EP0304595A1 - Electric heating device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electrical heating unit for a body to be heated with a support and an electrical heating resistor arranged, for example, in the form of a flat layer.
- the invention has for its object to provide an electric heating unit of the type mentioned, which ensures an easy installation of the heating resistor in the heating unit with a simple structure and high temperature resistance.
- the heating unit has at least one flat support with at least one heating resistor. It is particularly advantageous if the carrier is at least partially formed by a paper-like substrate which, when coated, forms a unit with at least one heating resistor. In contrast to an etched heating conductor, a much higher temperature resistance can be ensured in spite of simpler production in such an arrangement, and the heating resistor can also be applied in the manner of a thick layer in a substantially greater material thickness, so that higher heating outputs can also be achieved.
- the heating resistor can also be arranged between two identical or similar carrier layers of the same or different thickness.
- the electric heating unit can be used for a wide variety of bodies to be heated, for example for flat bodies such as heating plates, mirror plates or mirror glasses and the like.
- At least one heating resistor with the associated carrier expediently forms a self-contained structural unit in the form of a heating device, the carrier having the flat-layer heating resistor on one Receiving side and the heating resistor forms a heating resistor surface facing away from this receiving side, which can form a bare exposed metal surface in the associated unit before the heating device is installed.
- the heating device has, on its side associated with the heating resistor surface, an adhesive connection which is provided at least over part of the surface for direct connection to a counter surface intended for holding the heating device, either directly through a surface of the body to be heated or, in certain cases , can also be formed by a surface facing away from it.
- the heating resistor surface is then only covered by this counter surface or by the adhesive connection at the latest after assembly and is therefore protected or electrically insulated.
- the adhesive connection can also be provided over the entire surface so that it covers both the entire heating resistor surface and the associated surface of the carrier.
- the adhesive connection can optionally be formed by an adhesive layer that hardens only when the heating resistor is fastened, for example previously applied plastically or liquid, so that after connecting the heating resistor and to the heating body, only this single adhesive connection layer is provided between these parts.
- the adhesive connection is formed by an adhesive layer, which can have a relatively small layer thickness of, for example, at most the thickness of the heating resistor or less, although a layer thickness which is greater than the thickness of the heating resistor can also be advantageous for some areas of application.
- the adhesive layer it is conceivable to use a two-component adhesive as the adhesive layer.
- the adhesive connection maintains a certain permanent elasticity, so that Tensions in the connection between the heating device and the body to be heated are constantly compensated for by themselves without damage.
- a silicone or silicone resin adhesive is particularly suitable as a bonding layer.
- the solidification takes place by means of a chemical reaction with atmospheric moisture, small amounts of acetic acid being released as the degradation product.
- the heating device according to the invention is, in particular in such an embodiment, stable against permanent temperatures of above 100 ° C. to at least 150 ° C., and brief peak loads of up to approximately 300 ° C. are possible.
- the adhesive in flowable viscosity, is applied directly to the heating resistor and to a sub-film which may carry it, since then very thin layers and a very uniform distribution can be achieved.
- the adhesive known under the trademark PACTAN can be used as an adhesive, or an adhesive that connects in a tension-compensating manner, has good sealing properties, maintains elasticity, elasticity and notch resistance even at high and low temperatures, against water, water vapor, dilute acids, alkalis and Salt solutions are resistant, aging-resistant and embrittlement-free and also have good electrical insulating properties and finally have a low volume shrinkage of preferably less than 5% when solidifying.
- the adhesive connection is formed by a preferably layer-like or film-like, prefabricated self-adhesive layer which is effective on both sides or on all sides which, for example, can be a transparent acrylate layer with a thickness of the order of 0.13 mm.
- a transparent acrylate layer with a thickness of the order of 0.13 mm.
- Such an adhesive layer which can be provided on each side with an easily removable protective cover, for example made of siliconized paper, can have a heat resistance well above 100 °, for example up to at least 130 ° C, and can be easily attached to the outer contour adjust the heater or its support or the body to be heated by cutting.
- the heating resistor can also be attached with its surface facing away from the body to be heated by means of an adhesive connection to a suitable carrier, in particular the above-mentioned back or bottom film, or can form a self-contained, inseparable structural unit through this adhesive connection with the carrier.
- a very advantageous and secure connection can also result from the fact that the heating resistor is produced by coating, such as, for example, printing on the associated receiving side, so that the adhesion arising from the pressure alone forms the adhesive connection.
- the heating resistor is not printed directly on the body to be heated, it expediently forms a printed unit with the carrier, which can then be very easily attached to the body to be heated via the first-mentioned adhesive connection.
- a bottom film would expediently have to be attached as a cover for the heating resistor after the heating resistor had been printed on.
- the heating resistor can be stabilized or hardened in an advantageous manner, for example, by baking it into the carrier at a temperature of the order of 200 ° C.
- a particularly advantageous development of the subject matter of the invention consists in that at least the receiving side of the body to be heated consists of electrically insulating material, a ceramic material, in particular a glass-ceramic material, having proven to be particularly advantageous and the body to be heated usefully over its entire cross section or its entire panel thickness consists of one layer made of the same material, although a two- or multi-layer structure of the body itself, depending on the use, is also conceivable.
- the heating plate according to the invention is particularly suitable for flat warming plates in the household area, but also for curved designs, such as may be required on containers.
- An advantageous application is also to prevent the fogging of mirrors by the heating unit or to keep the outside mirrors free of ice.
- a material made of a high-temperature-resistant plastic, in particular a polymer is proposed for the carrier, which can preferably be produced from individual particles in the manner of a synthetic paper, for example on a conventional paper machine, from a slurry. If this raw material is heavily compressed, for example by calendering at high temperature, the result is a very tough, tensile and tear-resistant, flame-retardant, self-extinguishing, non-melting and flexible film with a high permanent temperature resistance of almost the same values of the adhesive bond or only slightly lower Values with very good dielectric properties, low shrinkage at elevated temperatures, high tightness and very good chemical resistance to common solvents, resins and oils.
- the permanent temperature resistance can reach up to about 220 ° C and so on Similar to the adhesive of the adhesive connection, resistance to over 300 ° C can also be given in the case of brief peak loads.
- the carrier consists of an aromatic polyamide, as is known, for example, under the name aramid. Furthermore, it is advantageous if elongate or flat particles in the manner of fibers or flakes are used to produce the carrier, a particularly advantageous composite being obtained if not only uniform particles, but for example both flakes and fibers are mixed together. It is also conceivable to construct the carrier from two or more identical or different layers in the manner of a laminate as a composite body, it being possible, for example, to arrange a further film layer made of a homogeneous material, for example polyester, between two film layers of the type mentioned.
- the paper known under the trademark NOMEX from DUPONT or the paper known under the trademark PRETEX from Faser area GmbH Lahnstein can be used.
- a paper-like material is also conceivable in which long-fiber cellulose fibers mixed with polyamide fibers are used in combination with synthetic binders of the class acrylic acid ester copolymers.
- the surface structure forming the support can be provided with a one- or both-sided top coat.
- a heating unit 1 is shown by way of example with a heating device for a power of approximately 70 W under a voltage of approximately 220 V, which are designed for a continuous operating temperature of approximately 130 ° C. can and has edge dimensions of less than 1 m.
- the heating device 1 is oblong rectangular in view with a longer edge dimension which, for example, is approximately twice as large as the smaller edge dimension, for example approximately 30 cm.
- the heating device has a flat-layer heating resistor 2, which has a thickness of less than 1 mm, or the thickness of which may be of the order of a tenth of a millimeter.
- the heating resistor 2 is expediently formed from a metal and / or graphite-containing paste, in particular a polymer paste, and is laid in a meandering manner in such a way that a large number of sections 4 of equal length lying next to one another and with a small spacing are formed, which are parallel to the longitudinal edges of the heating device, the two outermost sections 4 being at a distance from the associated longitudinal edges of a carrier 3 which is approximately two to three times greater than the distance between adjacent sections 4.
- the heating resistor 3 expediently consists of a polymer paste which is applied to the carrier 3 in the manner of a printing process and thus forms a printed, electrical conductor track.
- the two ends of this conductor track are adjacent and laid parallel to each other parallel to a narrow edge of the carrier 3 and form areally enlarged connection ends 5 on the same side of the carrier 3 on which the remaining heating resistor 2 is also located.
- the carrier 3 is formed by a paper-like synthetic film of substantially less than 1 mm in thickness, which together with the heating resistor 2 can have a total thickness of only a few tenths of a millimeter, for example approximately or less than three to five tenths of a millimeter.
- the heating resistor 2 with its associated surface 15 lying essentially in one plane or surface is connected via an adhesive connection 16 applied, which is formed directly by adhesion between the metallic surface 15 and the associated side of the carrier 3 without additional adhesive.
