EP1963751A1 - Elektrisch betreibbare flächenheizelement-anordnung, insbesondere als fussboden-flächenheizelement-anordnung - Google Patents

Elektrisch betreibbare flächenheizelement-anordnung, insbesondere als fussboden-flächenheizelement-anordnung

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Publication number
EP1963751A1
EP1963751A1 EP06829627A EP06829627A EP1963751A1 EP 1963751 A1 EP1963751 A1 EP 1963751A1 EP 06829627 A EP06829627 A EP 06829627A EP 06829627 A EP06829627 A EP 06829627A EP 1963751 A1 EP1963751 A1 EP 1963751A1
Authority
EP
European Patent Office
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surface heating
heating element
longitudinal
arrangement according
elements
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06829627A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moletherm Holding AG
Original Assignee
Moletherm Holding AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Moletherm Holding AG filed Critical Moletherm Holding AG
Publication of EP1963751A1 publication Critical patent/EP1963751A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0275—Heating of spaces, e.g. rooms, wardrobes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D13/02—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to an electrically operable mecanicnheizelement arrangement, in particular as a floor-Flächenheizelement arrangement according to the preamble of claim 1.
  • An electrically operable ceremoninheizelement arrangement as wall-Flächenheizelement arrangement is known (EP 1 135 970 B1).
  • a plurality of the same, rectangular surface heating elements are used, each consisting of a base plate with an electrically active heating layer mounted thereon, which is bounded by two parallel, peripheral electrical conductor strips and with a top-side protective film.
  • Surface heating elements are lined up in element longitudinal rows according to the orientation of the conductor strips along, wherein more element longitudinal rows are also lined up in the transverse direction, so that a kind of checkerboard pattern arises.
  • An electrical control unit for power supply and control is electrically connected to a first pole with a conductor strip of a surface heating element and with a second pole to the other conductor strip.
  • a coating of a coating material is used concretely, which essentially emits an electromagnetic radiation in the infrared range, especially in the non-visible infrared range.
  • the coating material contains certain mole fractions of graphite and an insulating carbon black and other ingredients.
  • the control unit supplies the energy for an excitation of the coating and for its electrical Radiation.
  • the radiation-active coating is mounted on a non-electrically conductive base plate.
  • the electrical connection between a mains connection, a control unit and the surface heating elements is made via cables which run on the wall surface and are connected to one another via junction boxes. Such wiring is to be designed individually according to each individual arrangement and therefore expensive to manufacture. Standardized electrical connectors are not used.
  • the object of the invention is to further develop a generic electrically operable surface heating element arrangement such that a cost-effective, safe and easily assembled electrical connection for variable surface heating element arrangements is possible.
  • a connecting part of an electrical connecting element is preferably arranged at the corner regions of the surface heating elements, which is fixedly connected to the surface heating element and with contact to the associated longitudinal end of the electrical conductor strip.
  • Such an element longitudinal row can be connected directly to the control unit with its two conductor strips.
  • Surface heating elements of lying transversely longitudinal element longitudinal rows can also be easily electrically connected to their connecting parts by joining to fasteners in the longitudinal direction; a connection to the controller and thus an electrical power supply is not yet established.
  • transverse connectors are provided, as elongated electrical conductors, at the ends of which are connected to the connecting parts on the surface.
  • heating elements compatible electrical connection parts are mounted.
  • These cross connectors can be arranged on one or both opposite free row end edges of the element longitudinal rows, where in each case the two still free connection parts of the row last surface heating element are located.
  • a cross-bridge between the same pole electrically associated conductor strip is made with one or optionally a plurality of cross connectors. If, for example, in a plan view of transversely juxtaposed element longitudinal rows, the respective right conductor strips should have a same particular pole for the energy supply, the controller will only be connected to a conductor strip of an element longitudinal row.
  • the electrical connection to the pole associated, longitudinal and interconnected conductor strips of the other longitudinal element rows is made by the cross connector.
  • cross connectors can be standardized components and components of a mounting kit with surface heating elements.
  • the electrical connection is easy, fast and safe to perform even by a non-specialist.
  • this contributes to the fact that a cross connector represents only a single line (no multi-core cable possibly with branching) and thus its use for a further connection in the transverse direction to adjacent homopolar conductor strips is also manageable for a non-expert.
  • Claim 2 claims a particularly preferred construction of the surface heating element with a carrier film and preferably an upper-side protective film, wherein the carrier film together with the heating layer and possibly the protective film is preferably applied directly to the base plate and preferably forms a handleable composite component therewith. Together with the carrier film and the protective film together, the heating layer can be functionally reliably protected against damage, in particular against moisture absorption.
  • the conductor strips are preferably arranged on the edge side of the surface heating according to claim 3 in order to form the largest possible heating surfaces. In this case, then, the connecting parts of the respective electrical connection elements are located at the corner regions of the surface heating elements.
  • a further transverse connector for an additional, optionally required, transverse connection can be simply arranged and electrically connected to a cross connector.
  • a connection part may be used for connection to a surface heating element, wherein the second connection part located at the same location and electrically connected to the first connection part is available for the connection of a further transverse connection.
  • first connection part and the second connection part are arranged on opposite longitudinal sides of the transverse connector, preferably with opposite orientation and preferably approximately in the longitudinal direction in the mounted state aligned. This makes an overall compact construction of the cross connector possible.
  • the two connecting parts lie on one side of the cross connector, thereby reliably, for. B. in conjunction with copper strips can be avoided as electrical conductors that the copper strips cover the connecting elements of an adjacent cross connector, which could possibly lead to chafing of the foil insulation and thus to a short circuit with permanent mechanical stress.
  • the cross-connector as standardized components have a length approximately corresponding to the width or the transverse extent of a mecanicnheizelements.
