beidseitig beschichtet ist. Zwei sich gegenüber liegende Ränder
(3) des Gitters sind mit je einem gewebten Kupferband (4) beidseitig um ca.
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1 cm umfaßt und vernäht, wodurch in der fertigen Pressplatte ein guter
Flächenkontakt sichergestellt ist. Die Enden (5) der mit dem Widerstandsmaterial
verbundenen als Zwischenleitung 2 di@nendcn Gewebebänder (4) sind auf einer etwa
1 großen Fläche je nach Ijirke der fertirten Platte um CJ1. 0,5 iin 2mrn mit Lötzinn
verdickt und sind ca. 1 bis 2cm voneinander entfernt in der Ebene Bes Flächenheizleiters
(2) angeordnet. Das Papier (1) steht
über die Ränder des Heizleiters
(2) und die Bänder (4) hinaus, so daß die fertige Platte allseitig durch das Papier
isoliert ist. Zwischen Gitter und Phenolharzpapier kann noch ein besonderer Harzfilm
zur Verbesserung der Bindung eingelegt sein.
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In Fig. 2 ist die Schichtung einer Ausführungsform in auseinandergezogener
Form schematisch dargestellt. Tatsächlich sind die Finzelschichten bei der Ausführungsform
zu einer steifen Platte fest miteinander verpreßt. In der Zeichnung folxon von oben
nach unten eine isolierende Abdeckkappe (6) aus Kunststoff, z.B.
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Polystyrol, eine Aluminiumfolie (7), eine melaminbeschichtete Papierlage
(8), ein Paket (9) aus ca. 10 Phenolharzpappen, ein Harzfilm (10) mit hohem Harzgehalt
zur Bildung einer guten Haftung zwischen Flächenheizleiter (2) und dem ihm gegenüber
liegenden Phenolharzpapier des Paktes (9) und dann der Flächenheizleiter (2) selbst.
Der Heizleiter kann eine geschlossene mit Widerstandsmaterial beschichtete Folie
oder vorzugsweise wie in Fig. 1 ein Gitter oder auch ein Vlies sen. Zwei gegenüberliegende
Rinder (3) des lleizleiters (2) sind,wie in Fig. 1,von zwei als Zwischenleitungen
dienenden Kupferbändern (4) einer säumt, deren freieEnden (5) zu einer Ecke der
Platte geführt und mit Lötzinn verdickt sind. Dic über dem Heizleiter liegenden
Schichten sind über den Enden (5) der Kupferbänder (4) zum Herausführen von Anschlußleitungen
(12) durchbrochen. Die Aluminiumfolie (7) ist am Rande des kreisförmigen,eine Ausnehmung
in der Platte bildenden Durchbruches (13) noch mit einem schraubt. Die direkt über
der Heizleiterschicht liegenden Lagen
besitzen lediglich kleinere
Durchbrüche (23), durch die Jeweils nur die verdickten Enden (5) der Kupferbänder
(4) hindurch zugänglich sind.
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Unter der Heizleiterschicht (2) liegen im wesentlichen in symmetrischer
Anordnung weitere Schichten aus Harzfilm (10), Phenolharzpappen (9) und Melamin-Harzpapier
(8), wobei das untere Melamin-Harzpapier als sichtbares Dekor ausgebildet sein kann.
Der Schichtaufbau der Platte kann aber auch asymmetrisch sein.
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In den Fig. 3 und 4 sind die Verbindungsstellen (15) zu sehen, an
denen die durch eine Seitenfläche der Platte (17) nach außen führenden Anschlußleitungen
(12) mit dem vom Heizleiter (2) kommenden als Zwischenleitung dienenden Kupferbändern
(4) verlötet sind.
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Zur Herstellung der Platte (17) werden die in Fig. 2 dargestellten
Lagen ohne die Durchbrüche (-13) und ohne die Anschlußleitungen (12) übereinander
geschichtet und in üblicher Weise unter Wärmeanwendung miteinander verpreßt, wobei
die Kondensationsharze eine innige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten ausbilden.
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Da in der Heizleiterschicht (2) an den Enden (5) der Kupferbänrier
(4) infolge der Verlötung lickerc Stellen vorliegen, ist nach der Pressung die Lage
der Enden anhand einer leichten
Unregelmä.ßigkeit in der Oberfläche
(16) der Platte (17) feststellbar. Ist eine solche Unregelmäßigkeit nicht erwünscht,
dann werden die Enden (5) nur wenig verdickt, und ihre Lage wird durch vorgegebene
Dimensionierung festgelegt oder mit Hilfe eines Metallsuchgerätes festgestell@.
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Durch Ausfräsen wird die sieh von einer Oberflächenseite (16) zu den
durch Lötzinn verdickten Enden erstreckende Ausnehmung (13) hergestellt, wobei die
Frästiefe so eingestellt wird, daß die Kupferbänder nicht oder kaum freigelegt werden,
die verdickten Stellen (5) aber deutlich angeschliffen werden, so daß eine zum Anlöten
der Anschluß leitungen ausreichende Fläche des Lots am Boden (18) der Ausnehmung
(13) freiliegt. Der Einfachheit halber werden die beiden Enden (5) durch eine einzige
ausreichend breite Ausnehmung (13) freigelegt, wobei man in der Mitte der Ausnehmung
vorzugsweise das Material der Platte in Form eines zylindrischen Zapfens (19) stehenläßt,
der als Anschlag zur Festlegung der Frästiefe dient. Auch wird durch den zylindrischen
Zapfen ein versehentlicher Kurzschluß beim Anlöten der Anschlußleitungen (12) verhindert.
