DE2350461B2

DE2350461B2 - Flexibles elektrisches flaechenheizelement und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2350461B2
Application number: DE19732350461
Authority: DE
Inventors: Gerald Dipl.-Ing. 8201 Amerang Kuhn
Original assignee: Ausscheidung in: 23 65 602 Kommanditgesellschaft Wärmetechnik B. Ruthenberg GmbH, 8000 München
Priority date: 1973-10-08
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DE2350461A1; DE2350461C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles elektrisches Flächenheizelement und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben, bei welchen: ein drahtförmigen metallischer Heizleiter an einem flexiblen, flächigen Träger in der Weise befestigt ist, daß er als mindestens eine Zick-Zack-Naht bildender Nähfaden über die Fläche des Trägers hin geführt ist.

Ein flexibles elektrisches Flächenheizelement dieser Art ist der DT-OS 20 30 204 zu entnehmen.

Bei diesem bekannten flexiblen elektrischen Flächenheizelement ist die Heizleiterdrahtlänge je Nahtlängen einheit sowohl bei den dargestellten mäanderförmig verlaufenden Heizleitern als auch bei dem zickzackförmig ausgebildeten Heizleiter unveränderlich. Zwar findet sich auf Seite 8, letzter Absatz und Seite 9, erster Absatz dieser Vorveröffentlichung der Hinweis, unterschiedliche Flächenheizelemente mit unterschiedlicher Belegung von Heizleiterdrah!längen je Flächeneinheit auszustatten, in dem bestimmte Maschenbindungen gewählt werden. Die hier angesprochene Belegungsart bezieht sich jedoch auf ein Gestrick, während die vorliegende Erfindung von einem flexiblen elektrischen Flächenheizelement mit einer Zick-Zack-Naht ausgeht.

Vorstehende Ausführungen gelten im Prinzip auch für flexible elektrische Flächenheizelemente mit im wesentlichen geradlinig, vorzugsweise mäanderförmig verlaufenden metallischen Heizleitern, wie sie durch die DT-AS 10 51 430 bekanntgeworden sind. Bei derartigen Flächenheizelementen läßt sich eine unterschiedliche Flächenbelegung nur unter Schwierigkeiten erzielen. So könnte man daran denken, für diesen Zweck die Richtung des Geradeausnahtverlaufes zu verändern.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein flexibles elektrisches Flächenheizelement der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand hinsichtlich der Fertigungsmaschinen Flächenheizelemente mit in weiten Grenzen wählbarer, auch von Ort zu Ort verschiedener Wärmeabgabe je Flächeneinheit hergestellt werden können, wobei auch bei kleinen Flächenheizelementen große Betriebsspannungen ermöglicht werden sollen.

Diese Aufgabe wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zick-Zack-Naht auf dem Träger veränderliche Stichlänge und konstante oder veränderliche Überstichbreite aufweist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die gestellte Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß die Zick-Zack-Naht auf dem Träger veränderliche Überstichbreite und konstante Stichlänge aufweist.

Mit beiden Ausführungsformen der Erfindung läßt sich demnach eine über die Oberfläche eines Flächenheizelementes hin von Ort zu Ort verschiedene Wärmeabgabe erzielen, um beispielsweise bestimmte Konstruktionsteile eines mit dem Flächenheizelement ausgerüsteten Gerätes stärker zu erhitzen oder um die stärkere Wärmeabfuhr von bestimmten Konstruktionsteilen eines solchen Gerätes durch stärkere Wärmeabfuhr von dem Flächenheizelement her auszugleichen. Hierbei ist die Herstellung der erfindungsgemäß verlaufenden Zick-Zack-Nähte außerordentlich einfach und billig. Auch bereitet die Steuerung des Herstellungsvorganges keinerlei Schwierigkeiten.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Flächenheizelement gemäß der Erfindung, dessen Träger eine von der Rechteckform abweichende Form besitzt,

F i g. 2 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Flächenheizelementes gemäß der Erfindung, dessen Träger ebenfalls eine von der Rechteckform abweichende Form besitzt und

F i g. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens zur Bildung von Flächenheizelementen mit bestimmten Widerstandswerten.