  • an elongated transverse connector with a conductor strip of an element longitudinal row and the corresponding conductor strip of a respective transversely adjacent element longitudinal row can be connected to save space and with a good visual impression.
  • transverse connectors in the length of an integer multiple of such a width could be offered, which would then span a plurality of element rows correspondingly elongated.
  • the connecting elements are plug-and-clamp connectors, wherein the associated connection parts are, on the one hand, plug-in shoes as clamping shoes and, on the other hand, plug-in pins and / or plug-in tongues.
  • plug-and-clamp connectors are known per se stable, functionally reliable and easy to install electrical connection elements. Since the connection technology should have as little height, a flat connector is proposed with claim 9 as a plug-and-clamp connector, each with a flat plug shoe and an associated tongue.
  • the plug-in shoes and plug pins and / or tabs to be aligned in the direction of the line strip or the element longitudinal rows.
  • the electrical plug-and-press connection of the surface heating elements can be produced in a simple manner in the longitudinal juxtaposition of the surface heating elements.
  • plug-in shoes and plug pins or tabs on the corner regions of the surface heating elements, two plug-in shoes being provided on one end or broad side and two insertion tongues on the other end or broad side.
  • a combination plug-in / tongue on a broad side of a surface heating element is possible.
  • the arrangement should in any case help to make the electrical connections as manageable as possible, in particular with additional cross connectors, and, if appropriate, make them safe from polarity reversal.
  • claim 12 also contributes to that on the cross connectors on both sides in each case as a double connection part, a unit of a plug shoe and a tongue is attached, which are opposite and are aligned in the mounted state approximately in the longitudinal direction.
  • the elongated electrical conductor of a cross connector is formed as a flat conductor.
  • a copper strip is preferably introduced as an electrical conductor between two film strips.
  • the base plates and optionally filling plates form as impact sound insulation panels.
  • the electrically active heating layer is a thin-walled coating known per se as an active infrared-radiating radiant heater coating, which is expediently applied to a carrier film which is connected to the base plate.
  • the committeenheizelement arrangement should be operated according to claim 18 in safety-critical uncritical range of low voltage voltages below 50 volts, preferably at 24 volts. Thus, the arrangement is particularly suitable for installation and operation by non-professionals.
  • FIGS. 4a, b are plan views of two different embodiments of a cross connector
  • Fig. 5 is a side view of the cross connector of Fig. 4a.
  • Fig. 6 is a perspective view of the cross connector of Fig. 4a.
  • FIG. 1 a floor-Flächenheizelement arrangement 1 is shown, with three different, exemplified installation arrangements A, B, C. From Figures 2 and 3, the structure and the electrical longitudinal connection of the used in each case the same rectangular surface heating elements 2a, 2b can be seen.
  • the surface heating elements 2a, 2b consist of a base impact sound insulation panel 3, an overlying carrier film 4, on which an electrically active heating layer 5 is applied as a coating.
  • the top is covered by a protective and insulating film 6.
  • the electrically active heating layer 5 is bounded by two parallel edge-side electrically conductive conductor strips 7a, 7b. These are designed as copper strips and cover for an electrical contacting the electrically active heating layer. 5
  • each electrically conductive connecting parts are attached as a plug-in shoe 8 and tongue 9 of a tab 10 for a plug-and-clamp connection.
  • the plug-in shoe 8 and the tongue 9 are in the illustrated embodiment on the respective transverse edge of the surface heating 2a, 2b and are firmly connected to a connection area with the base plate and the associated conductor strip.
  • usable connection techniques are known.
  • cross-connector 11 For the production of the electrical connections further cross-connector 11 are used, two of which are shown in more detail by way of example in Figures 4a and 4b:
  • the cross connector 11 is designed in each case as a flat conductor such that between two film strips as a carrier film 12 and cover sheet 13, a copper strip 14 is introduced as an electrical conductor.
  • electrical double connection parts 15a, 15b respectively as a unit of a plug shoe 8 'or 8 "and a tongue 9' or 9" attached and contacted with the copper strip 14.
  • the plug-in shoes 8 'and 8 "as well as the tongue 9' and 9" respectively are directed in opposite directions in both embodiments and, in the assembled state, are aligned approximately in the longitudinal direction of an element longitudinal row.
  • the patch shoes 8 'and 8 "and the tabs 9' and 9" respectively correspond to those used on the surface heating elements 2a, 2b and are compatible therewith.
  • the plug-in shoes 8 'and the tongues 9 1 forming the respective double connection part 15a and 15b lie on opposite sides with respect to the longitudinal direction of extension of the copper strip in the embodiment according to the embodiment of Fig. 4b, the patch shoes 8 "and tabs 9", which are associated with each other, lie on one side of the copper strip 14 of the cross connector.
  • the respective double connecting parts 15a and 15b can be fastened to the end of the respective transverse connector 11, e.g. B.
  • a eight surface heating elements 2 are laid in three longitudinal element rows 16a, 16b, 16c.
  • all mated surface heating elements of the central element longitudinal row 16b are electrically connected to one another and to the control device (not shown).
  • the electrical connection to the conductor strips of the further element longitudinal row 16a is effected by transverse connectors 11a, 11b on the transverse side in the region of the control unit connection, with the cross connector 11a the respective left lying strip strips and with the cross connector 11 b each lying on the right conductor strips be connected in the manner of a bridge.
  • the cross connectors 11a, 11b are plugged onto the local plug-in elements exposed at the corner regions of the surface heating elements. Accordingly, on the opposite transverse side, the electrical connection is made with cross connectors 11c and 11d to the third element longitudinal row 16c. The electrical connection is required at this point, since at the beginning of the third element longitudinal row 16c a filling plate 18 is used without electrically active heating layer and without conductor strip.
