DE2359478A1

DE2359478A1 - Elektrisches heizelement und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2359478A1
Application number: DE2359478A
Authority: DE
Inventors: Erich Hillinger
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1973-11-29
Publication date: 1975-06-05

Description

Turk u. Hillinger KG
7200 {Puttlinsen/Württ.

Elektrisches Heizelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung "bezieht sich auf ein elektrisches, insbesondere als Flachheizelement ausgebildetes Heizelement zum Beheizen fester Medien.

Bekannte Heizelemente dieser Art, die beispielsweise zum Beheizen von Geräten, Werkzeugen, Kesseln od.dgl. dienen, bestehen im wesentlichen aus zwei oder mehreren Isolierfolien oder Isolierstreifen, zwischen denen der Heizleiter angeordnet ist. Dies kann derart geschehen, daß der bandförmige ausgebildete Heizleiter in bestimmter Anordnung zwischen Silikonplatten eingelegt und das Ganze dann vulkanisiert wird. Hierbei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten insofern, als sich das verhältnismäßig steife Heizband an den Abbiegestellen hochstell; und es dadurch später zu Spannungsdurchschlägen kommen kann.

Außerdem kennt man Flachheizelemente, zu deren Herstellung metallplatierte Folien aus Isolierstoffen verwendet werden. Die Metallschicht wird mit Hilfe von entsprechenden Schablonen teilweise abgebeizt, so daß ein Heizleiter bestimmter Form entsteht, der durch eine zweite Isolierfolie abgedeckt und versiegelt wird. Diese Art Heizelemente sind . sehr bräuchbar, doch erfordert ihre Herstellung einen erheblichen technischen Aufwand, der die Heizelemente entsprechend verteuert.

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Es ist Aufgabe dieser Erfindung, die genannten Nachteile zu beheben und ein Heizelement, insbesondere ein llachheizelement zu schaffen, das einfach und betriebssicher aufgebaut ist und mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand in beliebigen Formen herstellbar ist.

Zu diesem Zweck wird ein Heizelement vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß der Heizleiter aus mehreren, unter gleichem Spannungspotential liegenden Einzeldrähten besteht, die parallel zueinander auf einer mit einer Klebeschicht versehenen Trägerschicht aus Isoliermaterial aufgebracht und in an sich bekannter Weise durch die zweite Isolierschicht abgedeckt sind*

Dieses neuartige Heizelement kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in besonders zweckmäßiger Weise dadurch hergestellt werden, daß die den Heizleiter bildenden Drähte in fortlaufendem Arbeitsgang gleichzeitig in beliebigem Muster auf die Klebeschicht der Trägerschicht aufgelegt und in diese eingedrückt werden, worauf dann die zweite Isolierschicht auf die Klebeschicht aufgelegt und mit der Trägerschicht verklebt wird.

Das erfindungsgemäße Heizelement kann, weil der Heizleiter aus verhältnismäßig dünnen Einzeldrähten besteht, ausserordentlich flexibel gestaltet werden, auch wenn das Heizelement für große Stromstärken ausgelegt werden soll· Die Aufteilung des Heizleiters in mehrere Einzeldrähte, deren gegenseitiger Abstand beliebig wählbar ist, erlaubt außerdem, den Heizleiter auf einer erheblich größeren Fläche zu verteilen, so daß damit auch die Wärmebelastung des Heizelements gleichmäßiger ist, was wiederum eine höhere Belastbarkeit des Heizelements insgesamt ermöglicht.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch kleinere Stückzahlen sehr wirtschaftlich herstellen, wenn gemäß weiteren Erfindungsmerkmalen die Einzeldrähte mittels einer mehrere DrahtZuführungen und eine Anpreßrolle aufweisenden Auflegevorrichtung aufgebracht werden, die in ihrer Bewegung relativ zur Isolierschicht in an sieh bekannter Weise mittels Schablonen gesteuert wird.