- the heating resistor 2 can consist of a silver polymer paste or a mixture of a silver and a graphite polymer paste.
- the other, parallel to the surface 15 and also essentially continuous in one plane or surface lying metallic surface 12 of the heating resistor 2 is free or bare before the arrangement on the body 10 to be heated, so that the heating device before assembly only needs to exist two layers, of which the heating resistor 2 forms a boundary layer.
- the heating device With this surface 12 and without gaps with the parts of the associated surface of the carrier 3 that are exposed between the sections 4 of the heating resistor 2, the heating device is then permanently or permanently attached to the associated, smooth or flat receiving side of the body 10 to be heated by means of an adhesive connection 13 .
- This adhesive connection 13 is expediently produced using a separate adhesive in the form of an adhesive layer 14, the thickness of which may be approximately in the order of the total thickness of the heating device, the thickness of which is therefore only slightly larger or smaller than or approximately the same as the thickness of the heating resistor 2 itself can be.
- the film heating element or the heating device is expediently coated on the associated side printed with the conductor track and over its entire extent, after which it can be mounted by applying it to the dry, untreated receiving side 11 of the body 10. After application, pressing can be done by smoothing, rolling, flat pressure or the like. be made.
- the carrier 3 has a plurality of openings 9 which are expediently arranged such that they only penetrate the carrier 3 in such areas , in which the heating resistor 2 is not.
- the openings 9 are therefore expediently designed as slots lying parallel to the sections 4 and between these sections 4, the longitudinal boundaries of which are expediently located at a short distance from the associated heating resistor sections 4.
- edges 17, which are approximately the same width in the area of the connecting ends 5 as in the area of the longitudinal edges and on the edge opposite the connecting ends 5, are adhered to the receiving side 11 of the up to their edge edges protruding beyond the heating resistor 2 fixed heating body 10 and thus form an all-round, ring seal-like closure, which is expediently set back relative to the associated outer edges of the body 10 to be heated.
- the heating resistor is permanently sealed in a watertight manner by embedding to the outside and is partially embedded directly in the adhesive layer 14 and is thus also advantageously secured against leakage currents.
- connecting lines 6 are connected at one end.
- These connecting lines 6, which are expediently made of highly flexible material and can be formed, for example, by copper strands, are supplied from the side of the carrier 3 facing away from the heating resistor 2 and pass through this and the heating resistor 2 or its connecting ends 5 in the region of openings whose width is greater than the cross section of the connecting lines 6.
- connecting heads 7 are provided, which completely fill the openings mentioned in the connecting ends 5 and the carrier 3, consist of electrically highly conductive material, for example solder material, and are essentially flush or flush with the surface 12 of the heating resistor 2 complete so that they reach at most up to this surface 12.
- the respective connecting head 7 protrudes like a rivet head by a fraction of a millimeter or a tenth of a millimeter above the surface, in particular at most by the thickness of the adhesive layer 16, so that this part can also be embedded in the adhesive layer 14.
- the respective connecting line 6 is expediently provided with a flexible insulation 18, which however begins only at a certain distance from the carrier 3 or the connecting head 7, so that a short, exposed section of the connecting line 6 is provided between the insulation 18 and the carrier 3 is.
- the insulation can be formed by using a siliconized copper braid.
- connecting members 8 are provided, for example in the form of plug sleeves, so that the heating device can be easily and electrically connected by plug connections.
- FIGS. 4 to 7 the same reference numerals are used for corresponding parts as in the other figures, but each with different letter indices.
- the heating unit represents a wall mirror for a wet or sanitary room, in which, as in the case of a bathroom, for example, the mirror can be exposed to such a high level of humidity that it always tends to fog up .
- the mirror glass forming the body 10a to be heated is arranged in a frame-like base body 20 made of plastic or a similar material with electrically insulating properties, which covers the entire surface of the body 10a on the back and also encompasses it closed on the outer edge over the circumference.
- the carrier 17a is expediently arranged as an additional electrical safety protective layer between the heating resistor 2a and the body 10a. Therefore, the heating device with the heating resistor 2a remote from the body 10a is advantageously attached directly to a plate-shaped back part of the base body 20. At least the whole, the heating resistor stood 2a receiving surface of the carrier 3a can be covered with a thin self-adhesive layer or in particular with a similar or the same layer as the carrier, gapless and moisture-proof so that the heating resistor 2a completely in the manner of a sandwich construction between the carrier 3a and the whole area adhesive layer 30 is embedded.
- the heating device is fastened to the base body 20 with an adhesive connection 19 which is separate from the heating resistor 2a at a distance or outside the heated field and which, although it can be formed by a full-surface adhesive or self-adhesive layer, is expediently so by individual, small-area and spaced, thicker adhesive connections 19 is formed so that the associated sides can always be exposed to ventilation.
- the adhesive connections 19 are, for example, four individual pieces of self-adhesive layers lying in the corner regions of the body 10a or an imaginary square, one side directly on the side of the carrier 3a associated with the heating resistor 2a or on the additional layer 30 and the other side directly can be adhesively attached to the front of the base body 20.
- the adhesive connections 19 also act in the manner of spacers, by means of which a gap 9a is kept free for ventilation between the remaining carrier 3a and the front of the base body 20.
- the circumferential edges of the body 10a also lie at a gap distance from the base body 20, which results in a chimney-like air flow or circulation along the rear of the heating unit. Due to the described configuration, the body 10a is fastened to the base body 20 exclusively by its connection to the heating device or to the carrier 3a, so that separate fastening members connecting the body 10a directly to the base body 20 are not required.
- the heated object or the heating unit 1b represents a car exterior mirror, which is designed to be heatable in particular for the purpose of rapid deicing, the heating in this case using low current of, for example, 12 to 24 volt voltage is to be operated.
- the heating device which consists of at least one heating resistor 2b, carrier 3b and self-adhesive layer 19b and is considerably thinner than the mirror glass 10b, is arranged between the mirror glass 10b and a base plate 20b receiving the latter, which in turn is adjustable in a mirror housing for mirror adjustment.
- the heating resistor 2b is located on the side of the carrier 3b facing the mirror glass 10b, on the side thereof remote from which the self-adhesive layer 19b is arranged.
- the adhesive connection 13b to the mirror glass 10b is produced by means of a self-adhesive layer 14b, which is first applied to the mirror glass 10b or to the mirroring layer provided on the rear side and, in this respect, represents a prefabricated structural unit with the mirror glass 10b.
- the self-adhesive layer 14b On its side facing away from the mirror glass 10b, the self-adhesive layer 14b is initially covered with a protective film 28. After removal of this protective film 28, the heating device with the surface 12b of the heating resistor 2b is attached to the self-adhesive layer 14b and thus to the mirror glass 10b.
- the base plate 20b has a large-area, approximately circular opening extending approximately to its longitudinal edges, in the edge region of which there is a ring of fastening elements projecting beyond the rear side which is provided in the form of, for example, one-piece snap members formed with the base plate.
- the self-adhesive layer 19b is also expediently provided with an opening in this area.
- the heating resistor 2b forms at least two separately or essentially independently switchable heating circuits 21, 22, each of which is distributed substantially uniformly over the entire surface of the heating device or of the mirror glass 10b in that the two heating circuits are laid in a meandering manner one inside the other are.
- the heating circuit 21 runs in two mutually parallel meandering sections directly adjacent to the mutually opposite longitudinal edges of the mirror glass 10b, while the heating circuit 22 engages in the mutually facing meandering openings of these two meandering sections likewise with two mutually parallel meandering sections and thereby slightly from the mentioned longitudinal edges of the mirror glass 10b has a greater distance.
- connection ends 5b merge in pairs adjacent to a narrow side of the mirror glass 10b to form common connection ends 5b.
- An electrical connection element 8b is electrically conductively connected to these connection ends 5b by a mechanical connection, namely by a rivet 7b.
- the shaft of the rivet 7b passes through the carrier 3b and the associated connecting end 5b and has a layer-like flat disk-shaped rivet on the side of the heating resistor 2b facing away from the carrier 3b head with a thickness that can be of the order of one to a few tenths of a millimeter and is expediently pressed into the connection end 5b or the carrier 3b in such a way that its surface facing away from the heating resistor 2b is at least almost in the plane of the associated surface of the rest Heating resistor 2b is.
- the other, substantially thicker rivet head rests on the side of a leg of the angular connecting element 8b facing away from the carrier 3b, this leg being able to be supported over the entire surface on the side of the carrier 3b facing away from the heating resistor 2b.
- the other leg of the connecting member 8b projecting towards the rear over the carrier 3b forms an electrical plug in the form of a flat tongue which passes through an opening in the base plate 20b which is adapted to it and on the rear side of which is exposed for detachable connection to the mating connector of a connecting line.