  • the arrangement version B largely corresponds to the arrangement version A, but at the side of the feed from the (not shown) control unit via the cables 17a, 17b shown schematically two adjacent filler plates
  • connection to the control unit is therefore carried out here on the third longitudinal element row 16 c, wherein the cables 17 a, 17 b may be infected with corresponding connecting elements to the associated surface heating element.
  • 16a, 16b, 16c are connected by the cross connectors 11e and 11f.
  • the respective left conductor strips are connected to cross connectors 11g, 11h. This is also in the arrangement version B of each of the surface heating elements supplied with electrical energy.
  • each surface heating element is mounted, with six surface heating elements lying in a longitudinal row 16b and two surface heating elements lying in a longitudinal row 16a aligned transversely thereto.
  • the electrical supply from the (not shown) control unit takes place on a triple arrangement of the element longitudinal row 16b.
  • transverse connectors 11 i, 11 k are inserted for electrical connection to the conductor strips of the two surface heating elements from the element row 16 a.

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Abstract

Die Flächenheizelement-Anordnung, insbesondere eine Fußboden-Flächenheizelement-Anordnung, weist mehrere Flächenheizelemente (2) auf, die wiederum eine elektrisch aktive Heizschicht (5) aufweisen, die von zwei elektrisch leitenden Leiterstreifen (7) begrenzt ist. Die Flächenheizelemente (2) sind in Längsreihen (16) entsprechend der Ausrichtung der Leiterstreifen (7) aneinandergereiht, wobei wenigstens zwei solcher Längsreihen (16) in Querrichtung aneinander gereiht sind. Ein elektrisches Steuergerät ist zur Energieversorgung und Steuerung mit einem ersten Pol mit einem Leiterstreifen eines Flächenheizelements (2) und mit einem zweiten Pol mit dem anderen Leiterstreifen dieses Flächenheizelements (2) elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß ist an den Flächenheizelementen (2) für eine Längsverbindung jeweils ein Verbindungsteil (8, 9) eines elektrischen Verbindungs-elements (10) angeordnet. Weiter sind Querverbinder (11) für die Querverbindung nebeneinanderliegender Flächenheizelement-Reihen (2) vorgesehen, wobei die Querverbinder (11) an einer oder beiden freien Reihenstirnseiten der Element-Längsreihen (16) angeordnet sind und jeweils mit ihren Verbindungsteilen (8', 9'; 8", 9") mit gleichpolig elektrisch zugeordneten Leiterstreifen und deren dortigen Verbindungsteilen (8, 9) der ans Steuergerät (17a, 17b) angeschlossenen Element-Längsreihe und der quer benachbarten Element-Längsreihe verbunden sind.

Description

Beschreibung
Elektrisch betreibbare Flächenheizelement-Anordnunq, insbesondere als Fußboden- Flächenheizelement-Anordnung
Die Erfindung betrifft eine elektrisch betreibbare Flächenheizelement-Anordnung, insbesondere als Fußboden-Flächenheizelement-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine elektrisch betreibbare Flächenheizelement-Anordnung als Wand-Flächenheizelement-Anordnung ist bekannt (EP 1 135 970 B1). Dazu sind mehrere gleiche, rechteckige Flächenheizelemente verwendet, die jeweils aus einer Basisplatte bestehen mit einer darauf angebrachten elektrisch aktiven Heizschicht, die von zwei parallelen, randseitigen elektrischen Leiterstreifen begrenzt ist und mit einer obersei- tigen Schutzfolie. Flächenheizelemente sind in Element-Längsreihen entsprechend der Ausrichtung der Leiterstreifen längs aneinandergereiht, wobei zudem weitere Elementlängsreihen in Querrichtung aneinandergereiht sind, so dass eine Art von Schachbrettmuster entsteht. Ein elektrisches Steuergerät zur Energieversorgung und Steuerung ist mit einem ersten Pol mit einem Leiterstreifen eines Flächenheiz- elements und mit einem zweiten Pol mit dem anderen Leiterstreifen elektrisch verbunden.
Als elektrisch aktive Heizschicht ist hier konkret eine Beschichtung aus einem Beschichtungsmaterial verwendet, das im wesentlichen eine elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich, speziell im nicht sichtbaren Infrarotbereich abstrahlt. Das Beschichtungsmaterial enthält bestimmte Stoffmengenanteile von Graphit und von einem isolierenden Ruß sowie weitere Bestandteile. Das Steuergerät liefert insbesondere die Energie für eine Anregung der Beschichtung und für deren elektrische Abstrahlung. Die strahlungsaktive Beschichtung ist auf einer nicht elektrisch leitenden Basisplatte angebracht. Die elektrische Verbindung zwischen einem Netzan- schluss, einem Steuergerät und den Flächenheizelementen ist über Kabel durchgeführt, die auf der Wandfläche verlaufen und über Verteilerdosen miteinander verbun- den sind. Eine solche Verkabelung ist für jede individuelle Anordnung entsprechend individuell zu konzipieren und damit aufwendig in der Herstellung. Standardisierte elektrische Verbindungselemente sind nicht verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsgemäße elektrisch be- treibbare Flächenheizelement-Anordnung so weiterzubilden, dass eine kostengünstige, sichere und einfach montierbare elektrische Verbindung für variable Flächenheizelement-Anordnungen möglich ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist bevorzugt an den Eckbereichen der Flächenheizelemente jeweils ein Verbindungsteil eines elektrischen Verbindungselements angeordnet, das fest mit dem Flächenheizelement und mit Kontakt zum zugeordneten Längsende des elektrischen Leiterstreifens verbunden ist. Zur elektrischen Verbindung in Längsrich- tung liegender Flächenheizelemente einer Element-Längsreihe, bzw. deren Leiterstreifen, werden die nach der Reihenauslegung einander zugeordneten bzw. benachbarten Verbindungsteile jeweils zu einem elektrischen Verbindungselement zusammengefügt.