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Die Ausnehmung ist, wie in Fig. 4 dargestellt, mit der Kappe (6) abgedeckt,
die auch den Erdanschluß (20) der die Oberfläche(16) bildenden Aluminiumfolie (7)
überdeckt. Die Kappe besitzt seitlich eine Durchführungsöffnung für die Anschlußleitungen
(12) und an ihrer Oberneite ein zentrisch angeordnetes J;'ingußloch (21), durch
das die gesamte Ausnehmung (13) mit einem Gießharz (22) ausgegossen
ist.
Das Gießharz, das auch das Loch (21) ausfüllt, verbindet die Kappe (6) fest mit
der Platte (17) und schafft eine feuchtigkeitsdichte Zuführung des Anschlußkabels
(12).
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 durchdringt eine als Sackbohrung
(25) ausgebildete Ausnehmung das Kupferband (4), das in gleicher Weise wie bei den
vorherigen Ausführungsformen mit dem Heizleiter (2) verbunden ist. In die Sackbohrung
(?5) ist ein Spreizdübel (26) aus leitfähigem Material, so z.B. ein sogenannter
Dodge-Dübel eingesetzt, dessen gegen das untere Dübelende gepreßte Druckplatte (27)
den geschlitzten Mantel (28) des Dübels fest gegen die innere Mantelfläche der Sackbohrung
25) und damit auch gegen das einen Teil der Mantelfläche der Sackbohrung bildende
Kupferband (4) drückt. Der gute Halt des Dübels (25) in der Platte wird dadurch
unterstützt, daß die Außenfläche des Mantels (28) des Dübels aufgerauht ist.
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Der obere Teil des Dübels (26) ist mit einem Innengewinde versehen,
in das ein Stecker (30) eingeschraubt ist. Der Stecker kann bei entsprechender Ausbildung
aber auch einstückig mit dem Dübel (26) verbunden sein. Auf den Stecker (30) ist
eine Buchse unter Bildung einer Steckverbindung aufschiebbar'. Die aus der Platte
(17) herausragenden Teile des Dübels (26) und des Steckers (30) sind von einer Raum
für die Buchse freilassenden Hülse (31) au.9 isolierendem Material ungeben, so daß
der gesamte Anschluß nach außen isoliert ist.
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Auch bei dieser Ausführungsform kann das vom Heizleiter kommende Kunferband
verdickt sein, so z.B. durch mehrfachen Übereinanderlogen <3en Kupferbandes oder
durch Verzinnen. Im 0 des Vcrzinnens
kann die mechanische Kontaktstelle
durch nachträgliches Erhitzen des Dübels in eine Lötverbindung umgewandelt werden.
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Im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 erfaßt
hier die Ausnehmung (25) nur einen Leiter. Bei zwei-oder mehrpoligen Anschlüssen
können aber die einzelnen Kupferbänder und Dübel so angeordnet werdcn, daß sie beispielsweise
der Anordnung eines Normsteckers cntsprechen.
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Dadurch, daß die erfindungsgemMße heizplatte die Stromzufdhrung von
einer Oberflächenseite her erhält und die Ränder der Platte sowohl an ihrer Oberfläche
als auch im Innern frei von elektrischen Leitern sind, sind günstige F'efestigungsmölichkeiten
gegeben.
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So kann die Befestigung z.B. bei einer Deckenheizung einfach in der
Weise erfolgen, daß die Heizplatten in einen Kassettenrahmen eingeschoben werden.
Die Kassette ist somit selbst als Heizelement ausgebildet. hierzu eignet sich besonders
die Ausführungsform mit dem elektrischen Anschluß gemäß Fig. 5, wobei das Rastermaß
z.B. 600 x 600 mm betragen kann.
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Wird die Platte z.B. als Wandheizelement verwendet, dann eignet sich
besonders eine verdeckte Befestigung Hierzu kann in den Rand des Heizelementes von
der Rilekseite her ein MessinFolattenanker in eine Sackbohrung einmMesetzt werden,
in den eine Gewindestange einzeschraubt wird, die gleichzeitig den Anker in der
Platte verspreizt. Die Gewindestange kann dann mit einem Dibel versehen und in einem
in der Wand vorgesehenen foch befestigt werden. Hier sind keine besonderen Verfahren
wegen der elektrischen Leitung tunrr zu e)eftlrchten, da der Messingplattenanker
n in Tod zone, d.h. in den inolierten Rand dpr Platte eingelassen ist.
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Anstelle der Verwendung einer Aluminiumfolie als eine Oberflächenseite
können auch beide OberflSchenseiten als Dekor oder einfarbige Oberfläche ausgebildet
sein. In diesem Fall entfSllt dann die besondere Krdleitung.