WO2006010346A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines heizfeldes mit einer schar von wellenförmigen heizdrähten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines heizfeldes mit einer schar von wellenförmigen heizdrähten Download PDF

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WO2006010346A1
WO2006010346A1 PCT/DE2004/001582 DE2004001582W WO2006010346A1 WO 2006010346 A1 WO2006010346 A1 WO 2006010346A1 DE 2004001582 W DE2004001582 W DE 2004001582W WO 2006010346 A1 WO2006010346 A1 WO 2006010346A1
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heating
heating wire
heating wires
wire
heads
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PCT/DE2004/001582
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Inventor
Peter Bäumler
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Baeumler Peter
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    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
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    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a heating field with a family of wave-shaped heating wires, wherein the apparatus a) means for supplying a plurality of heating wires to a laying head per heating wire, wherein the heating wire is passed through the associated laying head, b) means for corrugating the heating wire; and c) at least one receiving unit for receiving the heating wires output by the depositing heads, wherein the at least one receiving unit is movable relative to the laying heads in a storage main direction and the depositing heads are movable in a transverse direction substantially perpendicular to the depositing direction.
  • EP 0 443 691 B1 discloses a method and a device of the type mentioned in the introduction.
  • a device with one or more deposition heads with which per heating head a heating wire is applied to a plastic film, which is located on a rotating roller.
  • the means for corrugating the heating wire comprise gears whose teeth mechanically give a waveform to the wire as it passes.
  • the laying head can be moved transversely to the main direction of the tray, which is determined by the rotational movement of the roller, in order to bring the heating wire in a spiral shape onto the plastic film.
  • a device for producing a heating field with a family of wave-shaped heating wires is likewise known.
  • the different which processed heating wires simultaneously by first passing through a notch of a crossbar and then pressed onto the plastic film.
  • the waveform of the wire is through a; achieved via an eccentric periodic transverse movement of the crossbar. It is disclosed to produce different amplitudes of the waveform of the heating wire by replacing the eccentric.
  • the wavelength can be achieved by changing translations within the drive of the cross bar. These measures to change the wave amplitude and the wavelength requires an interruption of production.
  • the device is expressly intended to lay the heating wires parallel to each other.
  • a device of the type mentioned is known in which a plurality of deposition heads are mounted together on a frame, which can be moved back and forth transversely to the direction of movement of the plastic film.
  • the Ablege ⁇ heads are arranged displaceably on the frame in the transverse direction, so as to be able to adjust different wire distances.
  • the wire spacings are changed only for different products, since the parallelism and equidistance of the heating wires is desired.
  • the parallelism of the heating wires known from the prior art is demanded there for technical as well as aesthetic reasons. It is generally desirable to achieve a heating power that is largely constant over the heating field. Furthermore, the optics should not be disturbed.
  • the parallel laying of heating wires has the disadvantage that geometries which deviate from rectangles can not be completely covered by the heating wires, so that only rectangular partial areas can be provided, for example, by car windows with the heating wires.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned, in which the heating wires between at least two collective contact strips in the heating field are so ab ⁇ laid that the heating wire to be covered routes are different lengths and / or not parallel to each other, to achieve a possible Uniformly related to the surface density of the heating wires and / or a substantially same length of all laid heating wires between the associated Sammeltory ⁇ afford the amplitude and / or the wavelength of the Schudrahtwellen during laying ge aims is changed.
  • the heating wires of a heating field should be kept as long as possible so that the same heating current flows through the individual heating wires. If, due to a geometry deviating from the rectangle, that is to say for example trapezoidal or triangular geometry, different lengths of laying paths are present, correspondingly larger amplitudes, possibly in combination with shortened wavelengths, are to be provided for the shorter distances. Thus, one has to achieve constant wire lengths so two variations. As a result of the further boundary condition of a specific surface area of the heating field, given known electrical properties of the heating wires, a clear relationship is obtained between the amplitude to be selected and the wavelength.
  • any surfaces can be completely covered with a heating field.
  • windshield, rear and side windows of vehicles are generally not completely rectangular.
  • windscreen and rear window usually have a trapezoidal shape.
  • a trapezoidal shape can be achieved by a suitable angle between Nachbarbar ⁇ heating wires.
  • other than trapezoidal disc shapes gron ⁇ can be useful provided with heating wires.
  • an upper and a lower edge of the pane can each describe an arbitrary curve, the collecting contact strips being applied in the heating field in such a way that they have a largely constant distance to the upper and lower edge of the pane.
  • the lateral disk edges which thus extend essentially in the main laying direction of the heating wires, can likewise describe any given geometric curve.
  • the number of heating wires between the side pane edges is constant.
  • the heating wires can be laid so that the distances between adjacent heating wires on any, perpendicular to the main laying direction straight lines, ie at any height, are substantially equal.
  • the desired constancy of the heating power per area in the heating field is achieved in the case of heating wire sections which are not mutually parallel, by means of a suitable variation of the wave amplitude and / or the wavelength of the waveform applied to the heating wire.
  • the inventive method can also be carried out so that several heating wires are stored simultaneously.
  • the method according to the invention can also be carried out in such a manner that each heating wire emerges from a corresponding laying head at a predetermined delivery speed and the receiving unit accommodating the heating wire issuing from the respective laying head is moved relative to at least one heating wire at a predetermined receiving unit speed and the output speed and / or the recording unit speed is changed in order to change the wavelength of the heating-wire shaft.
  • the above object is achieved by a device of the type mentioned above in that the depositing heads can be moved in the transverse direction at different speeds from one another.
  • the heating wires can be laid in different installation directions.
  • the different speeds in the transverse direction can be achieved, for example, by separate drives for the individual depositing heads, which are numerically controlled by a computer.
  • the device according to the invention can also be designed in such a way that the receiving unit produces a plastic film clamped on a depositing roller and the movement in the main direction of the stack is produced by a rotation of the depositing roller. In this case, an endless film is given. Since the depositing heads usually have a greater distance than the desired distance between adjacent wires in the finished heating field, the depositing roller usually has to be rotated several times and completely around its own axis. To avoid parallelism of adjacent heating wires is then it is necessary to adjust the relative movements of the laying heads in the transverse direction after each complete revolution.
  • the device according to the invention may be advantageous to design in such a way that at least a part number of the depositing heads is coupled to one another in their movement in the transverse direction.
  • the different movements of the respective depositing heads can be set in a fixed relationship to one another, for example in the case of a trapezoidal laying of the heating wires, in which the angle between the laying directions should remain constant.
  • the device according to the invention in such a way that the coupling of the depositing heads in their movement in the transverse direction takes place mechanically via at least one lever element, wherein the at least one lever element is articulated to a respective pivot point and is pivotable via a moving unit, which engages a deflection point provided at a distance from the pivot point, and coupling means for coupling the pivoting movement of the at least one Hebel ⁇ elements with the movement of the associated Ablegeköpfe in the transverse direction at different receiving points on the lever element whose pivotal movement alsneh ⁇ men.
  • the lever element is pivoted at constant angular velocity during one revolution of the depositing roller. If the coupling means convert the pivoting movement, for example, 1: 1, the traversing speeds of the depositing heads behave in the same proportion as the distance of the respective receiving point from the pivoting point.
  • the device according to the invention can be designed so that the coupling means are at the receiving points on at least one lever element and each fixed to one of the depositing heads endless toothed belt.
  • the coupling means are at the receiving points on at least one lever element and each fixed to one of the depositing heads endless toothed belt.