Eine solche Element-Längsreihe kann mit ihren beiden Leiterstreifen unmittelbar ans Steuergerät angeschlossen werden. Flächenheizelemente von dazu in Querrichtung liegenden Element-Längsreihen können ebenfalls mit deren Verbindungsteilen durch Zusammenfügen zu Verbindungselementen einfach elektrisch in Längsrichtung verbunden werden; eine Verbindung zum Steuergerät und damit eine elektrische Energieversorgung ist damit noch nicht hergestellt.
Zur Herstellung einer solchen Verbindung sind Querverbinder vorgesehen, als längliche elektrische Leiter, an deren Enden mit den Verbindungsteilen an den Flächen- heizelementen kompatible elektrische Verbindungsteile angebracht sind. Diese Querverbinder können an einer oder an beiden gegenüberliegenden freien Reihenendkanten der Element-Längsreihen angeordnet sein, wo sich jeweils die beiden vorerst noch freien Verbindungsteile des reihenletzten Flächenheizelements befin- den. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung wird mit einem oder gegebenenfalls mehreren Querverbindern eine Querbrücke zwischen gleichpolig elektrisch zugeordneten Leiterstreifen hergestellt. Wenn beispielsweise in einer Draufsicht auf quer nebeneinander liegende Element-Längsreihen die jeweils rechten Leiterstreifen einen gleichen bestimmten Pol für die Energieeinspeisung aufweisen sollen, wird das Steuergerät nur mit einem Leiterstreifen einer Element-Längsreihe verbunden werden. Die elektrische Verbindung zu den polmäßig zugeordneten, längs verlaufenden und untereinander verbundenen Leiterstreifen der anderen Element-Längsreihen wird durch die Querverbinder hergestellt.
Diese Querverbinder können standardisierte Bauteile und Bestandteile eines Montagesets mit Flächenheizelementen sein. Die elektrische Verbindung ist einfach, schnell und sicher auch von einem Nichtfachmann durchzuführen. Dazu trägt unter anderem bei, dass ein Querverbinder nur eine Einzelleitung (kein mehradriges Kabel gegebenenfalls mit Verzweigungen) darstellt und damit sein Einsatz für eine Wei- terverbindung in Querrichtung zu benachbarten gleichpoligen Leiterstreifen einfach auch für einen Nichtfachmann überschaubar ist.
Mit Anspruch 2 wird ein besonders bevorzugter Aufbau des Flächenheizelementes mit einer Trägerfolie und bevorzugt einer oberseitigen Schutzfolie beansprucht, wo- bei die Trägerfolie mitsamt Heizschicht und ggf. Schutzfolie bevorzugt unmittelbar auf der Basisplatte aufgebracht ist und mit dieser bevorzugt ein handhabbares Verbundbauteil ausbildet. Mit der Trägerfolie und der Schutzfolie zusammen kann die Heizschicht in zuverlässiger Weise funktionssicher vor Beschädigungen geschützt werden, insbesondere auch vor einer Feuchtigkeitsaufnahme.
Die Leiterstreifen sind nach Anspruch 3 bevorzugt randseitig an den Flächenheizelementen angeordnet, um möglichst großflächige Heizflächen auszubilden. In diesem Fall liegen dann die Verbindungsteile der jeweiligen elektrischen Verbindungselemente an den Eckbereichen der Flächenheizelemente.
Mit Anspruch 4 wird vorgeschlagen, dass an jedem Ende eines Querverbinders nicht nur ein Verbindungsteil, sondern zwei Verbindungsteile als Doppelverbindungsteile angebracht sind. Dadurch kann an einem Querverbinder ein weiterer Querverbinder für eine zusätzliche gegebenenfalls erforderliche Querverbindung einfach anreihbar und elektrisch anschließbar sein. Ein Verbindungsteil kann für den Anschluss an einem Flächenheizelement verwendet werden, wobei das am gleichen Ort liegende und elektrisch mit dem ersten Verbindungsteil verbundene zweite Verbindungsteil für den Anschluss eines weiteren Querverbinders zur Verfügung steht. Damit ist eine große Variabilität in der Weiterführung der elektrischen Anschlüsse quer zu den Elementreihen gegeben, auch für den Fall, dass in den Elementreihen Basisplatten ohne Heizschicht als Füllelemente verwendet sind.
In einer nach Anspruch 5 ersten konkreten Ausgestaltung eines Querverbinders mit Doppelverbindungsteilen ist vorgesehen, dass das erste Verbindungsteil und das zweite Verbindungsteil in Längsrichtung gesehen auf gegenüberliegenden Längsseiten des Querverbinders angeordnet sind, und zwar bevorzugt mit entge- gengesetzter Ausrichtung sowie im montierten Zustand bevorzugt etwa in Reihenlängsrichtung ausgerichtet. Damit wird ein insgesamt kompakter Aufbau des Querverbinders möglich.
