DE4221455A1 - Modular heating element - comprises and crosspieces of conductive fibre-reinforced plastics - Google Patents

Modular heating element - comprises and crosspieces of conductive fibre-reinforced plastics

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DE4221455A1
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heating
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DE4221455A
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Robert Menczel
Ernst Heinrich Grundmann
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Fibertec 47877 Willich De GmbH
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Giulini Chemie GmbH
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Abstract

A heating element of composite material has a gap (11) between at least two parallel webs (10) of electrically conductive fibre-reinforced plastics and has, at the web ends, a connecting cross-piece (10a) of the same material and with the same volume resistivity. Pref. the composite material contains woven carbon fibres or carbonised synthetic fibres. The heating element (10) consists of carbon fibres or carbonised synthetic fibres, impregnated with resin, such as epoxy, silicone of furan resin, or a water glass binder to form a prepreg which is dried and then hardened by hot pressing at about 500 N/sq.cm. The product is stamped or cut to form the webs and crosspieces. Alternatively, the crosspieces (10a) may consist of metal. The heating element may be covered with plates of glass fibre-reinforced plastics. USE/ADVANTAGE - The heating element is useful for various applications such as hot plates, heating drums for paper and textile processing, heating of electroplating baths and chemical equipment, in the food, automobile, aircraft and building industries and in domestic equipment. It provides high heating power at low current consumption, provides precise temp. holding (within 5 deg.C), heats up and cools rapidly, has a modular construction, can be controlled by sensors and programme control, has high flexibility for conforming to shaped surfaces, is unbreakable and is moisture and corrosion resistant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement aus Komposit-Werkstoffen.The present invention relates to a heating element Composite materials.

Heizelemente aus Komposit-Werkstoffen sind bereits mehrfach beschrieben worden. Der Grund für den bisher nur geringen Erfolg ist u. a. der Nachteil, daß eine genaue Temperatur-Vorwahl für alle Bereiche der Heizfläche nicht möglich ist, die Herstellungskosten zu hoch und die Einsatzbereiche stark eingeschränkt sind.Heating elements made of composite materials have already been described several times been. The reason for the little success so far is a. the Disadvantage that an exact temperature preselection for all areas the heating surface is not possible, the manufacturing costs are too high and the areas of application are severely restricted.

So beschreibt z. B. die DE Patentschrift 29 28 293 C2 ein Gewebe- Imprägnierverfahren durch Harzinjektion mittels Kohlefasergewebe zur Wärmeübertragung, wobei das Kohlefasergewebe als elektrische Heizmatte zur Steuerung der Harz-Viskosität verwendet wird. Es werden hierbei die Gewebeenden jeweils in Kupferblechstreifen ein­ gefaßt.For example, B. DE patent specification 29 28 293 C2 a tissue Impregnation process by resin injection using carbon fiber fabric for heat transfer, the carbon fiber fabric being electrical Heating mat is used to control the resin viscosity. It the fabric ends are each in strips of copper sheet composed.

Hierzu kann festgestellt werden, daß das Herstellen von großfächi­ gen Bauteilen, wie z. B. Rotorblätter von Hubschraubern, nach heuti­ gem Erkenntnisstand durch die Verwendung von Prepregs (mit Harz per Imprägnier-Automaten vorimprägnierte Fasermaterialien) erfolgt, da das Harzinjektionsverfahren für Präzisionsbauteile zu ungenau ist. Außerdem ist das beschriebene Kohlefasergewebe ein Teil der tragenden Struktur des zu erstellenden Bauteiles selbst und damit als Halbzeug mit dem individuell und universell einsetzbaren erfindungsgemäßen Heizelement nicht vergleichbar. Lt. Beschreibung "bleiben die Heiz­ elemente als tragende Struktur im Bauteil selbst erhalten".It can be stated that the production of large-scale against components such. B. rotor blades of helicopters, according to today according to the state of knowledge through the use of prepregs (with resin pre-impregnated fiber materials), because the resin injection process is too imprecise for precision components. In addition, the carbon fiber fabric described is part of the load-bearing Structure of the component to be created itself and thus as a semi-finished product with the individually and universally applicable invention Heating element not comparable. Lt. Description "remain the heating Preserve elements as a supporting structure in the component itself ".