- a temperature switch 25 is interposed according to the invention, which, in contrast to a PTC temperature monitor, can have a significantly higher temperature resistance especially when it is used as a mechanical switch, for example as a bimetal Snap disc thermostat is designed.
- This temperature switch 25 is fastened within the aforementioned opening in the self-adhesive layer 19b on the back of the carrier 3b with a flat adhesive connection 27 and has, for example, a flat housing, rectangular in view, which is only supported by the carrier 3b lying parallel to it, so that the temperature switch 25 forms a structural unit with the heating device.
- the heating circuit 21 Adjacent to the connection ends 5b, the heating circuit 21 is interrupted, so that it forms two further, spaced-apart ends which can be connected to the temperature switch 25 via two short and essentially straight connection wires provided with insulating jackets.
- connection ends of the heating circuit 21 is expediently penetrated by an electrical connection member, which can be designed as a rivet, in particular as a hollow rivet, and whose rivet head lying on the surface 12b of the heating resistor is expediently formed and sunk as described with reference to the rivet heads of the connection ends 5b is arranged.
- the end of the associated connecting wire 26 is expediently fastened to the other rivet head with a soldering head 24.
- the two heating circuits 21, 22 are first operated in parallel, so that a heating output of more than 35 watts, for example between about 40 to 45 or more watts, results.
- the temperature switch 25 is adjusted so that it opens at a temperature between approximately 30 and 50 ° C., preferably approximately 40 ° C., and thus switches off the heating circuit 21, while the heating circuit 22 continues to operate with a so-called steady-state power.
- This steady-state power is expediently below half the total power or power of the heating circuit 21, namely, for example, between approximately 7.5 and 11 watts.
- the switching hysteresis of the temperature switch 25 is relatively high, namely above 15 to 25 ° C, preferably around 30 ° C, so that the temperature switch 25 only switches on again when it cools down to a temperature above freezing point, but relatively close to it , where a switch-on temperature in the order of 10 ° C has proven to be expedient.
- this temperature is maintained by the steady-state performance below the usually occurring outside temperatures hold so that the temperature switch 25 does not turn on again, but the heating circuit 21 is only switched on when the exterior mirror has cooled below about 10 ° C after a long time and therefore in a short time, namely within a few minutes to be kept by the heating circuit 22 Operating temperature should be heated.
- the carrier has a temperature resistance up to about 200 ° C
- the temperature switch has a temperature resistance well above 100 ° C
- the adhesive bonds have temperature strengths up to about 130 ° C or are functionally heat-resistant up to these temperatures.
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Abstract
Bei einer elektrischen Heizeinheit (1) ist mindestens ein Heizkreis des Heizwiderstandes (2) als beschichtete bzw. gedruckte Leiterbahn und dadurch über eine Haftverbindung (16) auf einem Träger (3) aus einem hochtemperaturbeständigen, synthetischen Papier angeordnet und mit seiner von diesem abgekehrten blanken Seite über eine ganzflächige Haftverbindung (13) unmittelbar an der zugehörigen Aufnahmeseite (11) des zu beheizenden Körpers (10) befestigt. Die Haftverbindung (13) ist zweckmäßig durch eine allenfalls wenige Zehntel Millimeter dicke Kleberschicht (14) aus einem Silikonharzkleber o.dgl. bzw. eine Selbstklebeschicht gebildet, die dauerhaft spannungsausgleichend etwa gleiche Temperaturbeständigkeit wie der Träger (3) hat. Mindestens ein Heizkreis kann über einen mechanischen Temperaturschalter mit hoher Schalthysterese geschaltet sein.In the case of an electrical heating unit (1), at least one heating circuit of the heating resistor (2) is arranged as a coated or printed conductor track and thus via an adhesive connection (16) on a carrier (3) made of a high-temperature-resistant, synthetic paper and with its bare side facing away from it Side fastened directly to the associated receiving side (11) of the body (10) to be heated by means of a full-surface adhesive connection (13). The adhesive connection (13) is expedient by an adhesive layer (14) made of a silicone resin adhesive or the like which is at most a few tenths of a millimeter thick. or a self-adhesive layer is formed, which has approximately the same temperature resistance as the carrier (3) to compensate for stress. At least one heating circuit can be switched via a mechanical temperature switch with high switching hysteresis.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinheit für einen zu beheizenden Körper mit einem Träger und einem an diesen angeordneten, beispielsweise flachschichtförmigen elektrischen Heizwiderstand.The invention relates to an electrical heating unit for a body to be heated with a support and an electrical heating resistor arranged, for example, in the form of a flat layer.
Es wurde bereits versucht, bei derartigen Heizeinheiten den Heizwiderstand zwischen Polyamidteilen anzuordnen und so als mehrschichtige Baueinheit an der zu beheizenden Platte anzubringen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Aufbau eine relativ umständliche Verarbeitung mit sich bringt und auch den auftretenden Belastungen, insbesondere den durch Hitze einwirkenden Belastungen, nicht immer in ausreichendem Maße standhält. Diese und andere Ausbildungen haben aber auch häufig den Nachteil, daß sie nur für relativ niedrige Grenztemperaturen von beispielsweise bis 80 °C oder wenig darüber geeignet sind, wobei insbesondere zwischen dem Heizwiderstand und der zu beheizenden Platte ein vorgefertigter Kunststoffteil zu liegen kommt, der sowohl die Temperaturbeständigkeit des Verbundes mit der Heizplatte wie auch die thermische Ankopplung des Heizwiderstandes und die Kompaktheit der gesamten Heizeinheit beeinträchtigt.Attempts have already been made to arrange the heating resistor between polyamide parts in such heating units and thus to attach them to the plate to be heated as a multilayer unit. However, it has been shown that this structure involves a relatively cumbersome processing and does not always withstand the stresses that occur, in particular the stresses caused by heat, to a sufficient degree. However, these and other designs also frequently have the disadvantage that they are only suitable for relatively low limit temperatures of, for example, up to 80 ° C. or slightly above are suitable, in particular between the heating resistor and the plate to be heated, there is a prefabricated plastic part which affects both the temperature resistance of the composite with the heating plate as well as the thermal coupling of the heating resistor and the compactness of the entire heating unit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizeinheit der genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und hoher Temperaturbelastbarkeit eine unkomplizierte Anbringung des Heizwiderstandes in der Heizeinheit gewährleistet.The invention has for its object to provide an electric heating unit of the type mentioned, which ensures an easy installation of the heating resistor in the heating unit with a simple structure and high temperature resistance.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Heizeinheit mindestens einen flächigen Träger mit mindestens einem Heizwiderstand aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Träger wenigstens teilweise durch ein papierartiges Substrat gebildet ist, das durch Beschichtung eine Einheit mit mindestens einem Heizwiderstand bildet. Im Gegensatz zu einer eingeätzten Heizleiterbahn kann bei einer solchen Anordnung eine wesentlich höhere Temperaturbeständigkeit trotz einfacherer Herstellung gewährleistet werden, und außerdem kann der Heizwiderstand nach Art einer Dickschicht in wesentlich größerer Materialstärke aufgetragen werden, so daß auch höhere Heizleistungen zu erzielen sind. Der Heizwiderstand kann auch zwischen zwei gleichen oder ähnlichen Trägerschichten gleicher oder unterschiedlicher Dicke angeordnet sein.To solve this problem it is provided that the heating unit has at least one flat support with at least one heating resistor. It is particularly advantageous if the carrier is at least partially formed by a paper-like substrate which, when coated, forms a unit with at least one heating resistor. In contrast to an etched heating conductor, a much higher temperature resistance can be ensured in spite of simpler production in such an arrangement, and the heating resistor can also be applied in the manner of a thick layer in a substantially greater material thickness, so that higher heating outputs can also be achieved. The heating resistor can also be arranged between two identical or similar carrier layers of the same or different thickness.
