Silikon-Heizmatten

Silikonheizungen sind dauertemperaturbeständig bis 200 °C, mit Selbstklebefolie sollten 180 °C möglichst nicht überschritten werden. Kurzfristig dürfen höhere Temperaturen (bis 230 °C) erreicht werden, ohne dass die Heizung zerstört wird. Welche Temperatur ein Silikon-Heizelement in der Anwendung erreicht, kann man generell nur schwer vorhersagen, da es extrem viele Einflussfaktoren gibt. Dazu gehören neben der Leistung bzw. Oberflächenbelastung auch die Masse und Art des zu beheizenden Guts (Wärmeleitfähigkeit, Oberflächenbeschaffenheit etc.), die Einbau-/Montagesituation (aufgeklebt, vulkanisiert, geklemmt etc.) die Umgebungstemperatur, Luftströmungen und natürlich die eingesetzte Steuer- und Regeltechnik.

Als Orientierungshilfe finden Sie hier eine Tabelle, die die Temperaturen zeigt, die abhängig von der Oberflächenbelastung im ungeregelten Zustand am Silikon-Heizelement entstehen können.

Als Faustregel gilt: je niedriger die Oberflächenbelastung, umso länger die Lebensdauer. Um Überhitzungen zu vermeiden, empfehlen wir, eine Oberflächenbelastung von 0,8 W/cm² nicht zu überschreiten. Einige unserer Kunden haben Anwendungen, in denen Silikon-Heizmatten mit 2 W/cm² oder mehr problemlos betrieben werden. In welchen Anwendungen das möglich ist, kann jedoch nur durch Versuche herausgefunden werden. Aufgrund der Vielzahl von uns nicht beeinflussbarer Temperatureinflussgrößen übernehmen wir keine Gewährleistung für überhitzte Silikonheizungen mit einer Oberflächenbelastung über 1,3 W/cm².

Anwendungsbeispiele für Silikonheizmatten sind: Großküchentechnik / Catering, Antibeschlag- und Antifrostanwendungen, Werkzeug- oder Plattenbeheizungen, Blisterverpackungsmaschinen, Heißpressen, 3D-Drucker, Granulattrockner, Laborausstattung / medizinische Geräte, Reparatur von Verbundmaterialien uvm.

Beim Design von Silikonheizungen hat der Konstrukteur nahezu unbegrenzte Freiheitsgrade. Dies gilt für die in weiten Grenzen gefassten minimalen und maximalen Abmessungen, ebenso wie für Konturen und Aussparungen sowie Löcher und Durchführungen jeglicher Art. Die gute Formflexibilität von Silikonheizungen ermöglicht zudem die Beheizung zylindrischer, konischer oder gerundeter Flächen. Hierbei ist es auch möglich, dem Silikonheizelement die zu beheizende Oberflächenform bereits bei der Herstellung einzuprägen. Dies wird z.B. für Rohrleitungen, Körper mit Formübergängen oder kleinen Umlenkradien so praktiziert. Der kleinste Durchmesser für vorgeformte Silikon-Heizelemente liegt bei nur 12 mm. Die Möglichkeit, die Heizungen vorzuformen, wird auch durch deren Länge bestimmt. Hier gilt: je länger desto starrer, desto sinnvoller das Vorformen. Als Spiralschlauch gewickelt, sind Silikonheizungen auch für flexible Rohre ab 6 mm Durchmesser geeignet.

Abhängig davon, ob die Silikon-Heizung in der Anwendung häufig bewegt wird, besonders dünn sein muss oder eine Freigabe für den Lebensmittelbereich braucht, werden unterschiedliche Silikonmaterialien verwendet. Im Normalfall ist es so, dass Sie uns Ihre Anforderungen und die Anwendung beschreiben und wir dann das passende Material auswählen.

10 Vorteile unserer Silikonheizmatten

• geringes Gewicht
• einfache Installation
• feuchtigkeitsgeschützt
• leichte Reinigung
• minimaler Platzbedarf
• integrierte Temperatursensoren
• integrierte Temperaturschalter/-sicherungen
• vom Einzelstück bis zur Großserie
• jede Form möglich
• kurze Aufheizzeit

Technische Daten für Silikonheizelemente vs. Kaptonheizungen und Polyesterheizungen

Geometrie von Silikon-Heizelementen

• Konturen / Aussparungen / Löcher Können nach Ihren Wünschen vorgesehen werden
• Ggf. muss ein Schneidwerkzeug erstellt werden (z. B. bei besonders vielen Löchern oder engen Positionstoleranzen)
• Zwischen zwei Aussparungen und zum Rand brauchen wir mindestens 10 mm Isolationsabstand, sonst bleibt der Bereich unbeheizt