Bei der Herstellung großer Stückzahlen wird die Auflegevorrichtung zweckmäßig numerisch gesteuert. Diese Steuerungsart erlaubt es, auch mehrere Auflegevorrichtungen gleichzeitig zu steuern, so daß die Leistung der Herstellungsanlage sich dementsprechend vervielfacht.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Figur Λ das Heizelement inform eines Flachheizelements bei abgenommener Deckschicht,

Figur 2 einen Querschnitt in der Ebene II : II der Figur 1,

Figur 3 eine Auflegevorrichtung in der Seitenansicht,

und
Figur 4 die Auflegevorrichtung im Grundriß.

Das in den Figuren Λ und 2 dargestellte Flachheizelement besteht aus einer Trägerschicht 1. aus Isoliermaterial, die einseitig mit einem Klebstoff 2 beschichtet ist, einem aus drei Drähten 3» ^j 5 bestehenden Heizleiter H, sowie aus einer Abdeckschicht 6, die ebenfalls aus einem Isoliermaterial besteht.

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^ ί-J- MM

Soll das Flachheizelement flexibel sein, so können "beispielsweise mit Silikon imprägnierte Glasfasergewebe, Folien aus PolytetraflStjräthylen oder ähnliche Folien als Träger- und Abdeckschichten verwendet werden.

Die Herstellung diser Flachheizelemente kann in folgender Weise geschehen:

Die mit einem Klebstoff beschichtete Trägerschicht 1 wird auf einen Arbeitstisch T gespannt, über dem eine Auflegevorrichtung A angeordnet ist. Diese Vorrichtung A besteht aus einem an einem Schwenkarm 7 befestigten Spulenträger 8, der am seinem unteren Ende mehrere, beispielsweise inform von Düsen ausgebildete Drahtführungen 9 aufweist und mit einer im Bereich dieser Draht führungen 9 schwenkbar gelagerten Anpreßrolle 10 ausgerüstet ist. Der Schwenkarm 7 der Auflegevorrichtung A ist mittels eines Steuergetriebes an sich bekannter, nicht dargestellten Art, so bewegbar eingerichtet, daß die Ablegevorrichtung über die Fläche des Arbeitstisches T in vorbestimmbarer Weise geführt werden kann. Dies ist beispielsweise unter Verwendung von Schablonen möglich oder es wird das Steuergetriebe des Schwenkanns 7 numerisch gesteuert.

Im Spulenträger 8 sind mehrere, im vorliegenden Beispiel drei, Drahtspulen 11 gelagert. Von diesen Vorratsspulen 11 laufen die Einzeldrähte 3-5 des Heizleiters durch einen im Träger 8 vorgesehenen Kanal 12 zu den Drahtführungen 9 und durch diese hindurch nach unten auf die zu belegende Trägerschicht.

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Bei Beginn des Belegens brauchen die aus den !Führungen 9 herausragenden Drahtenden nur so lange auf der Klebeschicht 2 der Trägerschicht 1 festgehalten werden, bis die Auflegevorrichtung sich bewegt. Dann drückt die Anpreßrolle 10 die aus den Führungen 9 austretenden Drähte unmittelbar in die Klebeschicht, so daß sie dort zunächst fixiert werden. Auf diese Weise werden die Drähte laufend von den Rollen 11 abgezogen, ohne daß ein besonderes Fördermittel notwendig ist. Entsprechend den verwendeten Schablonen oder der Einstellung der numerischen Steuerung, können die Heizleiterdrähte in jedem beliebigen Muster auf die Trägerschicht aufgelegt werden. Anfänge und Enden der drei Einzeldrähte 5 - 5 werden durch je einen Parallelverbinder 13 miteinander verbunden, an dem seinerseits der Heizleiteranschluß 14 befestigt ist.

Die Deckschicht 6, die. unmittelbar nach dem Auflegen der Heizleiterdrähte auf die Klebeschicht 2 aufgebracht wird, schließt auch die genannten Anschlüsse 14 mit ein.

