DE2300247A1 - Heizelemente - Google Patents

Description

Anmelderin; AEBED S.A.

ARBED - J¹ELTEDi & GUILLEAUME TEEFILERIES EEUHIES Avenue de la Liberte Luxemburg/LUXEMBURG -

Heizelemente

Die Erfindung bezieht sich auf ebene, vorgefertigte nach dem Prinzip der Widerstandserwärmung arbeitende Heizelemente, die dazu bestimmt sind in Zimmerdecken und -boden, Mauern, Bürgersteige, Strassen, Brücken, Garageneinfahrten ■ usw. eingebettet zu werden.

Fach einer bisherigen Bauart bestehen solche elektrische Heizelemente aus flachen Drahtgeweben und enthalten einerseits eine Mehrzahl parallel zueinander verlaufender Kettdrähte, gewöhnlich aus galvanisiertem Stahl, und anderer-

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seits einen den Schussdraht bildenden Heizwiderstand, der •aus einem ununterbrochenen elektrischen Leiter mit einer ihn . umhüllenden Isolierschicht aus Kunststoff besteht.

Dabei weist jedes gewebte Heizelement eine Breite · von 0,5 bis 1,5 m und eine Länge von 1 bis 5 m auf. Der Abstand zwischen den etwa 0,5-1 mm starken, korrosionsgeschützten Kettdrähten beträgt zwischen 5-15 ™&» wobei zwecks Versteifung des ganzen Gefüges die Dichte der Kettdrähte in den Eandzonen vorzugsweise grosser gewählt, d.h. deren Abstand auf 1-2 mm herabgesetzt wird. Die Längsausdehnung der Gewebemaschen, d.h. der Abstand zwischen den querlaufenden Heizdrähten liegt je nach der spezifischen Heizleistung der Matte zwischen 15-4-0 mm. Jedes Heizelement erhält an seinem Anfang und an seinem Ende eine aus einem U-förmig gebogenen Blech bestehende Querleiste. Diese Querleisten dienen dazu einerseits die Kettdrähte zu fixieren und das Ausfransen des Gewebes zu verhindern und andererseits eine leitende Querverbindung zwischen den Kettdrähten herzustellen und so eine zuverlässigere Schutzerdung zu gewährleisten.

Die Aufbauweise dieser Heizelemente und deren Herstellung nach dem Webverfahren bringt jedoch gewisse Kachteile mit sich.

Der isolierte Heizdraht muss vor seiner Verarbeitung auf Schützenspulen aufgewickelt und während des Webens wieder abgespult werden. Während dieser Vorgänge besteht die grosse Gefahr, dass der Schussdraht verdreht oder seine Ummantelung beschädigt wird. Beide Fehler haben zur Folge, dass das hergestellte Heizelement verworfen werden muss. Ausserdem ist die Drahtlänge pro Schützenspule verhältnismässig kurz und reicht nur für die Fertigung einer ganz beschränk-' ten Anzahl von Heizelementen aus. Der Abfall des Restdrahtes einer jeden Spule stellt einen ziemlich erheblichen Anteil des wirklich verarbeiteten Drahtes dar und wirkt sich damit

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merklich auf den Gestehungspreis der Heizelemente aus, denn der isolierte Heizdraht weist einen weitaus höheren Verarbeitungsgrad auf als der Kettdraht und sein Gestehungspreis liegt entsprechend höher.

Bei der Unterteilung des Gewebes auf die gewünschte Heizelementenlänge lösen sich infolge der fehlenden Verbindung an den Drahtkreuzungsstellen die Maschen leicht auf und der Heizdraht läuft Gefahr auszufransen. Es besteht daher die Notwendigkeit, sowohl den Anfang, als auch das Ende der Kettdrähte in Querleisten festzuklemmen.

