NO161650B - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av varmeelementer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av varmeelementer som omfatter en elektrisk motstandstråd anordnet inne i et termoplastsjikt, idet mostandstråden uisolert trykkes inn i termoplastsjiktet ved å bringe tråden oppvarmet av elektrisk strøm samt termoplastsjiktet samtidig mellom to trykkflater som presses mot hverandre, således at den oppvarmede tråd lokalt smelter termoplastsjiktet.

Oppfinnelsen gjelder også et apparat for fremstilling av varmeelementer som består av termoplastmaterial og motstandstråd, idet apparatet omfatter en basis for påvikling av uisolert motstandstråd og utført i form av en dreibar trommel, som på sin overflate er utstyrt med utragende metallpinner for å fastholde motstandstråden i siksakviklet form på trommelens overflate.

Fremgangsmåte og apparat av denne art er prinsipielt kjent fra sveitsisk patent nr. 483.771, svensk tilgjengelig patentansøkning 78.06543 og japansk patentabstrakt 52-154.128.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har da fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at motstandstråden vikles frem og tilbake i siksakform ved føring rundt pinner på overflaten av et element som danner en av nevnte trykkflater, idet disse pinner utnyttes for å lede den elektriske strøm inn i det ønskede avsnitt av den siksakviklede tråd, samtidig som pinnene fastholder tråden frem til sammenpressingen mens strømmen ledes inn i tråden i kontakt med pinnene.

Når motstandstråden på nytt passende oppvarmes ved elektrisk strømgjennomgang og uten at plastmaterialet myknes i vesentlig grad, selv om tråden befinner seg i plastmaterialet, kan da plastsjiktet hensiktsmessig anvendes for ønsket oppvarming av en gjenstand.

På bakgrunn av den kjente teknikk har videre apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse som særtrekk at ledninger og koblingsutstyr for tilførsel av elektrisk strøm til motstandstråden gjennom metallpinnene er anordnet i det indre av trommelen.

Et sjikt eller et bånd som kan oppvarmes ved hjelp av en elektrisk motstandstråd og er fremstilt ved oppfinnelsens fremgangsmåte og/eller apparat, kan anvendes som fremstilt eller kuttes opp til primærelementer av passende størrelse for de forskjelligste formål. De kan således anvendes belagt med et sjikt eller lag av tøy i eller på f.eks. seter, særlig bilseter, eller i dekksjikt, klesplagg, f.eks. dykkerdrakter, hansker, sko o.l., for oppvarming av sådanne gjenstander samt også for andre tilsvarende formål. Sådanne elementer varmes opp ved hjelp av motstandstrådene i elementene når de bringes til å føre elektrisk strøm, fortrinnsvis drevet av lav spenning.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under hen-visning til de vedføyde skjematiske tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser sett bakfra et apparat for utførelse av

oppfinnelsens fremgangsmåte.

Fig. 2 viser samme apparat som fig. 1, men sett fra siden, Fig. 3 viser en del av apparatet i forstørret målestokk

samt i snitt,

Fig. 4 viser en del tatt ut av apparatet, og

Fig. 5 viser et båndelement fremstilt ved oppfinnelsens

fremgangsmåte.

Det produkt som er vist i fig. 5 er et bånd med jevn bredde og en tykkelse på f.eks. 1 mm eller mindre, samt en bredde på f.eks. 5-10 cm. Materialet i båndet er et bøyelig termoplastmaterial, enten kompakt' eller gjennomhullet. Materialet kan også ha maskestruktur, idet maskene eller åpningene i net-tet f.eks. er omtrent halvparten eller litt mer av nettingens totale flate. Hullene i nettingen kan være små, f.eks. 1 -

2 mm2.

Inn i dette bånd er det presset en tynn motstandstråd 2 i varm tilstand, idet tråden er lagt i vindinger frem og tilbake i

båndet 1, slik som vist i fig. 5.

Motstandstråden kan være tynn, f.eks. med en diameter omkring 0,1 mm eller mindre. Av det kontinuerlige elementbånd som er antydet i fig. 1, er det mulig å fremstille primærelementer ved å kutte opp båndet i stykker av passende lengde, idet disse elementer anbringes i den gjenstand som skal oppvarmes. Flere primærelementer kan være koblet elektrisk i parallell, og strømtilførselen til motstandstrådene kan f.eks. være tatt fra en transformator, fra en likeretter, fra en akkumulator eller fra et batteri over felles strømforsyningsledere for de forskjellige primærelementer. På grunn av den lave spenning (f.eks. 12 - 24 V) krever ikke koblingsforbindelsene noen særlig beskyttelse, og den varme som frembringes er ikke så sterk at den smelter plastmaterialet.