  • an effective and simple possibility is provided of converting the pivoting movement substantially 1: 1 into a translational movement of the depositing heads.
  • the device according to the invention can be embodied such that at least two groups of depositing heads, each coupled in their transverse movement, are provided, each group being assigned a lever element with a moving part and at least a part number of moving parts via transmission or Tensile elements coupled together and driven by only a einzel ⁇ nen engine.
  • the device may, for example, be constructed symmetrically such that two groups of deposition heads are provided, the deposition heads of one of the groups interacting with an associated lever element. If the symmetry also extends to the movement of the depositing heads during the detachment of the heating wires, then the movements of the lever elements can be coupled to one another, for example by means of a gear or a cable or chain hoist. It then suffices a motor for driving both lever elements, wherein the Verfahr ⁇ unit for one of the lever elements is then formed by the gear or by the rope or chain hoist.
  • the device according to the invention can be configured such that the means for corrugating the heating wire comprise two carrier units with pin-shaped or tooth-shaped deformation elements arranged on at least one carrier surface, wherein the carrier units can be driven for rotational movement such that the deformation elements of the one During the rotation, the carrier unit is in contact with the deformation elements of the other carrier unit in a non-contact manner, thereby avoiding one of the deformations.
  • Such support units with deformation elements are e.g. known from DE 30 31 880 A1.
  • the device according to the invention can be designed such that the carrier units are gear wheels meshing with one another in the rotational movement and the deformation elements are arranged on an annular surface enclosed between root circle and tip circle of the toothed wheels or in an annular space extending axially from the ring surface protrude Since the carrier units mesh with each other, only one of the two must be driven directly over its own axis of rotation.
  • the second carrier unit is driven by means of the gear teeth of the first carrier unit.
  • a wire guided between the deformation elements is corrugated by the deformation elements in their combs.
  • the deformation elements can be arranged on both base surfaces of the gears. In this way two wires can be corrugated at the same time.
  • the device according to the invention can also be designed such that the deformation elements are arranged on the teeth of the gearwheels.
  • the Verformungs ⁇ elements may be pins, which are arranged for example in the region of the tooth heads. It is understood - as in the other training examples - of course, seen in Drehachsenrichtüng the lateral surface of the pins ge back to the circumference of the teeth, so that a contactless combing of the pins is possible. You can provide the pins on each tooth or on every other tooth, for example, to achieve different wavelengths of the wire to be deformed.
  • the device according to the invention can also be designed such that at least a part of the deformation elements are arranged on a pitch circle concentric with the axis of rotation of the associated gear wheel. In this way, a uniform curl of the wire to be deformed is achieved.
  • the device according to the invention can also be designed so that at least a part of the deformation elements are arranged on at least two partial circles with different radii concentric with the axis of rotation of the associated toothed gear. In this way, regularly changing amplitudes of the molded-in shaft can be given to the wire to be deformed.
  • deformation elements may have different circumferential dimensions or circumferential geometries, at least on their outer side viewed in the radial direction. This produces uneven waveforms. In this way, it can be achieved that for play with heating wires in laminated glass the appearance is less disturbed. If the amplitude or the waveform remains constant, the Schudrahtverlauf is detected rather than disturbing stripes.
  • the device according to the invention can be designed such that the distance of the axes of rotation of the gear wheels can be changed in the radial direction and the deformation elements mesh with one another without contact at different rotational axis distances.
  • the change in distance can be numerically controlled.
  • the amplitude of the discontinued waveform can be selectively changed during the deformation process. This can again be advantageous for heating wires in laminated glass for optical reasons.
  • by varying the wave amplitude it can be achieved that the wire lengths can be kept the same at different laying lengths. This in turn is advantageous in connection with heating wires in laminated glass panes, since in this way it can be ensured that the power consumed by the different heating wires is equal even with different laying lines.
  • the device according to the invention can be designed such that the deformation elements each have, at least in the outer region, a diameter which reduces on both sides in the direction of the point of application of the wire to be deformed.
  • the reduced diameter in the area of engagement of the wire serves to center the wire run.
  • the pins may be tapered in opposite directions.
  • Fig. 2 an apparatus for producing a heating field with a crowd of
  • FIG. 3 shows a laying head of a device according to FIG. 2 in an enlarged illustration in a side view
  • FIG. 4 shows the laying head according to FIG. 3 in plan view
  • Fig. 6 the pin gear according to FIG. 5 in oblique view
  • Fig. 7 in plan view of two intermeshing pin gears gem. Fig. 5.
  • a heating panel 1 is shown, which could be suitable for example for a windshield of a motor vehicle.
  • Corrugated heating wires 3 extend between two collective contact strips 2.
  • the straight lines intersecting the wavy lines of the heating wires 3 in FIG. 1 merely show the laying direction and form the zero crossings of the waveshape of the heating wires 3.
  • Between the laying directions of two adjacent heating wires 3 is an angle given, which is essentially constant over the entire heating field. As a result, the laying directions between the Sam ⁇ meltitleolinn fan 2 evenly.
  • a correspondingly shaped windshield of a motor vehicle could thus be provided completely with heating wires 3.
  • the amplitude of the waveform of the heating wires 3 was steadily increased from the inner to the outer edge of the ring section. In this way, a surface power density which is largely constant over the entire heating field is achieved.
  • the heating field is in the form of a ring portion and the laying directions of the heating wires 3 are radial, the lengths of the heating wires 3 are the same.
  • FIG. 2 schematically shows a device with which, for example, the heating field 1 according to FIG. 1 could be produced.
  • heating wires 3 are laid with the aid of laying heads 5.
  • the storage roller 4 is rotated about its central longitudinal axis.
  • the depositing heads 5 can be moved linearly along a transverse rail 6.
  • the depositing heads 5 are driven by means of a respective toothed belt 7, to which the associated laying head 5 is fixed.
  • the toothed belts 7 run over in each case three deflection rollers 8 and 9 and are respectively fixed to receiving points 10 of a lever element 11.
  • the lever element 11 is pivoted at a pivot point 12 on a frame 13 of the device.
  • a pivoting movement is effected via a computer-controlled positioning unit 14 i, which acts on the outer end of the lever element 11.
  • a computer-controlled positioning unit 14 i which acts on the outer end of the lever element 11.
  • the movements of the Constel ⁇ en 10 are converted directly into translational movements of the depositing heads 5 along the cross rail 6. :
  • the lever member 11 is moved evenly from a lowermost position to an upper holding position.
  • the depositing heads 5 are moved at different speeds in FIG. 2 to the right along the transverse rail 6.
  • the pivot point 12 closest laying head 5 has the lowest speed and the most distant laying head 5, the highest speed.
  • the pivot point 12 would be located at the level of the center of the surface area of the deposition roller 4 to be coated with heating wires 3.
  • the part not shown in FIG. 2 and responsible for the other half of the heating field 1 is formed in a corresponding manner, so that the device is substantially mirror-symmetrical to a plane perpendicular to the axis of rotation and through the pivot point 12.
  • the distances desired between the heating wires 3 are generally smaller than the distances between two adjacent laying heads 5.
  • the depositing roller 4 has to perform several full revolutions. After a full revolution, however, then the hitherto uniform angular velocity of the lever member 11 must be reduced by a certain amount, otherwise two adjacent heating wires 3 would be laid parallel.
  • the lever element 11 is again rotated at a uniform speed until the conclusion of the next full revolution.
  • the collecting strips 2 can be applied before and after the laying of the heating wires 3 and the heating field can still be cut out on the depositing roller 4, which has a hard-chrome-plated surface.
  • the cutting can be done computer controlled by means of a cutting element, not shown here.
  • the deposition head 5 has a supply roll 15 for the heating wire 3, wherein the supply roll 15 is rotatably supported by conical holding elements 16.
  • One of the holding elements 16 is biased by a spring 17, so that a slight replacement of the supply rolls 15 is possible.
  • the heating wire 3 is supplied with two intermeshing pin gears 18, which are driven by a separate motor and give the heating wire the desired waveform.
  • the operation of the Stift leopard ⁇ wheels 18 is set forth in detail below. Of the pin gears 18 of the running corrugated heating wire 3 via a guide rail 19 and from there to the Ablage ⁇ roll 4, to which it is pressed by means of a heated iAnpressrolle 25.
  • the Schut ⁇ wire 3 is placed on the heated by the pressure roller 25 plastic film on the storage roller 4. After cooling of the plastic film, the heating wire 3 is fixed.
  • the pressure roller 25 can be heated by means of a heating cartridge, not shown here. In order to produce sufficiently reliable electrical contacts for the heating cartridge arranged along the axis of rotation of the pressure roller 25, the latter remains fixed during the rotational movement of the pressure roller 25, thus rotating with it.
  • the heating cartridge can still be provided by a likewise fixed metallic transition sleeve 20.
  • the pressure roller 25 is articulated separately via a joint, not shown here, pivotably on the respective laying head 5 in order to facilitate the gluing of the heating wire beginning. Furthermore, in this way, the generation of the waveform in the heating wire 3 can be better controlled if necessary.
  • a pyrometer 21 is provided.
  • Fig. 5 shows one of the pin gears 18 in plan view, with which the heating wire 3 is corrugated.
  • the pin gear 18 is a spur gear, on the teeth 22 cylindrical pins 23 are arranged in each case in the region of the tooth heads, which extend parallel to the drive shaft 24 of the pin gear 18.
  • Fig. 6 shows the same pin gear in Schräg ⁇ supervision.
  • FIG. 7 shows a detail of the pin gear 18a in engagement with a second pin gear 18b.
  • the second pin gear 18b is held by a shaft, not shown here, which is not directly driven.
  • the second pin gear 18b is driven solely via the first pin gear 18a.
  • FIG. 7 furthermore shows a heating wire 3, which is corrugated by the pins 23 of the pin toothed wheels 18a and 18b.
  • the pins 23 jump with their lateral surface in the direction of rotation of the axis opposite the circumference of the teeth 21 of the pin gears 18a and 18b back, so that the pins 23 can not touch when combing.
  • the return is for example 0.025 mm.
  • the substantially cylindrical shell shape of the pins 23 has the advantage over conventional tooth-shaped deformation elements that they do not deform the generated waveform when leaving the combing area.
  • the teeth 22 of the pin gears 18a and 18b are exceptionally long. Their length together with their special shape allow trouble-free combing even with a varying distance between the two axes of rotation of the pin gears 18a and 18b. With the variation of the radial distance of the rotation axes, the amplitude of the heating wire 3 discontinued waveform can be changed. At the smallest possible distance between the axes of rotation of the pin percussion wheels, the highest possible amplitude is thus produced.
  • the rotational axis distance is varied over a separate, not shown here drive and can be numerically controlled to perform the previously calculated wavelength change.
  • the pins 23 can also be arranged on the pin toothed wheels 18 on different pitch circles. This achieves a wave-to-wave amplitude variation which avoids possibly interfering optical effects that can be attributed to a high uniformity of the waveform.
  • the running speed of the pin gears 18a and 18b can be varied while the angular speed of the depositing roller 4 remains constant.
  • An increase in the rotational speed of the pin gears 18a and 18b would lead to a shortening of the wavelength, a slowing down correspondingly to an extension.
  • the angular velocity of the deposition roller 4 could also be changed. In this case, however, the traverse speeds of the depositing heads 5 along the transverse rail 6 are adapted in a corresponding manner. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Heizfeldes (1) mit einer Schar von wellenförmigen Heizdrähten (3) vorgestellt. Heizdrähte (3) werden in der Regel in Kunststofffolie in Wellenform verlegt, wobei die Verlegerichtung benachbarter Heizdrähte (3) gemäß dem Stand der Technik parallel ist. Hierdurch sind die Heizfelder (1) in der Regel rechteckig, so dass zum Beispiel Scheiben von Kraftfahrzeugen mit von einem Rechteck abweichender Form nicht vollständig mit Heizdrähten (3) belegt werden. Es wird für nicht parallel zueinander verlegte Drahtwellen vorgeschlagen, den Drahtwellenabstand nicht konstant zu halten, sondern gleichmäßig an die örtliche Scheibengeometrie anzupassen. Die Amplituden und/oder die Längen der Heizdrahtwellen werden gezielt so verändert, dass im Hinblick auf gleichmäßige Heizleistung eine gleichmäßige Heizdrahtdichte erreicht wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Heizfeldes mit einer Schar von wellenförmigen Heizdrähten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Heiz- feldes mit einer Schar von wellenförmigen Heizdrähten, wobei die Vorrichtung a) Mittel zur Zuführung mehrerer Heizdrähte zu einem Ablegekopf pro Heizdraht , wobei der Heizdraht durch den zugehörigen Ablegekopf geführt ist, b) Mittel zum Wellen des Heizdrahtes und c) mindestens eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der von den Ablegeköpfen ausgegebenen Heizdrähte, wobei die mindestens eine Aufnahmeeinheit relativ zu den Ablegeköpfen in einer Ablagehauptrichtung und die Ablegeköpfe in einer zur Ablage¬ hauptrichtung im Wesentlichen senkrechten Querrichtung verfahrbar sind, umfasst.
Aus der EP 0 443 691 B1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs ge¬ nannten Art bekannt. Insbesondere ist dort eine Vorrichtung mit einem oder mehreren Ablegeköpfen offenbart, mit der pro Ablegekopf ein Heizdraht auf eine Kunststofffolie aufgebracht wird, die sich auf einer drehenden Rolle befindet. Die Mittel zum Wellen des Heizdrahtes umfassen Zahnräder, deren Zähne dem Draht beim Hindurchführen auf mechanische Weise eine Wellenform geben. Der Ablegekopf kann quer zur Ablage¬ hauptrichtung, die durch die Drehbewegung der Rolle vorgegeben wird, verfahren wer¬ den, um den Heizdraht spiralförmig auf die Kunststofffolie zu bringen. Es ist offenbart, als Variante mehrere in Querrichtung verfahrbare Ablegeköpfe vorzusehen, wobei bei dem genannten Stand der Technik sämtliche Ablegeköpfe mit derselben Geschwindig¬ keit bewegt werden. Heizdrähte aus verschiedenen Ablegeköpfen werden somit parallel zueinander verlegt. Es ist offenbart, den Abstand der so parallel verlegten Drähte und damit die auf die Fläche des Heizfeldes bezogene Drahtdichte gezielt durch die Ver¬ fahrgeschwindigkeit der Ablegeköpfe in Querrichtung vorzugeben.
