DEP0049479DA - Verfahren zur Herstellung von Wärme ausstrahlenden Elementen durch Einbettung von elektrischen Widerständen in biegsames Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wärme ausstrahlenden Elementen durch Einbettung von elektrischen Widerständen in biegsames, mehr oder weniger feuchtigkeitsundurchlässiges und isolierendes Material für häusliche, sanitäre und ähnliche Zwecke, sowie die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse.

Insbesondere für den Fall, dass als Endprodukt des Verfahrens ein elastisches, ausserdem biegsames und feuchtigkeitsundurchlässiges Element verlangt werden sollte, kann zur Umkleidung der elektrischen Widerstände Gummi verwendet werden, der die innige Verbindung zwischen den zusammengehörigen Elementen durch Vulkanisierung nach der in den Hauptzügen bekannten Verfahrensweise gestattet.

Der Grundgedanke der Erfindung ändert sich nicht, wenn der Gummi durch Harz oder einen anderen Stoff ersetzt wird, der mehr oder weniger transparent sein kann, jedoch die Voraussetzung erfüllen muss, sich nicht unter der Einwirkung der Erwär- mung des Heizelementes durch die in ihm eingebetteten Widerstände so zu verändern, dass er unbrauchbar wird. Diese Bedingung ist auch Voraussetzung für die Verwendung des Gummis.

Auf jeden Fall muss daher das verwendete Material durch einen thermischen Vorgang zu einem einzigen Ganzen verarbeitet werden können, der die innige Verbindung der verschiedenen Bestandteile solcherart verwirklicht, dass man ein Ganzes erhält, das gleichzeitig biegsam, isolierend und mehr oder weniger feuchtigkeitsundurchlässig ist.

Die notwendige Temperaturbegrenzung kann erhalten werden durch Eichung der einzubauenden Widerstände (wobei ihr Querschnitt, ihre Wärmeentwicklung und der benutzte Stoff aufgrund des eigenen spezifischen Widerstands zweckmässig gewählt werden) im Verhältnis zur Wärmestrahlung, die das Heizelement bei normalem Gebrauch geben kann.

Es kann aber auch irgendein Thermostat der bekannten Art in den Heizstrom eingeschaltet werden und gegebenenfalls zwischen die Schichten des Isolierstoffes eingearbeitet werden, der dann dazu dient, die Temperatur der Widerstände konstant auf einem von vornherein festgesetzten Wert zu halten.

Der Heizwiderstand kann hergestellt werden aus Drähten oder Bändern, in einer mehr oder weniger einer Wendel angenäherten Form, in spiralförmiger Anordnung, in Maeanderform, in mehr- oder einfacher Lage und überhaupt in allen dem heutigen Stande der Technik entsprechenden Anordnungen.

Zur Herstellung der Widerstände kann ihre Anbringung in Rillen von Tragelementen, die ihrerseits wieder von einem Isolierstoff bedeckt sind, vorgesehen werden; jedoch ist diese

Anordnung nicht unbedingt erforderlich, wenn die bei der Herstellung vorgesehen Erwärmung die Erweichung der verschiedenen Elemente in der Weise vorsieht, dass der benutzte Widerstand durch eben diese Tragelemente unmittelbar in ihre Masse aufgenommen wird.

Insbesondere, um in diesem Falle die Montage zu erleichtern, können die Widerstände zuvor gegebenenfalls auf einem Rahmen aus Asbest oder ähnlichem Stoff angeordnet werden, was durch einfaches Festbinden mit Fäden des betreffenden Stoffes geschehen kann, welche die Aufgabe haben, eben diese Widerstände während der Fertigung in einer vorher festgelegten Form zu halten, z.B. in Spiralen, in Windungen, in einer Ebene oder dgl.

Das Verfahren dieser Erfindung eignet sich deswegen zur Herstellung von Heizflächen bemerkenswerten Ausmasses. So ist es möglich, z.B. Teppichelemente zu erzeugen, die Heizzwecke erfüllen können, indem man damit ein Zimmer vollkommen auslegt, oder die sanitären Zwecken dienen, indem man diese Elemente kleiner hält und zum Auslegen von Bade- u.ä. Räumen benutzt, da ja das Eigentümliche des Verfahrens gerade darin besteht, dass es ermöglicht, ein Erzeugnis herzustellen, das gleichzeitig wärmend, wasserundurchlässig und isolierend ist.

So können auch Bahnen hergestellt werden, die zu beheizten Kleidungsstücken für jeden Zweck schneidermässig verarbeitet werden können.

Einige Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung sind auf der beiligenden Zeichnung dargestellt.

Im einzelnen zeigen:

Abb. 1: den Grundriss eines Tragelement-Typs, der mit Rillen zur Unterbringung des Widerstände ausgestattet ist.

Abb. 2: einen Schnitt gemäss Linie II-II der Abbildung 1 in etwa vergrössertem Masstab.

Abb. 3: ein Bindeschema unter Verwendung von Asbestfäden bei einem Widerstand, der vorher schon seine Formgebung erhalten hat, um dann vom Tragstoff aufgenommen zu werden.

Abb. 4: schematisch und teilweise im Schnitt einen Heizteppich gemäss der Erfindung auf dem Fussboden eines Zimmers, und

Abb. 5: schematisch und teilweise im Schnitt ein nach der Erfindung angefertigtes Kleidungsstück.

In den Abb. 1 und 2 ist das Ausführungsbeispiel eines rechteckigen, plattenförmigen Elementes dargestellt, das mit Widerstands-Spiralen ausgestattet ist, die in Maeanderform in einer Ebene liegen. Wenn, wie schon dargelegt, das Isolier- und Tragelement aus Gummi besteht, erfolgt die Verschmelzung der Elemente durch Vulkanisieren oder auf eine andere dem heutigen Stande der Technik entsprechende Weise.

In die Form, in der das Vulkanisieren oder die thermische Verschmelzung erfolgt, wird zunächst eine erste Lage 1 Gummi oder eines anderen isolierenden Materials in rechteckiger Gestalt und beliebiger Grösse eingelegt.

Auf diese erste Lage bringt man eine zweite Lage 2 auf, die, eingepresst oder eingeschnitten, die Rille 4 in Maean- derform aufweist.

Diese Lage muss etwas dicker sein als der Querschnitt der einzubettenden Wendel. Die Widerstandswendel wird dann in den Rillen 4 verlegt, wobei ihre Enden an die Endstellen 5 der Rillen 4 zu liegen kommen, zwecks Anschlusses der Zuführungsdrähte, die auf dem Bild nicht dargestellt sind.

Auf die zweite Lage 2 bringt man eine dritte Lage 3 auf aus dem gleichen Stoff, da auch sie isolieren und abdecken soll.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt ist ersichtlich, wie der in der zweiten Lage 2 eingebettete Widerstand in vollkommener Weise durch die untere und obere Lage 1 bzw. 3 geschützt und isoliert wird.

Wenn das Heizelement von verschiedenen Widerstands-Lagen gebildet werden soll, würde es natürlich genügen, die vorgenannte Anordnung zu wiederholen, indem man etwa z.B. auf die dritte Lage 3 eine weitere Lage 2 aufbringt und diese dann wieder mit einer Schutzlage abdeckt.

In einem solchen Falle hätte man dann fünf übereinander angeordnete Lagen, von denen drei als Isolier- und Abdeckschichten und zwei als Widerstandsträger dienen.

Wenn man die Heizvorrichtung mit einem Thermostaten oder mit einer anderen Vorrichtung zum Regulieren und Kontrollieren der Temperatur auszustatten wünscht, so kann diese Vorrichtung in einer ihrer Form und Dicke am besten entsprechenden Weise in den Stromkreis eingeschaltet werden, da sie ebenfalls vor dem Vorgang der Verschmelzung der Lagen miteinander in die einzelnen Lagen eingelegt werden kann.

Das Vulkanisieren oder ein anderes Verfahren mit dem gleichen Ziel ist natürlich nicht etwa Neues an sich, sondern nur im Rahmen dieser Erfindung und kann beliebig in einer der bekannten Weisen ausgeführt werden. Es wurde auch schon erwähnt, dass, wenn die bei der Herstellung der Elemente stattfindende Erhitzung ein Erweichen in einem solchen Umfange mit sich bringt, dass der Widerstand unmittelbar in diese hineingedrückt werden kann, ein vorheriges Anbringen von Rillen in den Tragelementen also nicht nötig ist.

In diesem Falle kann es zweckmässig sein, Haltemittel vorzusehen, die den Widerstand in der gewünschten Form halten.

