Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HEATING MEMBER WITH RESISTIVE SURFACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/010365
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a heating member with a resistive surface (1) that comprises at least one resistive layer (10), two conductive layers (20, 30) as well as isolation layers (40, 50) respectively arranged between said layers (10, 20, 30). The first conductive layer (30) is made in the form of a neutral conductor, while the second conductive layer (30) is made in the form of a protection conductor. In a preferred embodiment of this invention, the resistive layer (10) comprises respectively a contact electrode (11, 12) on both sides in the edge area, while the first and second conductive layers (20, 30) each include a contact electrode (21, 31) in the edge area. The contact electrodes (11, 12, 21, 31) protrude longitudinally and on at least one side above their respective layers (10, 20, 30). A contact electrode (12) of the first resistive layer (10) coincides with the contact electrode (21) of the first conductive layer (20). The second contact electrode (31) of the resistive layer (30) and the contact electrode (12) of the second conductive layer (10) are offset relative to each other and relative to the contact electrode (21) of the first conductive layer (20).

Inventors:
ELSAESSER MANFRED (AT)
Application Number:
PCT/EP1999/005842
Publication Date:
February 24, 2000
Filing Date:
August 10, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ELSAESSER MANFRED (AT)
International Classes:
H05B3/36; (IPC1-7): H05B3/36
Foreign References:
US5361183A1994-11-01
US4725717A1988-02-16
US5577158A1996-11-19
DE1026890B1958-03-27
Attorney, Agent or Firm:
BÜCHEL, KAMINSKI & PARTNER (Letzanaweg 25 Triesen, LI)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. WiderstandsflåchenHeizelement (1), das zumindest eine Widerstandsschicht (10), zwei Leiterschichten (20,30), sowie zwischen den jeweiligen Schichten (10,20,30) angeordnete Isolierschichten (40,50) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Widerstandsschicht (10) folgende, erste Leiterschicht (20) als Neutralleiter und die nachfolgende, zweite Leiterschicht (30) als zu erdender Schutzleiter ausgeführt sind.
2. Heizelement gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsschicht (10) an zwei Seiten im Rand bereich jeweils eine Kontaktelektrode (11,12) und die erste und zweite Leiterschicht (20,30) im Randbereich jeweils eine Kontaktelektrode (21,31) aufweisen, die Kontaktelektroden (11,12,21,31) in Längsrichtung an zumindest einer Seite über die jeweiligen Schichten (10,20,30) hinausragen, und eine Kontaktelektrode (12) der Widerstandsschicht (10) sich mit der Kontaktelektrode (21) der ersten Leiter schicht (20) in der Projektion deckt während die Kontakt elektrode (31) der zweiten Leiterschicht (30) zu der Kon taktelektrode (12) der Widerstandsschicht (10) bzw. zur Kontaktelektrode (21) der ersten Leiterschicht (20) ver setzt angeordnet ist.
3. Heizelement gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktelektroden (11,12,21,31) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
4. Heizelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den übrigen Schichten abge wandten Seite der zweiten Leiterschicht (30) und der Widerstandsschicht (10) jeweils eine weitere Isolier schicht (60,70) angebracht ist.
5. Heizelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Leiterschichten (20,30) bzw. die Widerstandsschicht (10) hinausragenden Enden der Kontaktelektroden (11,12,21,31) jeweils von den diese umgebenden Isolierschichten (40,50,60,70) bedeckt sind.
6. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (10) als Widerstandsmasse Ruß oder ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt.
7. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (10), die erste und die zweite Leiterschicht (20,30) aus dem gleichen Material bestehen.
8. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Isolierschicht als Trägerschicht für die jeweils angrenzende (n) Leiter schicht (en) dient.
9. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Widerstandsschicht (10) und in der ersten und zweiten Leiterschicht (20,30) Öffnun gen (14,24,34) in der Fläche vorgesehen sind, wobei sich diese Öffnungen (14,24,34) in der Projektion aufeinander decken.
10. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsschicht (10) sowie die zwei Leiterschichten (20,30) jeweils in Teilberei chen (23,33) ein leitfähiges Material aufweisen, wobei die Widerstandsschicht (10) mindestens zwei Kontaktelektroden (11,12,11', 12') und die erste und zweite Leiterschicht (20,30) jeweils mindestens eine jeweils einem Kontakt elektrodenpaar der Widerstandsschicht (10) zugeordnete Kontaktelektrode (21,21', 31,31') aufweisen, die sich in Längsrichtung in der jeweiligen Schicht (10,20,30) erstrecken und an mindestens einem Ende über die mit leit fähigem Material bzw. mit Widerstandsmasse versehenen Teilbereiche (13,22,32) hinausragen.
11. Heizelement gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktelektroden (11,11', 12,12', 21,21', 31,31') über die gesamte Länge des Heizelementes (1) erstrecken.
12. Heizelement gemäß einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit Widerstandsmasse bzw. leitfähigem Material versehenen Teilbereiche (13,23, 33) über die gesamte Breite des Heizelementes (1) erstrecken.
13. Heizelement gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Teilbereichen (13,23,33) der jeweiligen Schicht (10,20,30) liegen den, streifenförmigen Abstände frei von Widerstandsmasse bzw. leitfähigem Material sind.
14. Heizelement gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilbereiche (13,23, 33) der einzelnen Schichten (10,20,30) in Projektion aufeinander decken.
15. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke aussenliegender Isolierschichten 50200 m und diejenige innenliegender Iso lierschichten 10100 ptm beträgt.
16. Heizelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der leitenden Schichten 103000 jj. m beträgt, wobei die Schichtdicke der ersten Leiterschicht (20) vorzugsweise 1050 n. m und diejenige der zweiten Leiterschicht (30) vorzugsweise 50100 ptm beträgt.
Description:
WIDERSTANDSFLÄCHEN-HEIZELEMENT Die vorliegende Erfindung betrifft ein Widerstandsflächen- Heizelement.