Die Festigkeit und die Formstabilität der fertigen Heizelemente sind ziemlich gering, sodass bei den Herstellungsvorgängen, dem Transport und "dem Verlegen grosse Sorgfalt erforderlich ist, um Verbiegungen, die leicht zur Untauglichkeit der Elemente führen, möglichst auszuschliessen. Die grössere Dichte der Kettdrähte (wenigsten 3-4·) entlang der Randzonen schafft hinsichtlich der leichten Verformbarkeit aber kaum Abhilfe. Ausserdem weisen die Heizelemente, dadurch dass sich die nicht befestigten Kett- und Schussdrähte sehr leicht gegeneinander verschieben, ein unästhetisches Aussehen auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge darin neuartige Flächenheizelemente zu schaffen, die sich durch ihre grosse Formstabilität, durch die Eegelmässigkeit der Maschen, sowie durch den Umstand, dass sie sich mit einfachen Mitteln, ohne nennenswerten Abfall an Heizdraht und ohne Beschädigung desselben in endloser Folge herstellen lassen, auszeichnen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in vorzugsweise periodisch abwechselnder Reihenfolge ein Teil der Längsdrähte über und der restliche Teil unter querverlaufenden metallischen Drähten angeordnet sind, wobei

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Längs- und Querdrähte an den Berührungsstellen zu einer zusammenhängenden, als Träger dienenden Matte verbunden sind, und dass der isolierte Heizleiter denselben Verlauf wie die metallischen Querdrähte aufweist, wobei er in einer etwa der halben Maschenlänge entsprechenden Entfernung von den parallelen Querdrähten zwischen den Längsdrähten lose hindurchführt.

In dieser Ausführung ist der Heizleiter nicht mehr unentbehrlich um den Zusammenhalt der herzustellenden Heizelemente zu gewährleisten, wie dies bei der bekannten gewebten Ausbildung der Fall war, bei welcher sich die Kettdrähte und die durch die Heizleiter gebildeten Schussdrähte in zwei zueinander senkrechten Eichtungen kreuzen mussten.

Aus der in Vorschlag gebrachten Ausbildung ergeben sich verschiedene praktische und wirtschaftliche Vorteile.

So kann ohne Nachteile zu irgend einem Zeitpunkt der kontinuierlichen Herstellung die Zufuhr des Heizdrahtes während der gewollten Dauer unterbrochen werden. Beispielsweise kann nach der Herstellung einer für ein Heizelement ausreichenden Fabrikationslänge die Zufuhr des Heizleiters während der für die Herstellung einer oder mehrerer Leermaschen erforderten Zeit unterbrochen werden. Die Matte kann dann nachträglich an dieser Stelle durchgetrennt werden. Ein Ausfransen ist nicht ,möglich und die sonst erforderliche Befestigung der Längsdrähte kann entfallen. Anfang und Ende der neuartigen Heizelemente bestehen aus einem Querdraht der Matte. Das Anbringen von Querleisten erübrigt sich vollkommen.

Es ist auch ohne weiteres möglich den Heizleiter zur Erzielung einer bestimmten Heizleistung beispielsweise nur durch jede zweite oder dritte Maschenreihe hindurchzuführen.

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Ausserdem lassen sich diese Heizelemente leichter und mit viel geringerem Abfall an Heizdraht herstellen, als dies nach dem Webverfahren der Fall war.

Zu diesem Zweck "bedient man sich vorzugsweise einer Einrichtung zur Herstellung geschweisster Drahtmatten klassischer Bauart, die so abgeändert ist, dass die Längsdrähte in zwei getrennten Gruppen aus zwei verschiedenen Richtungen zugeführt werden können. Beispielsweise werden die gradzahligen Längsdrähte von mit der Einrichtung in einer horizontalen Ebene liegenden Spulen abgewickelt,während die ungradzahligen Längsdrähte der Schweisswalze senkrecht von unten zugeführt werden und mittels besonderer Drahtführungen unter die Schweisselektroden umgelenkt werden. Zwischen den zwei Zufuhrrichtungen für die Längsdrähte ist eine "Vorrichtung zur gleichzeitigen Querzufuhr von Metalldraht und von isoliertem Heizdraht angeordnet. Die Querdrähte werden in an sich bekannter Weise mit den Längsdrähten zu einer Matte verschweisst, und der Heizdraht ist ohne besondere Befestigung zwischen den Maschen Eingeschlossen. In dieser Weise können die Heizelemente in endloser Folge hergestellt werden.

