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Elektrische Heizscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft eine elektrische Heizscheibe mit eingebetteten Heizelementen und (das Verfahren
zur Herstellung derartiger Heizscheiben.
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Die bisher bekannten Vorschläge für Heizscheiben mit eingebetteten
Heizdrähten haben nicht zur allgemeinen Verwertung geführt, da eine Sichtbehindierung
durch die eingebetteten 1-Ieiz,drahteinlagen nicht vermieden werden konnte.
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Wenn man von der direkten Behinderung der Sicht durch die Heizdrähte
selbst sowie von der Behinderung durch Reflexionserscheinungen an den Drähten zunächst
absieht, sind es insbesondere die Beugungserscheinungen, hervorgerufen von den als
optische Gitter wirkenden Drähten, die die Sicht im zunehmenden Maß beeinträchtigen.
Der gleichmäßige Durchmesser der Drähte und der gleichmäßige Abstand derselben untereinander
sind die idealen Bedingungen für das Auftreten dieser Beugungserscheinungen. Mit
abnehmendem Durchmesser und dadurch bedingter größeren Drahtzahl wirken diese Beugungserscheinungen
in zunehmendem Maß derart störend, daß eine Herabsetzung ,der Sicherheit bei Fahrzeugen
ernsthaft zu befürchten ist. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Beugungserscheinungen
zu vermeiden., beispielsweise durch leitfähige und durchsichtige Niederschlägt.
Derartige Heizscheiben sind aber schwierig herstellbar und darum zu teuer, so daß
sie nur in Sonderfällen Verwendung finden können.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Beseitigung dieser
Sichtbehinderung möglich wird, wenn die Voraussetzungen für die Gitterwirkung (gleichmäßiger
Abstand bei einheitlichem Drahtdurchmesser) beseitigt werden. Es genügt
nicht,
entweder den Abstand der Drähte unteremander ungleich zu gestalten oder den Drahtdurchmesser
verschieden zu gestalten. ' Die Erfindung kennzeichnet sich darin, daß die Heizdrähte
wellenartig entlang ihrer Hauptrichtung parallel zurHeizscheibenoberfiäche angeordnet
wer-:den. Dabei ist es vorteilhaft, die einzelnen Heizdrahtwellen gegeneinander
versetzt anzuordnen.
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Zur Erzielung optimaler Bedingungen ist es zweckmäßig,- die Richtungsänderung
der Wellen der Heizdrähte fortschreitend gleichmäßig zu gestalten.
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Es hat sich weiterhin gezeigt, .daß es von besonderem Vorteil ist,
wenn die Amplitude der wellenartig verlegten Heizdrähte kleiner ist als der halbe
mittlere 'Abstand der Wellen untereinander und wenn die Wellenlänge mindestens das
Vierfache der Amplitude beträgt.
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Bei Verwendung mattierter.Drähte zur Vermeidung der Reflexionserscheinungen
!gelingt es so, die Sichtbehinderung durch Beugungserscheinungen an der Drahteinlage
auf einen vernachlässig-bar kleinen Wert :herabzusetzen, so daß es hierdurch ermöglicht
wird, selbst dünnste Drähte in weit geringerem Abstand voneinander, als bisher .möglich
war, zu verwenden. Überraschend hierbei ist, daß es selbst dem akkomodierten Auge
kaum noch gelingt, die Drähte wahrzunehmen, während bei der Anordnung der Drähte
in reim, paralleler Lage hei gleichem Drahtdurchmesser die Sichtbarkeit derselben
auffälliger ist.
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Die Erfindung betrifft gleichzeitig :das Verfahren zur Herstellung
der elektrischen Heizscheiben mit den darin eingebetteten Heizelementen. Zwecks
wellenartiger Verlegung der Drähte indem Träger werden die Heizdrähte durch eine
Ablegevorrichtüng auf den vorbereiteten Träger aufgelegt, wobei .die Ablegevorrichtung
oder ,der Träger oder beide zusätzlich eine periodische Querbewegung zur Zuführungsrichtung
der Drähte ausführen. Zwecks Erzielung einer versetzten Anordnung der Wellen werden
die einzelnen Ableger in der Ablegevorrichtung versetzt zueinander angeordnet. Sie
machen dann die gleichen Bewegungen. Durch ihre versetzte Lage werden auch die einzelnen
Wellen versetzt zueinander auf dem Träger gebildet. An Stelle der durch eine Ablegevörrichtung
geformten Drahtwellen können die Heizelemente wellenfözmig, auch nach bekannten
Verfahren, wie beispielsweise galvanisch, chemisch, fototechnisch, im Spritz- oder
Druckverfahren, auf den Träger niedergeschlagen werden. In diesem Fall hat man es
in der Hand, den Durchmesser der Heizelemente über die ganze Länge der Elemente
um einen Mittelwert schwankend ungleichmäßig zu formen.
