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Biegsame, elektrische Heizleitung zur Bildung von Heizelementen,
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insbesondere Heizmatten Die Erfindung betrifft eine biegsame, elektrische
Heizleitung zur Bildung von Heizelementen, insbesondere Heizmatten, mit wenigstens
einem auf einem flexiblen Kern angeordneten, blanken Widerstandsheizleiter und einer
den Kern samt Heizleiter umfassenden Isolierung.
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Derartige Heizleitungen sind aus der einschlägigen Fachliteratur,
wie Werbeschriften der Herstellerfirmen, bekannt, und haben sich rUr zahlreiche,
z.T. sehr unterschiedliche Anwendungsarten und -zwecke sehr gut bewährt. Hierbei
erfordert Jedoch die Murrung des Endes des stromzu- bzw. -abfUhrenden Kaltleiters
an das betrerrende Ende der Heizleitung besondere Sorgfalt, insbesondere zur Erzielung
einer dauerhaften, unter allen auftretenden Betriebsbedingungen feuchtigkeitsdichten
und betriegssicheren Anschlußverbindung.
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Trotz der hierfür aufgewendeten Sorgfalt treten Jedoch an diesen Verbindungsstellen
häufig Fehler auf, die, sei es durch Bruch der Leiterverbindung oder auch durch
Isolationsfehler infolge von Feuchtigkeit, den Betrieb einer mit den bekannten Heizleitungen
ausgestatteten Anlage empfindlich stören können. Die GrUnde hierfür liegen einerseits
in dem unterschiedlichen Biegeverhalten des flexiblen Kaltleiters gegenüber dem
meist steiferen Heizleiter bzw. dem deren Verbindung herstellenden Element, wodurch
als Folge der üblichen rauhen Handhabung, etwa der mit diesen Heizleitungen ausgestatteten
Heizmatten vor und während des Einbaues derselben an den Verbindungsstellen hohe
mechanische Beanspruchungen auftreten, die häufig zu einer teilweisen Unterbrechung
des Stromflusses im Bereich der Verbindungsstelle durch den Bruch einzelner Drähte
führen. Die dadurch bedingte erhöhte Strombelastung beim Betrieb der Matte bewirkt,
wegen der teilweise beschädigten Leiter aber auch zufolge der dort Ublicherweise
vorgesehenen stärkeren Isolierung, eine zusätzliche Erwärmung an dieser Stelle,und
schließlich wird durch die Dauerwechselbeanspruchung zwischen warm und kalt der
pulsierenden Heizzyklen die Leiterunterbrechung herbelgerührt. Um dies zu vermeiden,
werden zur Verringerung der mechanischen Beanspruchung der Leiterenden die Muffen
vielfach besonders schwer ausgefUhrt, was Jedoch zu einer weiteren Erhöhung des
Wärmestaues führt.
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Andererseits wird auch die Isolierung der Verbindungsstelle vor und
während des Einbaues eines solchen Heizelementes,beispielsweise einer Heizmatte'besonders
stark beansprucht, insbesondere die Bindung zwischen Leiter- und Mufrenisolierung,
in welchem Bereich dadurch Schäden am Isolierstoff in Form feiner Haarrisse entstehen
können, die sich bei der unvermeidlichen Wämrewechselbeanspruchung sowie der Anwesenheit
von Feuchtigkeit, z.B. Kondenz- oder Schneewasser, stetig vergrößern und nach einiger
Zeit, die einige Wochen aber auch bis zu mehreren Monaten dauern kann, zu elektrischen
Durchschlägen fUhren. Daher wird zur Vermeidung von Feuchtigkeitsdurchschlägendie
Muffe vielfach zusätzlich mit einem Kabelwachs oder ähnlichem Feuchtigkeitsschutz
versehen, was einen zusätzlichen Arbeitsaufwand erfordert ohne die gewUnschte hohe
Durchschlagsfestigkeit
im Dauerbetrieb mit Sicherheit zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aurgabe zugrunde, die Heizleitung so aus zu
bilden, daß Leiterbrüche und Isolationsschäden sowie Durchschläge im Verbindungsbereich
zwischen dem stromzuRUhrenden Kaltleiter und der eigentlichen Heizleitung mit Sicherheit
vermieden sind, so daß der dauerhafte und ungestörte Betrieb eines damit bestückten
