DE2350461C3

DE2350461C3 - Flexibles elektrisches Flächenheizelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2350461C3
Application number: DE19732350461
Authority: DE
Inventors: Gerald Dipl.-Ing. 8201 Amerang Kuhn
Original assignee: Waermetechnik B Ruthenberg 8000 Muenchen GmbH KG
Current assignee: Waermetechnik B Ruthenberg 8000 Muenchen GmbH KG
Priority date: 1973-10-08
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2350461B2; DE2350461A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles elektrisches Flächenheizelement Jnd au;' ein Verfahren zur Herstellung desselben, bei welchem ein drahtförmiger, metallischer Heizleiter an einem Texiblen, 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 DE-OS 20 30 204 zu entnehmen.

Bei diesem bekannten flexiblen elektrischen Flächenheizelement ist die Heizleiterdrahtlänge je Nahtlängeneinheit 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 Heizleiterdrahtlängcn 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 DE-AS 10 51 430 bekanntgeworden sind. Bei derartigen Fllchenheizelementen 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 Fläehenheizelemente mit in weiten Grenzen wählbarer, auch von Ort zu Ort verschiedener Wärmeabgabe je Flächeneinheit hergestellt werden können, wobei auch bei kleinen Flächen-S heizelementen 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

ίο oder veränderliche Oberstichbreite aufweist

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

is Mit beiden Ausführungsformen der Erfindung läßt £'ch 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,

Fig.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 F i g. 1 in der Aufsicht gezeichnete Flächenheizelement besitzt einen Träger 1 aus einem Papier, beispielsweise einem Polyamidpapier oder einer Kunststoffolie oder einem Gewebe aus Isolierfäden, beispielsweise einem Glasfasergewebe. Mittels einer Nähmaschine von grundsätzlich bekannter Bauart wird unter Verwendung eines dünnen Heizleiterdrahtes eine Naht 2 hergestellt, weiche 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 An-

Schlüssen 3 und 4 gebracht

Das Flächenheizelement nach F i g. 1 besitzt eine von der Reehteckföfm stäfk 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 Ausschnitlt 6 umgebenden Bereich 7 dadurch erzielt ist.

daß bei gleichbleibender Oberstichbreite der Zick-Zack-Nsbt ein geringerer Stichabstand in Längsrichtung eingestellt ist, wodurch sich eine größere Heizleiterdrahtlänge je Nahtlängeneinheit und damit eine größere Wärmeabgabe je Flächeneinheit ergibt, s Man kann demgemäß bei einem Flächenheizelement der hier vorgeschlagenen Art die Wärmeabgabe je Flächeneinheit auf bestimmte Flächenbereiche des Trägers willkürlich konzentrieren und an anderen Flächenbereichssi wiederum eine verminderte Wärmeabgabe vorsehen.

Die F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Flächeviheizelementes 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 Überstichbreite, 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 Stichiänge in Längsrichtung der Naht auch die Überstichbreite verändert wird.

Andererseits ist es zur Erzielung dieses Effektes auch möglich, bei veränderlicher Überstichbreite eine konstante Stichiänge 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 F i g. 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 hineingedrück? 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 man eine hohe

Flexibilität der Flächenlieizelemente erreicht

Eine g|a«e Oberflache der Flächenheizelemente lädt sich auch in der Weise erzielen, daß nach dm Herstellen der Naht 2 auf den Träger 1 einseitig oc;er beidseitig Deckschichten aufkaschiert werden. Handelt es sich bei dem Träger 1 um eine durchsichtige Kunststoffolie, so kann auch bzw. können auch die Kaschierungsschicht bzw. die Kaschierungsschichten aus durchsichtigem Folienmaterial 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 gleichmache 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. Ist 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 lege", 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 FlUchenheizelement, 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 Oberstichbreite aufweist.

2. Flexibles elektrisches Flächenheizelement, bei welchem ein drahtförmiger metallischer Heizleiter an einem flexiblen, flächigen, isolierenden Träger in der Weise befestigt ist, daß eir 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 Oberstichbreite und konstante Stichlänge aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung; von Flächenheizelementen 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 Oberstichbreite anhand des Meßergebnisses gesteuert wird.