Die US-Patentschrift 3,146,340 beschreibt ebenfalls ein Heizelement unter Verwendung von Kohlefasergewebe als Primär-Element allerdings in aufwendiger hermetisch dichter Einkapselung mit je zwei äußeren Schichten aus isolier- und hitzeleitfähigem Material. Die Ränder dieses plattenförmigen Heizelementes, welches u. a. für Öfen, Toaster und ähnliche Einsätze vorgesehen war, sind aus unterschiedlichen Isolierstoffen. Keinesfalls ist somit eine exakt gleichmäßige Wärmeverteilung über die Gesamtfläche des Heizkörpers möglich. Außerdem ist die Herstellung und Instandhaltung eines derartigen Heizelementes doch recht aufwendig und kostspielig und der Ein­ satzbereich gegenüber dem erfindungsmäßigen Heizelement stark eingeschränkt. Immerhin ist vorgesehen, das eingekapselte Primär­ heizelement in einem Vacuum oder einer Gasumgebung aus Argon oder Nitrogen anzuordnen. Offenbar für eine bessere Vernetzung der Kohlefasergewebe ist vorgesehen, dieses in eine Suspension von Aluminium-Gel zu tauchen. Es sei auch eine variable Temperatur­ erzeugung möglich bei Aufteilung in einzelne streifenförmige Sektionen (ohne Querverbindungen), wozu allerdings eine Vielzahl von einzeln elektrisch geschalteten und einzeln zu überwachenden Versorgungs­ stellen erforderlich wäre.U.S. Patent 3,146,340 also describes a heating element using carbon fiber as the primary element, however in complex hermetically sealed encapsulation with two outer ones each Layers of insulating and heat conductive material. The edges this plate-shaped heating element, which u. a. for ovens, toasters and similar inserts were provided are different  Insulating materials. In no way is it exactly uniform Heat distribution over the entire area of the radiator possible. In addition, the manufacture and maintenance of such Heating element quite complex and expensive and the one area compared to the inventive heating element strong limited. After all, the encapsulated primary is provided heating element in a vacuum or an argon gas environment or to arrange nitrogen. Apparently for better networking the carbon fiber fabric is provided, this in a suspension of aluminum gel to dip. It is also a variable temperature Generation possible when dividing into individual strip-shaped sections (without cross connections), but for this a large number of individually electrically switched and individually monitored supply would be required.

Das erfindungsgemäße Heizelement kann alle vorgenannten Nachteile vermeiden, da es sich die allerneuesten Erkenntnisse der Werkstoff­ forschung und grundsätzliche neue Ideen zunutze macht.The heating element according to the invention can have all of the aforementioned disadvantages avoid as it is the very latest knowledge of the material research and fundamental new ideas.

Der wesentliche Erfindungsgedanke dabei ist die Verwendung einer einzigen durchlaufenden Gewebebahn aus hochleitfähigem Faser­ material gleichzeitig als Leiterbahn sowohl für die Stromführung als auch für die Wärmeabstrahlung.The main idea of the invention is the use of a single continuous fabric web made of highly conductive fiber material at the same time as a conductor track for both the current supply as well as for heat radiation.

Bereits bei der Konfektionierung der Gewebebahn, nach Abzug von der von der Weberei übernommenen Warenrolle, entsteht die Konfi­ guration aus z. B. Kohlefasergewebe (10) mit ihren parallel zu den Leiterstegen (10) verlaufenden Luftspalten (11) in beliebiger, einsatzzweck-angepaßten Gesamtlänge. Bei Standardisierung der einsatzzweck-angepaßten Einzellängen ist somit ein Modulsystem vorgegeben. Die Anordnung der parallel zueinander verlaufenden Leiter­ bahnen in exakt gleicher Breite ohne Überleitungselementen in den Querstegen (10a) ermöglicht eine absolut gleichmäßige Strom­ führung, da der Innenwiderstand an allen Stellen gleich ist. Already during the assembly of the fabric web, after deduction from the roll of goods taken over by the weaving mill, the configuration is created from e.g. B. carbon fiber fabric ( 10 ) with their parallel to the conductor bars ( 10 ) extending air gaps ( 11 ) in any, application-adapted overall length. When standardizing the individual lengths adapted to the intended use, a module system is thus specified. The arrangement of the mutually parallel conductor tracks in exactly the same width without transfer elements in the crossbars ( 10 a) enables absolutely even current conduction, since the internal resistance is the same at all points.