Das in Fig. 1 .n der Aufsicht gezeichnete Flächenheizelement besitzt einen Träger 1 aus einem Papier, beispielsweise einem Polyamidpapier oder einer Kunststoffolie oder eineu. Gewebe aus Isolierfäden, beispielsweise einem Glasfasergewebe. Mittels einer Nähmaschine von grundsätzlich bekannter Bauart wird unter Verwendung eines dünnen Heizleiterdrahtes eine NaIt 2 hergestellt, welche von einem in Fig. 1 schematisch angegebenen Anschluß 3 zu einem Anschluß 4 verläuft und die Form einer Zick-Zack-Naht besitzt. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, daß die Bezeichnung »Zick-Zack-Naht« in der vorliegenden Beschreibung und in den anliegenden Ansprüchen auch sogenannte Mehrstich-Zick-Zack-Nähte (z. B. drei Stiche zwischen jeder Richtungsumkehr) umfaßt, welche auf Spezialnähmaschinen ohne Schwierigkeiten herstellbar sind. Die Enden der Zick-Zack-Naht 2 sind jeweils durch einige Zick-Zack-Stiche in eine gute elektrische Verbindung mit den vorzugsweise aus Metallfolienmaterial bestehenden elektrischen Anschlüssen 3 und 4 gebracht.

Das Flächenheizelement nach F i g. 1 besitzt eine von der Rechteckform stark abweichende Gestalt des Trägers 1, auf welchem eine einzige, durchlaufende Zick-Zack-Naht 2 zwischen den Anschlüssen 3 und 4 angebracht ist. Man erkennt, daß eine erhöhte Flächenbelegung des Trägers 1 mit Nähten in dem Bereich 5 nahe der Anschlüsse und in einem den Ausschnitt 6 umgebenden Bereich 7 dadurch erzielt ist,

daß bei gleichbleibender Überstichbreite der Zick-Zack-Naht ein geringerer Stichabstand in Längsrichtung eingestellt ist, wodurch sich eine größere Heizleiterdrahtlänge je Nahtlängeneinheit und damit eine größere Wärmeabgabe je Flächeneinheit ergibt. Man kann demgemäß bei einem Flächenheizelement der hier vorgeschlagenen Art die Wä-meabgabe je Flächeneinheit auf bestimmte Flä:henbereiche des Trägers willkürlich konzentrieren und an anderen Flächenbereichen wiederum eine verminderte Wärmeabgabe vorsehen.

Die Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Flächenheizdementes mit einem Träger, der eine von der Rechteckform abweichende Form besitzt. Die Naht 2 ist wie in Fig. 1 als Zick-Zack-Naht ausgeführt. Die Anschlüsse 3 und 4 sind als Kontaktstreifen ausgebildet, mit denen die Enden der Zick-Zack-Naht 2 wiederum durch einige Zick-Zack-Stiche in eine gute elektrische Verbindung gebracht werden können. Auch die Zick-Zack-Naht 2 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besitzt eine gleichbleibende ÜLerstichbreite, wobei in der linken Hälfte der Fig. 2 eine größere Heizleiterdrahtlänge je Nahtlängeneinheit durch einen geringeren Stichabstand in Längsrichtung der Naht bewirkt ist.

Wie ohne weiteres ersichtlich, kann eine unterschiedliche Wärmeabgabe je Flächeneinheit aber auch dadurch erzielt werden, daß außer der Stichlänge in Längsrichtung der Naht auch die Überstichbreite verändert wird.

Andererseits ist es zur Erzielung dieses Effektes auch möglich, bei veränderlicher Überstichbreite eine konstante Stichlänge vorzusehen.

Soll ein flexibles elektrisches Flächenheizelement der hier vorgeschlagenen Art mit einer einseitig oder beidseitig glatten Oberfläche hergestellt werden, so kann, ausgehend von einem Flächenheizelement der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art bei Verwendung einer thermoplastischen Folie ausreichender Dicke als Träger 1 nach dem Herstellen der Naht 2 zwischen den Anschlüssen 3 und 4 ein Pressen des Flächenheizelementes mittels Preßplatten vorgesehen werden, so daß die Naht in das Trägermaterial hineingedrückt wird, um eine glatte, geschlossene Oberfläche zu erhalten. Die Stärke des Trägermaterials 1 wird man, insbesondere, wenn dieses von einer Folie oder einem Papier gebildet ist, im allgemeinen so gering wählen, daß mai, eine hohe Flexibilität der Flächenheizelemente erreicht.