Alternativ dazu ist gemäß einer konkreten Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgesehen, dass die beiden Verbindungsteile auf einer Seite des Querverbinders liegen, wodurch zuverlässig, z. B. in Verbindung mit Kupferstreifen als elektrischen Leitern vermieden werden kann, dass die Kupferstreifen die Verbindungselemente eines benachbarten Querverbinders überdecken, was ggf. bei dauerhafter mechanischer Belastung zum Durchscheuern der Folienisolierung und damit zu einem Kurzschluss führen könnte.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 7 haben die Querverbinder als standardisierte Bauteile eine Länge etwa entsprechend der Breite bzw. der Quererstreckung eines Flächenheizelements. Dadurch kann ein längs gestreckter Querverbinder mit einem Leiterstreifen einer Element-Längsreihe und dem entsprechenden Leiterstreifen einer jeweils quer benachbarten Element-Längsreihe platzsparend und mit gutem optischen Eindruck verbunden werden. Grundsätzlich könnten auch Querverbinder in der Länge eines ganzzahligen Vielfachen einer solchen Breite angeboten werden, die dann langgestreckt mehrere Elementreihen entsprechend überbrücken würden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 8 sind die Ver- bindungselemente Steck-Klemm-Verbinder, wobei die zugehörigen Verbindungsteile einerseits Steckschuhe als Klemmschuhe und andererseits Steckstifte und/oder Steckzungen sind. Solche Steck-Klemm-Verbinder sind an sich bekannte stabile, funktionssichere und einfach montierbare elektrische Verbindungselemente. Da die Verbindungstechnik möglichst wenig Höhe aufweisen soll, wird mit Anspruch 9 als Steck-Klemm-Verbinder ein Flachstecker vorgeschlagen, mit jeweils einem Flachsteckschuh und einer zugeordneten Steckzunge.
Nach Anspruch 10 sollen die Steckschuhe und Steckstifte und/oder Steckzungen in Richtung der Leitungsstreifen bzw. der Element-Längsreihen ausgerichtet sein. Bei dieser Anordnung kann in einfacher Weise bei der Längsaneinanderreihung der Flächenheizelemente zugleich die elektrische Steck-Klemm-Verbindung der Flächenheizelemente hergestellt werden.
Nach Anspruch 11 ist es zweckmäßig, die Anordnung der Steckschuhe und Steck- stifte bzw. Steckzungen an den Eckbereichen der Flächenheizelemente einheitlich vorzunehmen, wobei an einer Stirn- bzw. Breitseite zwei Steckschuhe und an der anderen Stirn- bzw. Breitseite zwei Steckzungen vorgesehen sind. Grundsätzlich ist auch eine Kombination Steckschuh/Steckzunge an einer Breitseite eines Flächenheizelements möglich. Die Anordnung soll in jedem Fall dazu beitragen, die elektrischen Verbindungen insbesondere mit zusätzlichen Querverbindern möglichst überschaubar und gegebenenfalls verpolungssicher ausführbar zu machen. Nach Anspruch 12 trägt dazu auch bei, dass an den Querverbindern beidseitig jeweils als Doppelverbindungsteil eine Einheit aus einem Steckschuh und einer Steckzunge angebracht ist, wobei diese entgegengerichtet sind und im montierten Zustand etwa in Reihenlängsrichtung ausgerichtet sind.
Für einen möglichst geringen Höhenaufbau wird nach Anspruch 13 der längliche elektrische Leiter eines Querverbinders als Flachleiter ausgebildet. Bevorzugt ist hier konkret zwischen zwei Folienstreifen ein Kupferstreifen als elektrischer Leiter eingebracht. Je nach Raumgröße und der gewünschten Heizleistung ergibt sich eine unterschiedliche erforderliche Anzahl von elektrisch aktiven Flächenheizelementen, d. h., dass bei einem Fußboden in der Regel nicht die gesamte Fußbodenfläche mit elektrisch aktiven Flächenheizelementen auszulegen ist. Anstelle von Flächenheizelementen mit elektrisch aktiver Heizschicht, werden dann zweckmäßig zum Erhalt einer insgesamt planen Oberfläche zusätzlich Füllplatten gleicher geome- trischer Abmessungen verwendet (Anspruch 14). Gerade für eine solche Anordnung mit Füllplatten ergeben sich bei der Verwendung von Querverbindern einfache Verbindungsmöglichkeiten unter den elektrisch aktiven Flächenheizelementen.
Beim Einsatz der Flächenheizelementanordnung als Fußbodenheizung ist es nach Anspruch 15 zweckmäßig, die Basisplatten und gegebenenfalls Füllplatten als Tritt- schalldämmplatten auszubilden.
Nach Anspruch 16 sollen in an sich bekannter Weise als Leitungsstreifen flache Kupferbänder verwendet werden, die auf oder unter der elektrisch aktiven Heiz- Schicht zu deren Kontaktierung angebracht sind. Über den Leitungsstreifen und der Heizschicht kann eine Folie als mechanische Schutzfolie und elektrische Isolation aufkaschiert werden.
Nach Anspruch 17 ist die elektrisch aktive Heizschicht eine an sich bekannte dünnwandige Beschichtung als aktive infrarotstrahlende Strahlungsheizungsbe- schichtung, die zweckmäßig auf einer Trägerfolie aufgebracht ist, welche mit der Basisplatte verbunden ist. Die Flächenheizelement-Anordnung soll nach Anspruch 18 im sicherheitstechnisch unkritischen Bereich der Niedervoltspannungen unter 50 Volt, vorzugsweise bei 24 Volt betrieben werden. Damit ist die Anordnung insbesondere auch für eine Installation und einen Betrieb durch Nichtfachleute geeignet.
Je nach Größe der Flächenheizelemente kann es nach Anspruch 19 zweckmäßig sein, die darauf angebrachte elektrisch aktive Heizschicht in Flächenbereiche aufzuteilen, die in Längsrichtung der darüber durchgehenden Leiterstreifen voneinander beabstandet sind.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine elektrisch betreibbare Fußboden-Flächenheizelement-Anordnung mit drei unterschiedlichen Alternativen A, B, C,
Fig. 2 zwei miteinander in Längsrichtung elektrisch verbindbare Flächenheizelemente,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich eines Flächenheizelements,
Fig. 4a, b Draufsichten auf zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines Querverbinders,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Querverbinders nach Fig. 4a, und
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Querverbinders nach Fig. 4a.