Um eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung in allen Bereichen zu gewährleisten, wird das Gewebe einer weiteren erfindungsge­ mäßen Maßnahme unterzogen. Nach oder vor der Imprägnierung des Gewebes mit Laminierharz, vorzugsweise auf der Basis von Epoxid oder einem flüssigen bzw. pastösen organischen Matrix­ system, wird es in einer Presse mit hohem Druck von ca. 500 N/cm2 verdichtet. Hierdurch wird erreicht, daß das zuvor relativ offene und im Querschnitt voluminöse Gewebe (14), an den Fadenverkreuzungs­ punkten derart stark zusammengedrückt wird, das die Fadenver­ kreuzungspunkte abgeplattet werden, wodurch ein beidseitiger linsenförmiger Nietkopf entsteht. Durch die Vielzahl der so ent­ standenen Nietköpfe, von denen jeder nach vier Seiten hin Berührungs­ kontakt zu den benachbarten Köpfen hat, entstehen so neben den Kontakten durch die Schuß- und Kettfäden auf der Ober- und Unter­ seite des Gewebes zusätzliche Multi-Kontaktbereiche (10, Fig. 4).In order to ensure uniform heat radiation in all areas, the fabric is subjected to a further measure according to the invention. After or before the impregnation of the fabric with laminating resin, preferably based on epoxy or a liquid or pasty organic matrix system, it is compressed in a press with high pressure of approximately 500 N / cm 2 . This ensures that the previously relatively open and voluminous cross-section tissue ( 14 ) at the thread crossing points is compressed so strongly that the thread crossing points are flattened, creating a bilateral lenticular rivet head. Due to the large number of rivet heads, each of which has contact with the neighboring heads on four sides, in addition to the contacts, the weft and warp threads on the top and bottom of the fabric create additional multi-contact areas ( 10 , Fig. 4).

Ein weiterer erfindungsgemäßer Gedanke stellt die Vermeidung bzw. Entfernung von Lufteinschlüssen aus den Gewebezwischenräumen dar. Hierzu wird sogenanntes Abreißgewebe für die Entlüftung mit verpreßt und nach der Verpressung und Aufnahme des überschüssigen Laminier­ harzes entfernt (abgerissen). Dieses sog. Abreißgewebe ist ein grob­ maschiges Polyamidgewebe, welches keine Verbindung mit dem zu ent­ lüftenden Laminat eingeht.Another idea according to the invention is avoidance or Removal of air pockets from the tissue spaces. For this purpose, so-called tear-off fabric is also pressed in for ventilation and after pressing and picking up the excess lamination resin removed (torn off). This so-called tear-off fabric is rough mesh polyamide fabric, which no connection with the ent ventilating laminate.

Das so entstandene Heizelement wird mit einer oder mehreren Lagen beidseitig angeordneter Deckschichten zur elektrischen Isolierung und Wärmeübertragung (13) versehen. Diese Isolierschichten, vorzugs­ weise aus Glasfaserlaminat unter Verwendung unidirektionaler Prepregs oder keramischen Stoffen bzw. hochtemperaturbeständigem Glas bilden die Kontaktflächen zu den zu beheizenden Medien.The resulting heating element is provided with one or more layers of cover layers arranged on both sides for electrical insulation and heat transfer ( 13 ). These insulating layers, preferably made of glass fiber laminate using unidirectional prepregs or ceramic materials or high-temperature resistant glass form the contact surfaces to the media to be heated.

Entscheidend ist weiterhin, daß die Breite der als Leiter dienenden Stege (10) auf eine Toleranz von ±1 mm eingehalten wird, auch dann, wenn aus Kapazitätsgründen mehrere durch Aufeinanderlegen verbundene Heizelemente eingesetzt werden. Entscheidend ist, daß exakt gleiche Innen- bzw. Durchgangswiderstandswerte über die Gesamtzahl der Stege vorhanden sind. Eine auch denkbare Verwendung von z. B. Kupfer­ streifen als Querverbindung bzw. Quersteg (10a) würde viele Nachteile haben. Kupfer würde an dieser Stelle zwar den Strom, nicht aber die Wärme, wie erforderlich, weiterleiten.It is also crucial that the width of the webs ( 10 ) serving as conductors is maintained within a tolerance of ± 1 mm, even if, for reasons of capacity, several heating elements connected by stacking are used. It is crucial that there are exactly the same internal or volume resistance values across the total number of webs. A conceivable use of z. B. copper strip as a cross connection or crossbar ( 10 a) would have many disadvantages. At this point, copper would pass on the electricity, but not the heat, as required.

Durch die große Flexibilität, ermöglicht dadurch, daß im oder am erfindungsgemäßen Heizelement keine starren Teile oder Komponenten verwendet werden, läßt sich dieses in alle Richtungen in gemäßigten Radien biegen und rollen. So ist es z. B. möglich, Rohre, Trommeln oder Walzen von innen zu beheizen, was bisher nur mit großem Aufwand bei enormem Energieverbrauch möglich war. Möglich wird eine Walzen-Innenbeheizung z. B. dadurch, daß das erfindungsgemäße Heizelement so im Walzeninnenraum plaziert wird, daß seine Außen- Decklage (13) an der Innenwand der Walze anliegt und über direkten Kontakt die Wärme an den Walzenmantel abgibt. Die Baulänge des Heizelementes entspricht dabei dem Umfang der Innenseite des Walzen­ mantels. Weitere Ausgestaltungen der Beheizung von Rohrkörpern sind in gleicher der ähnlicher Weise möglich.The great flexibility, made possible by the fact that no rigid parts or components are used in or on the heating element according to the invention, can be bent and rolled in all directions in moderate radii. So it is z. B. possible to heat pipes, drums or rollers from the inside, which was previously only possible with great effort and enormous energy consumption. Internal roller heating is possible e.g. B. in that the heating element according to the invention is placed in the interior of the roller so that its outer cover layer ( 13 ) abuts the inner wall of the roller and gives off the heat to the roller shell via direct contact. The overall length of the heating element corresponds to the circumference of the inside of the roll shell. Further configurations of the heating of tubular bodies are possible in the same way.