Bei den erfindungsgemässen Heizelementen lässt sich auch der Abstand zwischen den Längsdrähten nach Belieben ändern und man kann eine Matte mit vier- oder rechteckigen Maschen herstellen. Allgemein liegt dieser Abstand zwischen 6 und 100 mm. Die Stärke des als Träger dienenden Metalldrahtes, meist aus verzinktem Stahl, schwankt zwischen 0,5 und 2 mm. Der Abstand der Querdrähte der Matte wird in Funktion der für einen gegebenen Heizdraht von dessen Anordnungsdichte abhängigen gewünschten spezifischen Heizleistung gewählt. Die vorgeschlagene Herstellungsmethode erlaubt es, im Gegensatz zum Webverfahren, die Anordnungsdichte des Heizdrahtes in äusserst engen Grenzen zu kontrollieren.

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Darüber hinaus ergibt sich bei der Herstellung der Vorteil, dass der Heizdraht direkt von den Anlieferungsspu- >len ablaufen kann. Auf diese Weise bleibt der Abfall minimal. Da sich jedes Umspulen des Heizdrahtes erübrigt und da derselbe unter sehr geringer Spannung verarbeitet wird, ist die Gefahr der Verdrehung oder der Beschädigung der Isolationsschicht ebenfalls sehr gering. Der sich durch fertige, Jedoch beschädigte Heizelemente ergebende Produktionsverlust ist unerheblich.

Die hergestellten Heizelemente weisen eine gute Formstabilität auf, die ihnen durch die metallischen, als Träger des Heizdrahtes dienenden Matten verliehen wird. Die durch Versehweissen an ihren Berührungspunkten miteinander verbundenen Längs- und Querdrähte können natürlich nicht ohne Eraftaufwendung aus ihrer Lage gebracht werden. Die grosse Anzahl Verbindungen zwischen den metallischen Drähten ermöglicht ausserdem eine wirkungsvollere Erdung, gewährleistet also eine grössere Sicherheit.

Die als Träger der Heizleitung dienende zusammenhängende Matte weist eine bis dahin bei Drahtmatten unbekannte Ausführung auf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil der Längsdrähte unterhalb und der andere Teil oberhalb der Querdrähte angeordnet ist.

In einer abgewandelten Ausführtfngsform wird der metallische Träger des Heizleiters aus Stäben eines grösseren Durchmessers hergestellt, sodass er zur Bewehrung der Stoffe, in die er eingebettet wird, z.B. Beton, direkt mit herangezogen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Heizelemente ist in der beigefügten Zeichnung, in welcher die Fig. 3 eine Draufsicht und Fig. 4- eine Seitenansicht ist, dargestellt. Die Fig. 1 und die Fig. 2 zeigen entsprechende

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Ansichten eines nach dem Webverfahren hergestellten Heizelementes mit verzinkten Stahldrähten 1 in Kettrichtung und isolierten Heizdrähten 2 in Schussrichtung, wobei sich beide Drahtarten in zwei Eichtungen kreuzen. Die Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer für die Herstellung der erfindungsgemässen Heizelemente umgeänderten Drahtmattenschweissvorrichtung.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, wechseln die querverlaufenden Mattendrähte JO mit den Reihen des Heizdrahtes 20 ab. Die metallischen Querdrähte 30 sind an den Berührungspunkten 40 mit den metallischen Längsdrähten 10 durch Schweissen verbunden, sodass sie zusammen eine formbeständige Matte bilden. Die Heizdrähte 20 kreuzen sich in Querrichtung mit den Längsdrähten 10 in der Mitte der Maschen und behalten ihre Lage ohne besondere Befestigung bei. In Längsrichtung kreuzen sich die Heizdrähte 20 nicht mit den Längsdrähten 10, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Bedingt durch das Herstellungsverfahren verläuft ein Teil der Längsdrahte 10 un-terhalb und der restliche Teil oberhalb den Heizdrähten 20 und den zu letzteren parallelen Querdrähten J>0.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die Längsdrähte in zwei getrennten Gruppen 10a und 10b unter die Schweisselektroden 50 gebracht werden. Die oberen Längsdrähte 10a gelangen von nicht gezeigten Vorratsspulen direkt unter die. Schweisselektroden 50, während die unteren Längsdrähte 10b über kreissegmentförmige normal zur Schweisswalzenachse stehende Führungen 53 aus ihrer Zufuhrrichtung umgelenkt werden. Die metallischen Querdrähte 30 und der isolierte Heizdraht 20 werden in die Querführungen 54- eingebracht und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel abwechselnd zwei Querdrahtlängen und eine Heiζdrahtlänge. Wenn sich die Mattendrähte 10 und 30 unter den Elektroden 53 befinden senken sich dieselben selbsttätig gegen die als Unterlageplatte 51 ausgebildete Gegenelektrode ab und verschweissen jeweils zwei metal-