Die elektrische Heizeinheit läßt sich für die verschiedensten zu beheizenden Körper, beispielsweise für flächige Körper, wie Heizplatten, Spiegelplatten bzw. Spiegelgläser und ähnliches verwenden. Zweckmäßig bildet dabei mindestens ein Heizwiderstand mit dem zugehörigen Träger eine in sich geschlossene Baueinheit in Form einer Heizvorrichtung, wobei der Träger den flachschichtförmigen Heizwiderstand an einer Aufnahmeseite aufnimmt und der Heizwiderstand eine von dieser Aufnahmeseite abgekehrte Heizwiderstand-Oberfläche bildet, die, bevor die Heizvorrichtung montiert ist, in der zugehörigen Baueinheit eine blank freiliegende metallische Oberfläche bilden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Heizvorrichtung an ihrer der Heizwiderstand-Oberfläche zugehörigen Seite eine wenigstens teilflächig vorgesehene Haftverbindung zur unmittelbaren Verbindung mit einer für die Halterung der Heizvorrichtung bestimmten Gegenfläche aufweist, die entweder unmittelbar durch eine Oberfläche des zu beheizenden Körpers oder, in bestimmten Fällen, auch durch eine von diesem abgekehrte Oberfläche gebildet sein kann. Die Heizwiderstand-Oberfläche ist dann spätestens nach der Montage lediglich durch diese Gegenfläche bzw. durch die Haftverbindung abgedeckt und somit geschützt bzw. elektrisch isoliert. Je nach den Erfordernissen kann die Haftverbindung auch ganzflächig so vorgesehen sein, daß sie sowohl die gesamte Heizwiderstand-Oberfläche, wie auch die zugehörige Oberfläche des Trägers abdeckt.The electric heating unit can be used for a wide variety of bodies to be heated, for example for flat bodies such as heating plates, mirror plates or mirror glasses and the like. At least one heating resistor with the associated carrier expediently forms a self-contained structural unit in the form of a heating device, the carrier having the flat-layer heating resistor on one Receiving side and the heating resistor forms a heating resistor surface facing away from this receiving side, which can form a bare exposed metal surface in the associated unit before the heating device is installed. It is particularly advantageous if the heating device has, on its side associated with the heating resistor surface, an adhesive connection which is provided at least over part of the surface for direct connection to a counter surface intended for holding the heating device, either directly through a surface of the body to be heated or, in certain cases , can also be formed by a surface facing away from it. The heating resistor surface is then only covered by this counter surface or by the adhesive connection at the latest after assembly and is therefore protected or electrically insulated. Depending on the requirements, the adhesive connection can also be provided over the entire surface so that it covers both the entire heating resistor surface and the associated surface of the carrier.
Die Haftverbindung kann ggf. durch eine erst bei der Befestigung des Heizwiderstandes aushärtende, beispielsweise zuvor plastisch oder flüssig aufgetragene Haftschicht gebildet sein, so daß nach dem Verbinden von Heizwiderstand und zu dem beheizenden Körper zwischen diesen Teilen nur diese einzige Haftverbindungsschicht vorgesehen ist. Bei einer bevorzugten Ausbildung ist die Haftverbindung durch eine Kleberschicht gebildet, die eine relativ geringe Schichtstärke von beispielsweise höchstens der Dicke des Heizwiderstandes oder weniger aufweisen kann, obwohl für einige Anwendungsgebiete auch eine gegenüber der Dicke des Heizwiderstandes größere Schichtstärke vorteilhaft sein kann.The adhesive connection can optionally be formed by an adhesive layer that hardens only when the heating resistor is fastened, for example previously applied plastically or liquid, so that after connecting the heating resistor and to the heating body, only this single adhesive connection layer is provided between these parts. In a preferred embodiment, the adhesive connection is formed by an adhesive layer, which can have a relatively small layer thickness of, for example, at most the thickness of the heating resistor or less, although a layer thickness which is greater than the thickness of the heating resistor can also be advantageous for some areas of application.
Es ist denkbar, als Kleberschicht einen Zweikomponenten-Kleber zu verwenden. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Haftverbindung eine gewisse Dauerelastizität behält, so daß Spannungen in der Verbindung zwischen der Heizvorrichtung und dem zu beheizenden Körper ständig von selbst beschädigungsfrei ausgeglichen werden.It is conceivable to use a two-component adhesive as the adhesive layer. In any case, it is advantageous if the adhesive connection maintains a certain permanent elasticity, so that Tensions in the connection between the heating device and the body to be heated are constantly compensated for by themselves without damage.
Als Haftverbindungs-Schicht ist ein Silikon- bzw. Silikonharzkleber besonders geeignet. Bei solchen Klebern erfolgt die Verfestigung durch eine chemische Reaktion mit Luftfeuchtigkeit, wobei geringe Mengen Essigsäure als Abbauprodukt freigesetzt werden. Um eine möglichst hohe Temperaturbelastbarkeit von über 200 °C zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Kleberschicht nach der vollständigen Aushärtung bei langsam ansteigender Temperatur zu tempern. Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung standfest gegenüber Dauertemperaturen von über 100 °C bis mindestens 150 °C, wobei kurzzeitige Spitzenbelastungen bis etwa 300 °C möglich sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kleber in fließfähiger Viskosität unmittelbar auf den Heizwiderstand sowie eine diesen ggf. tragende Unterfolie aufgetragen wird, da dann sehr geringe Schichtstärken und eine sehr gleichmäßige Verteilung erreicht werden können. Als Kleber kann zum Beispiel der unter dem Warenzeichen PACTAN bekannte Klebstoff verwendet werden bzw. ein Klebstoff, der spannungsausgleichend verbindet, gute Dichteigenschaften hat, Elastizität, Dehnfähigkeit und Kerbfestigkeit auch bei hohen und tiefen Temperaturen beibehält, gegen Wasser, Wasserdampf, verdünnte Säuren, Alkalien und Salzlösungen beständig sowie alterungsbeständig und versprödungsfrei ist und auch gute elektrisch isolierende Eigenschaften hat sowie schließlich beim Verfestigen eine geringe Volumenschrumpfung von vorzugsweise unter 5 % aufweist.A silicone or silicone resin adhesive is particularly suitable as a bonding layer. In the case of such adhesives, the solidification takes place by means of a chemical reaction with atmospheric moisture, small amounts of acetic acid being released as the degradation product. In order to achieve the highest possible temperature resistance of over 200 ° C, it is advantageous to anneal the adhesive layer after the complete curing at a slowly increasing temperature. The heating device according to the invention is, in particular in such an embodiment, stable against permanent temperatures of above 100 ° C. to at least 150 ° C., and brief peak loads of up to approximately 300 ° C. are possible. It is particularly advantageous if the adhesive, in flowable viscosity, is applied directly to the heating resistor and to a sub-film which may carry it, since then very thin layers and a very uniform distribution can be achieved. For example, the adhesive known under the trademark PACTAN can be used as an adhesive, or an adhesive that connects in a tension-compensating manner, has good sealing properties, maintains elasticity, elasticity and notch resistance even at high and low temperatures, against water, water vapor, dilute acids, alkalis and Salt solutions are resistant, aging-resistant and embrittlement-free and also have good electrical insulating properties and finally have a low volume shrinkage of preferably less than 5% when solidifying.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Haftverbindung durch eine vorzugsweise schicht- bzw. filmartige, vorgefertigte, beiderseits bzw. allseits wirksame Selbstklebeschicht gebildet ist, die z.B. eine transparente Acrylatschicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,13 mm sein kann. Eine derartige Haftschicht, die vor ihrer Anbringung an jeder Seite mit einer leicht abziehbaren Schutzabdeckung, beispielsweise aus silikonisiertem Papier, versehen sein kann, kann eine Wärmebeständigkeit wesentlich über 100°, z.B. bis mindesten 130°C, haben und läßt sich ohne Schwierigkeiten an die Außenkontur der Heizvorrichtung bzw. von deren Träger oder des zu beheizenden Körpers durch Zuschneiden anpassen.A particularly advantageous development of the subject matter of the invention is that the adhesive connection is formed by a preferably layer-like or film-like, prefabricated self-adhesive layer which is effective on both sides or on all sides which, for example, can be a transparent acrylate layer with a thickness of the order of 0.13 mm. Such an adhesive layer, which can be provided on each side with an easily removable protective cover, for example made of siliconized paper, can have a heat resistance well above 100 °, for example up to at least 130 ° C, and can be easily attached to the outer contour adjust the heater or its support or the body to be heated by cutting.
Der Heizwiderstand kann auch mit seiner von dem zu beheizenden Körper abgekehrten Oberfläche durch eine Haftverbindung an einem geeigneten Träger, insbesondere der genannten Rücken- bzw. Unterfolie befestigt sein bzw. durch diese Haftverbindung mit dem Träger eine in sich geschlossene untrennbare Baueinheit bilden.The heating resistor can also be attached with its surface facing away from the body to be heated by means of an adhesive connection to a suitable carrier, in particular the above-mentioned back or bottom film, or can form a self-contained, inseparable structural unit through this adhesive connection with the carrier.