Elektrische Widerstandsheizelemente werden vielseitig, z. B. zur Beheizung von Räumen, eingesetzt. Gegenüber Heiz- elementen mit stab-, röhren-oder spiralförmigen Wider- ständen erweisen sich solche mit Widerstandsflächen als besonders vorteilhaft, da bei ihnen die Wärme über die gesamte Fläche einer Widerstandsschicht abgegeben werden kann.

In einigen Bereichen, z. B. bei Altbauten, kann es notwen- dig sein, Widerstandsflächen-Heizungen mit hoher Leistung zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig muß ein solches Widerstandsflächen-Heizelement aber auch bei mechanischer Beschädigung und beim Auftreten von z. B. Spritzwasser in der Umgebung ohne Sicherheitsrisiken eingesetzt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wider- standsflächen-Heizelement, im nachfolgenden nur als Heiz- element bezeichnet, zu schaffen, das diesen Anforderungen genügt, das einen Betrieb mit Netzspannung erlaubt, zudem einfach elektrisch angeschlossen und installiert werden kann, und bei dem mehrere elektrisch leitende Schichten vorgesehen sind, in denen Kontaktelektroden so ein-bzw. aufgebracht sind, daß beim Kontaktieren des Heizelementes an einer vorgegebenen Stelle nur eine ausgewählte Anzahl von Kontaktelektroden erreicht wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift OS 2449676 ist eine geerdete Widerstandsflächen-Heizung bekannt, welche über einen Fehlerstromschutzschalter (FI) geschützt werden kann. Sie besteht aus einer isolierenden Trägerfolie mit einem als Heizschicht dienenden, leitenden und an die elektrische Stromversorgung anzuschliessenden Überzug auf der einen Seite und einem weiteren, elektrisch leitenden Überzug als zu erdende Schicht auf der anderen Seite.

Wahlweise können die aussenliegenden, leitenden Schichten noch durch elektrisch isolierende Schichten abgedeckt sein.

Ein gravierender Nachteil dieser Art der Flächenheizung besteht darin, dass sich im Betriebszustand, d. h. bei ein- geschalteter Stromversorgung, zwischen der Heizschicht und der geerdeten Schicht stets eine kapazitive Rückkopplung ergibt, die einen in Abhängigkeit von der Grosse der Heiz- flache mehr oder weniger starken Kriechstrom an der geer- deten Schicht verursacht. Das bedeutet, dass ein geeigne- ter Fehlerstromschutzschalter in Hinblick auf die Grosse eines gegebenen Heizelements ausgewählt werden muss oder umgekehrt, dass die Grosse eines gewünschten Heizelementes an die Fehlerstromtoleranz eines gegebenen FI-Schutzschal- ters angepasst werden muss, um nicht eine vorzeitige und unerwünschte Auslösung des FI-Schutzschalters zu bewirken.

Eine ähnliche Art der Flächenheizung wird in der deutschen Auslegeschrift AS 1288702 beschrieben. Auch dort wird eine Widerstandsheizfläche durch eine Isolierschicht von einer zu erdenden, zweiten leitenden Schicht, insbesondere einer Metallschutzfolie, getrennt, wobei die zu erdende Schicht entweder selbst als Schmelzsicherung aus leicht schmelz- barem Metall ausgeführt ist oder eine Schmelzsicherung in den Stromkreislauf der Heizschicht und/oder der geerdeten Schicht eingebaut ist. Auch bei dieser Art der Flächenhei- zung können die aussenliegenden leitenden Schichten durch Isolierschichten abgedeckt sein. Als weiteres Schutzmittel kann auf der Rückseite der Heizfläche eine zusätzliche, als Schmelzsicherung ausgeführte, Metallfolie angebracht sein, die von der Heizfläche ebenfalls durch eine Isolier- schicht abgegrenzt ist.