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lisclie Querdrähte 30 mit den über bzw. unter ihnen angeordneten Längsdrähten 10a und 10b. Der elektrische Heizleiter 20 wird so ohne besondere Befestigung in den Maschen festgehalten.

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Claims (11)

-Qr- Ansprüche

1) Nach, dem Prinzip der Widerstandserwärmung arbeitende,
eben ausgebildete Heizelemente, die mehrere, parallel
zueinander verlaufende, metallische Längsdrähte und einen isolierten, in querverlaufenden Reihen angeordneten Heizleiter enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass in
vorzugsweise periodisch abwechselnder Reihenfolge ein
Teil der Längsdrähte 10 über und der restliche Teil unter querverlaufenden metallischen Drähten 30 angeordnet sind, wobei Längs- und Querdrähte an den Berührungsstellen 40 zu einer zusammenhängenden, als Träger des Heizleiters 20 dienenden Matte verbunden sind, und dass der ununterbrochene, isolierte Heizleiter 20 denselben Verlauf wie die metallischen Querdrähte 30 aufweist, wobei er in einer etwa der halben Maschenlänge entsprechenden Entfernung von den zu ihm parallelen Querdrähten 30 zwischen den Längsdrähten 10 lose hindurchführt.

2) Heizelemente gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsteil, sowie auch der Endteil aus einem
querverlaufenden, mit den Längsdrähten 10 verbundenen
metallischen Mattendraht 30 bestehen.

3) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass bei in endloser Folge hergestellten Matten periodisch eine oder mehrere aufeinander folgende Maschen, zwecks nachträglicher Unterteilung der Matte auf die gewünschten Hei ζ element längen, frei von Heizdraht 20 bleiben.

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4) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter 20 durch jede zweite oder ggf. dritte Maschenreihe hindurchläuft.

5) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdrähte von einem .Rand zum anderen gleichen Abstand aufweisen.

6) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Längsdrähten unterschiedlich sind.

7) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger des Heizdrahtes aus einer Bewehrungsmatte besteht, dessen Stäbe eine Stärke von mehr als 0,5 mm aufweisen.

8) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-7» dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querdrähte 10 und 30 aus korrosionsgeschützten Stahldrähten bestehen.

9) Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-7» dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querdrähte 10 und 30 aus korrosionsbeständigen Stahldrähten bestehen.

10) Verfahren zur Herstellung der Heizelemente gemäss den Ansprüchen 1-9» dadurch gekennzeichnet, dass man eine zur Herstellung von geschweissten Drahtmatten dienende Ein- richtung benutzt und die metallischen Längsdrähte in zwei getrennten Gruppen 10a und 10b aus zwei verschiedenen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Richtungen auf die Schweisstrommel bringt, während man den isolierten Heizdraht 20 gleichzeitig mit metallischem Draht 30, parallel aber mit Abstand dazu, in Querrichtung zwischen die Längsdrähte 10 einbringt und die metallischen Längs- und Querdrähte an den Berührungsstelien 40 verschweisst.

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11) Verfahren nach. Anspruch 10, dadurch, gekennzeichnet, dass man jeden zweiten Längsdraht 10a horizontal und die restlichen Drähte 10b vertikal von unten in die Schweissvorrichtung einführt.