Eine sehr vorteilhafte und sichere Verbindung kann sich auch dadurch ergeben, daß der Heizwiderstand durch Beschichtung, wie z.B. Aufdrucken auf die zugehörige Aufnahmeseite, hergestellt ist, so daß die durch den Druck auftretende Haftung allein die Haftverbindung bildet. Ist der Heizwiderstand nicht unmittelbar auf den zu beheizenden Körper aufgedruckt, so bildet er zweckmäßig mit dem Träger eine aufgedruckte Baueinheit, die sich dann sehr einfach über die zuerst genannte Haftverbindung an dem zu beheizenden Körper anbringen läßt. Im anderen Fall müßte nach dem Aufdrucken des Heizwiderstandes zweckmäßig nachträglich eine Unterfolie als Abdeckung für den Heizwiderstand angebracht werden. Der Heizwiderstand läßt sich nach dem Aufbringen als Schicht z.B. dadurch in vorteilhafter Weise stabilisieren bzw. aushärtend verfestigen, daß er bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200°C in den Träger eingebrannt wird.A very advantageous and secure connection can also result from the fact that the heating resistor is produced by coating, such as, for example, printing on the associated receiving side, so that the adhesion arising from the pressure alone forms the adhesive connection. If the heating resistor is not printed directly on the body to be heated, it expediently forms a printed unit with the carrier, which can then be very easily attached to the body to be heated via the first-mentioned adhesive connection. In the other case, a bottom film would expediently have to be attached as a cover for the heating resistor after the heating resistor had been printed on. After application as a layer, the heating resistor can be stabilized or hardened in an advantageous manner, for example, by baking it into the carrier at a temperature of the order of 200 ° C.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß wenigstens die Aufnahmeseite des zu beheizenden Körpers aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht, wobei sich ein keramischer Werkstoff, insbesondere ein glaskeramischer Werkstoff als besonders vorteilhaft erwiesen hat und der zu beheizende Körper zweckmäßig über seinen gesamten Querschnitt bzw. seine gesamte Plattendicke einschichtig aus demselben Werkstoff besteht, obwohl auch ein zwei- oder mehrschichtiger Aufbau des Körpers selbst, je nach Verwendung, denkbar ist. Die erfindungsgemäße Heizplatte ist insbesondere für ebene Warmhalteplatten im Haushaltsbereich, aber auch für gekrümmte Ausbildungen geeignet, wie sie an Behältern erforderlich sein können. Eine vorteilhafte Anwendung besteht auch darin, durch die Heizeinheit das Beschlagen von Spiegeln zu verhindern oder Außenspiegel eisfrei zu halten.A particularly advantageous development of the subject matter of the invention consists in that at least the receiving side of the body to be heated consists of electrically insulating material, a ceramic material, in particular a glass-ceramic material, having proven to be particularly advantageous and the body to be heated usefully over its entire cross section or its entire panel thickness consists of one layer made of the same material, although a two- or multi-layer structure of the body itself, depending on the use, is also conceivable. The heating plate according to the invention is particularly suitable for flat warming plates in the household area, but also for curved designs, such as may be required on containers. An advantageous application is also to prevent the fogging of mirrors by the heating unit or to keep the outside mirrors free of ice.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird für den Träger ein Werkstoff aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere einem Polymer vorgeschlagen, der vorzugsweise aus einzelnen Partikeln nach Art eines synthetischen Papieres beispielsweise auf einer gebräuchlichen Papiermaschine aus einer Schlempe hergestellt sein kann. Ist dieser Rohwerkstoff, beispielsweise durch Kalandrieren bei hoher Temperatur stark verdichtet, so ergibt sich eine sehr zähe, zug- und einreißfeste, schwer entflammbare, selbstverlöschende, nichtschmelzende sowie flexible Folie mit einer hohen Dauertemperatur-Beständigkeit von nahezu denselben Werten der Haftverbindung oder nur geringfügig niedrigeren Werten, mit sehr guten dielektrischen Eigenschaften, geringer Schrumpfung bei erhöhten Temperaturen, hoher Dichtigkeit und sehr guter chemischer Beständigkeit gegen gebräuchliche Lösungsmittel, Harze und Öle. Die Dauertemperatur-Beständigkeit kann beispielsweise bis etwa 220 °C reichen und es kann, ähnlich wie bei dem Klebstoff der Haftverbindung, bei kurzzeitiger Spitzenbelastung auch eine Beständigkeit bis über 300 °C gegeben sein.In a further embodiment of the invention, a material made of a high-temperature-resistant plastic, in particular a polymer, is proposed for the carrier, which can preferably be produced from individual particles in the manner of a synthetic paper, for example on a conventional paper machine, from a slurry. If this raw material is heavily compressed, for example by calendering at high temperature, the result is a very tough, tensile and tear-resistant, flame-retardant, self-extinguishing, non-melting and flexible film with a high permanent temperature resistance of almost the same values of the adhesive bond or only slightly lower Values with very good dielectric properties, low shrinkage at elevated temperatures, high tightness and very good chemical resistance to common solvents, resins and oils. The permanent temperature resistance can reach up to about 220 ° C and so on Similar to the adhesive of the adhesive connection, resistance to over 300 ° C can also be given in the case of brief peak loads.
Die genannten günstigen Werte lassen sich bei geringen Fertigungskosten auf besonders einfache Weise erreichen, wenn der Träger aus einem aromatischen Polyamid besteht, wie es beispielsweise unter dem Namen Aramid bekannt ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn zur Herstellung des Trägers längliche bzw. flächige Partikel nach Art von Fasern oder Flocken verwendet werden, wobei sich ein besonders vorteilhafter Verbund ergibt, wenn nicht nur gleichförmige Partikel, sondern beispielsweise sowohl Flocken wie auch Fasern durchmischt verwendet werden. Es ist auch denkbar, den Träger aus zwei oder mehr gleichen oder unterschiedlichen Schichten nach Art eines Laminates als Verbundkörper aufzubauen, wobei zum Beispiel zwischen zwei Folienschichten der genannten Art eine weitere Folienschicht aus einem homogenen Werkstoff, zum Beispiel aus Polyester, angeordnet sein kann. Beispielsweise kann das unter dem Warenzeichen NOMEX der Firma DUPONT oder das unter dem Warenzeichen PRETEX der Firma Faserprodukte GmbH Lahnstein bekannte Papier verwendet werden. Insofern ist auch ein papierähnliches Material denkbar, bei welchem langfaserige Zellstoff-Fasern gemischt mit Polyamid-Fasern in Kombination mit synthetischen Bindern der Klasse Acrylsäureester-Copolymerisate verwendet werden. Das den Träger bildende Flächengebilde kann mit einem ein- oder beidseitigen Deckstrich versehen sein.The favorable values mentioned can be achieved in a particularly simple manner at low production costs if the carrier consists of an aromatic polyamide, as is known, for example, under the name aramid. Furthermore, it is advantageous if elongate or flat particles in the manner of fibers or flakes are used to produce the carrier, a particularly advantageous composite being obtained if not only uniform particles, but for example both flakes and fibers are mixed together. It is also conceivable to construct the carrier from two or more identical or different layers in the manner of a laminate as a composite body, it being possible, for example, to arrange a further film layer made of a homogeneous material, for example polyester, between two film layers of the type mentioned. For example, the paper known under the trademark NOMEX from DUPONT or the paper known under the trademark PRETEX from Faserprodukte GmbH Lahnstein can be used. In this respect, a paper-like material is also conceivable in which long-fiber cellulose fibers mixed with polyamide fibers are used in combination with synthetic binders of the class acrylic acid ester copolymers. The surface structure forming the support can be provided with a one- or both-sided top coat.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine elektrische Heizvorrichtung einer erfindungsgemäßen Heizeinheit in Ansicht;
- Fig. 2 einen Schnitt durch die Heizvorrichtung gemäß Fig. 1;
- Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung sowie im Verbund mit einem zu beheizenden Körper der Heizeinheit;
- Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Heizeinheit in Ansicht;
- Fig. 5 einen Ausschnitt der Heizeinheit gemäß Fig. 4 in wesentlich vergrößertem Querschnitt;
- Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Heizeinheit in Vorderansicht, jedoch ohne zu beheizenden Körper;
- Fig. 7 einen Ausschnitt der Heizeinheit nach Fig. 6 in wesentlich vergrößertem Querschnitt und
- Fig. 8 einen Ausschnitt der Fig. 7 in wesentlich vergrößerter Darstellung.
- 1 shows an electric heating device of a heating unit according to the invention in view;
- FIG. 2 shows a section through the heating device according to FIG. 1;
- 3 shows a detail of FIG. 2 in an enlarged representation and in conjunction with a body of the heating unit to be heated;
- 4 shows a further embodiment of a heating unit in view;
- FIG. 5 shows a detail of the heating unit according to FIG. 4 in a substantially enlarged cross section;
- 6 shows a further embodiment of a heating unit in a front view, but without a body to be heated;
- Fig. 7 shows a detail of the heating unit of FIG. 6 in a substantially enlarged cross section and
- Fig. 8 shows a detail of Fig. 7 in a substantially enlarged view.