Diese Art der Ausführung einer Flächenheizung, die aus dem Jahre 1957 stammt, zielt insbesondere auf Massnahmen ab, die die elektrische Sicherheit des Gerätes für den Benut- zer zum damaligen Zeitpunkt bestmöglich gewährleisten und bei allfälligen Kurzschlüssen eine ausreichend rasche Un-

terbrechung des Stromkreislaufes bewirken sollten. Dieses Problem der Sicherheitstechnik wird heutzutage durch die in der Zwischenzeit entwickelten Fehlerstromschutzschalter (FI) wesentlich eleganter und verlässlicher gelöst.

Der gegenwartigen Erfindung liegt hingegen die Erkenntnis zugrunde, daß durch im wesentlichen vollständiges Freihal- ten des Erdleiters (Schutzleiters) von kapazitiven Kriech- strömen eine totale Unabhängigkeit zwischen der Art des FI-Fabrikats und der Grosse des Heizelementes erreicht werden kann. Dies hat sowohl für den Einsatz in der Praxis als auch für die Zulassungs-bzw. Schutzklasse-Zertifizie- rungsverfahren nach den Normvorschriften der zuständigen technischen Prüfdienste ganz erhebliche Vorteile gegenuber den bekannten Flächenheizelementen. Es ist damit erstmals möglich, Gebäude oder andere Ob. jekte mit elektrischen Flä- chenheizungen beliebiger Grosse auszustatten, ohne dabei auf den zumeist bereits vorhandenen FI-Schutzschalter speziell Rücksicht nehmen zu müssen. Auch kann im Gegen- satz zu bestehenden Flächenheizungstypen eine Schutzklas- senzertifizierung für die erfindungsgemässen Heizelemente grössenunabhängig vorgenommen und erteilt werden. Darüber hinaus würden kapazitive Fehlerströme am Erdleiter (Schutzleiter) auch wegen zusätzlicher Phasenverschiebun- gen im FI-Bereich unerwünschte Störparameter darstellen.

Die Überwindung der genannten Nachteile des Standes der Technik und die Erzielung der zuvor erwähnten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erfindungsgemäß durch ein Heizelement gemass Anspruch 1 ermöglicht. Im Falle von z. B. einer mechanischen Beschädigung des Heizelementes kann durch den Schutzleiter ein Schutzschalter bzw.

Fehlerstromschalter ausgelöst werden. Durch diese erste Leiterschicht, die als zusätzlicher Neutralleiter fun- giert, wird eine kapazitive Kopplung zwischen der Wider- standsheizfläche und dem Schutzleiter grundsätzlich unter- bunden. Der Neutralleiter schirmt den Schutzleiter kapazi- tiv gegenüber der Widerstandsheizfläche ab. Der flächige Neutralleiter und der darüber liegende flächige Schutzlei-

ter liegen auf demselben Potential ; es kann daher zwischen diesen beiden Flächenleitern auch unabhängig von der Grosse der-gegebenenfalls auch aus Einzelelementen zusammengesetzten-gesamten Heizflache kein kapazitiver Fehlerstrom über den Schutzleiter fliessen.

Weitere Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 16 dargelegt.

Zur Inbetriebnahme des Heizelementes wird die eine Kon- taktelektrode der Widerstandsschicht an den Neutralleiter und die andere an die Phase angeschlossen, wodurch ein Stromfluß in der Fläche der Widerstandsschicht erzeugt wird, welche sich dabei erwärmt und die Wärme an die Um- gebung abgibt.

Aufgrund des Aufbaus des erfindungsgemäßen Heizelementes kann dieses mit einfachen Mitteln kontaktiert werden. So kann das elektrische Kontaktieren bei dem erfindungsge- mäßen Heizelement durch Einbringen von Kontaktelementen, z. B. von Kontaktnasen, erfolgen, die sich durch die Dicke des Heizelementes erstrecken. Wird eine solche Kontaktna- se, die jeweils elektrisch entweder mit der Phase, dem Neutralleiter oder der Erdung der Stromzuführung verbunden ist, in das erfindungsgemaße Heizelement eingebracht, so kommt diese Nase ausschließlich mit den gewünschten Kon- taktelektroden der jeweiligen Schicht in Verbindung. Ein Kurzschluß zwischen den einzelnen Kontaktelektroden kann somit vermieden werden.

Darüber hinaus erlaubt der Aufbau des erfindungsgemäßen Heizelementes auch eine kraft-oder formschlüssige Verbin- dung zwischen der Stromzuführung und den Kontaktelektro- den. Eine derartige Verbindung kann durch Kontaktierungs- mittel erzeugt werden, die die Kontaktelektroden in der Tiefe kontaktieren. Dabei können Klemmen verwendet werden, die an vorgegebenen Stellen von oben und unten über elek- trisch leitende Kontaktzungen oder Kontaktzähne in das Heizelement eingreifen. Eine solche Kontaktierung in der

Tiefe ist nur mit dem erfindungsgemäßen Heizelement mög- lich. Würden bei herkömmlichen Heizelementen ein zusätzli- cher Schutzleiter und eine Abschirmung angebracht, so würde durch den Druck zur Einbringung des Kontaktelements und durch das Kontaktelement selber ein Kurzschluß zwi- schen den einzelnen Schichten erzeugt werden. Die Kontak- tierung in der Tiefe bietet aber über den präzisen An- schluß vorbestimmter Kontaktelektroden hinaus den Vorteil, daß die formschlüssige Verbindung zwischen dem Heizelement und der Stromversorgung auch Zug-und Schubbelastungen standhalten kann.