Motstandstrådene for primærelementet kan også være fremstilt av en passende jernlegering, ved siden av de vanlige metall-legeringer som anvendes for dette formål i kjent teknikk, idet materialomkostningene i dette tilfelle er gunstigere enn når det anvendes tråder av manganlegeringer e.l. Når en jernlegering anvendes, oppnås en gunstig temperaturavhengighet for vedkommende motstandstråd. En økning av temperaturen øker nemlig primærelementets motstandsverdi, og ved strømforsyning med konstant spenning avtar da utgangseffekten. På denne måte oppnås en lokal selvstyrende egenskap for motstandsnettverket, hvilket medfører en mer isotermisk temperaturfordeling i selve elementet.

Det apparat som anvendes for fremstilling av elementbåndet omfatter en trommel 3 som kan dreies om sin aksel 4, som er opplagret i en maskinramme (ikke vist på tegningen), og drives f.eks. ved hjelp av en motor (ikke vist). Trommelens ende-vegger rager innover som en flens mot en sirkelomkrets 5, og innenfor denne sirkel er det ved hver ytterende av trommelen anordnet føringsstykker 6 stasjonært montert på maskinrammen. Formen av disse føringsstykker er vist i fig. 4, sett i samme retning som i fig. 2.

I trommelens mantelvegg er det nær dens ytterkanter anordnet jevnt fordelte radiale hull samt pinner 7 i hullene. Fig. 3 viser forstørret en del av et snitt i aksial vertikalretning gjennom den øverste pinne 7 i fig. 2. Pinnen 7 har sirkulært tverrsnitt, og dens nedre endeparti har øket tverrsnitt nedover fra en skulder fl Mellom denne skulder og innsiden av trommelen er det anordnet en skruefjær 9 omkring pinnen, og denne fjær trykker pinnen nedover mot et stasjonært føringsstykke 6. Pinnen er anordnet for bevegelse i sin lengderetning i det tilsvarende hull i trommelen.

Når trommelen dreier seg, vil føringsstykket 6 trykke de ytt-erste ender av pinnene 7 noe ut av trommelens mantelvegg, slik det er vist i fig. 2 på venstre sideparti av trommelen. Det motsatte er tilfellet på høyre side av trommelen, og ved virkningen av fjærene 9 er ytterendene av pinnene trukket inn til nivå med, eller litt innenfor utsiden av trommelen, mens de indre ender av pinnene ligger an mot føringsstykket 6.

På undersiden av trommelen 3, er det anordnet en sylinderformet rulle 10, som kan rotere om sin aksel 11 som er festet til maskinrammen. Rullen 10 er belagt med et elastisk lag 12, f.eks. av gummi, som presses mot trommelen. Foran rullen er det anbragt et matebord 13. Den øvre del av den ende av bordet som befinner seg nærmest rullen, er utformet konkav i retning nedover, således at den forløper langs rullens ytre sylinderflate og strekker seg frem til i nærheten av kontakt-punktet 14 mellom rullen og trommelen.

Når et elementbånd fremstilles ved hjelp av det foreliggende apparat, dreies trommelen 3 i fig. 2 i retning mot urviseren. Motstandstråden 2 tres, f.eks. ved hjelp av et spesielt tråd-føringsorgan (ikke vist i figuren) rundt pinnene 7 på den øvre del av trommelen, således at tråden på trommelens overflate antar en form som i noen grad ligner sagtenner, slik som angitt i fig. 1. Tråden befinner seg på trommelen i denne form selv når rullen 10 presser det termoplastbånd som mates frem fra bordet 13, mellom trommelen 3 og rullen 10 ved 12.

Ved hjelp av elektriske ledere og koblingsorganer (ikke vist på tegningen), påtrykkes en passende elektrisk spenning mellom to pinner 7 som befinner seg på trommelen. Den ene av disse pinner ligger nær oversiden av matebordet, eller kan til og med befinne seg i kontakt med dette, mens den annen av pinnene befinner seg i passende avstand høyere opp på trommelen.