Vorgerundete Silikon-Heizungen

• Sinnvoll für Ø ab 12 mm und bis Ø 100 mm
• Nicht möglich in Verbindung mit Selbstklebefolie

• Spiral-Silikonheizbänder
• Passend für Rohre und Schläuche mit Ø 6,35 mm (1/4")
• Bis Ø 12 mm verwendbar (die gewickelte Länge des Spiral-Silikonheizbandes verringert sich entsprechend)
• Dicke des Silikonheizbandes: 2,2 mm
• 500 mm PTFE-Litze
• Anschlussbereich: 25 x 36 mm
• Sondertypen für größere Rohrdurchmesser und Längen auf Anfrage
• Zusätzlicher Sensor (Thermoelement, PT 100) für externe Temperaturregelung auf Anfrage

Herstellverfahren für Silikonheizungen

Bei den Silikonheizungen gibt es zwei unterschiedliche Produktionsverfahren, die abhängig von Stückzahl, Geometrie, Heizleiterlayout oder thermischer Belastung unterschiedliche Nutzenvorteile haben.

• Gewickelter Draht

Für Losgrößen unter 50 Stück wird i. d. R. ein Heizleiterdraht mit Hilfe eines Nagelbretts manuell mäanderförmig verlegt. Falls erforderlich, kann ein spezieller Heizleiterdraht verwendet werden, der mechanischen Beanspruchungen durch thermische Ausdehnung noch besser standhält. Insbesondere in sehr großflächigen Silikon-Heizmatten oder solchen, die häufiger bewegt werden, kommt dieser Heizleiter zum Einsatz. Da als Werkzeug ein Nagelbrett ausreicht, fallen nur geringe Designkosten an, was das Herstellverfahren besonders für Einzelfertigung mit kleinen Stückzahlen wirtschaftlich interessant macht.

• Geätze Folie

Bei größeren Losgrößen oder Silikonheizungen mit vielen Aussparungen und aufwändigem Layout, werden die Heizleiterbahnen mittels spezieller Druck- und Ätztechnik aus einer sehr dünnen Folie hergestellt. Die Wärmeverteilung bei diesen Heizungen ist noch etwas gleichmäßiger, da die Folienbahnen flächig und die Abstände zwischen den Bahnen kleiner sind als bei Verwendung von Heizleiterdraht. Darüber hinaus ist der Automatisierungsgrad bei diesem Verfahren höher, was die Reproduzierbarkeit und nicht zuletzt Wirtschaftlichkeit bei größeren Stückzahlen erhöht. Auf der Silikon-Heizfläche können problemlos Zonen mit unterschiedlichen Oberflächenbelastungen realisiert werden.

Befestigungsmöglichkeiten für Silikonheizungen

Es gibt viele verschiedene Methoden, die Silikonheizungen zu befestigen. Welche die richtige ist, hängt in erster Linie von der Anwendung, aber auch von der Form und Größe der Heizmatte ab. Bei einer hohen Oberflächenbelastung des Silikonheizelements ist zum Beispiel ein guter Wärmeübergang besonders wichtig und eine Befestigung mit Silikonspannbändern nicht empfehlenswert.

• Selbstklebefolie
• Nicht wieder abnehmbar
• Sehr guter Wärmeübergang
• temperaturbeständig bis 180 °C
• Für jede Form und Größe geeignet
• Nicht möglich bei vorgerundeten Silikon-Heizelementen
• Anleitung zum Aufkleben von flexiblen Flächenheizelementen hier downloaden

• Anpressen
• Wieder abnehmbar
• Temperaturbeständig bis 200 °C
• Der Anschlussbereich und Anbauteile wie Temperaturbegrenzer müssen in der Anpressplatte ausgespart werden
• Anschraubbare Anpressplatte notwendig
• Gefahr von partieller Überhitzung durch inhomogene Anpressung
• Gefahr von mechanischer Beschädigung der Silikonheizung durch einen Grat oder durch scharfe Kanten an den Metallplatten

• Vulkanisieren
• Nicht wieder abnehmbar
• Idealer Wärmeübergang
• Temperaturbeständig bis 200 °C
• Kann nur herstellerseitig im Werk gemacht werden

• Verkleben mit Silikonkleber
• Nicht wieder abnehmbar
• Sehr guter Wärmeübergang, temperaturbeständig bis 200 °C
• Alternative zum Aufvulkanisieren, die auch vom Kunden ausgeführt werden kann
• Anleitung zum Aufkleben von Silikonheizungen hier downloaden