Aus der GB 1 392 736 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Herstellen eines Heizfeldes mit einer Schar von wellenförmigen Heizdrähten bekannt. Dabei werden die verschie- denen Heizdrähte gleichzeitig verarbeitet, indem sie zunächst durch eine Kerbe einer Querstange geführt und anschließend auf die Kunststofffolie gepresst werden. Die Wellenform des Drahtes wird durch eine ; über einen Exzenter bewirkte periodische Querbewegung der Querstange erreicht. Es ist offenbart, durch Auswechseln des Ex- zenters unterschiedliche Amplituden der Wellenform des Heizdrahtes zu erzeugen. Die Wellenlänge kann durch die Änderungen von Übersetzungen innerhalb des Antriebs der Querstange erreicht werden. Diese Maßnahmen zur Änderung der Wellenamplitude sowie der Wellenlänge erfordert eine Unterbrechung der Produktion. Die Vorrichtung ist ausdrücklich dafür vorgesehen, die Heizdrähte parallel zueinander zu verlegen.
(
Aus der DE 2256870 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der mehrere Ablegeköpfe gemeinsam an einem Gestell befestigt sind, welches quer zur Bewegungsrichtung der Kunststofffolie hin- und herbewegt werden kann. Die Ablege¬ köpfe sind auf dem Gestell in Querrichtung verschiebbar angeordnet, um so unter- schiedliche Drahtabstände einstellen zu können. Die Drahtabstände werden jedoch nur für unterschiedliche Produkte verändert, da die Parallelität und Gleichabständigkeit der Heizdrähte angestrebt ist.
:i
Die aus dem Stand der Technik bekannte Parallelität der Heizdrähte wird dort aus tech- nischen und auch ästhetischen Gründen gefordert. Es ist im Allgemeinen angestrebt, eine über das Heizfeld weitgehend konstante Heizleistung zu erreichen. Des Weiteren soll die Optik nicht gestört werden. Andererseits hat das parallele Verlegen von Heiz¬ drähten den Nachteil, dass Geometrien, die von Rechtecken abweichen, nicht vollstän¬ dig mit den Heizdrähten belegt werden können, so dass lediglich rechteckige Teilberei- che zum Beispiel von Autoscheiben mit den Heizdrähten versehen werden können.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die auf effektive Weise ein Verle¬ gen von Heizdrähten in Heizfeldern mit anderen als rechteckigen Formen ermöglichen und dabei gleichzeitig eine weitgehend konstante Flächenheizung ohne Störung der Optik ermöglichen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Heizdrähte zwischen mindestens zwei Sammelkontaktleisten im Heizfeld derart ab¬ gelegt werden, dass die mit Heizdraht zu belegenden Strecken unterschiedlich lang und/oder nicht parallel zueinander sind, wobei zum Erreichen einer möglichst gleichmä- ßigen auf die Fläche bezogenen Dichte der Heizdrähte und/oder einer im Wesentlichen gleichen Länge aller verlegten Heizdrähte zwischen den zugehörigen Sammelkontakt¬ leisten die Amplitude und/oder die Wellenlänge der Heizdrahtwellen beim Verlegen ge¬ zielt verändert wird.
Die Heizdrähte eines Heizfeldes sind möglichst gleich lang zu halten, damit durch die einzelnen Heizdrähte eine möglichst gleiche Stromstärke fließt. Sind aufgrund einer vom Rechteck abweichenden, also zum Beispiel trapezförmigen oder dreieckigen Ge¬ ometrie unterschiedlich lange Verlegestrecken vorhanden, sind bei den kürzeren Stre¬ cken entsprechend größere Amplituden, möglicherweise in Kombination mit verkürzten Wellenlängen, vorzusehen. Somit hat man zum Erreichen konstanter Drahtlängen also zwei Variationsmöglichkeiten. Durch die weitere Randbedingung einer bestimmten Flä¬ chenleistung des Heizfeldes ergibt sich bei bekannten elektrischen Eigenschaften der Heizdrähte eine eindeutige Beziehung zwischen zu wählender Amplitude und Wellen¬ länge.
Mit dem Verlegen der Heizdrähte außerhalb der Parallelität können beliebige Flächen vollständig mit einem Heizfeld belegt werden. Beispielsweise sind Windschutz-, Heck- und Seitenscheiben von Fahrzeugen in der Regel nicht vollständig rechteckig. Insbe¬ sondere Windschutzscheibe und Heckscheibe weisen zumeist eine trapezähnliche Form auf. Eine Trapezform kann durch einen geeigneten Winkel zwischen benachbar¬ ten Heizdrähten erreicht werden. Auch andere als trapezähnliche Scheibenformen kön¬ nen sinnvoll mit Heizdrähten versehen werden. So können z.B. ein oberer und ein unte¬ rer Scheibenrand eine jeweils beliebige Kurve beschreiben, wobei die Sammelkontakt¬ leisten derart im Heizfeld angelegt werden, dass sie einen weitgehend gleich bleiben- den Abstand zu dem oberen und unteren Scheibenrand aufweisen. Die seitlichen Scheibenränder, die sich also im Wesentlichen in der Hauptverlegerichtung der Heiz¬ drähte erstrecken, können ebenfalls eine jeweils beliebige geometrische Kurve be¬ schreiben. Die Anzahl der Heizdrähte zwischen den seitlichen Scheibenrändem ist kon- stant. Dabei können die Heizdrähte so verlegt werden, dass die Abstände benachbarter Heizdrähte auf einer beliebigen, zur Hauptverlegerichtung senkrechten Geraden, d.h. in einer beliebigen Höhe, im Wesentlichen gleich sind. Die gewünschte Konstanz der Heizleistung pro Fläche im Heizfeld wird bei nicht parallel zueinander verlaufenden Heizdrahtstrecken durch eine geeignete Variation der Wellenamplitude und/oder der Wellenlänge der dem Heizdraht aufgegebenen Wellenform erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass mehrere Heizdrähte gleichzeitig abgelegt werden.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ausgeführt werden, dass jeder Heizdraht mit einer vorgegebenen Aύsgabegeschwindigkeit aus einem zugehöri¬ gen Ablegekopf tritt und die den aus dem jeweiligen Ablegekopf austretenden Heizdraht aufnehmende Aufnahmeeinheit mit einer vorgegebenen Aufnahmeeinheit-Geschwin- digkeit relativ zu mindestens einem Heizdraht bewegt wird und zur Veränderung der Wellenlänge der Heizdrahtwelle die Ausgabegeschwindigkeit und/oder die Aufnahme¬ einheit-Geschwindigkeit verändert wird.
Des Weiteren wird die vorgenannte Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art dadurch gelöst, dass die Ablegeköpfe in Querrichtung mit voneinander ver¬ schiedenen Geschwindigkeiten verfahrbar sind. Auf diese Weise können die Heizdrähte in unterschiedlichen Verlegerichtungen verlegt werden. Die unterschiedlichen Ge¬ schwindigkeiten in Querrichtung können zum Beispiel durch jeweils gesonderte An¬ triebe für die einzelnen Ablegeköpfe erreicht werden, die über einen Computer nume- risch gesteuert sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass die Aufnahme¬ einheit eine auf einer Ablagerolle aufgespannte Kunststofffolie und die Bewegung in Ablagehauptrichtung durch eine Drehung der Ablagerolle erzeugt ist. In diesem Fall ist eine Endlosfolie gegeben. Da die Ablegeköpfe in der Regel einen größeren Abstand aufweisen als der gewünschte Abstand zwischen benachbarten Drähten im fertigen Heizfeld, muss die Ablagerolle in der Regel mehrfach und vollständig um die eigene Achse gedreht werden. Um eine Parallelität benachbarter Heizdrähte zu vermeiden, ist es dann erforderlich, nach jeder vollständigen Umdrehung die Relativbewegungen der Ablegeköpfe in Querrichtung anzupassen.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubil- den, dass zumindest eine Teilanzahl der Ablegeköpfe in ihrer Bewegung in Querrich¬ tung aneinander gekoppelt ist. Hierdurch können die unterschiedlichen Bewegungen der betroffenen Ablegeköpfe in eine feste Beziehung zueinander gesetzt werden, zum Beispiel bei einem trapezförmigen Verlegen der Heizdrähte, bei dem der Winkel zwi¬ schen den Verlegerichtungen konstant bleiben soll.