Inne i trommelen er det anordnet kollektororganer av en ut-førelse som er i og for seg kjent, f.eks. tilsvarende sådanne organer i en likestrømmotor, og som når trommelen dreies og vedkommende pinner befinner seg nær de angitte steder, sørger for å koble spenningen til disse pinner. Den strøm som frembringes i motstandstråden av den elektriske spenning mellom nevnte pinner varmer opp tråden i sådan grad at når den ut-settes for trykk fra rullen 10 samtidig presses ned i termo-plastfolien eller nettingen når denne mates inn mellom rullen og trommelen 3. Den oppvarmede tråd mykner og smelter plastsjiktet bare lokalt, således at vedkommende område snart etter at tråden er nedsenket i plastmaterialet, atter stivner etter at båndet har forlatt mellomrommet mellom trommelen og rullen, samtidig som motstandstråden forblir innleiret i termoplast-materialet. På denne måte tillater foreliggende apparat kon-tinuerlig fremstilling av lange elementbånd. I kraft av mat-erialets elastisitet, kan disse bånd kveiles opp på ruller, hvorfra passende elementstykker kan kuttes av etter behov. Hvis det er ønskelig, kan et elementbånd fremstilt på ovenfor angitt måte etterpå belegges med et eller flere ytterligere lag av plastmaterial. Hvis påkrevet, kan det ovenfor beskrevne apparat være tilkoblet reguleringsorganer (ikke vist på teg-ningene) som tillater innstilling av f.eks. de steder på trommelen hvor de spenningstilkoblede pinner befinner seg i hvert enkelt tilfelle. Som en regel er det å foretrekke at motstandstråden oppvarmes raskt bare kort tid før den trykkes ned i plastmaterialet. I dette tilfellet vil neppe noen oksydering ha tid til å utvikles, og trådens utvidelse som følge av oppvarmingen vil ikke ha tid til å gi skadelig virkning.

Hvis nødvendig kan også føringsstykket 6 innstilles ved at det

dreies om sin akse og derpå låses i sin tilsiktede stilling.

Dette bestemmer det område hvor pinnene trekkes inn i trom-

melen, og også det område hvor de vil rage ut fra denne.

Andre reguleringstiltak kan naturligvis også være hensiktsmessig, slik som f.eks. regulering av spenning, strømstyrke eller lignende. Strømmen kan innstilles i samsvar med trommelens rotasjonshastighet og plassering. Strømstyrkens verdi er avhengig av vedkommende båndformede plastmaterials egenskaper samt av trommelens rotasjonshastighet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av varmeelementer som omfatter en elektrisk motstandstråd (2) anordnet inne i et termoplastsjikt (7), idet motstandstråden (2) uisolert trykkes inn i termoplastsjiktet (1) ved å bringe tråden (2) oppvarmet av elektrisk strøm samt termoplastsjiktet (1) samtidig mellom to trykkflater som presses mot hverandre, således at den oppvarmede tråd lokalt smelter termoplastsjiktet, karakterisert ved at motstandstråden (2)

vikles frem og tilbake i siksakform ved føring rundt pinner (7) på overflaten av et element (3) som danner en av nevnte trykkflater, idet disse pinner (7) utnyttes for å lede den elektriske strøm inn i det ønskede avsnitt av den siksakviklede tråd (2), samtidig som pinnene (7) fastholder tråden frem til sammenpressingen (14) mens strømmen ledes inn i tråden i kontakt med pinnene.

2. Apparat for fremstilling av varmeelementer som består av termoplastmaterial (1) og motstandstråd (2), idet apparatet omfatter en basis for påvikling av uisolert motstandstråd og utført i form av en dreibar trommel (3), som på sin overflate er utstyrt med utragende metallpinner (7) for å fastholde motstandstråden (2) i siksakviklet form på trommelens overflate, karakterisert ved at ledninger og koblingsutstyr for tilførsel av elektrisk strøm til motstandstråden (2) gjennom metallpinnene (7) er anordnet i det indre av trommelen (3).

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at trommelen omfatter utstyr (9) for å trekke pinnene (7) inn i trommelen, samt utstyr (6) for å bringe pinnene (7) til atter å rage ut fra trommelens overflate.

4. Apparat som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at trommelens bredde er minst lik bredden av det området som en enkelt motstandstråd (2) spenner over når den er viklet i siksakform.

5. Apparat som angitt i krav 2 - 4, karakterisert ved at trommelens koblingsutstyr (3) er innrettet for tilførsel av elektrisk strøm til pinnene (7) på trommelens overflate innenfor et område som strekker seg fra et sted umiddelbart forut for et sted hvor tråden (2) trykkes inn i et termoplastsjikt (1) og frem til inntryknings-stedet.