Heizelementes, wie Heizmatte oder sonstiger fleizeinrichtung, mit großer Sicherheit
gewährleistet ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit einer Heizleitung der eingangs
umrissenen Art, die erfindungsgemäß eine vorbestimmte, nachträglich nicht veränderbare
Länge mit einem Heizleiterabschnitt und wenigstens einem in diesen kontinuierlich
Ubergehenden, stromzu-bzw. -abruhrenden Kaltleiterabschnitt aufweist, wobei der
Kern im Bereich des Heizleiterabschnittes als flexibler Kunststoffstrang und im
Bereich Jedes Kaltleiterabschnittes als Litze aus elektrisch gut leitenden Drähten
vorgefertigt, und das oder Jedes Ende des Kunststoffstrangteiles mit dem betrefrenden
Litzenstrangteil des Kernes dauerhaft rest verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Heizleitung als einschließlich
der stromzuftihrenden Kaltleitungen vorgefertigte, einstückige Einheit vermeidet
nicht allein die vorausgehend geschilderten Schwierigkeiten sondern bringt darüber
hinaus den Vorteil einer wesentlich vereinfachten Montage, da sich hierbei die bisher
erforderliche sorgfältige Durchführung der Muffung erübrigt, und sie gewährleistet
darUber hinaus langzeitig den sicheren Betrieb der daraus gebildeten Heizeinrichtung.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind unterschiedliche Teile des Kernes
mittels wenigstens einer QuetschhUlse oder dergleichen verbunden, deren maximale
Querschnittsabmessung im zusammengedrückten Zustand etwa gleich Jener des ungedrUckten
Kernes ist, wobei sich der Heizleiter und die Isolierung Uber die ganze Länge der
Heizleitung einschließlich des oder Jedes Kaltleiterabschnittes erstrecken, mit
dem Vorteil, daß die feuchtigkeitsdichte Isolierung über die kritische Verbindungsstelle
hinweg durchgehend homogen und einheitlich ist, so daß elektrische Durchschläge
so gut wie ausgeschlossen sind.
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Hierzu ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere
aus fertigungstechnischen GrUnden, besonders vorteilhaft» wenn die Querschnittsform
und -abmessungen der Seele des Heizleiterabschnittes und der Kaltleiterabschnitte
im wesentlichen gleich sind, und die Isolierung als über die ganze Länge der Heizleitung
einstUckig extrudierte HUlle ausgebildet ist.
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Mit den nachstehenden Ansprüchen umrissene weitere Merkmale, Vorteile
und Einzelheiten verschiedener AusfUhrungsrormen der Erfindung werden nachstehend
anhand von in der Zeichnung veranschaulichten AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen, Fig. 1 teils un Ansicht und teilweise geschnitten,
eine AusrUhrungsform der Heizleitung im Bereich der Verbindungsstelle zwischen deren
Heizleiter- und Kaltleiterabschnitten; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Heizleitung
gemäß Fig. 1; Fig. 3 in Ansicht eine andere Ausführungsform der Heizleitung nach
der Erfindung und die Fig. 4 bzw. 5je einen Querschnitt durch den Heizleiter- bzw.
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Kaltleiterabschnitt der Heizleitung gemäß Fig. 3.
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Die in der Zeichnung gezeigte elektrische Heizleitung 1 weist einen
relativ langen Heizleiterabschnitt 2 und wenigstens einen,vorzugsweise zwei£ mit
diesem an jedem Ende desselben dauerhaft fest verbundene Kaltleiterabschnitte 3
auf, wobei die Heizleitung 1 derart mit vorgegebener Gesamtlänge und entsprechender
Länge der einzelnen Abschnitte 2 bzw. 3 vorgefertigt ist, daß sich Jedwede Mutfung
an dem aus einer solchen Heizleitung gebildeten Heizelement, beispielsweise einer
Heizmatte, Dachrinnen-, Fußboden-, Garageneinfahrt-, Brücken- oder sonstigen Heizeinrichtung,
erübrigt. In Jedem Falle braucht nur jeweils das äußerste Ende des oder Jedes Kaltleiterabschnittes
3 in der üblichen, problemlosen Weise an die Stromquelle angeschlossen zu werden.