Eine glatte Oberfläche der Flächenheizelemente läßt sich auch in der Weise erzielen, daß nach dem Herstellen der Naht 2 auf den Tiäger 1 einseitig oder beidseitig Deckschichten aufkaschiert werden. Handelt es sich bei dem Träger 1 um eine durchsichtige Kims'iStoffolie, so kann auch bzw. können auch die Kaschierungsschicht bzw. die Kaschierungsschichten aus durchsichtigem Folienniateriai bestehen, so daß das Flächenheizelement insgesamt durchsichtig bleibt.

Flächenheizelemente der erfindungsgemäßen Art können, wie vorstehend erwähnt, hochtransparent ausgebildet werden und sie eignen sich damit vorzüglich zum Abtauen oder Eisfreihalten von Fensterscheiben aller Art. Andere, nicht transparente Ausführungsformen sind beispielsweise in der Verfahrenstechnik zum gleichmäßigen Erwärmen von Rohrleitungen, Behältern und anderen Apparateteilen geeignet, wobei aufgrund der Möglichkeit, die Nähte beliebig auszubilden und zu führen, auch bei unregelmäßiger Umrißgestalt der Flächenheizelemente eine gleichmäßige oder beliebig einstellbar ungleichmäßige Erwärmung möglich ist.

Flächenheizelemente der hier vorgeschlagenen Art können mit einfachen Haushaltsnähmaschinen oder mit Industrienähmaschinen sowie mit speziell ausgerüsteten Konturennähmaschinen oder Kopiernähmaschinen hergestellt werden. 1st die Nähmaschine auf eine konstante Stichlänge eingestellt, so kann der Widerstandswert eines Flächenheizelementes bei gleichbleibendem Widerstand des Heizleiterdrahtes je Längeneinheit aus der Stichanzahl ermittelt werden, die etwa mittels eines an die Nähmaschine angeschlossenen Zählers fortlaufend bestimmt wird, so daß bei Erreichen einer bestimmten Stichzahl die Naht beendet und zu einem Kontakt geführt werden kann, um jeweils Flächenheizelemente gleichen Widerstandes zu erhalten.

Andererseits besteht, wie Fig.3 zeigt auch die Möglichkeit, ein Widerstandsmeßgerät 8 von Beginn der Herstellung der Naht 2 auf dem Träger 1 ab ständig zwischen den Anschluß 3 und die Nähmaschine 9 zu legen, so daß der Widerstand der gesamten Naht während des Nähens laufend gemessen und die Flächenbelegung des Trägers mit Nähten, insbesondere durch Steuerung der Stichlänge und der Überstichbreite bei Zick-Zack-Nähten, anhand des Meßergebnisses gesteuert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flexibles, elektrisches Flächenheizelement, bei welchem ein drahtförmiger, metallischer Heizleiter an einem flexiblen, flächigen, isolierenden Träger in der Weise befestigt ist, daß er als mindestens eine Zick-Zack-Naht bildender Nähfaden über die Fläche des Trägers hin geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zick-Zack-Naht (2) auf dem Träger veränderliche Stichlänge und konstante oder veränderliche Überstichbreite aufweist.

2. Flexibles elektrisches Flächenheizelement, bei welchem ein drahtförmiger metallischer Heizleiter an einem flexiblen, flächigen, isolierenden Träger in der Weise befestigt ist, daß er als mindestens eine Zick-Zack-Naht bildender Nähfaden über die Fläche des Trägers hin geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zick-Zack-Naht (2) auf dem Träger veränderliche Überstichbreite und konstante Stichlänge aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung von Fiächenheizelementen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Gesamtnaht während des Nähens laufend gemessen und die Flächenbelegung des Trägers mit Nähten durch Steuerung der Stichlänge und/oder Überstichbreite anhand des Meßergebnisses gesteuert wird.