Dabei kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass die Kopplung der Ablegeköpfe in ihrer Bewegung in Querrichtung mechanisch über mindestens ein Hebelelement erfolgt, wobei das mindestens eine Hebelelement an je- weils einer Schwenkstelle angelenkt ist und über eine Verfahreinheit schwenkbar ist, welche an einer in Abstand von der Schwenkstelle vorgesehenen Auslenkstelle angreift, und Koppelmittel zur Kopplung der Schwenkbewegung des mindestens einen Hebel¬ elements mit der Bewegung der zugehörigen Ablegeköpfe in Querrichtung an unter- schiedlichen Aufnahmestellen am Hebelelement dessen Schwenkbewegung aufneh¬ men.
Auf diese Weise ist eine sehr einfache und effektive Koppelung der Ablegeköpfe gege- ben. Während des Betriebs der Vorrichtung wird das Hebelelement zum Beispiel wäh¬ rend einer Umdrehung der Ablagerolle mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ge¬ schwenkt. Setzen die Koppelmittel die Schwenkbewegung zum Beispiel 1:1 um, ver- halten sich die Verfahrgeschwindigkeiten der Ablegeköpfe in gleichem Verhältnis wie der Abstand der jeweiligen Aufnahmestelle von der Schwenkstelle.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Koppelmittel an den Aufnahmestellen am mindestens einen Hebelelement sowie jeweils an einem der Ablegeköpfe fixierte endlose Zahnriemen sind. Hierdurch ist eine wirk¬ same und einfache Möglichkeit gegeben, die Schwenkbewegung im wesentlichen 1:1 in eine translatorische Bewegung der Ablegeköpfe umzusetzen. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße'Vorrichtung so ausgebildet sein, dass min¬ destens zwei Gruppen von jeweils in ihrer Bewegung in Querrichtung aneinanderge- koppelten Ablegeköpfen vorgesehen sind, wobei jeder Gruppe ein Hebelelement mit einer Verfahreinheit zugeordnet ist und zumindest eine Teilanzahl der Verfahreinheiten über Getriebe oder Zugelemente miteinander gekoppelt und von lediglich einem einzel¬ nen Motor angetrieben ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise derart symmetrisch auf¬ gebaut sein, dass zwei Gruppen von Ablegeköpfen vorgesehen sind, wobei die Ablege¬ köpfe einer der Gruppen mit einem zugeordneten Hebelelement zusammenwirken. Er¬ streckt sich die Symmetrie auch auf die Bewegung der Ablegeköpfe während des AbIe- gens der Heizdrähte, so können die Bewegungen der Hebelelemente miteinander ge- i koppelt werden, zum Beispiel mittels eines Getriebes oder eines Seil- oder Kettenzugs. Es reicht dann ein Motor für den Antrieb beider Hebelelemente aus, wobei die Verfahr¬ einheit für eines der Hebelelemente dann durch das Getriebe oder durch den Seil- oder Kettenzug gebildet ist.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Mittel zum Wellen des Heizdrahtes zwei Trägereinheiten mit auf mindestens einer Trägerflä¬ che angeordneten stift- oder zahnförmigen Verformungselementen umfassen, wobei die Trägereinheiten derart für eine Drehbewegung antreibbar sind, dass die Verformungs- elemente der einen Trägereinheit während der Drehung berührungslos mit den Verfor¬ mungselementen der anderen Trägereinheit kämmen und dabei einem von den Verfor-
1 mungselementen erfassten Heizdraht die gewünschte Wellenform aufgeben
Derartige Trägereinheiten mit Verformungselementen sind z.B. aus der DE 30 31 880 A1 bekannt. i
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Trä- ii gereinheiten in der Drehbewegung miteinander kämmende Zahnräder sind und die Verformungselemente auf einer zwischen Fußkreis und Kopfkreis der Zahnräder jeweils eingeschlossenen Ringfläche angeordnet sind oder in einen sich axial von der Ringflä¬ che erstreckenden Ringraum hineinragen Da die Trägereinheiten miteinander kämmen, muss nur eine von beiden unmittelbar über die eigene Drehachse angetrieben werden. Die zweite Trägereinheit wird mittels der Zahnradzähne der ersten Trägereinheit angetrieben. Ein zwischen die Verfor¬ mungselemente geführter Draht wird durch die Verformungselemente bei deren Käm- men gewellt. Die Verformungselemente können auf beiden Grundflächenseiten der Zahnräder angeordnet sein. Auf diese Weise können zwei Drähte gleichzeitig gewellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass die Verfor- mungselemente auf den Zähnen der Zahnräder angeordnet sind. Bei den Verformungs¬ elementen kann es sich um Stifte handeln, die zum Beispiel im Bereich der Zahnköpfe angeordnet sind. Dabei ist es - wie auch bei den anderen Ausbildungsbeispielen - selbstverständlich, dass in Drehachsenrichtüng gesehen die Mantelfläche der Stifte ge¬ genüber dem Umfang der Zähne zurückspringt, so dass ein berührungsloses Kämmen der Stifte möglich ist. Man kann die Stifte auf jedem Zahn oder auch auf zum Beispiel jedem zweiten Zahn vorsehen, um verschiedene Wellenlängen des zu verformenden Drahtes zu erreichen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass zumindest ein Teil der Verformungselemente auf einem zur Drehachse des zugehörigen Zahnrades konzentrischen Teilkreis angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Wellung des zu verformenden Drahtes erreicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass zumin- dest ein Teil der Verformungselemente auf mindestens zwei zur Drehachse des zuge¬ hörigen Zahnrades konzentrischen Teilkreisen mit unterschiedlichen Radien angeordnet sind. Auf diese Weise können dem zu verformenden Draht regelmäßig wechselnde Amplituden der eingeformten Welle aufgegeben werden.