Entscheidende Vorteile des erfindungsgemäßen Heizelementes sind:
Hohe Heizleistung bei geringem Stromverbrauch.
Genaueste Temperaturhaltung, auf ±0,5°C genau.
Schnellste Aufheizung und Abkühlung (für kurze Entformungen wichtig).
Modulbauweise und partielle Steuerung über Temperaturfühler und Programmsteuerung.
Anpassung an Formenoberflächen durch hohe Flexibilität - dadurch auch Möglichkeit der direkten Innenbeheizung von Walzen, Rohren und Trommeln mittels Stromversorgung z. B. über Schleifringe und Kohlebürsten.
Unzerbrechlichkeit, Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit.The decisive advantages of the heating element according to the invention are:
High heating output with low power consumption.
Exact temperature maintenance, accurate to ± 0.5 ° C.
Fastest heating and cooling (important for short demouldings).
Modular design and partial control via temperature sensors and program control.
Adaptation to mold surfaces thanks to high flexibility - this also enables the possibility of direct internal heating of rollers, pipes and drums using a power supply, e.g. B. via slip rings and carbon brushes.
Unbreakability, moisture and corrosion resistance.

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, wären folgende Anwendungen denkbar:
Maschinenbau: Druck-, Imprägnier-, Transport-, Kalander- und Umlenk­ walzen aller Art;
Heizplatten für Plattenpressen;
Heiztrommeln für Papier- u. Textilverarbeitung, Durchlaufpressen;
Heizungen für galvanische Bäder sowie Rohrleitungen und Behälter im Chemiebereich.The following applications would be conceivable without claiming to be complete:
Mechanical engineering: pressure, impregnation, transport, calender and deflection rollers of all kinds;
Hot plates for plate presses;
Heating drums for paper and Textile processing, continuous presses;
Heaters for electroplating baths as well as pipes and containers in the chemical sector.

Lebensmittelindustrie: Kochgeräte, Heizungen für Misch- und Rührwerke, Schnellauftauvorrichtungen, Molkereien, Trocknungsanlagen;
Fahrzeugbau: Warmhaltevorrichtungen für Isolierfahrzeuge, Motorraum- Vorwärmevorrichtungen, Sitzheizungen, Rückspiegelheizungen, Einstiegstreppen-Enteisungen für Busse und Bahnen;
Flugzeugbau: Vorflügel-, Leitwerks- und Rotorblatt-Enteisungen, Kabinenheizungen.
Bauwesen: Start- und Landebahn-Enteisungen, Rasenheizungen für Sportfelder, Enteisungen von gefährdeten Brücken und Fahrbahnteilen, Enteisungen von Weichen, Stellwerken und Signalen, Enteisungen im Liegeplatzbereich von Booten und Schiffen;
Wohnungsbau: Kochfelder im Küchenbereich, Wannenheizung im Bad, Fußboden- und Deckenheizung, Speicherheizungen, Heizdecken, Wäschetrockner, Bügelpressen, Warmhalteplatten etc.Food industry: cooking appliances, heaters for mixers and agitators, quick defrosting devices, dairies, drying systems;
Vehicle construction: Warming devices for insulating vehicles, engine compartment preheating devices, seat heating, rear-view mirror heating, steps for de-icing stairs for buses and trains;
Aircraft construction: slat, empennage and rotor blade defrosting, cabin heating.
Construction: runway de-icing, lawn heating for sports fields, de-icing of endangered bridges and road parts, de-icing of switches, signal boxes and signals, de-icing in the berth area of boats and ships;
Housing construction: hobs in the kitchen area, bath heating in the bathroom, floor and ceiling heating, storage heating, electric blankets, tumble dryers, ironing presses, hot plates etc.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben:Exemplary embodiments of the invention are described below:

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Heizelement in der Draufsicht, Fig. 1 shows a heating element in top view,

Fig. 2 ein Heizelement im Querschnitt mit zugehörigen Decklagen, Fig. 2 shows a heating element in cross-section with associated cover layers,

Fig. 3 ein Heizelement mit aufgebrachten Decklagen teilweise abgedeckt; Fig. 3 partially covered a heating element with applied cover layers;

Fig. 4 ein Teilbereich des Heizelementes mit teilweise verpreßter Oberfläche. Fig. 4 shows a portion of the heating element with a partially pressed surface.