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Die Erfindung läßt sich anwenden zur Herstellung von Flächenheizkörpern
aller Art und Verwendungszwecke. Es können Heizfolien oder auch Heizscheiben hergestellt
werden, die starr, biegsam oder elastisch sind. Durch die wellenförmige Anordnung
.der Heizdrähte wird außerdem eine gleichmäßige Verteilung der erzeugten Wärme Über
die ganze Oberfläche der Heizscheibe erreicht. Man hat es dann in der Hand; auch
:bei dem Auflegen der Heizdrähte durch die Ablegevorrichtung Drähte verschiedenen
Durchmessers oder verschiedenen Materials nebeneinander aufzulegen, so daß beliebige
Widerstände und damit Heizwirkungen erreicht werden können.
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Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt,
und zwar zeigt Fig. reinen Querschnitt durch eine Heizscheibe, Fig. 2 einen Querschnitt
:durch eine weitere Ausführungsform, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Heizkörper
mit zwei Heizelementen, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Heizscheibe mit darauf
beiderseitig aufgebrachten wärmeabgebenden Flächen; Fig. 5 zeigt eine Draufsicht
auf eine Heizscheibe mit der wellenförmigen Anordnung der Heizdrähte, Fig. 6 eine
zweite Ausführungsform der wellenartigen Gestaltung, Fig. 7 die Vorrichtung zumAufbringen
der Heizdrähte auf .den Träger, Fig. 8 eine Ansieht von unten auf Fig. 7, Fig. g
die schematische Darstellung geines Arbeitsverfahrens.
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i ist eine Heizscheibe. in das Material dieser Heizscheibe sind die
Heizdrähte2 wellenförmig .und parallel zur Heizscheibenoberfläche angebracht. Die
einzelnen Heizdrähte sind an gemeinsamen Zuleitungen, Stromzuführungs- und -ableitungen
3 und 4, angeschlossen.
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Wie die Fig. 5 und 6 erikennen lassen, sind die verschiedensten Wellenformen
ausführbar. Es ist dabei vorteilhaft; wenn `beispielsweise bei der Gestaltung der
Wellen gemäß Fig. 6 die Richtungsänderung der Wellen der Heizdrähte fortschreitend
gleichmäßig ist. Fäg. 6 läßt auch erkennen, daß die einzelnen Heizdrahtwellen gegeneinander
versetzt angeordnet sein können.
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Die Amplitude a der wellenartig verlegten Heizdränte wird. kleiner
gehalten als der halbe mittlere Abstand b der Wellen untereinander. Bei der Ausführung
gemäß Fig. 6 bbeträgt außerdem die Wellenlänge mindestens,das Vierfache der Amplitude.
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Das Verfahren gestaltet sich beispielsweise folgendermaßen: In einer
gemeinsamen Ablegevorrichtung 5, die elektrisch heizbar ist, sind die-einzelnen
Ableger 6 untergebracht, denen die Dränte 2 zugeführt werden. Diese einzelnen Ableger
6 sind nach unten zu als Gleitschuhe ausgebildet, durch die hindurch ,der Draht
2 gedrückt wird. Da d lese Gleitschuhe bei der Erwärmung d er Ablegevorrichtung
5 mit erwärmt werden, übertragen sie diese Wärme auf das Material i der Heizscheibe
und verursachen in dieser Rillen, in idie die Drähte :2 gleichzeitig eingedrückt
werden. Das Material i wird auf eine Unterlage 7 nur zum Zweck der .Abstützung aufgebracht.
Dabei bewegt :sich die Unterlage 7 ,mit dem Material #i in der Pfeilrichtung A.
Zur gleichen Zeit wird zwecks wellenförmiger Gestaltung die Ablegevorrichtung 5
in der Pfeilrichtung B quer zur Zuführungsrichtung der Drähte 2 periodisch in der
Größe der Amplitude hin und her bewegt. Auf diese
Weise werden,
wie Fig. 9 erkennen läßt, die Drähte wellenförmig auf das Material i aufgebracht.
Nach dem Erkalten werden die Heizdräfhte 2 auf dem Material i festgehalten. Die
Eindrucktiefe kann beliebig gestaltet werden.
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An Stelle der mechanischen Vorrichtung gemäß Fig. 7 bis 9 besteht
auch die Möglichkeit, die Drähte 2 wellenförmig auf dem Material i nach an sich
bekannten Verfahren niederzuschlagen.