• Silikonspannbänder
• Wieder abnehmbar
• für zylindrische bzw. gerundete Anlageflächen
• Silikonspannbänder geeignet für vorgerundete Silikonheizungen bis Ø 250 mm
• Verschleißt bei häufiger Nutzung schnell
• Breite: 12 mm (für breitere Silikon-Heizelemente: 25 mm)
• temperaturbeständig bis 180 °C

• Klettverschluss
• Wieder abnehmbar
• für zylindrische bzw. gerundete Anlageflächen
• Wird direkt oder indirekt aufgenäht
• Bereich um den Klettverschluss nicht beheizt, wenn direkt aufgenäht
• Breite: 15 / 20 / 25 / 50 / 100 mm
• Klettverschluss temperaturbeständig bis 80 °C

• "Haken & Ösen"-Verschluss
• Wieder abnehmbar
• Variable Spannelemente (Haken, Ösen, Bänder, Federn)
• Unter den Haken/Ösen und im Spannbereich unbeheizt
• Auch für konische Formen geeignet
• Spannfedern ab Ø 100 mm einsetzbar

Sensoren

Die Silikonheizungen können mit Sensoren, Begrenzern und Sicherungen aller Art bestückt werden. Im Folgenden stellen wir Ihnen die gängigsten Varianten vor, die in der Produktion in der Regel vorrätig sind. Es ist aber auch möglich, dass Sie Teile beistellen, die wir auf die Silikon-Heizelemente aufbringen.

Bei Ihrer Konstruktion sollten Sie beachten, dass diese Anbauteile, soweit sie auf der Silikon-Heizfläche positioniert sein müssen, in der Regel nicht flächenbündig verbaut werden können.

• PT 100 / PT 1000 / Thermoelement Typ J / NTC / PTC
• Zur Temperaturerfassung und Weiterverarbeitung durch einen Regler / eine Steuerung
• Können an jeder beliebigen Stelle auf der Silikon-Heizfläche aufgebracht werden (wenn die Position nicht definiert wird, werden die Sensoren in der Nähe des Anschlussbereichs angebracht)

• SMD-Bauteile sind nicht möglich

Temperaturbegrenzer / -sicherungen

• Uchiya
• 50 – 140 °C in 10 °C-Schritten
• Übertemperaturschutz
• Bimetallschalter
• Gekapselte Ausführung – niedrige Bauhöhe
• 230V AC / max. 10 A / ca. 10.000 Schaltspiele oder
• 26V DC / max. 13 A / ca. 6000 Schaltspiele
• Hysterese 30 – 40 °C

• 1/2" Disk
• 5 °C, 13 °C, 20 – 200 °C in 10 °C-Schritten
• Übertemperaturschutz
• Bimetallschalter
• Offene Bauweise – muss mit Silikonkappe abgedeckt werden
• 230V AC / max. 10 A / ca. 100.000 Schaltspiele oder
• 230V AC / max. 16 A / ca. 30.000 Schaltspiele oder
• 30V DC / max. 1 A
• Hysterese 10 – 20 °C
• Kann für Anti-Frost-Anwendungen in Litze integriert werden

• Diverse Temperatursicherungen
• Übertemperaturschutz
• Bei Auslösen der Sicherung wird der Stromkreis unterbrochen bis die Heizung ausgetauscht bzw. die Sicherung zurückgestellt wurde (je nach Typ der Sicherung)
• Diverse Modelle verfügbar (z. B. NEC / Schott SF-R und Microtemp G4)

• Diverse Sonderbauteile
• Taschen für Kapillarrohrfühler in Ø 3, 4, 6 und 8 mm erhältlich
• Länge nach Bedarf

• Taschen, Kappen und Einfassungen für Anbauteile jeglicher Art

Anschlussleitungen für Silikonheizelemente

Die Art, Länge und Position der Anschlussleitung können Sie frei wählen. Dabei müssen Sie beachten, dass der Anschlussbereich immer etwas stärker aufträgt als der Rest der Heizfläche. Das können Sie auf den folgenden Bildern, mit denen wir die gängigsten Optionen vorstellen, sehr gut erkennen. Wenn Sie keine besonderen Vorgaben machen, gehen wir in der Regel von 1000 mm PTFE-Litze mittig der kurzen Seite aus. Die Länge und Art der Anschlussleitung kann man bei Folgebestellungen eines bestehenden Designs problemlos ändern, für eine Änderung der Position muss ein neues Design / Werkzeug erstellt werden.