Neben den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen sind auch andere Formen und Materialzuordnungen der einzelnen Komponenten möglich. So ist z. B. anstelle des Glasfaserkunststoffes (13) auch eine Beschichtung mit keramischem flüssigen oder pastösem härtbarem Material möglich, ebenso wie eine Klebeverbindung mit einer hochhitze­ beständigen Glasplatte aus "JENAER GLAS, Hersteller Schott, Mainz". Auch besteht die die Möglichkeit, das Gewebe (10), welches als Leiterplatte des Heizelementes dient, mit hochhitzebeständigen Materialien durch Tauchen, Aufsprühen, Plasmaschweißen o. ä. zu verbinden. In addition to the exemplary embodiments shown in the figures, other shapes and material assignments of the individual components are also possible. So z. B. instead of the glass fiber plastic ( 13 ) also a coating with ceramic liquid or pasty curable material possible, as well as an adhesive bond with a high heat resistant glass plate made of "JENAER GLAS, manufacturer Schott, Mainz". There is also the possibility of connecting the fabric ( 10 ), which serves as the circuit board of the heating element, with highly heat-resistant materials by dipping, spraying, plasma welding or the like.

In der Fig. 1 wird das Heizelement (10) aus elektrisch leitfähigem Faserkunststoff wie z. B. Carbonfaser oder anderer carbonisierter Kunst­ faser mit einem Imprägnierharz, z. B. Epoxid-, Silikon-, Furanharz oder einem Binder auf Wasserglas- oder anderer organischer Basis imprägniert, dadurch, daß mittels Auftragswalzen oder Rakel das Harz so auf die Gewebebahn übertragen wird, daß alle Zwischenräume der Einzelfäden und alle Kapillaren der Faden-Einzelfilamente mit Harz gefüllt sind. Danach wird das auf diese Weise entstandene sog. Prepreg vorgetrocknet, mit einem Abreißgewebe beidseitig abgedeckt und unter Zuführung von Hitze und einem Druck von ca. 500 N/cm2 in einer Heiz­ presse ausgehärtet.In Fig. 1, the heating element ( 10 ) made of electrically conductive fiber plastic such. B. carbon fiber or other carbonized synthetic fiber with an impregnating resin, for. B. impregnated with epoxy, silicone, furan resin or a binder on water glass or other organic basis, characterized in that the resin is transferred to the fabric web by means of application rollers or doctor blades in such a way that all the interspaces of the individual threads and all capillaries of the individual thread filaments with Resin filled. Then the so-called prepreg thus obtained is pre-dried, covered on both sides with a tear-off fabric and cured in a heating press with the application of heat and a pressure of approx. 500 N / cm 2 .

Nach dem Entfernen des Abreißgewebes, welches eine homogene und luftblasenfreie Struktur bewirkt, werden unter Einsatz von Stanz­ werkzeugen, Trennscheiben, Wasserstrahl-Schneidvorrichtungen o. ä. die Spalte (11) zwischen den Stegen (10) und den Querstegen (10a) herausgetrennt, so daß bei exakt gleichmäßiger Breite aller Stege eine Leiterplatte mit genau gleichem Durchgangswiderstand entsteht. Im Bedarfsfalle können auch mehrere gleiche Leiterplatten übereinander­ gelegt und verpreßt werden.After removing the tear-off fabric, which creates a homogeneous and air bubble-free structure, the gaps ( 11 ) between the webs ( 10 ) and the cross webs ( 10 a) are cut out using punching tools, cutting discs, water jet cutting devices or the like, so that with exactly the same width of all webs a circuit board with exactly the same volume resistance is created. If necessary, several identical circuit boards can be placed on top of one another and pressed together.

Diese Leiterplatte (10) ist bereits das Heizelement, dessen beidseitige Decklagen (13) als Isolierschicht gleichzeitig die genaueste Wärme­ abstrahlung von jedem Punkt der Oberfläche gewährleisten, da die Wärmeübertragung von der Heizelementoberfläche direkt ohne Luft­ spalte erfolgt. Es können dadurch auch nicht die kleinsten Wärme­ verluste wie etwa bei stabbeheizten Geräten auftreten. Die Fertigung der Deckplatten (13) erfolgt dadurch, daß imprägnierte Glasfasergelege als sog. Prepregs im noch klebrigen Zustand auf beide Seiten der Leiterplatte (10) gelegt und mit diesen unter Hitzezuführung verpreßt werden.This printed circuit board ( 10 ) is already the heating element, the cover layers ( 13 ) on both sides ( 13 ) at the same time as the insulating layer ensure the most accurate heat radiation from any point on the surface, since the heat transfer from the heating element surface takes place directly without air gaps. This means that even the smallest heat losses cannot occur, as is the case with rod-heated devices. The cover plates ( 13 ) are manufactured by placing impregnated glass fiber fabrics as so-called prepregs in the still sticky state on both sides of the printed circuit board ( 10 ) and pressing them together with heat.

In Fig. 4 ist ein Ausschnitt des elektrisch leitfähigen Gewebes sichtbar, wobei ein Teilbereich (10) die verpreßte Oberfläche des unverpreßten Gewebes (14) darstellt, das mit der Oberfläche des erfindungsgemäßen Heizelementes identisch ist. In Fig. 4 a detail of the electrically conductive tissue is visible, with a portion (10) representing the pressed surface of the uncompressed fabric (14), which is identical with the surface of the heating element according to the invention.

Dieser Erfindungsgedanke des Verpressens des elektrisch leit­ fähigen Gewebes ermöglicht durch das Zusammendrücken der Faden­ verkreuzungen eine beidseitige Abplattung ähnlich Nietköpfen, die sich ausdehnen und auf vier Seiten gegenseitig berühren, so daß außer den ohnehin schon vorhandenen Kontakten durch die Schuß- und Kettfäden weitere Mehrfachkontakte entstehen.This inventive concept of pressing the electrically conductive able fabric by compressing the thread crosses a bilateral flattening similar to rivet heads that expand and touch each other on four sides so that apart from the contacts already existing through the shot and warp threads further multiple contacts arise.

Ein auf diese Weise gefertigtes Heizelement mit den neuartigen Multikontakten in Modulbauweise gewährleistet eine extrem hohe Funktions- und Betriebssicherheit bei einem sehr breiten Einsatz­ spektrum. Das erfindungsgemäße Heizelement ist ein beachtlicher Schritt auf dem Wege in die Zukunft durch Einsparung von Energie.A heating element made in this way with the new types Multi-contacts in modular design ensure an extremely high Functional and operational safety with a very wide range of uses spectrum. The heating element according to the invention is a remarkable one Step on the way to the future by saving energy.

Claims (8)