Da das erfindungsgemäße Heizelement mit Netzspannung be- trieben werden kann, ist der bauliche Aufwand für ein sol- ches Heizelement gering. Transformatoren und andere große Bauteile, die fur Niedrigspannungselemente notwendig wären, sind bei dem erfindungsgemäßen Heizelement entbehr- lich. Durch diesen geringen konstruktiven Aufwand bieten sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten für das erfin- dungsgemäße Heizelement an.

Durch die Anordnung der Kontaktelektroden gemass Anspruch 3 wird über die gesamte Lange des Heizelementes eine unmittelbare Berührung zwischen den Kontaktelektroden ver- mieden.

Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 4 kann das gesamte Heizelement durch aussenliegende Isolierschichten wasser- dicht eingeschlossen und dadurch eine Gefahr bei Berührung des Flächenheizelementes vermieden werden.

Durch die Isolation der Kontaktelektroden gemäss Anspruch 5 wird ein Hinausragen derselben aus dem Heizelement ver- mieden. Insbesondere beim Einsatz in feuchter Umgebung, z. B. bei Spritzwasser, ist die Isolierung des gesamten Heizelementes, insbesondere der Kontaktelektroden, von grosser Wichtigkeit, um die Sicherheit beim Einsatz des Heizelementes gewahrleisten zu können. Bei dieser Ausfüh- rung des erfindungsgemässen Heizelementes ist eine geeig-

nete Kontaktierung beispielsweise über Kontaktnasen oder Kontaktzähne möglich.

Bevorzugte Materialien fur die Widerstandsmasse sind in Anspruch 5 beschrieben Der Einsatz eines elektrisch lei- tenden Polymers in der Widerstandsmasse bringt unter ande- rem den Vorteil, daß bei geeigneter Wahl des Polymers die Leistung des Heizelementes gegenüber der Leistung bei Ver- wendung von Ruß erhöht werden kann.

Die Ausführungsform gemäss Anspruch 7 hat neben ferti- gungstechnischen Vorteilen noch den weiteren Vorteil, daß z. B. bei Verwendung von elektrisch leitenden Polymeren das gesamte Heizelement eine hohe Flexibilität aufweist und aufgrund der Elastizität gegenüber mechanischen Belastun- gen und thermischen Schwankungen beständig ist, sowie ohne mechanische Beschädigung leicht gelagert, transportiert und installiert werden kann.

Gemäss der Ausführungsform nach Anspruch 9 enthält das Heizelement Öffnungen, die z. B. eine kreisrunde Form auf- weisen können und eine Befestigung des Heizelementes z. B. an der Wand oder am Boden ermöglichen. Durch die Öffnungen kann ein Befestigungsteil, z. B. eine Schraube, hindurch geführt werden, ohne daß ein Kurzschluß der leitenden Schichten und der Widerstandsschicht erzeugt wird.

Der Aufbau des Heizelementes gemass Anspruch 10 bietet an verschiedenen Stellen des Heizelementes Kontaktierungsmög- lichkeiten. So kann z. B. entsprechend den Abmessungen des mit dem Heizelement zu bedeckenden Bereiches die geeignete Kontaktelektrode in der jeweiligen Schicht ausgewählt wer- den, von der aus der Weg zur Stromzuführungsleitung am ge- ringsten ist.

In diesem Zusammenhang ist eine Ausführungsform gemäss An- spruch 11 bevorzugt, denn dadurch wird eine Erwärmung über die gesamte, von den Kontaktelektroden der Widerstands- schicht begrenzte Fläche der Teilbereiche erzielt.

Bei einer Ausführungsform gemäss Anspruch 12 kann der zu erwärmende Bereich der Breite des Heizelementes angepasst und bei einer Ausführungsform mit mehreren Kontaktelektro- denpaaren in der Widerstandsschicht zwischen dem Abstand eines Kontaktelektrodenpaares und der gesamten Breite des Heizelementes variiert werden.

Gemäss einer besonders zweckmässigen Ausführungsform nach Anspruch 13 werden durch die streifenförmigen Abstände zwischen den Teilbereichen der jeweiligen Schicht mögliche Schnittkanten geschaffen, an denen das Heizelement geteilt werden kann. Wird in einem solchen Bereich, der frei von Widerstandsmasse bzw. leitfähigem Material ist, das Heiz- element durchtrennt, so entstehen hierdurch aufgrund der durchgehenden Kontaktelektroden erneut Kontaktierungsmög- lichkeiten. Das erfindungsgemäße Heizelement kann somit je nach Bedarf auf beliebige Größen zugeschnitten werden, ohne daß die Vorteile der über den Teilbereich hinausste- henden Kontaktelektroden und die dadurch gegebene Kontak- tierungsmöglichkeit verloren gehen.