In Fig. 1 ist eine Fußboden-Flächenheizelement-Anordnung 1 dargestellt, mit drei unterschiedlichen, beispielhaft angegebenen Verlegeanordnungen A, B, C. Aus den Figuren 2 und 3 sind der Aufbau und die elektrische Längsverbindung der verwendeten jeweils gleichen, rechteckigen Flächenheizelemente 2a, 2b ersichtlich. Die Flächenheizelemente 2a, 2b bestehen aus einer Basis-Trittschalldämmplatte 3, einer darüber angebrachten Trägerfolie 4, auf der eine elektrisch aktive Heizschicht 5 als Beschichtung aufgebracht ist. Die Oberseite ist durch eine Schutz- und Isolationsfolie 6 abgedeckt.
Die elektrisch aktive Heizschicht 5 ist von zwei parallelen randseitigen elektrisch leitenden Leiterstreifen 7a, 7b begrenzt. Diese sind als Kupferstreifen ausgeführt und überdecken für eine elektrische Kontaktierung die elektrisch aktive Heizschicht 5.
An den Eckbereichen der Flächenheizelemente 2a, 2b sind jeweils elektrisch leitende Verbindungsteile als Steckschuh 8 und Steckzunge 9 eines Flachsteckers 10 für eine Steck-Klemm-Verbindung angebracht. Der Steckschuh 8 und die Steckzunge 9 stehen in der dargestellten Ausführungsform über die jeweilige Querkante des Flächenheizelements 2a, 2b vor und sind mit einem Anschlussbereich mit der Basisplatte und dem zugeordneten Leiterstreifen fest verbunden. Dazu verwendbare Verbindungstechniken sind bekannt.
In der vergrößerten Teildarstellung nach Fig. 2 ist erkennbar, dass die Flächenheizelemente 2a, 2b zwar in Längsrichtung angereiht sind, jedoch der Flachstecker 10 noch nicht zusammengesteckt ist. Für eine elektrische Verbindung der in Längsrichtung aneinanderliegenden Leiterstreifen 7a, 7b sind die Flächenheizelemente 2a, 2b lediglich so weit zusammenzuschieben, dass die Steckzunge 9 im Steckschuh 8 aufgenommen ist. In der dargestellten Ausführungsform verbleibt dann ein Querspalt entsprechend dem freien Überstand des Steckschuhs 8. Falls dies nicht hingenommen wird, sind der Steckschuh 8 oder die Steckzunge 9 um ihre Längserstreckung in den Flächenbereich des jeweiligen Flächenheizelements zurückzuversetzen, wobei gegebenenfalls dafür eine Aufsparung vorzusehen ist.
Die elektrische Verbindung der jeweiligen Leiterstreifen 7 von Flächenheizelementen 2, die in Längsrichtung zu Element-Längsreihen aneinandergereiht sind, ist somit einfach in Verbindung mit der Aneinanderreihung durch Herstellung der vorgesehenen Steckkontakte der Flachstecker durchführbar.
Zur Herstellung der elektrischen Verbindungen sind weiter Querverbinder 11 ver- wendet, von denen zwei beispielhaft in den Figuren 4a und 4b detaillierter dargestellt sind:
Der Querverbinder 11 ist jeweils als Flachleiter ausgeführt dergestalt, dass zwischen zwei Folienstreifen als Trägerfolie 12 und Deckfolie 13 ein Kupferstreifen 14 als elektrischer Leiter eingebracht ist. An den Endseiten des Querverbinders 11 sind elektrische Doppelverbindungsteile 15a, 15b jeweils als Einheit aus einem Steckschuh 8' bzw. 8" und einer Steckzunge 9' bzw. 9" befestigt und mit dem Kupferstreifen 14 kontaktiert. Die Steckschuhe 8' und 8" sowie die Steckzunge 9' bzw. 9" sind jeweils in beiden Ausführungsformen entgegengerichtet und im montierten Zu- stand etwa in Längsrichtung einer Element-Längsreihe ausgerichtet. Die Steckschuhe 8' und 8" und die Steckzungen 9' und 9" entsprechen jeweils denen, wie sie an den Flächenheizelementen 2a, 2b verwendet sind und sind damit kompatibel. Der Unterschied zwischen den Ausführungsformen der Fig. 4a und b besteht darin, dass bei der Ausführungsform der Fig. 4a die das jeweilige Doppelverbindungsteil 15a und 15b ausbildenden Steckschuhe 8' und Steckzungen 91 bezüglich der Längser- streckungsrichtung des Kupferstreifens auf gegenüberliegenden Seiten liegen, während bei der Ausgestaltung gemäß der Ausführungsform der Fig. 4b die Steckschuhe 8" und Steckzungen 9", die einander zugeordnet sind, auf einer Seite des Kupferstreifens 14 des Querverbinders liegen. Damit können unterschiedliche, konkrete Anschlussmöglichkeiten auf einfache Weise funktionssicher realisiert werden. In der Ausführungsform gemäß 4b können die jeweiligen Doppelverbindungsteile 15a und 15b endseitig an dem jeweiligen Querverbinder 11 befestigt sein, z. B. bevorzugt durch Crimpen, und zwar dergestalt, dass nach einer z. B. Ab- winklung der Querverbinderenden diese in der gewünschten Lage und Erstreckungs- richtung ausgerichtet sind. Alternativ dazu kann selbstverständlich auch in Verbindung mit einer Ausführungsform gemäß Fig. 4b vorgesehen sein, dass der Querverbinder in etwa eine U-förmige Gestalt aufweist, so dass dann die jeweiligen Doppelverbindungsteile 15a und 15b an den U-Schenkeln befestigt sind. Unterschiedliche elektrische Verbindungsmöglichkeiten in Verbindung mit Querverbindern 11 werden beispielhaft anhand der Verlegeanordnungsversionen A, B1 C nach Fig. 1 erläutert:
In der Version A sind acht Flächenheizelemente 2 in drei Element-Längsreihen 16a, 16b, 16c verlegt. Zwei schematisch dargestellte Kabel 17a, 17b führen von einem (nicht gezeigten) Steuergerät zur Energieversorgung an die jeweils gegenüberliegenden Leiterstreifen der mittleren Element-Längsreihe 16b. Dadurch sind alle zusammengesteckten Flächenheizelemente der mittleren Element-Längsreihe 16b untereinander und mit dem (nicht gezeigten) Steuergerät elektrisch verbunden. Die elektrische Weiterverbindung zu den Leiterstreifen der weiteren Element-Längsreihe 16a erfolgt durch Querverbinder 11a, 11 b an der Querseite im Bereich des Steuergerätanschlusses, wobei mit dem Querverbinder 11a die jeweils links liegenden Lei- terstreifen und mit dem Querverbinder 11 b die jeweils rechts liegenden Leiterstreifen in der Art einer Brücke miteinander verbunden werden. Dazu werden die Querverbinder 11a, 11b auf den dortigen an den Eckbereichen der Flächenheizelemente freiliegenden Steckelemente aufgesteckt. Entsprechend wird auf der gegenüberliegenden Querseite die elektrische Verbindung mit Querverbindern 11c und 11d zur dritten Element-Längsreihe 16c durchgeführt. Die elektrische Verbindung ist dabei an dieser Stelle erforderlich, da am Anfang der dritten Element-Längsreihe 16c eine Füllplatte 18 ohne elektrisch aktive Heizschicht und ohne Leiterstreifen verwendet ist.
Die Anordnungsversion B entspricht weitgehend der Anordnungsversion A, wobei jedoch an der Seite der Einspeisung vom (nicht dargestellten) Steuergerät über die schematisch dargestellten Kabel 17a, 17b zwei nebeneinander liegende Füllplatten
18a, 18b angeordnet sind. Die Verbindung zum Steuergerät ist daher hier an der dritten Element-Längsreihe 16c durchgeführt, wobei die Kabel 17a, 17b mit entsprechenden Verbindungselementen an das zugeordnete Flächenheizelement angesteckt sein können. Die jeweils rechten Leiterstreifen der Element-Längsreihen
16a, 16b, 16c sind durch die Querverbinder 11e und 11f verbunden. Die jeweils linken Leiterstreifen sind mit Querverbindern 11g, 11h verbunden. Damit ist auch in der Anordnungsversion B jedes der Flächenheizelemente mit elektrischer Energie versorgt.
In der Anordnungsversion C sind beispielhaft acht Fjächenheizelemente angebracht, wobei sechs Flächenheizelemente in einer Längsreihe 16b und zwei Flächenheizelemente in einer quer dazu angereihten Längsreihe 16a liegen. Die elektrische Einspeisung vom (nicht dargestellten) Steuergerät erfolgt an einer Dreieranordnung der Element-Längsreihe 16b. Danach sind für eine elektrische Verbindung zu den Leiterstreifen der beiden Flächenheizelemente aus der Elementreihe 16a Quer- verbinder 11 i, 11k eingefügt.
Ersichtlich sind durch elektrische Querüberbrückungen mit Querverbindern 11 Flächenheizelemente in unterschiedlichen Verlegemustern, welche nicht auf die Anordnungsversionen A1 B, C begrenzt sind, miteinander für eine Energieversorgung ver- bindbar. Auf solche Flächenheizelement-Anordnungen als Bodenheizung kann dann individuell ein üblicher Bodenbelag als Nutzschicht verlegt werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektrisch betreibbare Flächenheizelement-Anordnung, insbesondere als Fußboden-Flächenheizelement-Anordnung,
mit mehreren gleichen, rechteckigen Flächenheizelementen (2), die eine Basisplatte (3) sowie eine elektrisch aktive Heizschicht (5) aufweisen, die von zwei elektrisch leitenden Leiterstreifen (7) begrenzt ist,
wobei die Flächenheizelemente (2) in Element-Längsreihen (16) entsprechend der Ausrichtung der Leiterstreifen (7) längs aneinander gereiht sind und wenigstens zwei solche Element-Längsreihen (16) in Querrichtung aneinander gereiht sind, und
wobei ein elektrisches Steuergerät zur Energieversorgung und Steuerung mit einem ersten Pol mit einem Leiterstreifen wenigstens eines Flächenheizelements (2) und mit einem zweiten Pol mit dem anderen Leiterstreifen dieses Flächenheizelements (2) elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an den Flächenheizelementen (2) jeweils ein Verbindungsteil (8, 9) eines elektrischen Verbindungselements (10) angeordnet ist, das fest mit dem Flächenheizelement (2) und mit Kontakt zum zugeordneten Längsende des elektri- sehen Leiterstreifens (7) verbunden ist, wobei zur elektrischen Verbindung von in Längsrichtung liegenden Flächenheizelementen (2) einer Element-Längsreihe (16) die einander zugeordneten Verbindungsteile (8, 9) dieser Flächen- heizelemente (2) jeweils zu einem Verbindungselement (10) zusammengefügt werden,
dass zur elektrischen Verbindung einer unmittelbar ans Steuergerät ange- schlossenen, elektrisch längsverbundenen Element-Längsreihe mit einer weiteren, in Querrichtung dazu liegenden, nicht unmittelbar ans Steuergerät angeschlossenen Element-Längsreihe Querverbinder (10) vorgesehen sind,
dass die Querverbinder (11) längliche elektrische Leiter sind, an deren Enden mit den Verbindungsteilen (8, 9) an den Flächenheizelementen (2) kompatible elektrische Verbindungsteile (81, 9'; 8", 9") angebracht sind, und
dass die Querverbinder (11) an einer oder beiden freien Reihenstirnseiten der Element-Längsreihen (16) angeordnet sind und jeweils mit ihren Verbin- dungsteilen (8', 9'; 8", 9") mit gleichpolig elektrisch zugeordneten Leiterstreifen und deren dortigen Verbindungsteilen (8, 9) der ans Steuergerät (17a, 17b) angeschlossenen Element-Längsreihe und der quer benachbarten Element- Längsreihe verbunden sind.
2. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (5) auf einer Trägerfolie (4) aufgebracht ist, vorzugsweise zusammen mit einer oberseitigen Schutzfolie (6), und
dass die Trägerfolie (4) mitsamt Heizschicht (5) und ggf. Schutzfolie (6) unmittelbar oder mittelbar auf der Basisplatte (3) aufgebracht ist und mit dieser bevorzugt ein Verbundbauteil ausbildet.
3. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (5) von zwei parallelen, randseitig am Flächen- heizelement (2) angeordneten Leiterstreifen (7) begrenzt ist, so dass die
Verbindungsteile (8, 9) der jeweiligen elektrischen Verbindungselemente (10) an den Eckbereichen der Flächenheizelemente (2) liegen.
4. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende eines Querverbinders (11) jeweils zwei elektrisch miteinander verbundene Verbindungsteile als Doppelverbindungsteile (15a, 15b) angebracht sind, so dass an einem Querverbinder (11) ein weiterer Querverbinder (11) für eine zusätzliche gegebenenfalls erforderliche Querverbindung anreihbar und elektrisch anschließbar ist.
5. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verbindungsteil (8') und ein zweites Verbindungsteil (9') des Doppelverbindungsteils (15a, 15b) auf - bezogen auf die Längsrichtung des jeweiligen Querverbinders (11) - gegenüberliegenden Längsseiten des Querverbinders (11) liegen, wobei die beiden Verbindungsteile (8\ 9') bevorzugt entgegengerichtet sind und im montierten Zustand bevorzugt in etwa in Reihenlängsrichtung ausgerichtet sind.
6. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verbindungsteil (8") und ein zweites Verbindungsteil (9") des Doppelverbindungsteils (15a, 15b) auf einer - bezogen auf die Längsrichtung des jeweiligen Querverbinders (11) - gleichen Längsseite des Querverbinders (11) liegen, wobei die beiden Verbindungsteile (8", 9") bevorzugt entgegengerichtet sind und im montierten Zustand bevorzugt in etwa in Reihenlängsrichtung ausgerichtet sind.
7. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbinder (11) eine Länge etwa entsprechend der Breite bzw. Quererstreckung eines Flächenheizelements (2) aufweisen.
8. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente Steck-Klemm-Verbinder sind und die zugehörigen Verbindungsteile einerseits Klemmschuhe (81; 8") und andererseits Steckstifte und/oder Steckzungen (9'; 9") sind.
9. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steck-Klemm-Verbinder als Flachstecker ausgebildet sind mit jeweils einem Flachsteckschuh und einer zugeordneten Steckzunge.
10. Flächenheizelement-Anordnung nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckschuhe (81; 8") und Steckstifte und/oder Steckzungen (9'; 9") in Richtung der Leitungsstreifen (7) ausgerichtet sind.
11. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an quer gegenüberliegenden Eckbereichen einer ersten
Stirnseite eines Flächenheizelements (2) Steckschuhe (8'; 8") und an den quer gegenüberliegenden Eckbereichen einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite dieses Flächenheizelementes (2) Steckstifte oder Steckzungen (9'; 9") angeordnet sind.
12. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Querverbindern (11) beidseitig jeweils als Doppelverbindungsteil (15a, 15b) eine Einheit aus einem Steckschuh (8'; 8") und einer Steckzunge (9'; 9") angebracht ist, wobei diese entgegengerichtet sind und im montierten Zustand etwa in Reihenlängsrichtung ausgerichtet sind.
13. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche elektrische Leiter eines Querverbinders (11) als Flachleiter ausgebildet ist und bevorzugt eine Trägerfolie (12) sowie ggf. eine Deckfolie (13) aufweist, zwischen denen ein elektrischer Leiter, vorzugsweise ein Kupferstreifen (14) eingebracht ist, mit dem die endseitigen elektrischen Verbindungsteile (8, 9) kontaktiert sind.
14. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Element-Längsreihen (16) anstelle von Flächenheizelementen (2) Füllplatten (18) gleicher Größe eingesetzt sind.
15. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Basisplatten (3) und gegebenenfalls als Füllplatten (18) Trockenbauplatten oder Dämmplatten, insbesondere Trittschalldämm- platten, verwendet sind.
16. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Leiterstreifen (7) flache Kupferbänder verwendet sind, die auf oder unter der elektrisch aktiven Heizschicht (5) angebracht sind.
17. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch aktive Heizschicht (5) eine dünnwandige Beschichtung als aktive infrarotstrahlende Strahlungsheizungsbeschichtung ist.
18. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch aktive Heizschicht (5) mit einer Niedervoltspannung kleiner 50 Volt, vorzugsweise 24 Volt betrieben wird.
19. Flächenheizelement-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch aktive Heizschicht (5) auf einem Flächen- heizelement (2) in Flächenbereiche aufgeteilt ist, die in Längsrichtung der darüber durchgehenden Leiterstreifen (7) voneinander beabstandet sind.
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