Es kann vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass Ver¬ formungselemente zumindest auf ihrer in radialer Richtung gesehenen äußeren Seite unterschiedliche Umfangsmaße oder Umfangsgeometrien aufweisen. Damit werden ungleichmäßige Wellenformen erzeugt. Hierdurch kann erreicht werden, dass zum Bei- spiel bei Heizdrähten in Verbundglas die Optik weniger gestört wird. Bleibt nämlich die Amplitude oder die Wellenform konstant, wird der Heizdrahtverlauf eher als störender Streifen erfasst. "
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass der Ab¬ stand der Drehachsen der Zahnräder in radialer Richtung veränderbar ist und die Ver¬ formungselemente bei unterschiedlichen Drehachsabständen berührungslos miteinan¬ der kämmen. Die Abstandsänderung kann numerisch gesteuert sein. Mit der Abstands¬ änderung kann die Amplitude der aufgegebenen Wellenform gezielt während des Ver- formprozesses geändert werden. Dies kann bei Heizdrähten in Verbundglasscheiben wiederum aus optischen Gründen vorteilhaft sein. Zum anderen kann durch eine Varia¬ tion der Wellenamplitude erreicht werden, dass bei unterschiedlichen Verlegestrecken die Drahtlängen gleich gehalten werden können. Dies ist wiederum im Zusammenhang mit Heizdrähten in Verbundglasscheiben vorteilhaft, da auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass auch bei unterschiedlichen Verlegestrecken die von den unter- schiedlichen Heizdrähten aufgenommene Leistung gleich ist. Des Weiteren ist es mög¬ lich, mittels der variierenden Wellenamplituden die Heizdrahtdichte und damit die Heiz¬ leistungsdichte pro Fläche auf bestimmte Werte einzustellen, zum Beispiel konstant zu halten. Ein diesbezüglicher Anwendungsbereich wären nicht parallel zueinander ver- laufende Heizdrahtstrecken.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Ver¬ formungselemente zumindest im äußeren Bereich jeweils einen sich beidseitig in Rich¬ tung auf den Angriffspunkt des zu verformenden Drahtes verringernden Durchmesser aufweisen. Der im Bereich des Eingriffs des Drahtes verringerte Durchmesser dient zum Zentrieren des Drahtlaufs. Die Stifte können zum Beispiel gegenläufig konisch sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 18 bis 23. Im Folgenden werden beispielhaft eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an¬ hand von Figuren dargestellt.
Es zeigt schematisch
Fig. 1 : ein ringabschnittförmiges Heizfeld,
Fig. 2: eine Vorrichtung zum Herstellen eines Heizfeldes mit einer Schar von
Heizdrähten,
Fig. 3: einen Ablegekopf einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 in vergrößerter Darstel¬ lung in Seitenansicht,
Fig. 4: den Ablegekopf gemäß Fig. 3 in Aufsicht,
Fig. 5: ein Zahnrad mit Stiften zum Wellen des Heizdrahtes in Aufsicht,
Fig. 6: das Stiftzahnrad gemäß Fig. 5 in Schrägaufsicht und
i Fig. 7: in Aufsicht ausschnittsweise zwei miteinander kämmende Stiftzahnräder gem. Fig. 5.
In Fig. 1 ist ein Heizfeld 1 dargestellt, welches zum Beispiel für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges geeignet sein könnte. Zwischen zwei Sammelkontaktleisten 2 erstrecken sich gewellte Heizdrähte 3. Die in Fig. 1 die Wellenlinien der Heizdrähte 3 schneidenden Geraden zeigen lediglich die Verlegerichtung und bilden die Nulldurch¬ gänge der Wellenform der Heizdrähte 3. Zwischen den Verlegerichtungen zweier be- nachbarter Heizdrähte 3 ist ein Winkel gegeben, der über das gesamte Heizfeld im We¬ sentlichen konstant ist. Hierdurch fächern die Verlegerichtungen zwischen den Sam¬ melkontaktleisten gleichmäßig 2 auf. Eine entsprechend geformte Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges könnte so komplett mit Heizdrähten 3 versehen werden. Um die auf die Fläche bezogene Heizdrahtdichte trotz der Auffächerung der Verlegestrecken weitgehend konstant zu halten, wurde die Amplitude der Wellenform der Heizdrähte 3 vom inneren zum äußeren Rand des Ringabschnittes stetig erhöht. Auf diese Weise wird eine über das gesamte Heizfeld weitgehend konstante Flächenleistungsdichte er- reicht. Da im vorliegenden Fall das Heizfeld die Form eines Ringabschnitts hat und die Verlegerichtungen der Heizdrähte 3 radial sind, sind die Längen der Heizdrähte 3 gleich. Selbstverständlich können mit gleicher Technik die Heizdrähte gegenüber der Darstellung in Fig.1 mit um in etwa 90° gedrehter Verlegerichtung gleichmäßig auf dem
Heizfeld angeordnet sein, d.h. die Sammelieisten würden dann an den seitlichen Rän- i dem entlang verlaufen.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, mit der beispielsweise das Heizfeld 1 gemäß Fig. 1 hergestellt werden könnte. Auf eine hier nicht gesondert dargestellte Kunststofffo¬ lie auf der Oberfläche einer Ablagerolle 4 sind mit Hilfe von Ablegeköpfen 5 Heizdrähte 3 verlegt. Dabei wird die Ablagerolle 4 um ihre Mittellängsachse gedreht. Die Ablege¬ köpfe 5 sind entlang einer Querschiene 6 linear verfahrbar. Angetrieben werden die Ablegeköpfe 5 mittels jeweils eines Zahnriemens 7, an dem der zugehörige Ablegekopf 5 fixiert ist. Die Zahnriemen 7 laufen über jeweils drei Umlenkrollen 8 bzw. 9 und sind jeweils an Aufnahmestellen 10 eines Hebelelements 11 fixiert. Das Hebelelement 11 ist an einer Schwenkstelle 12 an einem Rahmen 13 der Vorrichtung schwenkbar ange¬ lenkt. Eine Schwenkbewegung wird über eine computergesteuerte Verfahreinheit 14 i bewirkt, die am äußeren Ende des Hebelelements 11 angreift. Über die Zahnriemen 7 werden die Bewegungen der Aufnahmestelϊen 10 direkt in Translationsbewegungen der Ablegeköpfe 5 entlang der Querschiene 6 umgesetzt. :
Während einer gleichmäßigen Umdrehung der Ablagerolle 4 wird das Hebelelement 11 von einer untersten Position gleichmäßig in eine obere Halteposition verfahren. Ent¬ sprechend der Position der verschiedenen Aufnahmestellen 10 werden die Ablegeköpfe 5 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Fig. 2 nach rechts entlang der Quer- schiene 6 bewegt. Der in der Darstellung der Schwenkstelle 12 am nächsten gelegene Ablegekopf 5 weist dabei die geringste Geschwindigkeit auf und der am entferntesten gelegene Ablegekopf 5 die höchste Geschwindigkeit. Wenn alle Ablegeköpfe 5 mit un¬ terschiedlichen, im Wesentlichen gleichförmigen Geschwindigkeiten bewegt werden, weisen die Verlegerichtungen aller Ablegeköpfe 5 unterschiedliche konstante Winkel zur Drehachse der Ablagerolle 4 auf. Mit dem in Fig. 2 gezeigten Ausschnitt der Vor¬ richtung könnte eine Hälfte des in Fig. 1 gezeigten Heizfeldes 1 hergestellt werden. Die Schwenkstelle 12 würde sich dabei in Höhe der Mitte des mit Heizdrähten 3 zu bele- genden Oberflächenbereichs der Ablagerolle 4 befinden. Der in Fig. 2 nicht dargestellte und für die andere Hälfte des Heizfeldes 1 zuständige Teil ist in entsprechender Weise ausgebildet, so dass die Vorrichtung zu einer senkrecht zur Drehachse und durch die Schwenkstelle 12 verlaufenden Ebene im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ist. Für Heizfelder, deren nicht mit Sammelleisten versehene Seitenränder beliebig geformt sind, ist es ebenfalls möglich, ähnlich gleichmäßige Wellenverlegungen mit konstanter Drahtdichte herzustellen.