Vorzugsweise sind dabei die Teilbereiche gemass Anspruch 14 angeordnet sodass beim Zerteilen eines erfindungs- gemäßen Heizelementes sichergestellt ist, daß an der Schnittkante keiner der Teilbereiche in der Widerstands- schicht oder in der ersten oder zweiten Leiterschicht offen, d. h. unisoliert vorliegt ; somit ist eine gefahrlose Kontaktierung möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Figuren weiter erläutert.

Es zeigen : Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Heizelementes Figur 2 Draufsicht auf eine Ausführungsform des Heizele- mentes mit Teilbereichen

Figur 3 eine schematische Explosionsdarstellung eines Heizelementes mit Teilbereichen In Figur 1 ist ein Heizelement 1 dargestellt, bei dem eine Widerstandsschicht 10 zwischen zwei sich entlang den Sei- ten der Widerstandsschicht 10 erstreckenden Kontaktelek- troden 11,12 angeordnet ist. Diese Widerstandsschicht 10 mit den Kontaktelektroden 11,12 liegt zwischen zwei Iso- lierschichten 70,40. Auf der oberen Isolierschicht 40 ist eine erste Leiterschicht 20 angeordnet, die auf einer Seite im Randbereich eine Kontaktelektrode 21 aufweist.

Auf dieser ersten Leiterschicht 20 befindet sich eine wei- tere Isolierschicht 50, die die Leiterschicht 20 von der zweiten Leiterschicht 30 trennt. Die zweite Leiterschicht 30 weist ebenfalls an einer Seite eine Kontaktelektrode 31 auf. Auf der zweiten Leiterschicht ist eine weitere Iso- lierschicht 60 angeordnet.

Die Kontaktelektrode 21 der auf die Widerstandsschicht (10) folgenden, ersten Leiterschicht 20 überlagert sich exakt mit der Kontaktelektrode 12 der Widerstandsschicht.

Hierdurch kann eine Kontaktierung durch Einbringen eines Kontaktelements, z. B. einer Kontaktnase oder Kontaktzunge durch diese beiden Kontaktelektroden erfolgen. Die Kon- taktelektrode 21 der als zusätzlicher Neutralleiter ausge- führten ersten Leiterschicht 20 und die als Neutralleiter fungierende Kontaktelektrode 12 der Widerstandsschicht 10 werden an den Neutralleiter der Stromversorgung ange- schlossen. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist die Kontaktelektrode 31 der als zu erdender Schutzleiter aus- geführten, zweiten Leiterschicht 30 zu den Kontaktelektro- den 12 und 21 vorzugsweise seitlich versetzt angeordnet und liegt daher in der Projektion nicht deckungsgleich über diesen. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Kontaktelektrode 31 gegenüber den Kontaktelektroden 21 und 12 seitlich nach links versetzt. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Kontaktelektrode 31 gegenüber den Kontakt- elektroden 12,21 nach rechts, d. h. in Richtung der zwei-

ten Kontaktelektrode 11 der Widerstandsschicht 10, ver- setzt anzuordnen. Bei Durchstoßen eines Kontaktelements durch diese Kontaktelektrode 31 wird ausschließlich diese mit der Stromzuführung kontaktiert. Ein Kurzschluß mit den weiteren Kontaktelektroden 12 und 21 kann nicht auftreten.

Durch die zweite Leiterschicht 30 kann das Heizelement so- mit schutzgeerdet werden, ohne dass dabei Kriechströme auftreten, wie zuvor ausführlich dargestellt.

Die zweite Kontaktelektrode 11 der Widerstandsschicht 10 wird erfindungsgemäß an die Phase der Stromversorgung an- geschlossen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ragen die Enden der Kontakt- elektroden 11,12,21,31 an einer Seite über die jeweili- gen Schichten 10,20,30 hinaus. Die Kontaktierung der Kontaktelektroden, die in diesem überstehenden Bereich erfolgt, kann somit durch Kontaktelemente ausgeführt wer- den, die sich durch das Heizelement erstrecken, ohne einen Kurzschluß mit einer anderen Schicht zu erzeugen.

In der Figur 1 sind weiterhin Öffnungen 14,24,34 in den Schichten 10,20,30 dargestellt. Diese Öffnungen 14,24, 34 sind in den jeweiligen Schichten 10,20,30 so angeord- net, daß sie sich in Projektion aufeinander decken. Zur Befestigung des Heizelementes 1 an einer Wand oder einem Fußboden kann z. B. eine Schraube durch diese Öffnungen hindurchgeführt werden. Die Schraube tritt dabei lediglich mit den Isolierschichten 40,50,60,70 in Kontakt, nicht jedoch mit den elektrisch leitenden Schichten 20,30 und der Widerstandsschicht 10. Hierdurch wird ein Kurzschluß zwischen den Schichten 10,20,30 vermieden, sodass eine zuverlässige sichere Befestigungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße Heizelement gegeben ist.