Abb. 3 zeigt den Heizwiderstand 6 in Form einer zylindrischen Wendel, deren Anordnung und Form vor dem Eindrücken in das Tragelement durch Verbindung mittels Asbestfäden 7 o.dgl. gewährleistet wird, wobei diese Asbestfäden o.dgl. für den Widerstand einen Halte-Rahmen bilden.

Abb. 4 zeigt die Anordnung eines Heizteppichs in einer Nische eines Wohnraumes. Mit 8 sind die Wände des Zimmers bezeichnet, auf dessen Fussboden der Teppich 9 aufgelegt ist, der von einer Matte 10 entsprechend der Erfindung gebildet wird.

Auch dieses Beispiel hat nur den Zweck, die Anwendungsmöglichkeiten der vorgenannten Erzeugnisse zu zeigen, nämlich zur Herstellung von Heizkissen, kleinen und grossen Teppichen, beheizten Kleidungsstücken für Flieger (siehe Abb. 5), Taucher u.a., Heizdecken und ganz allgemein für all die Zwecke, für die gleichzeitig Biegsamkeit und etwaige Feuchtigkeitsundurchlässigkeit in Verbindung mit einer auf elektrischem Wege er- zielten Beheizung verlangt werden.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass, wie in allen vorher angeführten Fällen, als Tragelemente die schon erwähnten Stoffe wie Gummi, Kunst-Harze von grösserer oder geringerer Transparenz o.dgl. verwendet werden können.

Der in die Tragelemente eingebettete Widerstand kann entweder in Rillen angebracht werden und dann, wie schon erwähnt, durch unmittelbare Adhäsion der Elemente während der Fabrikation eingeschlossen werden, oder es kann aber auch die Einarbeitung in eine einzige Lage des Tragelements vorgesehen werden, wenn es möglich ist, den Widerstand infolge der Wärmebehandlung in den Tragstoff vollkommen einzubetten.

Claims (8)

1.) Verfahren zur Herstellung von Wärme ausstrahlenden Elementen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schichten aus elastischem, biegsamem, feuchtigkeitsundurchlässigem und isolierendem Material elektrische Widerstände eingebettet werden, die so bemessen sind, dass die von dem Heizelement erreichte Temperatur nicht eine Aenderung der mechanischen Eigenschaften des gewählten Einbettungsmaterials herbeiführen kann.

2.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Tragelemente mehr oder weniger transparente Kunstharze oder ein ähnliches entsprechendes Material verwendet wird, das die Eigenschaft besitzt, sich nicht unter dem Einfluss der von dem in ihm eingebetteten Widerstände entwickelten Wärme derart zu verändern, dass es seinen mechanischen Zusammenhang, seine Biegsamkeit, seine eventuelle Feuchtigkeitsundurchlässigkeit und elektrische Isolierfähigkeit verliert.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei äusseren Lagen des genannten Materials wenigstens eine Schicht des gleichen Stoffes eingefügt wird, die mit Einschnitten oder Rillen versehen ist, in denen die elektrischen Widerstände untergebracht werden, wobei die Vereinigung aller Teile zu einem Ganzen durch Wärmeeinwirkung erzielt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Rillen versehenen Schichten eine um ein Geringes grössere Dicke haben als die darin eingebetteten Heizwiderstände.

5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in eine erhitzbare Form eine erste Lage eingebracht wird, auf die nacheinander aufgebracht werden die Lagen mit Rillen mit den in sie eingebetteten Widerständen und auf jede Lage mit Rillen eine Lage, welche die Aufgabe hat zu isolieren, wenn sie als Zwischenlage dient, und die Aufgabe des Abdeckens, wenn sie Schlusslage ist.

6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweckentsprechend geeichte Wärmeregulierungseinrichtung in den Stromkreis und zwischen das Abdeckmaterial eingebettet wird, um die Temperatur dieser Widerstände auf einer vorher festgelegten Höhe zu halten (Thermostat).

7.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände in das Tragmaterial mittels eines thermischen Vorgangs eingebettet werden, ohne dass irgendeine vorherige Anbringung von Rillen o.dgl. in dem genannten Material erfolgt.

8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzubettenden Widerstände in ihrer gewünschten Stellung an einem Rahmen von Asbest oder ähnlichem Material festgelegt werden.