Die zwischen den Heizdrähten 3 gewünschten Abstände sind in der Regel kleiner als die Abstände zwischen zwei benachbarten Ablegeköpfen 5. Somit muss die Ablagerolle 4 mehrere volle Umdrehungen durchführen. Nach einer vollen Umdrehung muss dann jedoch die bis dahin gleichförmige Winkelgeschwindigkeit des Hebelelements 11 um einen bestimmten Betrag verringert werden, da ansonsten zwei benachbarte Heizdrähte 3 parallel verlegt würden. Im Beispiel gemäß Fig.1 wird das Hebelelement 11 nach der Geschwindigkeitsverringerung bis zum Abschluss der nächsten vollen Umdrehung wie- derum mit gleichförmiger Geschwindigkeit gedreht. Auf der Ablagerolle 4 können die Sammelleisten 2 vor und nach der Verlegung der Heizdrähte 3 aufgebracht und das Heizfeld noch auf der Ablagerolle 4, die eine hartverchromte Oberfläche aufweist, aus- geschnitten werden. Das Ausschneiden kann computergesteuert mittels eines hier nicht dargestellten Schneidelements erfolgen.
Einer der Ablegeköpfe 5 ist in Fig. 3 in Seitenansicht und in Fig. 4 in Aufsicht darge¬ stellt. Der Ablegekopf 5 weist eine Vorratsrolle 15 für den Heizdraht 3 auf, wobei die Vorratsrolle 15 über kegelförmige Halteelemente 16 drehbar gelagert ist. Eines der Halteelemente 16 ist mit einer Feder 17 vorgespannt, so dass ein leichtes Auswechseln der Vorratsrollen 15 möglich ist. Der Heizdraht 3 wird zwei miteinander kämmenden Stiftzahnrädern 18 zugeführt, die über einen gesonderten Motor angetrieben sind und dem Heizdraht die gewünschte Wellenform aufgeben. Die Funktionsweise der Stiftzahn¬ räder 18 ist weiter unten im Detail dargelegt. Von den Stiftzahnrädern 18 läuft der ge- wellte Heizdraht 3 über eine Führungsschiene 19 und gelangt von dort auf die Ablage¬ rolle 4, auf die er mittels einer beheizbaren iAnpressrolle 25 aufgepresst wird. Der Heiz¬ draht 3 wird auf die durch die Anpressrolle 25 erhitzte Kunststofffolie auf der Ablagerolle 4 abgelegt. Nach dem Erkalten der Kunststofffolie ist der Heizdraht 3 fixiert. Die An- pressrolle 25 ist mittels einer hier nicht dargestellten Heizpatrone beheizbar. Zur Erzeu¬ gung hinreichend zuverlässiger elektrischer Kontakte für die entlang der Drehachse der Anpressrolle 25 angeordneten Heizpatrone bleibt diese während der Drehbewegung der Anpressrolle 25 fixiert, dreht also nichti mit. Der drehende Teil der Anpressrolle 25
I muss daher über einen Luftspalt erwärmt werden. Um eine möglichst große Oberfläche für den Wärmeübergang und damit ein zugiges Aufheizen gewährleisten zu können, kann die Heizpatrone noch von einer ebenfalls fixierten metallischen Übergangshülse 20 versehen sein.
Die Anpressrolle 25 ist separat über ein hier nicht dargestelltes Gelenk schwenkbar am jeweiligen Ablegekopf 5 angelenkt, um das Ankleben des Heizdrahtanfangs zu erleich¬ tern. Des Weiteren kann auf diese Weise die Erzeugung der Wellenform im Heizdraht 3 nötigenfalls besser kontrolliert werden.
Zur Kontrolle der Oberflächentemperatur der Anpressrolle 25 ist ein Pyrometer 21 vor- gesehen.
Fig. 5 zeigt eines der Stiftzahnräder 18 in Aufsicht, mit denen der Heizdraht 3 gewellt wird. Das Stiftzahnrad 18 ist ein Stirnzahnrad, auf dessen Zähne 22 jeweils im Bereich der Zahnköpfe zylinderförmige Stifte 23 angeordnet sind, die sich parallel zur Antriebs- welle 24 des Stiftzahnrades 18 erstrecken. Fig. 6 zeigt dasselbe Stiftzahnrad in Schräg¬ aufsicht.
Fig. 7 zeigt ausschnittsweise das Stiftzahnrad 18a in Eingriff mit einem zweiten Stift¬ zahnrad 18b. Das zweite Stiftzahnrad 18b ist von einer hier nicht dargestellten Welle gehalten, welche nicht unmittelbar angetrieben ist. Das zweite Stiftzahnrad 18b wird allein über das erste Stiftzahnrad 18a angetrieben. In Fig. 7 ist des Weiteren ein Heiz¬ draht 3 dargestellt, welcher durch die Stifte 23 der Stiftzahnräder 18a und 18b gewellt wird. Die Stifte 23 springen mit ihrer Mantelfläche in Drehachsenrichtung gesehen gegenüber dem Umfang der Zähne 21 der Stiftzahnräder 18a und 18b zurück, so dass die Stifte 23 sich beim Kämmen nicht berühren können. Der Rücksprung beträgt beispielsweise 0,025 mm. Für einen typischen Heizdraht 3 werden Durchmesser von 10μm bis 40μm verwendet, so dass die Kämmbewegung der Stifte 23 auch nicht zu einem Quetschen des Drahtes 3 führen kann. Die im Wesentlichen zylindrische Mantelform der Stifte 23 hat gegenüber üblichen zahnförmigen Verformungselementen den Vorteil, dass sie beim Verlassen des Kämmbereichs die erzeugte Wellenform nicht wieder deformieren.
Die Zähne 22 der Stiftzahnräder 18a und 18b sind außergewöhnlich lang. Ihre Länge zusammen mit ihrer speziellen Form ermöglichen ein störungsfreies Kämmen auch bei einem variierenden Abstand zwischen den beiden Drehachsen der Stiftzahnräder 18a und 18b. Mit der Variation des radialen Abstandes der Drehachsen kann die Amplitude der dem Heizdraht 3 aufgegebenen Wellenform verändert werden. Beim geringstmögli¬ chen Abstand der Drehachsen der Stiftzahriräder zueinander wird somit die höchstmög¬ liche Amplitude erzeugt. Der Drehachsenabstand wird über einen gesonderten, hier nicht dargestellten Antrieb variiert und kann numerisch gesteuert werden, um die zuvor errechnete Wellenlängenänderung durchzuführen. Alternativ zu der in den Figuren dar- gestellten Variante können die Stifte 23 auch auf unterschiedlichen Teilkreisen auf den Stiftzahnrädern 18 angeordnet sein. Damit wird eine Variation der Amplitude von Welle zu Welle erreicht, mit der möglicherweise störende optische Effekte vermieden werden, die auf eine hohe Gleichmäßigkeit der Wellenform zurückgeführt werden können.
