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Die Erfindung bezieht sich auf ein schmiegsames Wärmegerät, wie Heizdecke, Heizkissen oder Wärmeunterbett, mit mindestens einer in einem flexiblen, schmiegsamen flächigen Träger verlegten hochflexiblen Heizkordel, die eine elektrischen Strom leitende Heizleiteranordnung und eine diese umhüllende Außenisolation aufweist, sowie auf eine Heizkordel.
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Ein schmiegsames Wärmegerät dieser Art ist in der
EP 1 036 486 B1 angegeben. Bei diesem bekannten schmiegsamen Wärmegerät, wie z. B. Heizdecke oder dgl., ist in einem flachen, schmiegsamen Träger eine vielfach gewundene Heizkordel eingebettet, die eine Heizleiteranordnung mit z. B. einem zentralen inneren Stromleiter und einem konzentrisch zu diesem verlaufenden, mittels einer Zwischenisolation getrennten äußeren Stromleiter aufweist, der von einer Außenisolation umgeben ist. Die Außenisolation besteht, wie bei Heizkordeln solcher schmiegsamer Wärmegeräte üblich, aus Weich-Polyvinylchlorid (PVC-P) und auch als Material der Zwischenisolation ist PVC genannt. Eine Besonderheit besteht darin, dass die Zwischenisolation dotiert ist, um eine definierte Temperaturabhängigkeit, wie z. B. eine Abnahme des elektrischen Widerstandes, zu bewirken und darüber Schutzmaßnahmen gegen eine Übertemperatur zu realisieren. Die so aufgebaute Zwischenisolation bzw. NTC-Schicht (NTC = Negative Temperature Coefficient) besitzt dabei einen Schmelzpunkt von typisch im Bereich zwischen 120° bis 130°C. Als weitere mögliche Schmelzkunststoffe für die Zwischenisolation sind Polyethylen oder vernetztes Polyethylen genannt.
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Schmiegsame Wärmegeräte mit ähnlich aufgebauten Heizkordeln zeigen auch die
EP 1 670 286 B1 und die
FR 2 590 433 , wobei ebenfalls für die Außenisolation das dabei übliche PVC-Kunststoffmaterial angegeben ist. Gemäß der
EP 1 670 286 B1 sind zwei Heizkordelabschnitte unterschiedlichen Aufbaus miteinander verbunden, um besondere Temperaturschutzmaßnahmen zu erreichen. Dabei ist in einem zweiten Bereich des Heizelements ein äußerer Leiter auf ein inneres Isolationsmaterial gewickelt, welches auch noch einen Betrieb bis ca. 180° bis 200°C zulässt, wozu die Verwendung eines geeigneten Gummi- oder PVC-Materials beabsichtigt ist.
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Zwar konnte bei bisherigen schmiegsamen Wärmegeräten die Betriebssicherheit unter anderem auch hinsichtlich Schutzmaßnahmen gegen das Auftreten von Übertemperaturen verbessert werden, jedoch ist es nach wie vor schwierig, dem Wunsch nach hohem Benutzungskomfort gerecht zu werden, wie z. B. einen insbesondere zu Beginn der Benutzung hohen Wärmebedarf schnell zu decken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schmiegsames Wärmegerät der eingangs genannten Art bereit zu stellen, das einen erhöhten Benutzungskomfort bietet.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Außenisolation hochflexibel mit mindestens einer Schicht aus thermoplastischem Copolyester Elastomer auf Etherbasis (auch kurz als thermoplastisches Polyester Elastomer bezeichnet) mit einem Schmelzpunkt zwischen 160°C und 250°C hergestellt ist.
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Der Begriff „hochflexibel” bedeutet dabei, dass zumindest die in diesem Zusammenhang in der DIN EN 60335-2-17 für derartige Heizkordeln angegebenen Prüfbedingungen eingehalten werden (unter anderem Biegevorrichtung für Heizelemente und innere Leitungen, 25000 Biegewechselzyklen, dann noch einzuhaltende Prüfkriterien).
