DE2401203A1 - Biegsames elektrisches flaechenheizelement - Google Patents

Description

• Biegsames elektrisches Flächenheizelement Die Erfndung bezieht sich aiif ein biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend aus einem elektrischen Strom in Wärme umsetzenden flächenförmigen Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff und aus der Stromzuführung an den Widerstand steil dienenden, an den seitlichen Begrenzungen des Widerstandsteils angeordneten Metallbändern, bei welchem das Widerstandsteil als elektrisch leitfähiges Vlies. aus Kunststoffaden ausgebildet ist, die Metallbänder gelocht sind, das Vlies und die Metallbänder vollständig von Tsolierstoffschichten umgeben sind und die Metallbänder mit dem Vlies durch die einseitig mit einer kl.ebfähigen Schicht versehenen Tsoiierstoff-' schichten fest verbinden sind.
• Für die Beheizung von Innenräumen und Freiflächen sind eine Anzahl nrtsfester Flächenheizungssysteme bekannt, welche zur Umwandlung ber zugeführten elektrischen Energie in Wärme schleifenförmig ausgelegte, zu Matten verbundene Widerstandsdrähte mit temperaturbeständiger Isolierung aus Gummi oder Kunststoff verwenden. Auch sind Gewebe aus Kunststoffäden oder Metalldrähten mit eingewebten blanken oder isolierten Heizleitern bekannt, welehe unter anderem auch zum Einbau in nicht ortsfeste Oberflächenheizkarner dienen.
• Diese beiden Arten von teils starren, teils biegsamen Heizmatten weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die Temperaturverteilung ist ungleichmäßig, mit relativ hohen Temperaturen in Leiternähe und niedrigen Temperaturen in den Leiterzwischenräumen. Das Herstellungsve@fahren bedingt einen relativ großen Anteil an Handarbeit und ist daher umständlich und aufwendig. Bei. der Einstellung vPrschiedener Wärmeleistungen pro Flächeneinheit ergeben sich bei gleichbleibender Anschlußspannung Schwierigkeit@n, da die Einstellung nur durch Änderung der Leitungsabstände, der Leitungslänge oder des Leiteraufbaus arzielt werden kann. Weiterhin miissen die Heizleitungen zur Einführung in Klemmdosen mit kalten Anschlußleitungen versehen werden.
• Durch die US-Patentschriften @,385,959 und 3,387,248 sowie die schweizerische Patentschrift 445 668 sind bereits ähnliche Flächenheizelemente bekanntgeworden, wie sie einganzes beschrieben sind. Bei diesen hekannten Anordnungen wird fiir das Widerstandstei.l eine leitend gemachte Kunststoffmi schung verwendet. Auch wenn eine sol ehe Mischung mit erheblichem Aufwand so gut wie irgend möglich hergestellt wird, ergibt sich dennoch keine einwandfreie Einstellung der Widerstandswerte1 sondern diese Widerstandswerte schwanken, wie die Erfahrung gezeigt hat, dauernd, so daß sich bei der Benutzung so aufgebauter Heizelemente eine ungleichmäßige Temperaturverteilung ergibt. Außerdem treten bei derartigen Mischungen erfahrungsgemäß Verschiebungen der elektrischen Werte infolge Alterung auf. Die al s Stromzuführung dienenden Metallbänder sind bei einer dieser bekannten Anordnungen auf dem Widerstandsteil mittel e Kramnen oder Klammern oder durch Abscheidung angebracht. In beiden Fällen ergibt sich eine nur @unktweise Auflage der Metallbänder auf dem Widerstandsteil lQnd dementsprechend ein sehr hoher Übergangswiderstand zwischen beiden Teilen. Weiterhin kann dieser Widerstandsteil offensichtlich nicht als selbständiger Teil bestehen, sondern cr muß auf einer Unterlage aufgebracht werden, wodurch die Dicke des gesamten Elements unvorteilhaft erhöht wird. Bei den beiden anderen dieser bekannten Anordnungen liegen die aAs @ Stromzuführung dienenden Netalibänder nicht direkt. an den seitlichen Begrenzungen des Widerstandsteils, so daß ein Teil desselben für die Wärmebildung verlorengeht und sich wegen der schl@chten Auflage hobe Übergangswiderstände ergeben.
• Ein Flächen@eizelement, wie es eingangs beschrieben ist und bei dem das Vlies als Polyestervlies ausgebildet ist, geht aus der DT-PS 1 808 022 hervor. Bei einem solchen Flächenbeizelement kann es leicht geschehen, daß die gel@chten Metallbänder infolge zu hoher Erwärmung von dem Widerstandsteil zumindest punktweise abheben, wodurch dann erhohte Übergangswiderstände entstehen können, die unter Umständen zur Zerstörung des Heizelements führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächen-@eizelement anzugeben, bei dem die Übergangswiderstände zwischen Elektroden und Widerstandsteil auch bei größeren Temperaturschwankungen konstant bleiben. Diese Aufgabe wird mit einem Flächenheizelement der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß der Widerstandsteil im Bereich der Metallbänder auf der den Metallbändern zugewandten Seite mit fest haftenden, sehr dünnen Metallbahnen versehen ist. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch dac Anbringen der Metallbahnen, welche beispielsweise durch Aufspritzen hergestellt werden können, eine Erhöhung der Leitfähigkeit des leitenden Kunststoffes des Widerstandsteils erreicht wird, so daß die Metallbänder eine vergleichmäßigte Auflagefläche bekommen, die gleichbleibende Übergangswiderstände garantiert. Eine Zerstörung des Widerstandsteils durch zu hohe Übergangswiderstände ist auf diese Weise vermieden.
• Ein Ausfiihrunsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
• Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Flächenbeizelement gemäß der Erfindung und Fig. 2 gibt rinnen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II wieder.
• Mit 1 ist ein Widerstandsteil aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff bezeichnet, welcher gemäß der Erfindrng als leitendes Vlies, beispielsweise aus Polyesterfäden, ausgebildet ist. An den seitlichen Regrenzungen dieses Widerstandsteils liegen flache Metallbänder 2 und 3, die als Elektroden zur Stromzuführung vorgesehen sind. Zur Verbesserung der Auflage bzw. zur Erhöhllng des Anpreßdrucks auf dem Widerstandsteil 1 sind diese Binder mit Löchern 4 versehen, durch welche die äußere Isolierstoffschicht 5 hindurchgelangen kann und sich dabei direkt mit dem Widerstandsteil verbindet.
• Auf der anderen Seite des Heizelements ist eine gleiche Isolierschicht 6 angeordnet.
• Bei der Herstellung des Flächenheizelements wird nun so vorgegangen, daß auf den Widerstandsteil 1 zunächst in dem Bereich, in welchem später die Metallbänder 2 und 3 aufliegen sollen, extrem dünne Bahnen 7 und 8 aus einer Wismutlegierung aufgespritzt werden1 die auch breiter als die Metallbänder 2 und 3 sein können. Hierfür ist besonders eine Legierung aus Ei, Pb und Sn zu etwa gleischon Teilen geeignet. Es wird so eine diinne Metallschicht auf den Widerstandsteil l aufgetragen, die sich fest mit demselben verbindet und eine Schichtdicke in der Cirößenordnung von 0,05 bis 0,l mm hat.
• Neben Wismutlegierungen ist es auch möglich, beispielsweise Zinnlegierungen zu verwenden. Prinzipiell können für die Metallbahnen 7 und 8 alle Metalle eingesetzt werden, wobei jedoch darauf ell achten ist, daß beim Aufspritzen des geschmolzenen Metalls der Widerstandsteil l nicht zerstört wird. Für die Metallbahnen muß daher ein Metall mit möglichst niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden.
• Nach dem Aufspritzen der Metall bahnen 7 und 8 werden die Metallbänder 2 und 3 auf dieselben aufgelegt und danach werden von beiden Seiten die Isolierstoffbahnen 5 und 6 auf das so vorbereitete Heizelement aufgebracht, die auf ihren Inneuseiten mit einer Klebschicht versehen sind und dann fest mit dem Widerstandsteil verkleben. Die Isolierstoffschichten 5 und 6 werden zweckmäßig aus durchsichtigem Material hergestellt. Als Materialien für diese lsolierstoffschichten eignen sich beispielsweise mit Polyäthylen beschichtete Polyesterfolien oder auch Polyamidfolien, die mit einem Polytetrafluoräthylen-Perfluor propylen-Copolymerisat beschichtet sind.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Biegsames elektrisches Flächenheizelement, bestehend ans einem el ektri schen Strom in Wärme umsetzenden flächenförmigen Widerstandstei3 aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoff und aus der Stromzuführung an den Widerstandsteil dienenden, an den seitlichen Begrenzungen des Widerstandsteils angeordneten Metallbanden, bei welchem das Widerstandsteil als elektrisch leitfähiges Vlies aus Kunststoffäden ausgebildet ist, die Metallbänder gelocht sind, das Vlies und die Metallbänder vollständig von Isolierstoffschichten umgeben sind und die Metallbänder mit dem Vlies durch die einseitig mit einer klebfähigen Schicht versehenen Isol i erstoffschichten fest verbunden sind, dadurch kennzeichnet, daß der Widerstandsteil (i) im Bereich der Metallbänder (2,3) aiif der den Metallbändern zuge wandten Seite mit fest haftenden, sehr diinnen Metallbahnen (7,8) versehen ist.

2. Flächenheizelement nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Metallbahnen (7,8) eine Wismutlegierung verwendet ist.

3. Verfahren zur Harstellung eines Flächenheizelements nach Ansnruch 1 ender 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Metallbahnen (7.8) durch Atlfspritzen auf den Widerstandsteil (l) hergestellt werden, daß danach die Metallbänder (2,3) auf die Metallbahnen (7,8) aufgelegt werden, und daß schließlich die Iso-@ierstoffschichten (5,6) aufgebracht werden.