In der Figur 1 sind die Kontaktelektroden an den jeweili- gen Schichten an der Kante angeordnet. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Kontaktelektroden so anzuord-

nen, daß diese in einem Abstand von der Kante im Randbe- reich der jeweiligen Schicht liegt.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Heizelementes ist zum einen die einfache und zuverlässige Kontaktierungsmöglich- keit durch die Anordnung der Kontaktelektroden zueinander und die Möglichkeit dieses Heizelement mit 220 V Wechsel- spannung betreiben zu können. Bei der Beaufschlagung des Heizelementes mit Netzspannung muß eine Erdung des Elemen- tes möglich sein. Diese wird durch die zweite Leiter- schicht erzeugt. Hierbei wird die Kontaktelektrode 31 der zweiten Leiterschicht an die Schutzleitung der Stromver- sorgung angeschlossen.

Zur Abschirmung dieses Schutzleiters von der Widerstands- schicht und den darin liegenden Kontaktelektroden ist die erste Leiterschicht 20 vorgesehen. Diese wird an den Null- leiter der Stromversorgung angeschlossen und dabei gleich- zeitig mit der einen Kontaktelektrode der Widerstands- schicht kontaktiert.

In Figur 2 ist die Draufsicht auf eine weitere Ausfüh- rungsform des erfindungsgemaßen Heizelementes dargestellt.

Zum besseren Verstandnis ist die Isolierschicht 60 bei dieser Figur nicht wiedergegeben. Die zweite Leiterschicht 30 weist in der dargestellten Ausführungsform zwei Kon- taktelektroden 31,31'auf. Diese Kontaktelektroden sind jeweils einem Kontaktelektrodenpaar 11,12 bzw. 11', 12' der Widerstandsschicht 10 zugeordnet. Weiterhin ist jedem Kontaktelektrodenpaar jeweils eine Kontaktelektrode 21 bzw. 21'der ersten Leiterschicht 20 zugeordnet. Die Kon- taktelektroden 12,21 bzw. 12', 21'decken sich vollstän- dig. Die Kontaktelektroden 31 bzw. 31'hingegen sind zu diesen sich deckenden Kontaktelektroden 12,21,12', 21' seitlich versetzt angeordnet. Der Abstand zwischen den Elektroden 31 und 12,21 ist gering gegenuber dem Abstand zwischen den Kontaktelektroden 11 und 12 der Widerstands- schicht. In dem Bereich zwischen den Kontaktelektroden 11, 12 erfolgt der beim Anlegen der Spannung erzeugte Strom-

fluß, so daß dieser Bereich erwärmt wird. Die Kontaktelek- trode 11 ist in Projektion zu der Kontaktelektrode 31', die dem nächsten Kontaktelektrodenpaar 11', 12'zugeordnet ist, beabstandet. Auch dieser Abstand ist gegenüber dem Abstand zwischen dem Elektrodenpaar 11,12 bzw. 11', 12' gering.

Uber die Lange des Heizelementes 1 sind Teilbereiche 13, 23,33 vorgesehen, in denen in den Leiterschichten 20,30 leitfahiges Material und in der Widerstandsschicht 10 Widerstandsmasse vorliegt. Die Teilbereiche 13,23,33 der einzelnen Schichten decken sich in Projektion aufeinander.

Zwischen diesen Teilbereichen sind Abstande gegeben, in denen weder Widerstandsmasse noch elektrisch leitendes Material vorliegt. Diese Abstände erstrecken sich strei- fenförmig über die gesamte Breite des Heizelementes. Die Abmessung des Streifens ist im Gegensatz zu der Abmessung der Teilbereiche 13,23,33 gering. Die Abstände dienen als mögliche Schnittkanten S beim Zerteilen des erfin- dungsgemäßen Heizelementes. In diesen Abständen liegen lediglich die Isolierschichten sowie die sich durch die gesamte Lange des Heizelementes erstreckenden Kontaktelek- troden vor.

Wie sich aus der Figur 2 ergibt können unterschiedliche Bereiche des Heizelementes 1 an die Stromversorgung ange- schlossen und dadurch erwarmt werden. So ist zum einen eine Kontaktierung der Kontakttelektroden 11', 12 in der Widerstandsschicht mit weiterem Anschluß der Leiterschich- ten 20,30 über die Kontaktelektroden 21,31 möglich. Bei einer solchen Kontaktierung wird das Heizelement über seine gesamte Breite und die über die Lange verteilten Teilbereiche erwärmt. Der Abstand zwischen den Teilberei- chen wird vorzugsweise gering gehalten, um den Verlust an Flache, über die Wärme abgegeben wird, zu minimieren.