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Mit diesem Aufbau der Heizkordel wird nicht nur eine relativ hohe Wärmeerzeugung im zulässigen Rahmen gerade auch während einer Anfangsphase der Benutzung ermöglicht, sondern die Schmiegsamkeit wird auch verbessert, womit wiederum eine bessere Wärmezufuhr zum Körper des Benutzers einhergeht. Auch lassen sich Schichtdicken von der die Wärme erzeugenden Heizleiteranordnung an sich bis zur Oberfläche des Wärmegeräts relativ dünn ausführen, womit zusätzlich die Wärmeübertragung und Effizienz des Wärmegeräts verbessert wird.
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Vorteilhafte Eigenschaften des schmiegsamen Wärmegerätes bzw. der Heizkordel werden dadurch erhalten, dass der Schmelzpunkt der mindestens einen Schicht zwischen 180°C und 220°C liegt.
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Unterschiedliche Benutzungseigenschaften des Wärmegeräts auch hinsichtlich verschiedener schmiegsamer Wärmegeräte, wie Heizkissen, Heizdecke, Wärmeunterbett oder Fußwärmer, lassen sich dadurch erzielen, dass die Außenisolation aus mehreren Schichten mit mindestens zwei unterschiedlichen Schmelzpunkten aufgebaut ist.
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Beispielsweise lassen sich die Schichtdicke und die Schmiegsamkeit dadurch vorteilhaft beeinflussen, dass mindestens eine Schicht der Außenisolation komprimiert oder halbkomprimiert ist oder dass die äußerste Schicht schlauchartig ausgebildet ist.
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Verschiedene Ausgestaltungsvarianten für verschiedene Konstruktionen von Wärmegeräten werden dadurch erhalten, dass die Heizkordel runden, ovalen oder beidseitig abgeflachten, gegebenenfalls an beiden Längsrändern wulstartig verdickten, Außenquerschnitt besitzt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des schmiegsamen Wärmegeräts bzw. der Heizkordel, bei der die Ausbildung der Außenisolation sich günstig auswirkt, besteht darin, dass bei rundem oder ovalem Außenquerschnitt die Heizleiteranordnung einen zentralen Stromleiter und einen diesen – unter Trennung mittels einer Zwischenisolation – umgebenden konzentrischen äußeren Stromleiter aufweist, der von der Außenisolation umgeben ist.
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Für den Betrieb, insbesondere auch eine sichere Steuerung, sind die Maßnahmen von Vorteil, dass die Zwischenisolation ein sich mit der Temperatur erhöhendes oder verkleinerndes Widerstandsverhalten aufweist und/oder dass die Zwischenisolation durchschmelzend ausgebildet ist, wobei der Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige der Außenisolation.
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Um einen hohen Wärmekomfort zu erzielen, sind ferner die Maßnahmen von Vorteil, dass der Schmelzpunkt der Zwischenisolation in einem Temperaturbereich von 140°C bis 170°C liegt. Hierdurch lässt sich gerade während einer Anfangszeitdauer von z. B. ein bis zwei Stunden, insbesondere während einer Anfangsphase über etwa 10 bis 20 Minuten eine relativ hohe Heizleistung (bzw. hoher Heizstrom) für eine angenehme Oberflächentemperatur des Wärmegerätes steuern bzw. einregeln.
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Vorteile für den Aufbau und die Funktion ergeben sich des Weiteren dadurch, dass der Durchmesser der Zwischenisolation im Bereich von 1,1 bis 2,0 mm und der Durchmesser der Außenisolation im Bereich von 1,8 bis 3,4 mm liegt.
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Zu einem hohen Benutzungskomfort tragen ferner die Maßnahmen bei, dass die Zwischenisolation aus einer Materialzusammensetzung aus thermoplastischem Elastomer mit Polypropylen zum Erreichen einer hohen Flexibilität in Abstimmung auf die Außenisolation ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird nach folgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizkordel für ein schmiegsames Wärmegerät, die vorteilhaft mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestaltet ist, und
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizkordel für ein schmiegsames Wärmegerät, in dem ebenfalls vorteilhaft die erfindungsgemäßen Maßnahmen verwirklicht sind.