Um nötigenfalls die Wellenlänge der den Heizdrähten 3 aufgegebenen Wellenform va¬ riieren zu können, kann die Laufgeschwindigkeit der Stiftzahnräder 18a und 18b bei gleich bleibender Winkelgeschwindigkeit der Ablagerolle 4 verändert werden. Eine Er- höhung der Drehgeschwindigkeit der Stiftzahnräder 18a und 18b würde zu einer Ver¬ kürzung der Wellenlänge, ein Verlangsamen entsprechend zu einer Verlängerung füh- ren. Alternativ kann auch die Winkelgeschwindigkeit der Ablagerolle 4 verändert wer¬ den. In diesem Fall sind jedoch in entsprechender Weise die Verfahrgeschwindigkeiten der Ablegeköpfe 5 entlang der Querschiene 6 anzupassen. Bezugszeichenliste
1 Heizfeld
2 Sammelkontaktleiste
3 Heizdraht
4 Ablagerolle
5 Ablegekopf
6 Querschiene
7 Zahnriemen
8 Umlenkrolle
9 Umlenkrolle
10 Aufnahmestelle
11 Hebelement
12 Schwenkstelle
13 Rahmen
14 Verfahreinheit
15 Vorratsrolle
16 Halteelement
17 Feder
18a Stiftzahnrad
18b Stiftzahnrad
19 Führungsschiene
20 Übergangshülse
21 Pyrometer
22 Zahn
23 Stift
24 Antriebswelle
25 Anpressrolle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Heizfeldes (1) mit einer Schar von wellen- förmigen Heizdrähten (3), bei dem die Heizdrähte (3) zwischen mindestens zwei Sam- melkontaktleisten (2) im Heizfeld (1 ) derart abgelegt werden, dass die mit Heizdraht (3) zu belegenden Strecken unterschiedlich lang und/oder nicht parallel zueinander sind, wobei zum Erreichen einer möglichst gleichmäßigen auf die Fläche bezogenen Dichte der Heizdrähte (3) und/oder einer im Wesentlichen gleichen Länge aller verlegten Heiz- drahte (3) zwischen den zugehörigen Sammelkontaktleisten (2) die Amplitude und/oder die Wellenlänge der Heizdrahtwellen beim Verlegen gezielt verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere
Heizdrähte (3) gleichzeitig abgelegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Heizdraht (3) mit einer vorgegebenen Ausgabegeschwindigkeit aus einem zugehörigen Ablegekopf (5) tritt und die den aus dem jeweiligen Ablegekopf (5) austretenden Heiz¬ draht (3) aufnehmende Aufnahmeeinheit mit einer vorgegebenen Aufnahmeeinheit-Ge- schwindigkeit relativ zu mindestens einem Heizdraht (3) bewegt wird und zur Verände¬ rung der Wellenlänge der Heizdrahtwelle die Ausgabegeschwindigkeit und/oder die Aufnahmeeinheit-Geschwindigkeit verändert wird.
4. Vorrichtung zum Herstellen eines Heizfeldes (1) mit einer Schar wellenförmiger Heizdrähte (3), umfassend a) Mittel zur Zuführung mehrerer Heizdrähte zu einem Ablegekopf (5) pro Heizdraht (3), wobei der Heizdraht (3) durch den zugehörigen Ablegekopf (5) geführt ist, b) Mittel zum Wellen des Heizdrahtes (3), c) mindestens eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der von den Ablegeköpfen (5) ausgegebenen Heizdrähte (3), wobei die mindestens eine Aufnahmeeinheit rela¬ tiv zu den Ablegeköpfen (5) in einer Ablagehauptrichtung und die Ablegeköpfe (5) in einer zur Ablagehauptrichtung im Wesentlichen senkrechten Querrichtung verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablegeköpfe (5) in Querrichtung mit voneinander verschiedenen Geschwindig¬ keiten verfahrbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnah¬ meeinheit eine auf einer Ablagerolle (4) aufgespannte Kunststofffolie und die Bewegung in Ablagehauptrichtung durch eine Drehung der Ablagerolle (4) erzeugt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest eine Teilanzahl der Ablegeköpfe (5) in ihrer Bewegung in Querrichtung anein¬ ander gekoppelt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopp¬ lung der Ablegeköpfe (5) in ihrer Bewegung in Querrichtung mechanisch über mindes- tens ein Hebelelement (11 ) erfolgt, wobei a) das mindestens eine Hebelelement (11) an jeweils einer Schwenkstelle (12) angelenkt ist und über eine Verfahreinheit (14) schwenkbar ist, wel¬ che an einer in Abstand von der Schwenkstelle (12) vorgesehenen Aus¬ lenkstelle angreift, und b) Koppelmittel (7) zur Kopplung der Schwenkbewegung des mindestens einen Hebelelements (11) mit der Bewegung der zugehörigen Ablege¬ köpfe (5) in Querrichtung an unterschiedlichen Aufnahmestellen (10) am Hebelelement (11) dessen Schwenkbewegung aufnehmen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppel¬ mittel (7) an den Aufnahmestellen (10) am mindestens einen Hebelelement (11) sowie jeweils an einem der Ablegeköpfe (5) fixierte endlose Zahnriemen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass min- destens zwei Gruppen von jeweils in ihrer Bewegung in Querrichtung aneinander- gekoppelten Ablegeköpfen (5) vorgesehen sind, wobei jeder Gruppe ein Hebelelement
(11) mit einer Verfahreinheit (14) zugeordnet ist und zumindest eine Teilanzahl der Verfahreinheiten (14) über Getriebe oder Zugelemente miteinander gekoppelt und von lediglich einem einzelnen Motor angetrieben ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Wellen des Heizdrahtes zwei Trägereinheiten mit auf mindestens einer Trägerfläche angeordneten stift- oder zahnförmigen Verformungselementen (23) umfassen, wobei die Trägereinheiten derart für eine Drehbewegung antreibbar sind, dass die Verformungselemente (23) der einen Trägereinheit während der Drehung berührungslos mit den Verformungselementen (23) der anderen Trägereinheit kämmen und dabei einem von den Verformungselementen erfassten Heizdraht (3) die ge¬ wünschte Wellenform aufgeben.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trä- gereinheiten in der Drehbewegung miteinander kämmende Zahnräder (18) sind und die Verformungselemente (23) auf einer zwischen Fußkreis und Kopfkreis der Zahnräder (18) jeweils eingeschlossenen Ringfläche angeordnet sind oder in einen sich axial von der Ringfläche erstreckenden Ringraum hineinragen.
1I
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verfor- mungselemente (23) auf den Zähnen (22) der Zahnräder (18) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeich¬ net, dass zumindest ein Teil der Verformungselemente (23) auf einem zur Drehachse der zugehörigen Trägereinheit konzentrischen Teilkreis angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeich¬ net, dass zumindest ein Teil der Verformungselemente (23) auf mindestens zwei zur Drehachse der zugehörigen Trägereinheit konzentrischen Teilkreisen mit unterschiedli¬ chen Radien angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Verformungselemente (23) zumindest auf ihrer in radialer Richtung gese- henen äußeren Seite unterschiedliche Umfangsmaße oder Umfangsgeometrien aufwei¬ sen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeich- net, dass der Abstand der Drehachsen der Trägereinheiten in radialer Richtung verän¬ derbar ist und die Verformungselemente (2) bei unterschiedlichen Drehachsabständen berührungslos miteinander kämmen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeich- net, dass in Bewegungsrichtung des Heizdrahtes (3) hinter den Trägereinheiten eine
Führungsschiene zur Führung des verformten Heizdrahtes (3) vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des verformten Heizdrahtes (3) auf einer Folie eine Anpressrolle (25) vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Aufnahmeeinheit und Ablegeköpfen (5) in Ablagehauptrichtung variierbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressrolle (25) mit einer nicht drehenden, in der Drehachse der Anpressrolle (25) positionierten Heizpatrone heizbar und die Heizpatrone von einer eine zylinderförmige Mantelfläche aufweisenden Übergangshülse (20) aus einem wärmelei- tenden Material ummantelt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass allein die Anpressrolle (25) schwenkbar an der Vorrichtung angebracht ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Ablagerolle (4) aus einer hartverchromten Schicht besteht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum numerisch gesteuerten Aufbringen von Sammelkontaktleisten (2) auf die Kunststofffolie vorgesehen sind.
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