In den Fig. 1 bis 3 ist beispielhaft eine Heizeinheit 1 mit einer Heizvorrichtung für eine Leistung von etwa 70 W unter einer Spannnung von ungefähr 220 V dargestellt, die für eine Dauer-Betriebstemperatur von ungefähr 130 °C ausgelegt sein kann und Kantenmaße von unter einem 1 m aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heizvorrichtung 1 in Ansicht länglichrechteckig mit einem längeren Kantenmaß, das mit beispielsweise etwa 30 cm annähernd doppelt so groß wie das kleinere Kantenmaß ist.1 to 3, a heating unit 1 is shown by way of example with a heating device for a power of approximately 70 W under a voltage of approximately 220 V, which are designed for a continuous operating temperature of approximately 130 ° C. can and has edge dimensions of less than 1 m. In the illustrated embodiment, the heating device 1 is oblong rectangular in view with a longer edge dimension which, for example, is approximately twice as large as the smaller edge dimension, for example approximately 30 cm.
Die Heizvorrichtung weist einen flachschichtförmigen Heizwiderstand 2 auf, der eine Dicke von weniger als 1 mm hat, bzw. dessen Dicke etwa in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter liegen kann. Der Heizwiderstand 2 ist zweckmäßig aus einer metall- und/oder graphithaltigen Paste, insbesondere einer Polymer-Paste gebildet und mäanderförmig derart verlegt, daß eine Vielzahl mit geringem Abstand von wenigen Millimetern parallel nebeneinanderliegender, gleich langer Abschnitte 4 gebildet ist, die parallel zu den Längskanten der Heizvorrichtung liegen, wobei die beiden äußersten Abschnitte 4 einen Abstand zu den zugehörigen Längskanten eines Trägers 3 haben, der etwa zwei- bis dreifach größer als der Abstand zwischen benachbarten Abschnitten 4 ist. Der Heizwiderstand 3 besteht zweckmäßig aus einer Polymer-Paste, die nach Art eines Druckverfahrens auf den Träger 3 aufgebracht ist und so eine gedruckte, elektrische Leiterbahn bildet. Die beiden Enden dieser Leiterbahn sind benachbart sowie parallel zu einer Schmalkante des Trägers 3 gegeneinander gerichtet verlegt und bilden flächig vergrößerte Anschlußenden 5 an derselben Seite des Trägers 3, an welcher auch der übrige Heizwiderstand 2 liegt.The heating device has a flat-
Der Träger 3 ist durch eine papierähnliche synthetische Folie von wesentlich weniger als 1 mm Dicke gebildet, die gemeinsam mit dem Heizwiderstand 2 eine Gesamtdicke von nur wenigen Zehntel Millimeter, beispielsweise etwa bzw. unter drei bis fünf Zehntel Millimeter aufweisen kann. Auf die zugehörige Seite dieses Trägers 3 ist der Heizwiderstand 2 mit seiner zugehörigen, im wesentlichen in einer Ebene bzw. Fläche liegenden Oberfläche 15 über eine Haftverbindung 16 aufgebracht, die ohne zusätzliches Haftmittel unmittelbar durch Haftung zwischen der metallischen Oberfläche 15 und der zugehörigen Seite des Trägers 3 gebildet ist. Zur Erzielung besonders günstiger Eigenschaften kann der Heizwiderstand 2 aus einer Silberpolymer-Paste bzw. einer Mischung einer Silber- und einer Graphit-Polymer-Paste bestehen.The carrier 3 is formed by a paper-like synthetic film of substantially less than 1 mm in thickness, which together with the
Die andere, zur Oberfläche 15 parallele und ebenfalls im wesentlichen durchgehend in einer Ebene bzw. Fläche liegende metallische Oberfläche 12 des Heizwiderstandes 2 liegt vor der Anordnung an dem zu beheizenden Körper 10 frei bzw. blank, so daß also die Heizvorrichtung vor der Montage nur aus zwei Schichten zu bestehen braucht, von denen der Heizwiderstand 2 eine Grenzschicht bildet. Mit dieser Oberfläche 12 sowie lückenlos mit den zwischen den Abschnitten 4 des Heizwiderstandes 2 freiliegenden Teilen der zugehörigen Oberfläche des Trägers 3 wird die Heizvorrichtung dann über eine Haftverbindung 13 an der zugehörigen, glattflächigen bzw. ebenen Aufnahmeseite des zu beheizenden Körpers 10 dauerhaft bzw. unlösbar befestigt.The other, parallel to the
Diese Haftverbindung 13 wird zweckmäßig unter Verwendung eines gesonderten Haftmittels in Form einer Kleberschicht 14 hergestellt, deren Dicke etwa in der Größenordnung der Gesamtdicke der Heizvorrichtung liegen kann, deren Dicke also nur geringfügig größer oder kleiner als bzw. annähernd gleich wie die Dicke des Heizwiderstandes 2 selbst sein kann. Zur Herstellung der Haftverbindung wird zweckmäßig das Folienheizelement bzw. die Heizvorrichtung auf der zugehörigen, mit der Leiterbahn bedruckten Seite lückenlos und über ihre gesamte Erstreckung beschichtet, wonach sie durch Anlegen an die trockene, unbehandelte Aufnahmeseite 11 des Körpers 10 montiert werden kann. Nach dem Anlegen kann ggf. ein Verpressen durch Glattstreichen, Walzen, flächigen Preßdruck o.dgl. vorgenommen werden. Wird ein unter Luftfeuchtigkeit aushärtender Kleber verwendet, so wird dieser zweckmäßig in einer Schichtdicke von etwa drei Zehntel Millimeter aufgetragen und dafür gesorgt, daß trotz relativ guter Dichtigkeit des Trägers 3 die Luftfeuchtigkeit einen relativ gleichmäßigen Zugang zu der aushärtenden Kleberschicht 14 hat.This
Zur Unterstützung dieses Reaktionsprozesses sowie dafür, daß eventuelle Lufteinschlüsse zwischen der Heizvorrichtung und dem zu beheizenden Körper 10 vollständig entweichen können, weist der Träger 3 eine Mehrzahl von Öffnungen 9 auf, die zweckmäßig so angeordnet sind, daß sie den Träger 3 nur in solchen Bereichen durchsetzen, in welchen der Heizwiderstand 2 nicht liegt. Die Öffnungen 9 sind daher zweckmäßig als parallel zu den Abschnitten 4 und zwischen diesen Abschnitten 4 liegende Schlitze ausgebildet, deren Längsbegrenzungen zweckmäßig mit einem geringen Abstand von den zugehörigen Heizwiderstands-Abschnitten 4 liegen. Nach dem Aushärten der Kleberschicht 14 können diese Öffnungen 9 durch die Kleberschicht 14 dicht derart verschlossen sein, daß die benachbarten Abschnitte 4 des Heizwiderstandes 2 nach Art einer Versiegelung abgedeckt sind.To support this reaction process and to ensure that any air pockets between the heating device and the
Die Ränder 17, die im Bereich der der Anschlußenden 5 zugehörigen Kante etwa gleich breit wie im Bereich der Längskanten und an der den Anschlußenden 5 gegenüberliegenden Kante wesentlich schmaler sind, werden bis zu ihren über den Heizwiderstand 2 vorstehenden Randkanten haftend an der Aufnahmeseite 11 des zu beheizenden Körpers 10 befestigt und bilden somit einen rundum laufenden, ringdichtungsartigen Abschluß, der zweckmäßig gegenüber den zugehörigen Außenkanten des zu beheizenden Körpers 10 zurückversetzt ist. Dadurch ist der Heizwiderstand dauerhaft durch Einbettung nach außen wasserdicht versiegelt und teilweise unmittelbar in die Kleberschicht 14 eingebettet und dadurch auch gegen Kriechströme in vorteilhafter Weise gesichert.The
An die unmittelbar benachbart bzw. einander gegenüberliegenden Anschlußenden 5 des Heizwiderstandes 2 sind Anschlußleitungen 6 mit ihren einen Enden angeschlossen. Diese Anschlußleitungen 6, die zweckmäßig aus hochflexiblem Werkstoff bestehen und beispielsweise durch Kupferlitzen gebildet sein können, sind von der vom Heizwiderstand 2 abgekehrten Seite des Trägers 3 zugeführt und durchsetzen diesen sowie den Heizwiderstand 2 bzw. dessen Anschlußenden 5 im Bereich von Öffnungen, deren Weite größer als der Querschnitt der Anschlußleitungen 6 ist. An diesen Enden der Anschlußleitungen 6 sind Verbindungsköpfe 7 vorgesehen, welche die genannten Öffnungen in den Anschlußenden 5 und dem Träger 3 vollständig ausfüllen, aus elektrisch gut leitfähigem Werkstoff, beispielsweise Lötmaterial, bestehen und im wesentlichen bündig bzw. flächengleich mit der Oberfläche 12 des Heizwiderstandes 2 abschließen, so daß sie höchstens bis an diese Oberfläche 12 reichen. Es ist aber auch denkbar, daß der jeweilige Verbindungskopf 7 nietkopfartig um einen Bruchteil eines Millimeters bzw. eines Zehntel Millimeters über die Oberfläche, insbesondere höchstens um die Dicke der Kleberschicht 16 vorsteht, so daß dieser Teil ebenfalls in die Kleberschicht 14 eingebettet sein kann. In jedem Fall ergibt sich eine unmittelbare haftende Verbindung des Verbindungskopfes 7 bzw. von dessen zugehöriger Stirnfläche mit der Kleberschicht 14, so daß der Verbindungskopf 7 durch die Haftverbindung 13 ebenfalls unmittelbar gegenüber der Aufnahmeseite 11 des zu beheizenden Körpers 10 festgelegt und eine hohe mechanische Festigkeit gegen Zugbelastungen der Anschlußleitung 6 gewährleistet ist. Der Verbindungskopf 7, der gegenüber der Anschlußleitung 6 einen annähernd doppelt so großen Durchmesser aufweisen kann, steht zweckmäßig über die vom Heizwiderstand 2 abgekehrte Seite des Trägers 3 geringfügig vor.At the directly adjacent or opposite connection ends 5 of the
Die jeweilige Anschlußleitung 6 ist zweckmäßig mit einer flexiblen Isolierung 18 versehen, die jedoch erst in einem gewissen Abstand von dem Träger 3 bzw. dem Verbindungskopf 7 beginnt, so daß zwischen der Isolierung 18 und dem Träger 3 ein kurzer, freiliegender Abschnitt der Anschlußleitung 6 vorgesehen ist. Die Isolierung kann dadurch gebildet werden, daß eine silikonisierte Kupferlitze verwendet wird. An den freien Enden der Anschlußleitungen 6 sind Anschlußglieder 8, beispielsweise in Form von Steckhülsen vorgesehen, so daß die Heizvorrichtung durch Steckverbindungen leicht lösbar elektrisch angeschlossen werden kann.The respective connecting
In den Figuren 4 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren, jedoch jeweils mit unterschiedlichen Buchstaben-Indizes verwendet.In FIGS. 4 to 7, the same reference numerals are used for corresponding parts as in the other figures, but each with different letter indices.
