WO2013132069A1 - Heizelement - Google Patents
Heizelement Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013132069A1 WO2013132069A1 PCT/EP2013/054746 EP2013054746W WO2013132069A1 WO 2013132069 A1 WO2013132069 A1 WO 2013132069A1 EP 2013054746 W EP2013054746 W EP 2013054746W WO 2013132069 A1 WO2013132069 A1 WO 2013132069A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- heating
- layer
- heating device
- carrier layer
- stable
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 6
- 238000004023 plastic welding Methods 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0095—Heating devices in the form of rollers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/16—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being mounted on an insulating base
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
- H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology
Definitions
- the invention relates to a heating device according to the features of the preamble of claim 1.
- the invention is therefore based on the object to avoid the disadvantages described above. According to the invention, it is provided that the thin heating layer sits on the shaping and dimensionally stable carrier layer and the carrier layer is heat-insulating and heat-stable for the operating temperatures of the application.
- the solution according to the invention reduces the energy requirement by reducing the heated masses.
- a multilayer flat thin structure of the heating element is required.
- a heating layer (thin, in particular smaller than 25 millimeters, and preferably flat or contoured) is contour-fit on a carrier layer, in particular between a protective layer and a carrier layer.
- the shaping and dimensionally stable carrier layer is in any case heat-insulating and heat-stable for the operating temperatures of the application.
- An electrical insulation property is advantageous but not necessary. It can also be produced via insulating intermediate materials.
- the heating layer can be constructed as a conventional heating plate with heating cartridges, or as a resistance alloy, or as a thick-film material (printed resistance conductor, such as from the SMD technique) or as a layer of electrically conductive filler, e.g. Carbon nanotubes (CNT), graphite, etc.
- a conventional heating plate with heating cartridges or as a resistance alloy, or as a thick-film material (printed resistance conductor, such as from the SMD technique) or as a layer of electrically conductive filler, e.g. Carbon nanotubes (CNT), graphite, etc.
- CNT Carbon nanotubes
- the two coating techniques are particularly advantageous for 3-D surfaces for contour-near heating. If the heating layer is robust enough and is not electrically hazardous, it can come into direct contact with the weld metal and ensure heating (omission of the protective layer).
- the heating layer may contain fillers (so that the heating layer is not damaged).
- the fillers are ideally, e.g. ceramic materials such as aluminum nitride, enamels, glassy coatings or thin high temperature plastic films such as e.g. Polyetheretherketone (PEEK), polyimide (PI) or polyetherimide (PEI), epoxy, phenolic resin, silicone, etc.
- An electrical insulation property is advantageous, but not necessary. It can also be produced via insulating intermediate materials. Or the heating is at max. 50 V so that there is no danger if touched.
- a non-stick property is beneficial, but not mandatory. If necessary, it can also be produced by coating or gluing with nonstick materials.
- the invention can be used in particular in paper processing, transponder technology (heated rollers and rollers, or printing elements) and in plastic welding technology (heating elements). Preferably, it can also be applied to paper processing, transponder technology and plastic welding technology.
- the figure shows the basic structure of a heating device 1, comprising a carrier layer 2 and a heating layer 3, wherein the thin heating layer 3 sits on the forming and dimensionally stable support layer 2 and the support layer 2 is formed heat-insulating and heat-stable for the use temperatures of the application. Between the carrier layer 2 and the heating layer 3 and / or the heating layer 3 and the protective layer 4, an intermediate layer 5, 6 may be arranged in each case.
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
Heizvorrichtung (1), aufweisend eine Trägerschicht (2) und eine Heizschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Heizschicht (3) auf der formgebenden und formstabilen Trägerschicht (2) sitzt und die Trägerschicht (2) wärmeisolierend und wärmestabil für die Einsatztemperaturen des Anwendungsfalles ausgebildet ist.
Description
B E S C H R E I B U N G
Heizelement
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 .
Herkömmliche Heizvorrichtungen mit Heizelementen, insbesondere für das Kunststoffschweißen, werden in der Regel aus der Mitte durch eine flächige dicke Heizplatte mit entsprechender Leistung beheizt. Die Bauteilkontur wird über ein konturgebendes Element, eine so genannte Aufsatzplatte, realisiert. Als Material kommt aufgrund seines günstigen Verhältnisses von Wärmeleitfähigkeit zu Gewicht meist Aluminium zum Einsatz. Aufgrund der massiven Ausführung, insbesondere deren Volumen bzw. Dicke, von Heizplatten und Aufsatzplatten haben die Werkzeuge dennoch ein hohes Gesamtgewicht und eine hohe Trägheit beim Aufheizen und Abkühlen. Die nachteilige Folge ist ein hoher Energiebedarf für den Betrieb und das Aufheizen, lange Wartezeiten für das Durchheizen, bis eine Maschine betriebsbereit ist sowie bis die Heizelemente nach dem Abkühlen entnommen werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die dünne Heizschicht auf der formgebenden und formstabilen Trägerschicht sitzt und die Trägerschicht wärmeisolierend und wärmestabil für die Einsatztemperaturen des Anwendungsfalles ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung reduziert durch Verringerung der beheizten Massen den Energiebedarf. Dabei ist ein mehrlagiger flächiger dünner Aufbau des Heizelementes erforderlich.