1. Heizelement aus Komposit-Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen mindestens zwei parallel verlaufenden Stegen (10) aus elektrisch leit­ fähigem Faserkunststoff ein Spalt (11) befindet und an den Stegenden eine Querverbindung (10a) aus demselben Material und mit demselben Durchgangswiderstand.1. Heating element made of composite materials, characterized in that there is a gap ( 11 ) between at least two parallel webs ( 10 ) made of electrically conductive fiber plastic and at the web ends a cross connection ( 10 a) made of the same material and with the same volume resistance . 2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bereiche des Heizelementes (10 u. 10a) aus demselben elektrisch leitfähigen Faserkunststoffgewebe sind mit konstantem Innenwiderstand über den ganzen Bereich der Leiterbahn.2. Heating element according to claim 1, characterized in that all areas of the heating element ( 10 and 10 a) are made of the same electrically conductive fiber plastic fabric with constant internal resistance over the entire area of the conductor track. 3. Heizelement nach Anspruch 1 und Verfahren zur Herstellung des Heizelementes, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasermaterial für die Herstellung des Heizelementes ein Gewebe aus Carbon­ fasern oder carbonisierten Kunstfasern verwendet wird, dessen Faden-Kreuzungspunkte (10) der Schuß- und Kettfäden (14) durch Verpressen zusammengedrückt und beidseitig abgeplattet werden.3. Heating element according to claim 1 and method for producing the heating element, characterized in that a fabric made of carbon fibers or carbonized synthetic fibers is used as the fiber material for the production of the heating element, the thread crossing points ( 10 ) of the weft and warp threads ( 14 ) pressed together and flattened on both sides. 4. Heizelement nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Gewebahn parallel verlaufende Spalte (11) durch schneiden, stanzen, sägen, laser- oder wasserstrahlschneiden herausgetrennt werden.4. Heating element according to claim 1 and 3, characterized in that from a fabric web parallel column ( 11 ) by cutting, punching, sawing, laser or water jet cutting are separated. 5. Heizelement nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entlüftung des verpreßten Laminates für das Heizelement (10) ein sogenanntes Abreißgewebe verwendet wird.5. Heating element according to claim 1 and 3, characterized in that a so-called tear-off fabric is used for venting the pressed laminate for the heating element ( 10 ). 6. Heizelement nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen (13) aus elektrisch isolierendem Material gefertigt und mit dem Heizelement (10) durch Verklebung verbunden sind. 6. Heating element according to claim 1 and 3, characterized in that the cover layers ( 13 ) made of electrically insulating material and are connected to the heating element ( 10 ) by gluing. 7. Heizelement aus Komposit-Werkstoffen nach den Ansprüchen 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zuordnung der Werkstoff-Komponenten eine Flexibilität erreicht wird, die es ermöglicht, daß das Heizelement innerhalb eines Rohrkörpers an dessen Innenwandung mittels direktem Kontakt anliegt und damit eine Aufheizung des Rohrmantels ermöglicht.7. Heating element made of composite materials according to the claims 1, 3 and 6, characterized in that by the assignment flexibility of the material components is achieved, which allows the heating element within a Pipe body on its inner wall by direct contact is present and thus enables heating of the pipe jacket. 8. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querverbindung der Stegenden (10a) aus einem metallischen Stoff besteht.8. Heating element according to claim 1, characterized in that the cross connection of the web ends ( 10 a) consists of a metallic material.
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018517A1 (en) * 1993-12-24 1995-07-06 British Technology Group Inter-Corporate Licensing Ltd. Improvements relating to electrically conductive materials
WO1997040309A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Thermion Systems International Method for controlling the viscosity of a fluid in a defined volume
WO1997039667A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Thermion Systems International Method for heating the surface of a food receptacle
DE19642037A1 (en) * 1996-10-11 1998-04-16 Kreco Kreiner Consulting Ges F Electric blanket
FR2773043A1 (en) * 1997-12-24 1999-06-25 Messier Bugatti RADIANT PANEL WITH CARBON FIBER HEATING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
US5932124A (en) * 1996-04-19 1999-08-03 Thermion Systems International Method for heating a solid surface such as a floor, wall, or countertop surface
US6018141A (en) * 1996-04-19 2000-01-25 Thermion Systems International Method for heating a tooling die
US6018143A (en) * 1995-08-03 2000-01-25 Check; Robert Heat thermal bag
DE19904076A1 (en) * 1999-02-02 2000-08-03 Bayerische Motoren Werke Ag Vehicle molded part made of a composite material with unidirectionally arranged carbon fibers
ES2155011A1 (en) * 1999-03-01 2001-04-16 Reptitropic S L Surface heater for terrariums
EP1138470A2 (en) * 2000-03-27 2001-10-04 Lisa Dräxlmaier GmbH Shaped support part with integrated heating element and method for its manufacture
DE19516909B4 (en) * 1994-05-10 2006-01-12 Misawa Shokai Co. Ltd., Higashikurume Web-shaped heating element and manufacturing method therefor
WO2007031623A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Sekrane Gerard Method for making a structural element comprising a composite material with organic matrix
WO2007118498A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Michael Eisele Heatable, shaped component part and method for producing such a component part and its use
DE102006049210B3 (en) * 2006-10-18 2008-04-10 Linkwin Technology Co., Ltd. Flexible strip heater fabrication method for e.g. earmuff, involves fixing protective sheet to surface of heating element opposite to film, retracting film, and fixing another protective sheet to surface of element opposite to former sheet
EP2955975A1 (en) 2014-06-14 2015-12-16 Karl Meyer AG Surface heating element
US9271334B2 (en) * 2007-02-01 2016-02-23 Xiaole FU Infrared electrothermal raised floor piece and floor comprising the same
CN110965301A (en) * 2019-11-25 2020-04-07 湖南浚林服饰有限公司 Lifting ironing table for garment production line
DE102020213984A1 (en) 2020-11-06 2022-05-12 Ford Global Technologies, Llc spring assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE641679C (en) * 1934-10-13 1937-02-09 Bbc Brown Boveri & Cie Strip-shaped heating resistor for electric resistance ovens
US2985860A (en) * 1959-12-07 1961-05-23 Templeton Coal Company Inc Electric heating tape and method of manufacture
US3146340A (en) * 1961-08-21 1964-08-25 Baird Atomic Inc Heating devices
SU547048A1 (en) * 1975-07-21 1977-02-15 Научно-Исследовательский Институт По Переработке Искусственных И Синтетических Волокон (Укрниипв) Tkana electrical heating tape
SU745024A1 (en) * 1978-06-07 1980-06-30 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им. Ленсовета Electric heater
US4737618A (en) * 1984-12-26 1988-04-12 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Heating element for a defrosting device for a wing structure, such a device and a process for obtaining same
SU1707781A1 (en) * 1988-10-11 1992-01-23 Конструкторско-Технологическое Бюро Феодосийского Производственного Объединения Им.Хху1 Съезда Кпсс Of manufacturing plate electric heater

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE641679C (en) * 1934-10-13 1937-02-09 Bbc Brown Boveri & Cie Strip-shaped heating resistor for electric resistance ovens
US2985860A (en) * 1959-12-07 1961-05-23 Templeton Coal Company Inc Electric heating tape and method of manufacture
US3146340A (en) * 1961-08-21 1964-08-25 Baird Atomic Inc Heating devices
SU547048A1 (en) * 1975-07-21 1977-02-15 Научно-Исследовательский Институт По Переработке Искусственных И Синтетических Волокон (Укрниипв) Tkana electrical heating tape
SU745024A1 (en) * 1978-06-07 1980-06-30 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им. Ленсовета Electric heater
US4737618A (en) * 1984-12-26 1988-04-12 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Heating element for a defrosting device for a wing structure, such a device and a process for obtaining same
SU1707781A1 (en) * 1988-10-11 1992-01-23 Конструкторско-Технологическое Бюро Феодосийского Производственного Объединения Им.Хху1 Съезда Кпсс Of manufacturing plate electric heater

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172344B1 (en) 1993-12-24 2001-01-09 Gorix Limited Electrically conductive materials
WO1995018517A1 (en) * 1993-12-24 1995-07-06 British Technology Group Inter-Corporate Licensing Ltd. Improvements relating to electrically conductive materials
DE19516909B4 (en) * 1994-05-10 2006-01-12 Misawa Shokai Co. Ltd., Higashikurume Web-shaped heating element and manufacturing method therefor
US6018143A (en) * 1995-08-03 2000-01-25 Check; Robert Heat thermal bag
US5966501A (en) * 1996-04-19 1999-10-12 Themion Systems International Method for controlling the viscosity of a fluid in a defined volume
US5932124A (en) * 1996-04-19 1999-08-03 Thermion Systems International Method for heating a solid surface such as a floor, wall, or countertop surface
US5981911A (en) * 1996-04-19 1999-11-09 Thermicon Systems International Method for heating the surface of a food receptacle
US6015965A (en) * 1996-04-19 2000-01-18 Thermion Systems International Method for heating a solid surface such as a floor, wall, roof, or countertop surface
US6018141A (en) * 1996-04-19 2000-01-25 Thermion Systems International Method for heating a tooling die
US6087630A (en) * 1996-04-19 2000-07-11 Thermion Systems International Method for heating a solid surface such as a floor, wall, roof, or countertop surface
WO1997039667A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Thermion Systems International Method for heating the surface of a food receptacle
WO1997040309A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Thermion Systems International Method for controlling the viscosity of a fluid in a defined volume
DE19642037C2 (en) * 1996-10-11 1999-04-15 Thermamed Gmbh Electric blanket
DE19642037A1 (en) * 1996-10-11 1998-04-16 Kreco Kreiner Consulting Ges F Electric blanket
FR2773043A1 (en) * 1997-12-24 1999-06-25 Messier Bugatti RADIANT PANEL WITH CARBON FIBER HEATING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
EP0926925A1 (en) * 1997-12-24 1999-06-30 Messier-Bugatti Carbon fibre heating panel and methode of making the same
DE19904076A1 (en) * 1999-02-02 2000-08-03 Bayerische Motoren Werke Ag Vehicle molded part made of a composite material with unidirectionally arranged carbon fibers
ES2155011A1 (en) * 1999-03-01 2001-04-16 Reptitropic S L Surface heater for terrariums
EP1138470A2 (en) * 2000-03-27 2001-10-04 Lisa Dräxlmaier GmbH Shaped support part with integrated heating element and method for its manufacture
EP1138470A3 (en) * 2000-03-27 2002-09-04 Lisa Dräxlmaier GmbH Shaped support part with integrated heating element and method for its manufacture
WO2007031623A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Sekrane Gerard Method for making a structural element comprising a composite material with organic matrix
FR2890968A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-23 Gerard Sekrane METHOD FOR MANUFACTURING STRUCTURAL ELEMENT COMPRISING ORGANIC MATRIX COMPOSITE MATERIAL
WO2007118498A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Michael Eisele Heatable, shaped component part and method for producing such a component part and its use
DE102006049210B3 (en) * 2006-10-18 2008-04-10 Linkwin Technology Co., Ltd. Flexible strip heater fabrication method for e.g. earmuff, involves fixing protective sheet to surface of heating element opposite to film, retracting film, and fixing another protective sheet to surface of element opposite to former sheet
US9271334B2 (en) * 2007-02-01 2016-02-23 Xiaole FU Infrared electrothermal raised floor piece and floor comprising the same
EP2955975A1 (en) 2014-06-14 2015-12-16 Karl Meyer AG Surface heating element
CN110965301A (en) * 2019-11-25 2020-04-07 湖南浚林服饰有限公司 Lifting ironing table for garment production line
DE102020213984A1 (en) 2020-11-06 2022-05-12 Ford Global Technologies, Llc spring assembly

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