In Figur 3 ist eine Explosionsdarstellung eines Heizele- mentes 1 mit Teilbereichen 13,23,33 gezeigt. In dieser Darstellung ist die Lage der Kontaktelektroden in den ein-

zelnen Schichten und insbesondere die relative Lage der Kontaktelektroden der einzelnen Schichten zueinander ersichtlich. Die Isolierschichten 40,50,60,70 sind in Figur 3 nicht dargestellt.

Die Isolierschichten sind jedoch so dimensioniert, daß sie sich in Längs-und Breitenrichtung tuber die Flache 10, 20,30 hinaus erstrecken und vorzugsweise die über die Enden der Schichten hinausragenden Kontaktelektroden abdecken.

Die Größe des erfindungsgemäßen Heizelementes ist varia- bel. Es können Breiten von z. B. 250 mm, 500 mm, 625 mm, 1000 mm, 1250 mm oder 1,5 m realisiert werden. Der Abstand zwischen den jeweils ein Kontaktelektrodenpaar bildenden Kontaktelektroden der Widerstandsschicht kann ebenfalls variiert werden. Es können z. B. Abstände von z. B. 10 cm vorgesehen sein. Auch eine feinere Unterteilung, d. h. ein geringerer Abstand zwischen den Elektroden des Kontakt- elektrodenpaares, ist möglich. Durch eine solche feinere Unterteilung wird bei einer Ausführungsform wie diese in Figur 2 und 3 dargestellt ist, die Möglichkeit gegeben, das Heizelement auf eine beliebige Breite zuzuschneiden.

Zu diesem Zweck wird das Heizelement an einer Stelle S', die zwischen einer Kontaktelektrode 11 der Widerstands- schicht und der Kontaktelektrode 31'der zweiten Leiter- schicht liegt, durchtrennt. Bei der in Figur 2 dargestell- ten Ausführungsform würden sich dadurch zwei separate Heizelemente ergeben, die unmittelbar eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße Heizelement weist somit den weiteren Vorteil auf, daß dieses mehrere Kontaktierungsmöglichkei- ten über die Breite, durch das Vorliegen mehrerer Kontakt- elektrodenpaare, und über die Lange, durch die Abstände zwischen den Teilbereichen, liefern kann.

Als Material für die Widerstandsschicht können außer Ruß und Heizlack aus elektrisch leitendem Polymer auch andere

Widerstandsmassen verwendet werden, die eine ausreichende Flexibilität aufweisen. Weiterhin kann die Widerstands- schicht auch aus einem Trägermaterial bestehen, das mit einer Widerstandsmasse beschichtet ist. Als Tragermaterial können Kunststoffgewebe, Glasfasermatten, Vliese und der- gleichen verwendet werden. Es kann aber auch jede andere innen-oder aussenliegende Isolierschicht als Trager- schicht für die jeweils angrenzende (n) bzw. anliegende (n) Leiterschicht (en) ausgeführt sein.

Die Leiterschichten werden erfindungsgemäß vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt, wie die Wider- standsschicht. Hierbei ist insbesondere die Verwendung von elektrisch leitenden Polymeren bevorzugt. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Leiterschichten aus einem anderen Material herzustellen. So können z. B. Alumi- niumfolien verwendet werden.

Die Dicke der einzelnen Schichten des Heizelementes kann je nach Einsatzgebiet unterschiedlich gewählt werden. Die außeren Isolierschichten dienen neben der elektrischen Isolierung auch dem Schutz gegen mechanische Beschädigun- gen und können beispielsweise eine Dicke von 50-200 um, vorzugsweise 100 um aufweisen. Die zwischen der Wider- standsschicht und der ersten Leiterschicht liegende Iso- lierschicht kann z. B. eine Dicke von 50-100 um, vorzugs- weise 75 um, aufweisen und für die zwischen erster und zweiter Leiterschicht angeordnete Isolierschicht kann eine geringere Dicke von beispielsweise 10-50 um, vorzugs- weise 30 um gewählt werden.

Die Dicke der Widerstandsschicht variiert insbesondere ab- hängig von dem verwendeten Material. Besteht die Wider- standsschicht aus einem Material, das z. B. unmittelbar auf die Isolierschicht aufgedruckt wird, so kann die Dicke gering, z. B. 10 um sein. Eine größere Dicke weist die Widerstandsschicht in Fällen auf, in denen diese ein Trä- germaterial umfaßt. Hier können Dicken von z. B. 3000 um gewählt werden.

Die Dicke der ersten Leiterschicht liegt typischerweise im Bereich von beispielsweise 10-50 um und die der zweiten Leiterschicht im Bereich von 50-100 um.