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1 zeigt den Aufbau einer Heizkordel 1 mit zwei koaxial zueinander verlaufenden Stromleitern einer Stromleiteranordnung, nämlich einem ersten (inneren) Stromleiter 20, der auf einen zentralen Trägerfaden 10 gewunden ist, und einem zweiten (äußeren) Stromleiter 40, der auf eine Zwischenisolation 30 gewunden ist, die den ersten Stromleiter 20 umgibt. Der zweite Stromleiter 40 ist außen von einer Außenisolation 50 umgeben, womit ein Berührungsschutz der beim Betrieb einen elektrischen Strom führenden Heizleiteranordnung gewährleistet ist. Eine derartige Heizkordel 1 wird bei einem schmiegsamen Wärmegerät verwendet und ist dabei in einen flächigen, schmiegsamen Träger unter vielen Windungen zum Erzielen einer gleichmäßigen flächigen Erwärmung eingebettet. Auch andere Ausgestaltungen von Heizkordeln 1, z. B. mit nur einem Stromleiter oder in flacher Ausführung mit ebenfalls zwei Stromleitern sind an sich üblich.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Heizkordel 1 mit zwei zueinander konzentrisch angeordneten, mittels einer Zwischenisolation 30 voneinander getrennten Stromleitern 20, 40. Hierbei ist der erste, zentral angeordnete innere Stromleiter 20 als sogenannter Lahnleiter mit mehreren einzelnen Leiterdrähten 100 ausgebildet, die ihrerseits auf mehreren Teilfäden 200 spiralförmig gewendelt geführt und zu dem ersten Stromleiter 20 ineinander gewunden sind. Dieser Aufbau ergibt eine günstige Stromführung bei hoher Flexibilität. Der zweite, äußere Stromleiter 40 ist wiederum von einer hoch flexiblen Außenisolation 50 umgeben.
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Eine mit der 2 vergleichbare Ausführungsvariante weist der innere Stromleiter eine oder mehrere elektrisch (nicht-)leitende Faser(n) auf, z. B. aus Kohlenstofffasern oder hochfesten Polyamiden. Der Vorteil ist, dass damit höhere Zugfestigkeiten, höhere Temperaturbeständigkeit und auch höhere axiale mechanische Zugfestigkeit (z. B. das 1,5–20-fache gegenüber PES) erreicht werden können.
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Bei den in den 1, 2 und 3 gezeigten Heizkordeln können beide Stromleiter 20, 40 im Wärmegerät als Heizleiter benutzt werden und von einem Heizstrom durchflossen werden, wozu ein Heizkreis und eine Steuerschaltung entsprechend ausgeführt sind. Alternativ kann auch nur einer der Stromleiter als Heizleiter und der andere als Sensorleiter für Steuerungs- und/oder Überwachungszwecke genutzt werden, gegebenenfalls in Verbindung mit der Zwischenisolation 30. Die Heizleiter können für Steuerungs- bzw. Regelungszwecke einen sich mit der Temperatur vergrößernden Widerstand (PTC = Positive Temperature Coefficient) aufweisen oder NTC-Verhalten. Auch können beide Stromleiter zueinander entgegen gesetztes temperaturabhängiges Widerstandsverhalten besitzen. Die Zwischenisolation 30 hat vorzugsweise einen mit der Temperatur abnehmenden Widerstand (NTC-Verhalten), kann alternativ jedoch auch PTC-Verhalten aufweisen.
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Eine wesentliche Besonderheit der Heizkordel besteht vorliegend in der Ausbildung der Außenisolation 50. Diese besteht aus hochflexiblem Kunststoff (wobei unter dem Begriff „hochflexibel” Eigenschaften entsprechend DIN EN 60335-2-17 (VDE 0700-17): 2009-08, EN 60335-2-17: 2002 + A1: 2006 + A2: 2009 verstanden werden sollen, siehe oben) und ist ein- oder mehrschichtig aufgebaut, wobei mindestens eine Schicht eine Schmelztemperatur im Bereich von 160°C bis 250°C, insbesondere von 180°C bis 220°C aufweist. Als Kunststoffmaterial ist ein thermoplastisches Copolyester Elastomer auf Etherbasis (kurz auch als thermoplastisches Polyester Elastomer bezeichnet) gewählt, auch unter der Bezeichnung TPE-E (oder COPE) bzw. TPC-ET (gemäß ISO 18064) bekannt. Als alternative Materialien sind auch TPU, TPE-V und TPE-A denkbar.