Im Falle der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 stellt die Heizeinheit einen Wandspiegel für einen Naß- bzw. Sanitärraum dar, in welchem, wie z.B. im Falle eines Badezimmers, der Spiegel einer so hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sein kann, daß er stets zum Beschlagen neigt. Das den zu beheizenden Körper 10a bildende Spiegelglas ist in einem rahmenartigen Grundkörper 20 aus Kunststoff oder einem ähnlichen Werkstoff mit elektrisch isolierenden Eigenschaften angeordnet, welcher den Körper 10a auf der Rückseite ganzflächig abdeckt und ihn außerdem am Außenrand über den Umfang geschlossen umgreift. In diesem Fall, in welchem die elektrische Sicherheit auch im Falle eines Bruches des Körpers 10a eine wesentliche Rolle spielt, ist zweckmäßig der Träger 17a als zusätzliche elektrische Sicherheits-Schutzschicht zwischen dem Heizwiderstand 2a und dem Körper 10a angeordnet. Daher ist die Heizvorrichtung mit von dem Körper 10a abgekehrt liegendem Heizwiderstand 2a vorteilhaft unmittelbar an einem plattenförmigen Rückenteil des Grundkörpers 20 haftend befestigt. Zumindest die gesamte, den Heizwider stand 2a aufnehmende Fläche des Trägers 3a kann mit einer dünnen Selbstklebeschicht oder insbesondere mit einer ähnlichen bzw. gleichen Schicht wie der Träger, lückenlos und feuchtigkeitsdicht so abgedeckt sein, daß der Heizwiderstand 2a nach Art einer Sandwich-Bauweise vollständig zwischen dem Träger 3a und dieser ganzflächig haftenden Schicht 30 eingebettet ist.In the case of the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the heating unit represents a wall mirror for a wet or sanitary room, in which, as in the case of a bathroom, for example, the mirror can be exposed to such a high level of humidity that it always tends to fog up . The mirror glass forming the
An dem Grundkörper 20 ist die Heizvorrichtung im dargestellten Fall mit einer vom Heizwiderstand 2a im Abstand bzw. außerhalb des beheizten Feldes gesondert liegenden Haftverbindung 19 befestigt, welche zwar durch eine ganzflächige Klebe- bzw. Selbstklebeschicht gebildet sein kann, zweckmäßig jedoch so durch einzelne, kleinflächige und im Abstand voneinander liegende, dickere Haftverbindungen 19 gebildet ist, daß die zugehörigen Seiten stets einer Belüftung ausgesetzt sein können. Die Haftverbindungen 19 sind z.B. vier in den Eckbereichen des Körpers 10a bzw. eines gedachten Viereckes liegende Einzelstücke von Selbstklebeschichten, die mit einer Seite unmittelbar an der dem Heizwiderstand 2a zugehörigen Seite des Trägers 3a bzw. an der zusätzlichen Schicht 30 und mit der anderen Seite unmittelbar an der Vorderseite des Grundkörpers 20 haftend befestigt sein können. Dadurch wirken die Haftverbindungen 19 auch nach Art von Distanzgliedern, durch welche zwischen dem übrigen Träger 3a und der Vorderseite des Grundkörpers 20 ein Spalt 9a für die Belüftung freigehalten bleibt. Auch die Umfangskanten des Körpers 10a liegen im Spaltabstand vom Grundkörper 20, wodurch sich eine kaminartige Luftführung bzw. -Zirkulation entlang der Rückseite der Heizeinheit ergibt. Durch die beschriebene Ausbildung ist der Körper 10a ausschließlich durch seine Verbindung mit der Heizvorrichtung bzw. mit dem Träger 3a an dem Grundkörper 20 befestigt, so daß gesonderte, den Körper 10a unmittelbar mit dem Grundkörper 20 verbindende Befestigungsglieder nicht erforderlich sind.In the case shown, the heating device is fastened to the
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 bis 8 stellt der beheizte Gegenstand bzw. die Heizeinneit 1b einen Auto-Außenspiegel dar, der insbesondere zum Zwecke der schnellen Enteisung beheizbar ausgebildet ist, wobei die Beheizung in diesem Fall mit Schwachstrom von beispielsweise 12 bis 24 Volt Spannung zu betreiben ist.In the embodiment according to FIGS. 6 to 8, the heated object or the heating unit 1b represents a car exterior mirror, which is designed to be heatable in particular for the purpose of rapid deicing, the heating in this case using low current of, for example, 12 to 24 volt voltage is to be operated.