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Grundsätzlich erstellt bei allen Ausführungsformen dieser Heizleitung
der deii Heizleiter 10 tragende Kern 4 derselben im Bereich des langen Heizleiterabschnittes
2 aus einem flexiblen Kunststoffstrang 4a, der vorzugsweise an jedem Ende über eine
Quetschhülse 11 oder dergleichen ult einei litze 4b aus elektrisch gut leitenden,
flexiblen Drähten, beispielsweise dünnen Kupferdrähten, dauerhaft fest verbunden
ist. tlierbei erstrecken sich der auf den Kern 4 aufgebrachte Heizleiter 10 sowie
die diesen samt dem Kern 4 umfassende elektrische Isolierung 9 Uber die ganze Länge
des Kernes 4 einschließlich seiner I,itzenabschnitte und somit kontinuierlich Uber
die gesamte Länge der Heizleitung 1. Dies kann in der hier nicht gezeigten einfachsten
AusfUnrungsform mit einem einzigen Widerstandsheizleiter ausgeführt sein, der wendelförmig
auf den Kern ausgebracht und von einer Uber die ganze Länge der Leitung kontinuierlichen
Isolierung aus thermoplastischem oder im Endzustand gummielastischen Isolierstoff
umgeben ist.
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In einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung ist der Heizleiter
10 als auf den Kern 4 aufgebrachtes bzw. Uber dem einlaufenden Kern 4 aus leitenden
Widerstandsheizleiter- und aus nichtleitenden oder schlecht leitenden Flechtelementen
5 bzw. 6 zusammengesetztes Rundgeflecht 15 ausgebildet, wie dies aus den Fig. 1
und 2 zu erkennen ist. Bei dieser AusfUhrungsform der Heizleitung 1, bei der der
lleizleiterabschnitt 2 mit allen seinen Elementen kontinuierlich in den bzw. die
an seinen Enden fest angeschlossenen Kaltleiterabschnitte 3 Ubergeht, unterscheidet
sich der Heizleiterabschnitt 2 von dem letzteren im Querschnitt allein dadurch,
daß der Kern 4 im Bereich des Kaltleiterabschnittes 3 nicht aus Kunststoff sondern
aus gut leitender Kupferlitze gleichen Querschnittes besteht. Deshalb ist der in
Fig. 2 veranschaulichte Querschnitt durch die Heizleitung dieser AusfUhrungsform,
abgesehen vom Werkstoff des Kerns 4,an jeder beliebigen Stelle dieser Leitung gleich.
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Gemäß einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Heizleitung besteht der Heizleiter 10 aus wenigstens zwei an der Kernoberfläche
im gleichmäßiger Verteilung angeordneten,
vorzugsweise auf den
Kern 4 aufgeseilten Widerstandsheizleitern 5, wobei der Raum zwischen diesen im
iietzleiterabzchnitt 2 mit nicht-oder schlecht leitendem Material bzw. aus solchem
geformten, drahtf(irmlgen Elementen f; und im Kaltleiterabschnitt 3 mit solchen
Elementen 7 au leitfähigem Material gefüllt ist, und die Isolierung 9 als biegsame,
wärmebeständige Hülle aus einem widerstandsfähigen Kunststoff-, Gummi- oder dergleichen
Compound gebildet ist. Diese in Pig. 3 gezeigte Ausftihrungsform der Heizleitung
1 ist mit einfsacheren Mitteln und daher wirtschaftlicher zu erstellen als die in
Fig. 1 gezeigte Heizleitung, weist jedoch bei ansonsten völlig gleichen Eigenschaften,
eine geringere Gleichmäßigkeit der Oberfläche ihrer Iso Lierung 9 auf. , Wie ein
Vergleich der Fig. 4 und 5 zeigt, unterscheidet sich der Querschnitt dieser Leitung
1 im Heizleiterabschnitt @ bzw. irn Kaltleiterabschnitt 3 dadurch, daß zwar die
Widerstandsheizleiter 5 kontinuierlich durchgehend aufgeseilt und somit an allen
stel lein der Leitung in gleicher Weise vorhanden und daher im Querschnitt zu erkennen
sind, wobei jedoch der Raum zwischen den Wider-Standsheizleitern 5 im Bereich des
Heizleiterabschnittes 2 mit den drahtförmigen nichtleitenden oder schlecht leitenden
Elementen 6, hingegen im Hereicii des Kaltleiterabschnittes 3 mit den nichtleitender
Elementen 6 im Querschnitt entsprechenden, leitenden Elementen 7, beispielsweise
Kupferdrähte, gefüllt ist. Hier ist im Übergangsbereich zwischen jedem nichtleitenden
Element 6, beispielsweise aus Kunststoff, und dem entsprechenden leitenden Element
7 des Kaltleiterabschnittes 3 ein Luftspalt 8 frei belassen.
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Für aLle Ausführungsformen dieser Heizleitung ist es in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorteilhaft, wenn als Widerstandsheizleiter L) Lirom-NickeL-, Konstatan-
oder dergleichen Drähte, als nichtleitender Ptlistoff oder Flechtelemente Kunststoffdrähte
6 gleichen Querschnittes, beispielsweise aus Polyamid, Polypropylen oder dergleichen,
und als Leitende, drahtförmige Elemente 7 im Kaltleiterabschnitt 3 Drähte aus Kupfer,
Aluminium oder dergleichen, vorgesehen sind, woei sich außer dem kontinuierlich
durchverbundenen Kern auch die Widerstandsheizleiter 5 und die Isolierung 9 über
die ganze Länge der Leitung erstrecken, Jedoch ggf zwischen den Enden der nichtleitenden
und der leitenden Küllelemente 6 bzw. 7, wie in Fig. 3 gezeigt,
Je
ein Luftspalt 8 rrei belassen ist. Der vorausgehend beschriebene Aufbau dieser ileizleitung
hat sich, insbesondere unter Verwendung der angegebenen Werkstorfe, als besonders
widerstandsfähig, dauerhaft und selbst bei sciiwierigsten Bedingungen @ußerst betriebssi
-cher erwiesen.
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Ferner iUt es ebenfalls bei allen AusfUhrungsfürmen dieser ijeizteitung
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Heizleitung ihrer
der Isolierung 9 mit einer kontinuierlichen iuße-Abschirmung 1), beispielsweise
einem Schirmgeflecht, ggf. Spargeflucht, aus elektrisch leitenden Drähten, sowie
mit einem Uber ihre ganze Länge kontinuierlichen, vorzugsweise einstückig extrudierten
Mantel 12 versehen ist. Dieser besteht vorzugsweise aus einem abriebfesten Isolierstoff,
beispielsweise Nylon, und kann Je nach Bedarf unter oder über der Abschirmung 13
angeordnet, und hierbei für spezielle Anwendungen ggf. auch noch mit einer besonders
wiserstandsruhigen Bewehrung versehen sein.
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Wie bereits erwähnt, ist die Heizleitung für den Einsatz unter schwierigen
Bedingungen und zur Bildung von Heizelementen aller Art geeignet. In einer bevorzugten
Anwendung ist sie einstückig mit einer Ellelzahl im wesentlichen paralleler Teilabschnitte
des Heizleiterabschnittes 2 zur Bildung einer Heizmatte entsprechender Länge meander
förmig angeordnet und in dieser Anordnung festgelegt, wobei ein wesentlicher Teilabschnitt
des oder jedes Kaltleiterabschnittes 3 über den Rand dieses Gebildes vorragt. Ebenfalls
bevorzugte Arten der Anwendung dieser Heizleitung sind ferner Dachrinnen- und Fallrohrbeheizung,
Frostschutz für Rohrleitungen verschiedener Art, Bandbeheizung unter Bungalow-Fernstern,
Abfluß- und Kanalisationsbeheizung und dergleichen mehr, wobei in allen Anwendungsarten
und unter schwierigsten Bedingungen der dauerhafte Bestand und der einwandfreie
Betrieb der mit dieser Heizung bestückten Heizeinrichtung mit großer Sicherheit
gewährleistet ist.