Die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Heizelemen- tes können durch herkömmliche Verfahren miteinander ver- bunden werden. Bevorzugt werden die Widerstandsschicht und die Leiterschichten bzw. die jeweiligen Teilbereiche in diesen Schichten in Form eines Heizlackfilms, der elek- trisch leitendes Polymer umfaßt, auf jeweils eine Isolier- schicht aufgetragen. Diese mit dem leitenden Material be- deckten Isolierschichten werden entweder während des Be- schichtungsvorganges oder im Anschluß daran mit Kontakt- elektroden versehen. Vorzugsweise werden Metallbänder, z. B. Lahnbänder aus Kupfer, als Kontaktelektroden verwen- det. Die so erzeugten Laminate werden anschließend mitein- ander verbunden. Hierbei kann das Material der Wider- standsschicht bzw. der elektrisch leitenden Schichten sel- ber als Haftmittel dienen. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die einzelnen Schichten oder vorgefertigten Laminate durch Einbringen von Kunststoffolien z. B. Poly- esterfolien und anschließender thermischer Behandlung mit- einander zu verbinden.

Die Kontaktelektroden können in die Widerstandsschicht bzw. Leiterschicht eingearbeitet oder auf dieser befestigt sein. Als Haftmittel können entweder das Material der Schicht oder andere bekannte leitende Kontaktkleber ver- wendet werden.

Die Isolierschichten können aus bekannten Isoliermateria- lien bestehen, z. B. aus Polyester und können in Form von Folien eingesetzt werden.

Der Betrag, um den die Kontaktelektroden über zumindest eine Seite der jeweiligen Schicht (Widerstandsschicht bzw.

Leiterschicht) hervorsteht, kann beispielsweise 5 mm be- tragen. Der Abstand zwischen den Teilbereichen, die mit Widerstandsmasse bzw. elektrisch leitendem Material be-

schichtet sind, kann z. B. 10 mm betragen. Wird das Heiz- element in der Mitte dieses Abstandes, d. h. 5 mm vom nächsten Teilbereich entfernt durchtrennt, entstehen zwei Heizelementteile, die jeweils mehrere Kontaktierungsmög- lichkeiten an der Schnittkante aufweisen.

Die Länge der Teilbereiche kann z. B. 200 mm betragen. Die Teilbereiche können auch in sich unterteilt sein. Hierzu werden in gewissen Abständen in Längs-und/oder Breiten- richtung in Abständen von z. B. 10 mm schmale Streifen von beispielsweise 3 mm vorgesehen, die frei von Widerstands- masse bzw. elektrisch leitendem Material sind. Durch diese Streifen wird ein Verschweißen der Isolierschichten an diesen Stellen ermöglicht und somit die Festigkeit des ge- samten Heizelementes, d. h. insbesondere die Haftung der einzelnen Schichten, verbessert.

Um das erfindungsgemäße Heizelement wasserdicht zu halten, kann beim Zerteilen des Heizelementes zugleich eine ther- mische Behandlung der Schnittkante vorgenommen werden, wodurch die Kontaktelektroden in die Isolierschichten ein- geschweißt werden.

Durch geeignete Wahl der Materialien der Widerstands- schicht und Leiterschichten sowie durch die bei dem erfin- dungsgemäßen Heizelement verwendbaren geringen Dicken der einzelnen Schichten, ist es möglich, ein Heizelement be- liebiger Größe herzustellen. Aufgrund der Flexibilität des gesamten Heizelementes kann dieses als Endlosprodukt her- gestellt werden. Dieses Endlosprodukt kann auf Rollen auf- gehaspelt und nach Bedarf abgerollt werden. Zur Herstel- lung eines solchen Endlosmaterials können herkömmliche Laminierungsvorrichtungen eingesetzt werden, bei denen die Schichten zu einer Multilayerstruktur verarbeitet werden.

Bei einem Endlosprodukt wird vorzugsweise eine Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Heizelementes gewählt, das die Widerstandsmasse und das leitende Material nur in Teilbereichen aufweist und bei dem mehrere Elektrodenpaare in der Widerstandsschicht vorgesehen sind, wobei den Elek-

trodenpaaren jeweils eine Kontaktelektrode in der ersten und zweiten Leiterschicht zugeordnet ist.

Durch die Abstände zwischen den Teilbereichen, bzw. die Abstände zwischen der Kontaktelektrode der Widerstands- schicht und einer in Projektion seitlich dazu versetzten Kontaktelektrode der ersten oder zweiten Leiterschicht werden Schnittkanten definiert, entlang derer das erfin- dungsgemäße Heizelement zerteilt werden kann. Somit ist es möglich, das Heizelement vor Ort in die gewünschte Größe zu schneiden und mit der Stromzuführung zu kontaktieren.

Hierbei werden aufgrund der Vielzahl von Kontaktelektro- denpaaren in der Widerstandsschicht mehrere Kontaktmög- lichkeiten über die Breite des Heizelementes gegeben, die abhängig von der Position der Stromzufuhrung und der zu erwärmenden Fläche ausgewählt werden können.

Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, ein Heizelement zu schaffen, bei dem mehr als zwei Leiterschichten vorge- sehen sind.

Die Position der Kontaktelektroden und der Teilbereiche bzw. der Widerstandsschicht und Leiterschicht wird vor- zugsweise auf der obersten und untersten Isolierschicht gekennzeichnet, so daß der Benutzer die möglichen Kontakt- stellen leicht erkennen kann.