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Vorteile dieser Copolyester Elastomere liegen darin, dass keine Migration, vor allem bei steigender Temperatur stattfindet bzw. zunimmt, die mechanische Eigenschaften (Flexibilität) erhalten bleiben und keine Kontaminierung der Umgebungsmaterialien entsteht. Das bedeutet auch, dass kein Einfluss auf benachbarte Materialien und deren Eigenschaften erfolgt und vor allem bei atmungsaktiven schmiegsamen Wärmegeräten eine Gesundheitsgefährdung der Umgebung ausgeschlossen werden kann. Des Weiteren können thermoplastische Copolyester Elastomertypen, die aus nachhaltigen Rohstoffen, wie z. B. Rizinusöl, hergestellt sind, eingesetzt werden (sogenannte grüne Werkstoffe/Materialien).
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Als vorteilhaft ist auch die relativ hohe Friktion (Reibung zwischen gegeneinander bewegten Körpern zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten) zu nennen, die einige TPE Typen an der Oberfläche aufweisen. Diese verhindert bei hoher flexibler Belastung eine Wanderung des äußeren Heizdrahtes auf der Zwischen- und/oder Außenisolation. Daraus ergibt sich eine höhere Gerätebetriebssicherheit.
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Bei der Verarbeitung der Außenisolation durch Extrusionsverfahren kann bestimmt werden, wie stark die mechanischen Spannungen der schlauchförmigen Außenisolation auf die Zwischenisolation mit Drahtwicklung wirkt. Mittels Kompressionsverfahren wird versucht, die Außenisolation so fest wie möglich für einen innigen Verbund aller Komponenten aufzutragen. Beim Halbkompressionsverfahren wird ein leichter Verbund beim Auftrag sichergestellt, so dass die Drahtwicklung, wie auch die Außenisolation bei Biegewechselvorgängen leicht fixiert ist. Bei der reinen schlauchartigen Extrusionsausführung wirkt die Außenisolation wie eine aufgeschobene Hülle ohne jegliche mechanische Bindung.
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Ist die Außenisolation aus mehreren Schichten gebildet, haben diese vorteilhaft unterschiedliche Schmelzpunkte (Schmelztemperatur), wobei der Schmelzpunkt mindestens eines Materials im Bereich von 180°C bis 220°C liegt. Die Flexibilität kann dadurch beeinflusst werden, dass die mindestens eine Schicht komprimiert oder halbkompromiert ist oder schlauchförmig aufgebracht ist. Das Auftragsverfahren kann dabei in einem Fertigungsschritt (Durchlauf z. B. Coextrusion) oder in mehreren Schritten nacheinander erfolgen. Weiche Ausbildung der Außenisolation im Einzelnen gewählt wird, hängt von der Art des schmiegsamen Wärmegeräts (Wärmekissen, Wärmedecke, Wärmeunterbett, Fußsack oder dgl.) und den gewählten übrigen Komponenten ab und kann sich auch innerhalb der gleichen Wärmegerätekategorie z. B. in Abhängigkeit von der jeweiligen Beanspruchung variieren.
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Ist bei einem Aufbau mit mehrschichtiger Außenisolation als erste neutrale Zwischenschicht z. B. PES auf die Zwischenisolation mit äußerer Drahtwicklung aufgebracht, wird eine Materialmigrationen zwischen der Zwischenisolation mit NTC-(PTC-)Material (Dotierung ect.) verhindert und dadurch wiederum die frühzeitige Alterung mindestens einer der Materialkomponenten. Die zweite Außenisolation ist dann aus dem genannten Copolyester Elastomer (TPE-E) hergestellt.
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Das genannte Kunststoffmaterial der Außenisolation 50 bringt auch eine wesentliche Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Außenisolation 50 und der gesamten Heizkordel 1 mit sich. Als Folge hiervon konnte die Wandstärke der Außenisolation 50 gegenüber herkömmlichen Ausführungen deutlich reduziert werden. Als weitere wesentliche Vorteile für schmiegsame Wärmegeräte wurden eine sehr hohe Biegewechselzyklen-Festigkeit, eine hohe Reißdehnung von z. B. 430% sowie eine Zugfestigkeit der Außenisolation im ungealterten und gealterten Zustand erzielt, die deutlich oberhalb standardisierter Mindestanforderungen (vgl. ebenfalls DIN EN 60335) liegt. Zudem hat sich eine hohe Spannungsdurchschlagfestigkeit (größer/gleich 3.750 VAC) sowie eine verbesserte Umweltverträglichkeit ergeben.
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Eine ausreichende Brandbeständigkeit wird durch einen definierten halogenfreien Flammschutzanteil sichergestellt. Außerdem bietet das Kunststoffmaterial gute Verarbeitungsmöglichkeiten durch Extrusion. Vorteilhaft ist zudem die chemische Langzeitverträglichkeit mit verschiedenen Kunststoffen für die Zwischenisolation 30 sowie den Aufbau der Stromleiter aus Drähten unterschiedlicher Legierungen unter Vermeidung von Korrosionsbildung, woraus sich vorteilhaft verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für unterschiedliche Aufbauten und damit unterschiedliche Einsatzbedingungen ergeben.
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Die hohe Temperaturbeständigkeit der Außenisolation 50 lässt es zu, auch eine relativ hohe Schmelztemperatur bzw. Erweichungstemperatur der Zwischenisolation zu wählen und/oder deren temperaturabhängige Widerstandscharakteristik gerade auch für die Steuerung bzw. Regelung hoher Heizleistungen auszulegen, womit eine zuverlässige Überwachung von Übertemperaturen gerade in kritischen höheren Temperaturbereichen begünstigt wird. Damit wiederum lässt sich gerade auch in Bereichen hoher Heizleistungen bzw. hoher Temperaturstufen zum Erzielen einer anfänglich hohen Oberflächentemperatur eine zuverlässige Betriebsüberwachung und Ausgestaltung der Schutzmaßnahmen vornehmen. Der Schmelzpunkt der Zwischenisolation lässt sich vorteilhaft auf einen Temperaturbereich von ca. 140°C bis 170°C auslegen. Somit lassen sich Stellen übermäßiger Temperatur (sogenannte Hot-Spots) der Heizkordel 1 bzw. des Wärmegeräts, wie sie z. B. an Knickstellen auftreten können, zuverlässig detektieren. Dies gilt sowohl für eine Schmelzdetektion der Zwischenisolation 30, die zu einer irreversiblen Schädigung des Wärmegeräts führt, als auch für eine Übertemperaturerkennung aufgrund einer betreffenden Widerstandsänderung der Zwischenisolation 30 (z. B. NTC-Widerstandserfassung), die zu einer reversiblen Abschaltung des Wärmegeräts genutzt wird.
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Erste Hinweise lassen auch darauf schließen, dass die Ausbildung der Außenisolation 50 aus dem vorstehend genannten Kunststoffmaterial gegenüber herkömmlichen Ausführungen aus PVC einen verbesserten Oberflächenwiderstand, einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand und außerdem eine niedrige Dieelektrizitätskonstante ergibt, die dazu beiträgt, dass kapazitive Ableitströme des Heizelements reduziert werden, womit der Benutzungskomfort ebenfalls verbessert wird (Vermeiden von „Kribbeln”). Durch diese Eigenschaften der Außenisolation wird über die gesamte Produktlebensdauer (von mindestens 500 h) ein zuverlässiger Schutz des Benutzers vor gefährlichen Netzspannungen bzw. hohen Körperströmen erreicht.
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Außer der genannten runden Querschnitts- bzw. Profilform der Heizkordel 1 mit einem oder zwei Stromleitern 20, 40 lässt sich die Querschnittsform auch oval bzw. flach (länglich ausgedehnt in Richtung der Fläche des Trägers), mit rechteckförmiger oder seitlich runder Gestalt herstellen, wobei bei flacher Ausführung entlang der beiden Längsränder auch wulstartige, rundliche Verdickungen vorgesehen sein können, durch die jeweils ein Stromleiter 20, 40 geführt ist.
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Der Aufbau der Außenisolation kann aus mehreren Schichten bestehen, wie vorstehend bereits angesprochen. Eine Vorgehensweise besteht dabei beispielsweise darin, dass auf dem Stromleiter, gegebenenfalls dem äußeren Stromleiter 40, zuerst eine geringfügig überlappende Folie aus Kunststoffmaterial der genannten Art (TPE-E-Gruppe bzw. entsprechenden Materialen) gewickelt und eine weitere Außenisolierschicht mit gleichem, niedrigerem oder aber höherem Schmelzpunkt aus z. B. (Weich-)PVC oder niedrig schmelzendem TPE, PES, PUT, PET oder ähnlichem Material aufgebracht wird. Auf dem äußeren Stromleiter 40 wird in Längsrichtung eine punkt-, linien-, ring- oder spiralförmige, elastische Abstandsschicht einer Dicke von z. B. zwischen 0,05 mm bis 3 mm (je nach Durchmesser des Kerns) aufgetragen und die genannte Außenisolation wird anschließend in einer weiteren Schicht einer Dicke von z. B. 0,2 mm bis 1 mm rundum hohlraumfüllend oder als Schlauch aufgetragen, wobei eine möglichst gute Verformbarkeit erzielt werden soll. Ein Vorteil ist dabei, dass bei mechanischer Belastung sich der Druck auf das Heizelement flächig verteilt und der innere Kern gegebenenfalls entstehenden mechanischen Spannungen ausweichen kann. Auch lässt sich eine vorteilhafte Verbindung Außenisolation 50 zu den inneren Strukturen erreichen.
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Die Zwischenisolation 30 besitzt, wie bereits erwähnt, vorteilhaft eine Schmelztemperatur im Bereich von ca. 140°C bis 170°C. Bevorzugt besteht sie aus einer Materialzusammensetzung aus einem thermoplastischen Elastomer, wie z. B. TPE-S mit Polypropylen (PP; SEES + PP). Diese Materialzusammensetzung erfüllt, wie auch die vorstehend beschriebene Außenisolation 50, sehr hohe Anforderungen an die Flexibilität und ergibt zusammen mit der Außenisolation 50 und geeignet gestalteten Stromleitern 20, 40 insgesamt eine hoch flexible Ausbildung der Heizkordel 1 mit stabilen mechanischen und elektrischen Eigenschaften.
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Bei weniger hohen Anforderungen kommt auch eine Zwischenisolation 30 aus Polyäthylen (PE) oder Polypropylen (PP) in Betracht oder es können andere Kunststoffmaterialien wie nieder-, mittel- oder hochschmelzendes Weich-PVC oder Polyamide verwendet werden.
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Wie vorstehend ebenfalls bereits ausgeführt, kann die Zwischenisolation 30 zum Bilden eines Temperatursensors mit NTC-Widerstandsverhalten oder PTC-Widerstandsverhalten ausgeführt werden, wobei die Temperaturabhängigkeit des Widerstands unterschiedlich gewählt werden kann, z. B. linear mit einer mehr oder weniger großen Steilheit oder exponentiell.
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Die Stromleiter 20, 40 können beide als Heizleiter oder einer als Heizleiter und der andere als Sensorleiter ausgebildet sein, wie bereits erwähnt. Sie können relativ zueinander gleiches Widerstandsverhalten, z. B. temperaturunabhängiges Widerstandsverhalten (PTC-Verhalten oder NTC-Verhalten) aufweisen oder verschieden sein, um damit zusammenhängend unterschiedliche Steuerungsschaltungen zu realisieren. Auch von ihrem sonstigen Aufbau her können sie gleich oder unterschiedlich ausgeführt sein, wie z. B. als einfach oder mehrfach gewickelter Metalldraht bzw. Draht aus einer Widerstandslegierung, aus Kupfer, Nickel, Silber oder dgl. und im Querschnitt können sie flach oder rund gestaltet sein. Weitere Ausführungsmöglichkeiten oder Stromleiter 20, 40 sind: gewalzt, blank, mit oder ohne Korrosionsschutz wie Nickel, Silber, Gold, Oxidationsbehandlung, mit Lackierung (Textil) oder umsponnen, umwickelt oder dgl. Der innere Stromleiter 20 und der äußere Stromleiter 40 können bei spiralförmiger Wicklung um den Träger gleichsinnig oder gegensinnig gewickelt sein, um die Flexibilität der Heizkordel oder die Kurzschlussbildung gezielt zu beeinflussen.
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Der Trägerfaden/die Trägerfäden des oder der Stromleiter 20, 40 sind z. B. als Monofilament oder Multifilament oder als Mehrfadenaufbau (hier z. B. Lahnleiter) ausgestaltet, wobei verschiedene Verarbeitungsweisen (verzwirnt, verseilt oder dgl. mit Rechts-/oder Linksschlag) möglich sind und verschiedene Materialien verwendet werden können, wie Kunststoffe (PES, PET, PUT...) oder Naturfasern (Wolle, Baumwolle oder dgl.).
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Die verschiedenen Komponenten der Heizkordel 1 haben z. B. folgende Durchmesser: innerer Stromleiter als Faden- oder Lahn- bzw. Litzenleiter: 0,3 bis 1,0 mm; innerer Stromleiter 20 als Einzeldraht: 0,025 bis 0,2 mm (rund, flach, mit/ohne Beschichtung gegen Korrosion oder zusätzliche Isolierung); Zwischenisolation: 1,1 bis 2,0 mm (mit/ohne NTC-Funktion); äußerer Stromleiter 40: 0,025 bis 0,2 mm (rund, flach oder andere Querschnittsform); Außenisolation 50: 1,8 bis 3,4 mm.
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Beim Aufbau der Heizkordel 1 mit parallel nebeneinander geführten Stromleitern kommt noch der Abstand zwischen den zwei Stromleitern bzw. zwischen deren Isolation hinzu, der z. B. in weiten Bereichen zwischen 0,5 mm und 10 mm variieren kann.
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Die Oberflächenbeschaffenheit der Außenisolation 50 mit dem vorstehend beschriebenen Kunststoffmaterial, das gummiartige Eigenschaften besitzt, kann an das umgebende Material des flexiblen Trägers angepasst werden, wie z. B. an zwei umgebende Schaumstofflagen oder Vliese, um eine Verlagerung der Heizkordel 1 zu verhindern oder aber zu ermöglichen. Die Heizkordel 1 kann in den Träger eingeschweißt, eingezogen oder darin mittels besonderer Befestigungselemente fixiert sein. Hierzu kann die Oberfläche aufgeraut, geglättet, verhakend oder dgl. ausgebildet sein. Hierbei kommen auch Zusatzstoffe, wie Gleitmittel in Betracht. Diese Maßnahmen sind so abzustimmen, dass lokale Kordelansammlungen und damit eine erhöhte elektrische Flächen-Wärmeleistung in dem Wärmegerät vermieden werden, um Frühausfälle zu verhindern.
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Für die Kennzeichnung und optische Gestaltung bietet die Außenisolation auch gute Eigenschaften für einen Zusatz von Farbstoffen zum Einfärben und/oder für eine Bedruckung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1036486 B1 [0002]
- EP 1670286 B1 [0003, 0003]
- FR 2590433 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 60335-2-17 [0007]
- DIN EN 60335-2-17 (VDE 0700-17): 2009-08 [0025]
- EN 60335-2-17: 2002 + A1: 2006 + A2: 2009 [0025]
- ISO 18064 [0025]
- DIN EN 60335 [0031]