• PTFE-Litze (Standard)
• Geringe Aufbauhöhe
• Temperaturbeständig bis 190 °C
• Flexibel und robust
• Max. IP 62 möglich

• Silikonlitze
• Geringe Aufbauhöhe
• Temperaturbeständig bis 180 °C
• Sehr Flexibel, aber weniger robust als PTFE-Litze
• Max. IP 64 möglich

• Silikonkabel
• Temperaturbeständig bis 180 °C
• Robust
• Keine Einzeladern (d.h. eindrähtig massiv)
• 5adrig mit PT 100 erhältlich
• IP 64 üblich (IP 65 möglich)

• Schutzleiter
• Muss bauseits kontaktiert werden, da Silikonheizungen keine äußeren Metallteile besitzen

• Diverse andere Leitungen und Kabel
• HO7RN-F Gummikabel
• PVC

Schutzschlauch

Der Einsatz eines Schutzschlauchs über der Leitung empfiehlt sich als zweite Isolierung und um die Leitungen besser verlegen zu können. Die Fixierung des Schlauchs unter dem Anschlusspad ist zweckmäßig, führt aber auch zu einem dickeren Anschlussbereich.

Im Falle von Silikonheizungen werden Anschlussleitungen weniger häufig mit Schutzschläuchen versehen als dies bei den meisten anderen Heizungstypen der Fall ist. Insbesondere der thermische Schutz spielt aufgrund der vergleichsweise geringen Betriebstemperaturen nur eine untergeordnete Rolle. Für den mechanischen Schutz stehen aber zahlreiche Alternativen vom Glasseidenschlauch über den Silikonschlauch bis hin zum Schrumpfschlauch zur Auswahl.

• Silikon-/Glasseidenschlauch
• Ø 3 – 12 mm
• Temperaturbeständig bis 235 °C

Silikonschaum

Zur thermischen Isolierung kann Silikonschaum auf die Silikon-Heizelemente aufgebracht werden. Ein Haupteinsatzgebiet für so isolierte Silikonheizungen ist z.B. die Halbleiterfertigung. Hier werden Vakuum-Rohrleitungsanlagen auf diese Weise beheizt und zugleich isoliert.

• Silikonschaumisolierte Silikon-Heizmatten
• Shore-Härte: 42 +/- 5
• Dichte: 250 +/- 40 kg/m³
• Temperaturbeständig bis 230 °C
• UL
• Dicken:
  • 3 mm (auch selbstklebend)
  • 5 mm (auch selbstklebend)
  • 8 mm
  • 12 mm
• Zur thermischen Isolierung
• Als Schutz von Anschlussbereich und Anbauteilen

• Isolationen und Silikon-Heizmanschette für Rohrleitungsanlagen
• Runde Formen für Rohre, rechteckige Formen für Pumpen und Ventile

Konformitäten & Normen

Unsere flexiblen Silikonheizelemente werden nach strengsten Prüfkriterien hergestellt und erfüllen alle relevanten Normforderungen und Sicherheitsvorgaben soweit diese aufgrund der Beschaffenheit des Produkts anwendbar sind. Organisations- bzw. produktgruppenbezogene allgemeine Konformitätsbescheinigungen finden Sie in unserem Downloadcenter unter Service > Qualität. Produktspezifische Bestätigungen stellen wir Ihnen auf Anfrage zur Verfügung.

• Zertifizierungen
• CE
• RoHS
• UL/CSA (Optional mit Aufpreis, nur mit UL-CSA approbierten Anbauteilen möglich)
• VDE (Optional mit Aufpreis, nur mit VDE gelisteten Anbauteilen möglich)
• EAC (Optional mit Aufpreis)

Beschriftung von Silikon-Heizelementen

• Tintenstrahldruck
• schwarz
• geeignet für kleine Losgrößen
• keine zusätzlichen Kosten
• unterschiedliche Daten für unterschiedliche Chargen möglich (z. B. Seriennummern)
• Logo nicht möglich
• Semi-permanent (kann abgerubbelt werden)
• Siebdruck
• weiß
• geeignet für große Losgrößen
• Logo möglich (nur einfarbig weiß)
• Zusätzliche Kosten für Siebdruckvorlage (normalerweise in Werkzeugkosten für Silikon-Heizungen mit geätzter Folie enthalten)
• Bei Änderung von Daten neue Siebdruckvorlage nötig
• permanent
• silbernes Label an Anschlussleitung
• wird verwendet für Silikon-Heizmatten, die nicht unter dem Drucker platziert werden können oder die sehr klein sind und deswegen keinen Platz für den Aufdruck haben