Die aus mindestens einem Heizwiderstand 2b, Träger 3b und Selbstklebeschicht 19b bestehende, gegenüber dem Spiegelglas 10b wesentlich dünnere Heizvorrichtung ist zwischen dem Spiegelglas 10b und einer dieses aufnehmenden Grundplatte 20b angeordnet, die ihrerseits zur Spiegeleinstellung verstellbar in einem Spiegelgehäuse zu haltern ist. Der Heizwiderstand 2b liegt auf der dem Spiegelglas 10b zugekehrten Seite des Trägers 3b, auf dessen davon abgekehrter Seite die Selbstklebeschicht 19b angeordnet ist. Die Haftverbindung 13b zum Spiegelglas 10b wird über eine Selbstklebeschicht 14b hergestellt, die zuerst an dem Spiegelglas 10b bzw. an dessen an der Rückseite vorgesehenen Verspiegelungsschicht angebracht wird und insofern eine vorgefertigte Baueinheit mit dem Spiegelglas 10b darstellt. An ihrer von dem Spiegelglas 10b abgekehrten Seite ist die Selbstklebeschicht 14b zunächst mit einer Schutzfolie 28 abgedeckt. Nach Abziehen dieser Schutzfolie 28 wird die Heizvorrichtung mit der Oberfläche 12b des Heizwiderstandes 2b an der Selbstklebeschicht 14b und damit am Spiegelglas 10b angebracht. Eine die Selbstklebeschicht 19b zunächst an der vom Träger 3b abgekehrten Seite abdeckende Schutzfolie 29 kann ebenfalls abgezogen werden, wonach die Selbstklebeschicht 19b haftend mit der Grundplatte 20b verbunden wird und so dann die Grundplatte 20b mit dem Spiegelglas 10b und der Heizvorrichtung eine in sich geschlossen montierbare Baueinheit bildet. Im Zentrum weist die Grundplatte 20b einen großflächigen, annähernd bis zu ihren Längskanten reichenden, im wesentlichen kreisförmigen Durchbruch auf, in dessen Randbereich ein Kranz von über die Rückseite vorstehenden Befestigungsglie dern in Form von beispielsweise einteilig mit der Grundplatte ausgebildeten Schnappgliedern vorgesehen ist. Zweckmäßig ist auch die Selbstklebeschicht 19b in diesem Bereich mit einem Durchbruch versehen bzw. ausgespart.The heating device, which consists of at least one
Der Heizwiderstand 2b bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens zwei gesondert bzw. im wesentlichen unabhängig voneinander schaltbare Heizkreise 21, 22, von denen jeder im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Fläche der Heizvorrichtung bzw. des Spiegelglases 10b dadurch verteilt ist, daß die beiden Heizkreise mäanderförmig ineinanderliegend verlegt sind. Ein Heizkreis 21 mit höherer bzw. der höchsten Heizleistung von über 25 bzw. 30 Watt, insbesondere von etwa 35 Watt, ist durch eine bandförmige, mäanderartig verlaufende Beschichtung gebildet, deren Bandbreite wesentlich größer als diejenige des anderen Heizkreises 22 geringerer Leistung ist. Der Heizkreis 21 verläuft in zwei zueinander parallelen Mäanderabschnitten unmittelbar benachbart zu den einander gegenüberliegenden Längskanten des Spiegelglases 10b, während der Heizkreis 22 in die einander zugekehrten Mäanderöffnungen dieser beiden Mäanderabschnitte ebenfalls mit zwei zueinander parallelen Mäanderabschnitten eingreift und dadurch von den genannten Längskanten des Spiegelglases 10b einen geringfügig größeren Abstand hat.In the exemplary embodiment shown, the
Die Enden der beiden Heizkreise 21, 22, die durch eine einteilige Beschichtung in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt sind, gehen benachbart zu einer Schmalseite des Spiegelglases 10b jeweils paarweise zur Bildung gemeinsamer Anschlußenden 5b ineinander über. Mit diesen Anschlußenden 5b ist jeweils ein elektrisches Anschlußglied 8b durch eine mechanische Verbindung, nämlich durch einen Niet 7b, elektrisch leitend verbunden. Der Schaft des Nietes 7b durchsetzt den Träger 3b und das zugehörige Anschlußende 5b und weist an der vom Träger 3b abgekehrten Seite des Heizwiderstandes 2b einen schichtartig flach scheibenförmigen Niet kopf mit einer Dicke auf, der in der Größenordnung von einem bis wenigen zehntel Millimetern liegen kann und zweckmäßig so in das Anschlußende 5b bzw. den Träger 3b eingepreßt ist, daß seine vom Heizwiderstand 2b abgekehrte Oberfläche wenigstens nahezu in der Ebene der zugehörigen Oberfläche des übrigen Heizwiderstandes 2b liegt. Der andere, wesentlich dickere Nietkopf liegt an der vom Träger 3b abgekehrten Seite eines Schenkels des winkelförmigen Anschlußgliedes 8b an, wobei dieser Schenkel ganzflächig an der vom Heizwiderstand 2b abgekehrten Seite des Trägers 3b abgestützt sein kann. Der andere, zur Rückseite über den Träger 3b vorstehende Schenkel des Anschlußgliedes 8b bildet einen elektrischen Stecker in Form einer Flachsteckzunge, welche eine an sie angepaßte Öffnung der Grundplatte 20b durchsetzt und an deren Rückseite zur lösbaren Verbindung mit dem Gegenstecker einer Anschlußleitung frei liegt.The ends of the two
In einen Heizkreis, nämlich zweckmäßig in den Heizkreis 21 höherer Leistung, ist gemäß der Erfindung ein Temperaturschalter 25 zwischengeschaltet, der im Gegensatz zu einem PTC-Temperaturwächter eine wesentlich höhere Temperaturfestigkeit vor allem dann aufweisen kann, wenn er als mechanischer Schalter, z.B. als Bimetall-Schnappscheiben-Thermostat, ausgebildet ist. Dieser Temperaturschalter 25 ist innerhalb des genannten Durchbruches in der Selbstklebeschicht 19b an der Rückseite des Trägers 3b mit einer flächigen Haftverbindung 27 befestigt und weist z.B. ein flaches, in Ansicht rechteckiges Gehäuse auf, das parallel zum Träger 3b liegend nur von diesem getragen ist, so daß der Temperaturschalter 25 eine Baueinheit mit der Heizvorrichtung bildet. Benachbart zu den Anschlußenden 5b ist der Heizkreis 21 unterbrochen, so daß er zwei weitere, im Abstand zueinander liegende Enden bildet, die über zwei kurze und im wesentlichen geradlinige, mit Isolierummantelungen versehene Anschlußdrähte mit dem Temperaturschalter 25 verbunden sein können. Die ausschließlich an der Rückseite des Trägers 3b liegenden, im wesentlichen geradlinigen und V-förmig zueinander liegenden, relativ kurzen Anschlußdrähte 26 können ebenfalls mechanisch tragende Teile zur Sicherung des Temperaturschalters 25 gegenüber dem Träger 3b sein.In a heating circuit, namely expediently in the heating circuit 21 of higher power, a
Jedes der weiteren Anschlußenden des Heizkreises 21 ist zweckmäßig von einem elektrischen Anschlußglied durchsetzt, das als Niet, insbesondere als Hohlniet, ausgebildet sein kann und dessen an der Oberfläche 12b des Heizwiderstandes liegender Nietkopf zweckmäßig wie anhand der Nietköpfe der Anschlußenden 5b beschrieben, flachschichtförmig ausgebildet und versenkt angeordnet ist. Am anderen Nietkopf ist das Ende des zugehörigen Anschlußdrahtes 26 zweckmäßig mit einem Lötkopf 24 befestigt.Each of the further connection ends of the heating circuit 21 is expediently penetrated by an electrical connection member, which can be designed as a rivet, in particular as a hollow rivet, and whose rivet head lying on the surface 12b of the heating resistor is expediently formed and sunk as described with reference to the rivet heads of the connection ends 5b is arranged. The end of the associated connecting
Nach dem Einschalten der Beheizung mit Hilfe eines beispielsweise handbetätigbaren Schalters werden zunächst beide Heizkreise 21, 22 in Parallelschaltung betrieben, so daß sich eine Heizleistung höher als 35 Watt, z.B. zwischen etwa 40 bis 45 oder mehr Watt, ergibt. Der Temperaturschalter 25 ist so justiert, daß er bei einer Temperatur zwischen etwa 30 und 50°C, vorzugsweise etwa 40°C, öffnet und somit den Heizkreis 21 abschaltet, während der Heizkreis 22 mit einer sog. Beharrungsleistung weiter arbeitet. Diese Beharrungsleistung liegt zweckmäßig unterhalb der Hälfte der Gesamtleistung oder Leistung des Heizkreises 21, nämlich beispielsweise zwischen etwa 7,5 und 11 Watt. Die Schalthysterese des Temperaturschalters 25 ist verhältnismäßig hoch, nämlich über 15 bis 25°C, vorzugsweise etwa bei 30°C, gewählt, so daß der Temperaturschalter 25 erst bei einer Abkühlung auf eine Temperatur zwar oberhalb des Gefrierpunktes, jedoch relativ nahe bei diesem wieder einschaltet, wobei sich eine Einschalttemperatur in der Größenordnung von 10°C als zweckmäßig erwiesen hat. Diese Temperatur wird in der Regel allerdings durch die Beharrungsleistung unter den üblicherweise vorkommenden Außentemperaturen aufrecht- er halten, so daß der Temperaturschalter 25 nicht wieder einschaltet, sondern der Heizkreis 21 nur dann eingeschaltet wird, wenn der Außenspiegel nach längerer Zeit unter etwa 10°C abgekühlt ist und daher in kurzer Zeit, nämlich innerhalb weniger Minuten auf die vom Heizkreis 22 zu haltende Betriebstemperatur aufgeheizt werden soll. Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung diese Aufheizung und damit eine vollständige Abtauung des Spiegels in etwa sieben Minuten oder sogar weniger erreicht werden kann. Dies ist insbesondere möglich, weil der Träger eine Temperaturfestigkeit bis zu etwa 200°C, der Temperaturschalter eine Temperaturfestigkeit weit über 100°C und die Haftverbindungen Temperaturfestigkeiten bis etwa 130°C haben bzw. bis zu diesen Temperaturen funktionsfähig wärmebeständig sind.After switching on the heating with the aid of, for example, a manually operated switch, the two
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