Das auf diese Weise hergestellte Heizelement wird nun, vorzugsweise unter Anwendung von Wärme, zu eher Einheit verpreßt und ist damit betriebsfertig.

Mit dem beschriebenen Herstellungsverfahren lassen sich, nach entsprechender Anpassung der Auflegevorrichtung, auch nicht flache Heizelemente, beispielsweise solche mit gewölbter Oberfläche herstellen. Desgleichen bietet dieses Verfahren die Möglichkeit, in einfachster Weise gleichzeitig auch sogenannte Meßwicklungen im Heizelement anzubringen.

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Zu diesem Zweck braucht nur ein für die Temperaturmessung geeigneter Draht, dessen Durchmesser entsprechend den Anforderungen beliebig wählbar ist, zusätzlich mittels der Auflegevorrichtung auf die ^Trägerschicht aufgelegt werden.

Ergänzend wird noch hinzugefügt, daß anstelle der Runddrähte gegebenenfalls auch schmale, dünne Heizbänder verwendet werden können, da diese,infolge ihrer hohen Flexibilität, keine Schwierigkeiten ergeben, wenn sie in dem beschriebenen Verfahren auf die Trägerschicht aufgebracht werden.

Zu erwähnen ist außerdem noch, daß anstelle der im Ausführungsbeispiel gewählten Anzahl von drei Einzeldrähten auch jede andere Zahl von Einzeldrähten verwendet werden kann und so auch für hohe Stromstärken noch ausreichend flexible Heizelemente hergestellt werden können.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Λ·

Elektrisches Heizelement, insbesondere Flachheizelement, "bestehend aus wenigstens zwei Isolierschichten, zwischen denen ein Heizleiter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der JHeizleiter CH) aus mehreren unter gleichem Spannungspotential liegenden Einzeldrähten (3 - 5) "besteht, die parallel zueinander auf einer mit einer Klebeschicht (2) versehenen Trägerschicht (1) aus Isoliermaterial aufgebracht und durch die zweite Isolierschicht (6) abgedeckt sind.

Verfahren zur Herstellung von Heizelementen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizleiter (H) bildenden Einzeldrähte in fortlaufendem Arbeitsgang gleichzeitig in beliebigem Muster auf die Klebeschicht (2) der Trägerschicht (1) aufgelegt und in diese eingedrückt werden, worauf die zweite Isolierschicht (6) auf die Klebeschicht (2) aufgelegt und mit der Trägerschicht (1) dicht verklebt wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflegen der Heizleiterdrähte (3 - 5) mittels einer Auflegevorrichtung (A) erfolgt, welche aus einem gesteuert bewegbaren Schwenkarm (7) besteht, an dem mehrere Drahtvorratsrollen (11), sowie aww mehrere»·, gegen die zu belegende Fläche (1/2) gerichtete Drahtführungen (9) und eine, die aus der Drahtführung (9) austretenden Drähte (3 - 5) erfassende Anpreßrolle (10) befestigt sind.

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Schwenkarms (7) der Auflegevorrichtung (A) in an sich bekannter Art mittels Schablonen erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Schwenkarms (7) der Auflegevorrichtung (A) in an sich bekannter Art numerisch erfolgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den Heizleiterdrähten (3 - 5) ein Meßdraht an sich bekannter Art mit zugeführt und auf die Trägerschicht aufgelegt wird.

7. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfänge und Enden der Heizleiterdrähte (3-5) d^e mittels Parallelverbindern (13) versehen sind, an denen die Heizleiteranschlüsse (14) sitzen und daß diese Teile (13 und 14) mit zwischen die beiden Isolierschichten (1 und 6) eingebettet sind.

8. Heizelement nach den Ansprüchen 1 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten (1 und 6) aus mit Silikon imprägniertem Glasfasergewebe oder !Folien aus PoIytetraflo^räthylen bestehen.

9. Heizelement nach den Ansprüchen 1, 7 u. 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterdrähte (3 - 5) inform von schmalen, dünnen Bändern ausgebildet sind.

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