Merkmale der Heizvorrichtung:
Eine Heizschicht (dünn, insbesondere kleiner 25 Millimeter, und vorzugsweise flächig oder konturiert) sitzt konturangepasst auf einer Trägerschicht, insbesondere zwischen einer Schutzschicht und einer Trägerschicht.
Die formgebende und formstabile Trägerschicht ist auf jeden Fall wärmeisolierend und wärmestabil für die Einsatztemperaturen des Anwendungsfalles.
Eine elektrische Isolationseigenschaft ist von Vorteil aber nicht notwendig. Sie kann auch über isolierende Zwischenmaterialien hergestellt werden.
Die Heizschicht kann aufgebaut sein als konventionelle Heizplatte mit Heizpatronen, oder als Widerstandslegierung, oder als Dickschichtmaterial (aufgedruckter Widerstandsleiter, wie aus der SMD-Technik) oder auch als Schicht aus elektrisch leitfähigem Füllstoff, z.B. Carbon Nanotubes (CNT), Graphit, etc.
Die beiden Beschichtungstechniken (Dickschicht und CNT-basierende Beschichtungen) sind besonders vorteilhaft bei 3-D Oberflächen für eine konturnahe Heizung.
Sofern die Heizschicht robust genug ist und elektrisch nicht gefährdend, so kann sie direkt mit dem Schweißgut in Kontakt kommen und die Erwärmung sicherstellen (Weglassung der Schutzschicht).
In den meisten Fällen wird eine Schutzschicht über der Heizung erforderlich sein, die folgende Randbedingungen sicherstellt: eine mechanische Resistenz gegen Schweißmaterialien. Weiterhin kann die Heizschicht Füllstoffe enthalten (damit die Heizschicht nicht beschädigt wird). Die Füllstoffe sind idealerweise z.B. keramische Materialien wie Aluminiumnitrid, Emaillacke, glasartige Beschichtungen oder dünne Hochtemperatur-Kunststofffolien wie z.B. Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) oder Polyetherimid (PEI), Epoxid, Phenolharz, Silikon, etc.
Gute Wärmeleitung der Wärme aus der Heizschicht an die Oberfläche.
Eine elektrische Isolationseigenschaft ist von Vorteil, aber nicht notwendig. Sie kann auch über isolierende Zwischenmaterialien hergestellt werden. Oder die Heizung wird bei max. 50 V betrieben, so dass bei Berührung keine Gefährdung ausgeht.
Eine Antihafteigenschaft ist von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich. Sie kann ggf. auch durch Beschichtung oder Bekleben mit Antihaftmaterialien hergestellt werden.
Mögliche Einsatzbereiche: Industrielle Wärmetechnik
Die Erfindung läßt sich insbesondere in der Papierverarbeitung, Transpondertechnik (beheizte Walzen und Rollen, bzw. Druckelemente) und in der Kunststoffschweißtechnik (Heizelemente) einsetzen. Vorzugsweise kann sie auch auf die Papierverarbeitung, Transpondertechnik und Kunststoffschweißtechnik angewandt werden.
Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Heizvorrichtung 1 , aufweisend eine Trägerschicht 2 und eine Heizschicht 3, wobei die dünne Heizschicht 3 auf der formgebenden und formstabilen Trägerschicht 2 sitzt und die Trägerschicht 2 wärmeisolierend und wärmestabil für die Einsatztemperaturen des Anwendungsfalles ausgebildet ist. Zwischen der Trägerschicht 2 und der Heizschicht 3 und/oder der Heizschicht 3 und der Schutzschicht 4 kann jeweils eine Zwischenschicht 5, 6 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste:
1 . Heizvor chtung
2. Trägerschicht
3. Heizschicht
4. Schutzschicht
5. Zwischenschicht
6. Zwischenschicht
Claims
1 . Heizvorrichtung (1 ), aufweisend eine Trägerschicht (2) und eine Heizschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Heizschicht (3) auf der formgebenden und fornnstabilen Trägerschicht (2) sitzt und die Trägerschicht (2) wärmeisolierend und wärmestabil für die Einsatztemperaturen des Anwendungsfalles ausgebildet ist.
2. Heizvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Heizschicht (3) flächig und dünner als 25 Millimeter ausgebildet und konturangepasst direkt oder unter Zwischenanordnung einer Zwischenschicht (5) auf der Trägerschicht (2) angeordnet ist.
3. Heizvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2) formgebend und formstabil ausgebildet ist.
4. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heizschicht (3) und der Schutzschicht (4) eine Zwischenschicht (6) angeordnet ist.
5. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (3) aufgebaut ist als konventionelle Heizplatte mit Heizpatronen, oder als Widerstandslegierung, oder als Dickschichtmaterial.
6. Heizvornchtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (3) Füllstoffe enthält.
7. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (1 ) in der Papierverarbeitung oder der Transpondertechnik angewendet wird.
8. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (1 ) in der Kunststoffschweißtechnik angewendet wird.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102012203693.8 | 2012-03-08 | ||
| DE102012203693 | 2012-03-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2013132069A1 true WO2013132069A1 (de) | 2013-09-12 |
Family
ID=47901964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2013/054746 WO2013132069A1 (de) | 2012-03-08 | 2013-03-08 | Heizelement |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102013204009A1 (de) |
| WO (1) | WO2013132069A1 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT525162B1 (de) * | 2022-05-03 | 2023-01-15 | Andritz Ag Maschf | Zylinder zur trocknung einer faserstoffbahn |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4333852A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Lust Hybrid Technik Gmbh | Heizelement für Folienschweißgeräte |
| DE19737471A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Robert Dipl Ing Peters | Heizeinrichtung |
| US20020175154A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-28 | Harison Toshiba Lighting Corporation | Heater |
| DE102006045327A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Cfs Germany Gmbh | Heizplatte mit einer Vielzahl von Heizpatronen |
| US20090314765A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Tsinghua University | Carbon nanotube heater |
-
2013
- 2013-03-08 DE DE201310204009 patent/DE102013204009A1/de not_active Withdrawn
- 2013-03-08 WO PCT/EP2013/054746 patent/WO2013132069A1/de active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4333852A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Lust Hybrid Technik Gmbh | Heizelement für Folienschweißgeräte |
| DE19737471A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Robert Dipl Ing Peters | Heizeinrichtung |
| US20020175154A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-28 | Harison Toshiba Lighting Corporation | Heater |
| DE102006045327A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Cfs Germany Gmbh | Heizplatte mit einer Vielzahl von Heizpatronen |
| US20090314765A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Tsinghua University | Carbon nanotube heater |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013204009A1 (de) | 2013-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2543314C2 (de) | Selbstregelnde elektrische Vorrichtung | |
| DE102014110164B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Heizstabs | |
| EP1671520B1 (de) | Heizelement für gargeräte | |
| EP3631320A1 (de) | Fluidheizgerät und verfahren zur herstellung eines solchen | |
| EP3449689A1 (de) | Heizvorrichtung und verfahren zum herstellen derselben | |
| DE202007013755U1 (de) | Verbundwerkstoffelement | |
| DE60021850T2 (de) | Keramisches heizelement | |
| DE212019000162U1 (de) | Beheiztes Vakuumsystem | |
| KR20220010523A (ko) | 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기 및 제조방법 | |
| EP3433079A1 (de) | Verfahren zum verbinden zweier fügeelemente | |
| DE20319024U1 (de) | Flächenheizelement | |
| WO2013017185A1 (de) | Mikrostrukturierter heissprägestempel | |
| EP2932792B1 (de) | Strahlkörperelement mit multiplen heizzonen | |
| WO2013132069A1 (de) | Heizelement | |
| EP3198200B1 (de) | Kochfeld mit sensorelement und verfahren zur herstellung eines kochfeldes | |
| EP1560751A2 (de) | Widerstandsheizung | |
| DE1299089B (de) | Heizeinheit fuer elektrisches Buegeleisen | |
| DE202015103789U1 (de) | Oberflächentemperaturfühler | |
| EP2696720B1 (de) | Haarformgerät-heizplatte | |
| Fukuda | Processing of carbon fiber reinforced plastics by means of Joule heating | |
| DE102019220589A1 (de) | Wärmeerzeugendes Element und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| EP2190259B1 (de) | Gargerät mit Mehrschichtmaterial-Wandung | |
| AT7326U1 (de) | Verfahren zur herstellung eines flächenheizelementes und danach hergestelltes flächenheizelement | |
| CN106626440B (zh) | 多层电加热单元加工成型方法 | |
| DE19961781C2 (de) | Laminierbare Heizungsfolie mit hoher Temperaturbeständigkeit und Verfahren zum Aufbringen einer derartigen Heizungsfolie auf ein Trägermaterial |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13710816 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13710816 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |