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DE2513362A1 - Flaches heizelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Flaches heizelement und verfahren zu dessen herstellung

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DE2513362A1
DE2513362A1 DE19752513362 DE2513362A DE2513362A1 DE 2513362 A1 DE2513362 A1 DE 2513362A1 DE 19752513362 DE19752513362 DE 19752513362 DE 2513362 A DE2513362 A DE 2513362A DE 2513362 A1 DE2513362 A1 DE 2513362A1
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powder
flat heating
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Shin Kiyokawa
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    • Y10S264/46—Molding using an electrical heat

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

D — 62 WIESBADEN 24*3.1975 Postfach 1327 I/ep
Dr. Hans-Heinridi Willrath «"»«*«»»»
1-^ «-^, ,,rr , Telegrammadresse: WILLPATENT
Dr. Dieter Weber
DipL-Phys. Klaus SeifFert
PATENTANWÄLTE ICioiri
^b I ooo2
Shin Kiyokawa
139, Kami-hikona, Misato-shi, Saitama-ken
Japan
Flaches Heizelement und Verfahren zu dessen
Herstellung
Prioritäten; v. 29.Märζ 1974 in Japan Anm.No.: 35373/74
v. 29.März 1974 in Japan Anm.No.: 35374/74
Die Erfindung betrifft sin flaches Heizelement mit einem wärmeplastischen Harz als Träger und auf und in der Nähe von dessen Oberfläche schlecht verteiltem elektrisch leitfähigem Pulver. Bisher sind auf verschiedenen Gebieten Flachheizeleraente benutzt worden, um weitere Bereiche aufzuheizen oder deren Temperatur zu halten, beispielsweise Erhitzer zum Schmelzen von Schnee, Verhinderung des Gefrierens von Straßen oder Wasserleitungen, Haltung oder Erhöhung der Temperatur eines chemischen Gerätes oder für Züchtungszwecke. Bekannte flache Heizelemente zur Anwendung auf den vorstehend genannten Gebie-
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Postscheck: Frankfurt/Main 67 63-602 Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden, Konto-Kr. 276807
ten sind folgende:
A) Heizelement, hergestellt durch Aufeinanderschichten von korrosionsfester Aluminium- oder Kupferfolie von 2 bis 100 M Dicke auf einen isolierenden Wärmefesten Kunststofffilm und anschließende Ätzung der Metallfolie.
B) Heizelement, hergestellt durch Aufkleben von Kohlepulver auf eine Glasfaserplatte und anschließende Beschichtung mit einer elastomeren oder plastischen Isolierabdeckung.
C) Heizelement, hergestellt durch Weben von Kohlenstofffasern.
D) Heizelement, hergestellt durch Verformung von elastomerem oder plastischem Kunstharz und Kohlepulver.
Obgleich man gemäß A) äußerst dünne Heizelemente von hoher Leistung trotz kleinen Ausmaßes erhalten kann, haben sich viele Mangel, wie geringe Festigkeit gegen Biegung und Unmöglichkeit zur Erzielung einer großen Kapazität, ergeben. Das Element B) hat Nachteile, wie geringe Biegefähigkeit und große Veränderung im Widerstand, je nach der Biegung, Schwierigkeit, dem Heizelement einen konstanten Widerstand zu erteilen, und geringe Widerstandsfähigkeit gegen Druck. Das Element C) hat dieselben Mangel wie gemäß B), außerdem ist Kohlenstofffaser ziemlich teuer. Das Element D) besitzt eine gute Verarbeitungsfähigkeit, hat aber einen wesentlichen Nachteil,
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es ist eine große Menge Kohlepulver erforderlich, um einen geeigneten Widerstandswert für ein Widerstandselement zu erhalten, das unter niedriger Spannung, z.B. um 100 V oder weniger, arbeitet. In einigen Fällen muß man 50 bis 60 Gew.-% Kohlepulver zusetzen. Wenn man aber dem thermoplastischen Harz eine so große Menge Kohlepulver zusetzt, ist es ziemlich schwierig, die Mischung zu verformen, und der erhaltene Erhitzer hat dann eine geringe Biegungsfähigkeit, so daß er Sich nur in ziemlich beschränktem Rahmen verwenden läßt. Flache Heizelemente der oben unter A) bis D) erwähnten Art haben viele Nachteile und lassen sich nur für kleine Größen und für geringe Kapazitäten verwenden. Außerdem besitzen bekannte flache Heizelemente eine Eigenart, nämlich daß ihre Widerstandswerte im Falle ihrer Verwendung bei erhöhter Temperatur oder über längere Zeit entsprechend dem negativen Widerstand von Kohlenstoff selbst abfallen. Bei erhöhter Temperatur wird höherer elektrischer Strom aufgeladen, so daß schließlich die Erhitzer durch überhitzung zerstört werden. Infolgedessen erfordern bekannte flache Heizelemente Einrichtungen zur Temperatürermittlung und -steuerung.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines neuen flachen Heizelementes mit beständigen und ausgezeichneten Eigenschaften, das sich auch für Massenproduktionen eignet, andererseits aber eine selbstregelnde Funktion besitzt, d.h., daß bei niedrigerer Temperatur ein höherer elektrischer Strom aufgeladen wird und bei höherer Temperatur niedrigerer elektrischer Strom entsprechend aufgeladen wird. Außerdem soll
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das neue flache Heizelement erwünschte Biegefestigkeit, Zähigkeit, Druckfestigkeit und Widerstandsfühigkeit gegen Feuchtigkeit besitzen. Gleichzeitig sollen Leitungsdrähte in dichtem Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht • des Heizelementes oder äußeren elektrischen Stromkreisen stehen, und die Leitungsdrähte sollen sich in die Querschnittsmitte des Heizelementes einführen lassen. Ein derartiges flaches Heizelement eignet sich für verschiedene Anwendungsgebiete, wie Industriewerke, Verkehrsbetriebe, Konstruktionen, Landwirtschaft und Viehhaltungen.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß einem isolierenden thermoplastischen Harz elektrisch leitfähiges Pulver unter Schmelzung zugemischt und die schmelzende thermoplastische Harzmasse in die Form eines Bogens, z.B. einer Platte, eines Zylinders oder dergleichen, ausgepreßt, der erhaltene Formkörper dann rasch zu einem ebenen Heizelement abgekühlt wird, worin das elektrisch leitfähige Pulver auf der Oberfläche und in deren Nähe ungleich verteilt ist, um eine teilweise elektrisch leitfähige Schicht zu bilden.
Ferner ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß beim eben erwähnten Formungsvorgang der Formkörper gestreckt oder gezogen wird, um eine innere Spannung in den Molekülen des Körpers hervorzurufen, wobei die Temperaturwiderstandsfähigkeit des erhaltenen flachen Heizelementes durch Benutzung der inneren Spannung geregelt wird.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig.l zeigt schematisch einen Teil eines flachen Erhitzers,
Fig.2 ist ein Teilquerschnitt durch den flachen Erhitzer,
Fig.3 ist eine Teilansicht eines anderen flachen Heizelementes,
Fig.4 ist eine Teilansicht des flachen Heizelementes zur Erläuterungseiner selbststeuernden Funktion,
Fig.5 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Formungsverfahrens des flachen Heizelementes,
Fig.6 zeigt in einem Diagramm die Kennzeichen des flachen Heizelementes,
Fig.7 ist eine Seitenansicht und zeigt einen Hauptteil des Formungsverfahrens des flachen Heizelementes,
Fig.8 erläutert in einer Seitenansicht einen anderen Teil des Formungsverfahrens,
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Fig.9 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig.8.
Das flache Heizelement nach der Erfindung wird dadurch hergestellt, daß man unter Schmelzung das isolierende thermoplastische Harz mit elektrisch leitendem Pulver vermischt und die Dispersion aus den beiden Bestandteilen als Strang auspreßt, dann die geformte thermoplastische Harzmasse rasch abkühlt, während das geschmolzene thermoplastische Harz sich noch in geschmolzenem Zustand oder im Erweichungszustand befindet und dann vorzugsweise das geformte thermoplastische Harz streckt oder zieht. Im allgemeinen ist bei der Formung flacher Heizelemente unter Benutzung von Kohlepulver oder anderem elektrisch leitfähigem Pulver als Bestandteil der elektrisch leitfähigen Schicht des flachen Heizelementes eine außerordentlich große Pulvermenge erforderlich. Bei bekannten Methoden sind mindestens 50 bis 60 Gew.-% Kohlepulver zuzusetzen, um die Funktion als Heizelement zu erfüllen. Infolge Verwendung einer so großen Menge Kohlepulver ist es ziemlich schwierig, die Mischung zu verformen,und die mechanische Festigkeit des erhaltenen Elementes ist ziemlich mangelhaft. Gemäß der Erfindung erfolgt der Zusatz des elektrisch leitfähigen Pulvers, wie Kohlepulvers, in möglichst kleiner Menge, um zu gewährleisten, daß das flache Heizelement gleichzeitig gute Verformbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Biegungsfähigkeit und Druckfestigkeit besitzt. Wenn eine kleine Menge von beispielsweise 20 % Kohlepulver zugesetzt und gleichmäßig in dem Formkörper, wie im bekannten flachen Heizelement, dispergiert wird, ist der elektrische Widerstand der zu erhal-
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tenen Formkörpers äußerst hoch, so daß er überhaupt nicht als flaches Heizelement benutzt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe in ausgezeichneter Weise gelöst. Gemäß der Erfindung wird mämlich Kohlepulver in einem besonderen Teil des Formkörpers ungleichmäßig verteilt, und der andere Teil des Formkörpers wirkt nicht als Widerstand des Heizelementes. Deshalb ist keine große Menge Kohlenstoffpulver erforderlich. Das Heizelement nach der Erfindung unterscheidet sich wesentlich von Zweischichtenheizelementen, die aus einer Kohlenstoffschicht, gebunden an eine Isolierschicht mit einem Klebemittel, aufgebaut sind. Das Zweischichtenelement, das durch Verbindung von zwei Schichten hergestellt ist, neigt zu einer Ablösung der Schichten durch Druck oder Biegung und zur allmählichen Veränderung der Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Schicht durch Einwirkung des darin enthaltenen Klebemittels. Das Heizelement nach der Erfindung ist dagegen im wesentlichen als ein Körper aufgebaut und zeigt gute Eigenschaften, selbst unter einem Druck von 200 kg/cm oder mehr. Es wird aus thermoplastischem Harz als Träger und einer kleinen Menge Kohlepulver oder sonstigem elektrisch leitfähigem Feinpulver durch Vermischen hergestellt. Deshalb ist die Formbarkeit nicht wesentlich verschieden von derjenigen bei thermoplastischen Harzen allgemein. Der Träger ist ein isolierendes thermoplastisches Harz, das vorzugsweise solche Eigenschaften, wie gute Vermischbarkeit mit elektrisch leitfähigem Pulver, gute Verformungsfähigkeit, Streck- oder Ziehfähigkeit während der
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Erhitzung, Fähigkeit zur Haltung der Kontraktionsenergie, die im Molekül durch Strecken oder Ziehen erzeugt wird, und gute thermische Beständigkeit besitzt.
Bezeichnende Beispiele für solches isolierendes thermoplasti sches Harz sind Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Copolymer aus Äthylen und Vinylacetat sowie deren Gemische.
Kohlepulver oder ein sonstiges elektrisch leitfähiges Pulver wird in der Nähe der Oberfläche ungleichmäßig verteilt, und der Formkörper wird unmittelbar nach der Schmelzverpressung, d.h., während sich das dispergierte Pulver darin noch bewegen kann, rasch abgekühlt. Die Tatsache der ungleichmäßigen Verteilung des elektrisch leitfähigen Pulvers durch rasche Kühlang hat eine beträchtliche Bedeutung für die Erfindung. Die Abkühlung kann dadurch erfolgen, daß man entweder den geformten Körper in Kühlwasser eintaucht, den Formkörper mit einer Kühlwasser in Kontakt bringt und ihn beispielsweise zwischen einem Paar von Kühlwalzen preßt oder Kühlluft oder Kühlflüssigkeit auf den Formkörper aufsprüht oder aufbläst. Die zugesetzte Menge an elektrisch leitfähigem Pulver hängt von dem zu benutzenden thermoplastischen Harz und den gewünschten Kennzeichen ab, sie ist gewöhnlich kleiner als 40 Gew.-% des thermoplastischen Harzes.
den Aufbau des in Fig.l und 2 dargestellten flachen Heizelementes betrifft, so ist die Oberfläche des Heizelementes 1 mit einer isolierenden Abdeckung 2 beschichtet. Die Kontakt-
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stifte 5 und 6 und die Leitungsdrähte 3 und 4 sind miteinander verbunden. Zwischen den Leitungsdrähten 5 und 6 ist auf der Oberfläche des Heizelementes Kohlepulver oder sonstiges elektrisch leitfähiges feines Pulver zur Bildung der elektrisch leitfähigen Schicht 7 ungleichmäßig verteilt, und zwischen den Leitungsdrähten 3 und 4 findet sich ein spezifischer Widerstandswert. Vorzugsweise hat das Heizelement 1 die Form eines Bandes, und die Leitungsdrähte 3 und 4 sind parallel mit dem Band angeordnet. In Fig.3 ist das Heizelement I1 mit einer Anzahl von Leitungsdrähten 3', 41, 3", 4" usw. verbunden, um die Heizfläche zu vergrößern.
Das Heizelement kann in eine flache Gestalt, beispielsweise die Gestalt einer Platte, eines Zylinders, eines dreikantigen Streifens und dergleichen, je nach dem gewünschten Verwendungszweck, haben. Die Temperaturselbststeuerungsfunktion des flachen Heizelementes ist in Figl4 erläutert. Wenn ein elektrischer Strom an die Drähte 3 und 4 angelegt wird, belädt er die elktrisch leitfähige Schicht 7 unter Erzeugung von Joule-Wärme. Diese Joule-Wärme erhitzt allmählich das Heizelement, und dieses neigt dazu, in der Richtung A-A1 der Fig.4, d.h. in der Richtung des Heizelementes, durch die Wirkung der Kontraktionsenergie zu schrumpfen, die im Molekül während der Streckung oder Ziehung entsprechend der Temperaturerhöhung aufrechterhalten wurde. Wenn die Kontraktionsspannung in dem Heizelement erzeugt wird, so dehnt es sich schwach in Richtung quer zu der Kontraktionsspannung, d.h. in Richtung B-B1. Infolgedessen weitet sich
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der Abstand zwischen den Leitungsdrähten 3 und 4, und demgemäß wird der Widerstandswert der elektrisch leitfähigen Schicht angehoben, und der elektrische Stromwert.fällt in umgekehrter Proportion zum Widerstandswert. Diese Erscheinung wird durch die Streck- oder Ziehwirkung im Verformungsprozeß hervorgerufen; das Kennzeichen hängt von dem Verhältnis der Streckdehnung ab. Deshalb ist die Streck- oder Ziehkondition ziemlich wichtig bei der Herstellung des Heizelementes.
Die Merkmale der Erfindung sind folgende: In dem Heizelement nach der Erfindung wird elektrisch leitfähiges Pulver, wie Kohlepulver, in einem Teil des Heizelementes ungleichmäßig verteilt, so daß eine kleinere Menge des Pulvers dem Heizelement geeigneten elektrischen Widerstand erteilt. Der Hauptteil des Heizelementes ist aus thermoplastischer Harzschicht mit beträchtlich kleinerem Pulvergehalt aufgebaut, so daß die mechanischen Eigenschaften des Heizelementes nahezu gleich denjenigen eines geformten Gegenstandes aus dem thermoplastischen Harz ohne das Pulver sind.
Das Heizelement nach der Erfindung hat eine ausgezeichnete Heizleistung, weil es die Eigenschaft hat, daß die Widerstandsfähigkeit entsprechend der Erhöhung der Temperatur ansteigt. Wenn die Temperatur des Heizelementes angehoben wird, steigt. der Widerstandswert außerordentlich, und automatisch sinkt die elektrische Stromstärke.
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Das Heizelement nach der Erfindung hat ausgezeichnete Druckfestigkeit sowie hohe Biegefähigkeit; beispielsweise kann es
einem Druck über 2OO kg/cm widerstehen.
Das Heizelement nach der Erfindung kann leicht und wirtschaftlich hergestellt werden.Man kann ihn unterschiedliche Charakteristiken dadurch erteilen, daß man die Zusatzmenge des elektrisch leitfähigen Pulvers, die Art des thermoplastischen Harzes, den Abstand zwischen den Leitungsdrähten, die Abkühlungsgeschwindigkeit und andere Bedingungen regelt. In dem flachen Heizelement nach der Erfindung können verschiedene Bestandteile, wie Wärmestabilisierungsmittel, Antioxidationsmittel, Blockierungsmittel und dergleichen» wie bei bekannten Formgegenständen eingeschlossen sein. Außerdem ist es zweckmäßig, eine Strahlung "von hoher Energie auf den Formkörper einwirken zu lassen, um dessen mechanische Eigenschaften, wie seine Wärmebeständigkeit und Zähigkeit, zu verbessern. Jegliche Form einer lonisierungsbestrahlung von hoher Energie, wie Teilchen- oder Röntgenbestrahlung, z.B. mit hochbeschleunigten Elektronen, Protonen, Alphateilchen, Betastrahlen usw., ist geeignet. Bezeichnende Quellen einer ionisierenden Bestrahlung sind Elektronenbeschleuniger νcm Van de Graaff-Typ, Cobalt 6O oder dergleichen. Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Durchführung der Erfindung.
Beispiel 1
Gewichtsmäßig wurden 20 % Polyäthylen, 5O % Äthylen-Vinylacetatmischpolymer, 20 % Polyvinylchlorid und 2O % Kohlepulver
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(bezogen auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Harze) vermischt. Die Mischung wurde aus der Strangpresse 20 (Fig.5) in geschmolzenem Zustand durch die zylindrische Preßform am Ende der Strangpresse 20 mit einer Geschwindigkeit von 2/5 m/min ausgepreßt. Die zwei Leitungsdrähte 3 und 4 wurden dabei in den Zylinder 21 eingeführt. Der austretende zylindrische Formling 22 wurde zwischen den Quetschwalzen 23 zu einem flachen Körper gepreßt, der durch Eintauchen in Abschreckflüssigkeit 25 im Wasserbehälter 24 auf 18°C abgekühlt wurde. Das erzeugte flache Heizelement la wurde durch die Lenkrollen 25, 26 und 27 geführt. Es hatte eine Breite von 200 mm und eine Dicke von 1,3 mm. Die Eigenschaften des flachen Heizelementes sind als Kurve B in Fig.6 aufgetragen.
An das Heizelement wurde unter einem Druck von 180 kg/cm ein elektrischer Strom angelegt, aber das Verhältnis von Widerstand zu Temperatur wurde durch den Druck überhaupt nicht beeinflußt. Obgleich der Oberflächenteil des Heizelementes einen Widerstand von 240 ■**■ /m zeigte, war der Widerstandswert der inneren Schicht (nach Abschneiden der Oberflächenschicht) nahezu gleich denen der allgemeinen Isolierschicht. Diese Tatsache zeigt, daß das Kohlenstoffpulver innerhalb des Elementes ungleichmäßig verteilt ist. Wenn die Oberfläche des Heizelementes mit einem Tuch gerieben wurde, war keine Veränderung im Widerstandswert erkennbar. Demnach war offensichtlich das Kohlenstoffpulver innerhalb des thermoplastischen Harzes fest gebunden. Gelegentlich wurde der in diesem Beispiel hergestellte geschmolzene Körper unter einer ionisierender Strahlung von 10 M Rad von einem Van de Graaff-Beschleuni-
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ger bei 60 C gesetzt. Der Körper hatte eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit.
Beispiel 2
Polyäthylen, enthaltend 25 % Kohlenstoffpulver, wurde unter Schmelzen durchgemischt, einer Strangpresse zugeführt und geschmolzen durch ein T-Mundstück mit einem flachen Schlitz zu einem Formkörper verpreßt. Der erzeugte flache Körper wurde durch Besprühen mit Wasser von 200C rasch abgekühlt und zu einem flachen Heizelement von 1 mm Dicke und 250 mm Breite gewalzt. Das flache Heizelement besaß die durch Kurve A in Fig.6 gezeigte Charakteristik. Kohlenstoffpulver war im Oberflächenteil ungleichmäßig verteilt.
Beispiel 3
Ein flaches Heizelement von 200 mm Breite wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, daß es mit einer Geschwindigkeit von 2,5 m/min gewalzt wurde. Die Charakteristik des hergestellten Elementes ist durch die Kurven C und D in Fig.6 erläutert. In diesem Diagramm gibt die Abzisse die Obefflächentemperatur des Heizelementes in °C und die Ordinate den Widerstandswert inXX/m und den verbrauchten Strom in W/m an. Die Kurve A zeigt einen Stromverbrauch von 30 W/m bei 20 C und einen Widerstand von 300 Ώ/m in dieser Zeit. Die Kurve B zeigt einen Stromverbrauch von 40 W/m bei 20 C und einen Widerstand von etwa 240 -£i /m. Die Kurve C zeigt einen Stromver-
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brauch von 50 W/m bei 20°C und einen Widerstand von etwa 210 Q-/m in diesem Zeitpunkt. Die Kurve D zeigt einen Stromverbrauch von 60 W/m bei 200C und einen Widerstand von etwa 170 S*-/m zu diesem Zeitpunkt.
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen die Möglichkeit einer selbsttätigen Temperaturkontrolle. Gemäß3der Erfindung ist ' die Streckung oder Ziehung im geschmolzenen oder erweichten Zustand wichtig und wird wie folgt durchgeführt. Gemäß Fig.7 wird ein zylindrischer Formkörper 30 gebildet mit Quetschrollen 31, 32 zu einem Bogen verformt. Das Zylindermundstück
21 ist mit einem Schlitz und dem Loch 23 zur Führung der Leitungsdrühte 3 und 4 .ausgerüstet. Der geschmolzene Körper
22 wird aus dem Mundstück 21 ausgepreßt und unmittelbar anschließend zwischen den Quetschrollen 31 und 32 zu einem Bogen verformt. Das Mundstück 21 ist mit den Düsen 33 und 34 ausgerüstet, aus denen Kühlflüssigkeit oder Kühlgas zur Kühlung der Oberfläche des Formkörpers 22 aufgebracht wird, unmittelbar bevor er mit der Quetschrolle 31 zusammengedrückt wird. Erforderlichenfalls enthalten die Quetschrollen 31 und 32 Kühlflüssigkeiten. Die Drehgeschwindigkeit der Quetschrollen 31 und 32 kann entsprechend veränderbar sein, so daß es möglich ist, durch Regelung ihrer Drehgeschwindigkeit Streckung oder Ziehung auf einem gewünschten Maße zu halten.
Fig.8 und 9 zeigen ein Gerät zur Herstellung des Heizelementes unter Benutzung eines T-Mundstückes. Das Mundstück ist am Ende der Strangpresse 20 angesetzt, und die Leitungsdrähte
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3 und 4 werden von einer Schulter des T-MundStückes 40 zugeführt. Der aus dem Mundstück austretende geschmolzene Körper erhält eine gewünschte Streckung durch die Quetschwalzen 42 und wird rasch durch Kühlflüssigkeit oder Kühlgas gekühlt, das aus den Düsen 43 und 44 aufgebracht wird. Das hergestellte Heizelement wird auf die sich aus dem Verwendungszweck ergebende gewünschte Länge geschnitten und mit der in Fig.l gezeigten Abdeckung 2 versehen.
Beispiel 4
Eine Mischung aus 20 % Polyäthylen, 50 % Äthylen-Vinylacetatmischpolymer und 20 % Polyvinylchlorid wurde mit 20 % des Gesamtgewichtes des thermoplastischen Harzes an Kohlepulver wrsetzt, gleichmäßig durchgemischt und bei 180 C geschmolzen. Die geschmolzene"Mischung wurde mit 2,5 m/min unter Benutzung des in Fig.7 gezeigten Gerätes zu dem Formkörper 22 erpreßt. Diametral gegenüberliegend wurden in den erzeugten zylinderförmigen Formling die Leitungsdrähte 3 und
4 eingeführt, und das Ganze wurde mit den Quetschrollen 31 zu einem Bogen verpreßt. Die Oberfläche des Formlinge 22 wurde durch Aufsprühen von Kühlwasser von 18 C aus den Düsen 33 und 34 rasch gekühlt. Das erzeugte flache Heizelement hatte eine Breite von 220 mm und eine Dicke von 1,3 mm im Heizungsteil.
Die Eigenschaften des flachen Heizelementes wurden durch Änderung der Drehgeschwindigkeit der Quetschwalzen 31 und verändert. Wenn diese Drehgeschwindigkeit auf 50 % gegenüber
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der Auspreßgeschwindigkeit gesteigert wurde, wurden Heizelemente mit unterschiedlicher Charakteristik erhalten. Die Kurven der Fig.6 wurden erhalten, indem man die Streckungsverhältnisse veränderte. Die Kurve D entspricht einem Vergrößerungsverhältnis von 20 %, die Kurve C einem Vergrößerungsverhältnis von 30 %, die Kurve B von 40 % und die Kurve A von 50 %. - *
Versuch
Ein Heizelement nach der Erfindung wurde mit einem bekannten Erhitzer in Benutzung als Fußbodenheizung eines Schweinestalles verglichen. Drei Platten des Heizelementes nach
der Erfindung von 20 cm Breite und 260 cm Länge, zwei Platten von 20 cm Breite und 240 cm Länge und eine Platte von 20 cm Breite und 200 cm Länge wurden verwendet. Der gesamte Heizwert dieser Platten betrug 740 W. Eine wärmefeste Matte von 1 cm Dicke wurde auf einem Betonunterbau ausgebreitet, dann wurden auf die ganze Oberfläche die flachen Heizelemente
aufgelegt und diese darauf mit Beton beschichtet. Im Vergleich sversuch wurde eine flache Heizung aus linearem Heizelement derselben Gesamtfläche und desselben Heizwertes wie die vorstehend genannte Heizung nach der Erfindung in der
selben Weise verwendet. Zwölf Schweine von je 15 kg Gewicht wurden in diesen beiden Ställen 10 Wochen gezüchtet. Während dieses Zeitraumes wurde den Heizelementen den ganz Tag über elektrischer Strom zugeführt, und die obere Grenztemperatur wurde auf 30°C eingeregelt. Das Durchschnittsgewicht der in dem Stall unter Benutzung der flachen Heizelemente nach der
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Erfindung aufgezogenen Schweine betrug nach 9 Wochen 70 kg, während das Durchschnittsgewicht der in dem Stall unter Benutzung der bekannten Heizung aufgezogenen Schweine nur 65 kg betrug.
Während die mittlere verbrauchte Strommenge bei der Heizung nach der Erfindung 2,16 kW betrug, war dieser Wert bei der bekannten Fußbodenheizung 4,04 kW, d.h. die Heizleistung des flachen Heizelementes nach der Erfindung war erheblich besser. Außerdem kann das flache Heizelement über eine größere Fläche, beispielsweise vom 2-fachen oder mehr,gegenüber dem bekannten flachen Heizelement ausgebreitet werden. Infolgedessen ist das flache Heizelement nach der Erfindung in der Lage, die Temperatur des Schweinestalles konstanter zu halten, worauf das ausgezeichnete Wachstum der Schweine zurückzuführen sein kann. Ferner war die verbrauchte Futtermenge der in dem Stall mit dem flachen Heizelement der Erfindung aufgezogenen Schweine 10 % geringer als im anderen Fall.
Zweckmäßige Anwendungen des flachen Heizelementes nach der Erfindung sind folgende:
öffentliche Bauten und sonstige Bauwerke, wie Straßenheizung, blattförmige Einlagen enthaltender Beton zur Verhinderung des Zufrierens von Rohren, SchneeschmeIzung auf einem Dach, Fußbodenheizung.
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Chemisches Apparatewesen, wie Heizung und Temperaturhaltung von Rohren, Gaszylindern und Großbehältern mit konstanter Temperatur, Gärkessel.
Landwirtschaft, Forstwesen und Tierzucht, wie Fußbodenheizung für Schweinezucht, Treibhäuser, Pflanzenaufzucht.
Medizinisches Instrumentenwesen, wie Temperaturhaltung für Bluttransfusion, Heizkissen.
Haushaltswesen, wie Verhinderung des Einfrierens von Wasserleitungen, Matten für Heizleitungen, Zimmerheizung, Aquarienheizung.
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Claims (10)

Patentansprüche
1.J Verfahren zur Herstellung eines flachen Heizelementes, —^ dadurch gekennzeichnet, daß man ein isolierendes thermoplastisches Harz mit elektrisch leitfähigem Pulver verschmilzt und vermischt, die erhaltene Mischung in Form einer Platte,
eines Zylinders oder dergleichen in geschmolzenem Zustand verpreßt und den Formling rasch abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Masse zu einer Platte, einem Zylinder oder dergleichen verpreßt, worin Drähte in Längsrichtung des Formkörpers eingelegt werden, der Formkörper in weichem Zustand gestreckt oder gezogen und anschließend rasch abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere eines zylindrischen Formlinges mehrere Leitungsdrähte eingelegt werden und der zylindrische Formling dann zu einem Streifen verformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling kontinuierlich rasch abgekühlt und dann einer inonisierenden Bestrahlung von hoher Energie unterzogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Vinylacetatmischpolyraer, Polyvinylchlorid, Polyamid oder einer Mischung hiervon als isolierendes thermoplastisches Harz.
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6. Verfahren nach Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Pulver aus Kohlenstoffpulver besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 20 %, elektrisch leitfühigen Pulvers zif dem thermoplastischen Harz.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühltemperatur unterhalb 110°C, vorzugsweise unterhalb 20°C, liegt.
9. Flaches Heizelement aus einem isolierenden thermoplastischen Harz und elektrisch leitfähigem Pulver in der Masse, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige feine Pulver in Nachbarschaft der Elementoberfläche unter Bildung einer elektrisch leitfähigen Schicht ungleichmäßig verteilt ist.
10. Heizelement nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch in der elektrisch leitfähigen Schicht verbundene Leitungsdrähte.
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