Elektrische Decke

Hintergrund

Eine Heizdecke ist eine Bettdecke mit einem eingebauten Heizelement, damit ein Schläfer auch in einem kalten Raum eine gewünschte Temperatur halten kann. Viele Verbraucher bevorzugen Heizdecken, da ihre Verwendung die Heizkosten zu Hause senken kann. Die ausgeklügelten Temperaturregler moderner Heizdecken können Veränderungen der Haut- und Lufttemperatur erkennen und die Einstellungen entsprechend anpassen. Die fortschrittlichsten Deckenmodelle sind programmierbar, sodass sie das Bett zu einer bestimmten Zeit vorwärmen und zu einer bestimmten Stunde ausschalten können. Sie können auch die Temperatur an die Bedürfnisse von zwei Personen im selben Bett anpassen. Manche Decken gleichen sogar den unterschiedlichen Wärmebedarf verschiedener Körperteile aus; B. mehr Wärme an die Füße des Schläfers senden, während der Kopfbereich kühler bleibt. Ungefähr 4,5 Millionen Heizdecken werden jährlich in den Vereinigten Staaten verkauft.

Verlauf

Die Geräte, aus denen sich die heutigen Heizdecken entwickelten, waren zunächst für Invaliden gedacht. Der angebliche Vater der Heizdecke war ein amerikanischer Arzt, Sidney Russell, der 1912 ein elektrisch beheiztes Kissen entwickelte. Russell versuchte, seine kranken Patienten warm zu halten, und er entwickelte eine Decke, bei der elektrische Drähte mit isolierten Metallband, um dies zu erreichen. Die kommerzielle Nutzung eines ähnlichen Produkts begann in den 1920er Jahren, als elektrisch beheizte Decken für Patienten in Tuberkulose-Sanatorien verwendet wurden. Den geschwächten Lungenpatienten der Sanatorien wurde geraten, viel frische Luft zu schnappen, und sie schliefen bei weit geöffneten Fenstern – manchmal sogar im Freien. Heizdecken halfen, die Patienten unter diesen zugigen Bedingungen warm zu halten. Die Menschen, sowohl Kranke als auch Gesunde, benutzten seit langem Wärmflaschen oder steinerne Bettwärmer, um ihre Betten in Winternächten zu heizen. In den 1920er und 1930er Jahren gab es viele neue, elektrifizierte Versionen dieser traditionellen Geräte. Dazu gehörten elektrische Wärmer in Form von Thermosflaschen und abgeflachte, kuppelartige Bettwärmer, die mit einer Glühbirne beheizt wurden. In den 1930er Jahren wurden Heizdecken in den USA und in England vor allem als Luxusartikel oder als feinste Ausstattung eines Krankenzimmers hergestellt. Sie waren im Allgemeinen kleiner und viel dicker als die heutigen Heizdecken und wurden als Wärmekissen oder beheizte Steppdecken bezeichnet. Bis 1936 hatte ein Unternehmen eine beheizte Steppdecke mit automatischer Temperaturregelung eingeführt. Ein Nachttisch-Thermostat reagierte auf Temperaturänderungen im Zimmer und schaltete die Decke entsprechend ein und aus. Diese frühen Heizdecken enthielten auch mehrere Sicherheitsthermostate, die die Decke abschalten würden, wenn ein Teil davon gefährlich warm wurde.

Die heute bekannte Heizdecke wurde erst nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelt. Die Forschung an elektrisch beheizten Anzügen für Kampfpiloten während des Krieges führte zu Sicherheitsverbesserungen und ermöglichte es den Herstellern, dünnere, leichter gefaltete Decken herzustellen. General Electric war ein führender Anbieter von Heizdecken. 1945, als der Krieg zu Ende ging, begann das Unternehmen, seine automatische Decke zu bewerben und die Verbindung mit seiner Herstellung von "elektrisch warmen" Anzügen für Piloten im Kampf um Japan während des Krieges zu betonen. Das Image der Decke wandelte sich, von Kranken oder Alten zu einem modernen Komfort, der den Schlaf für alle angenehmer machte. Obwohl die Technologie für Nachkriegsdecken besser war, unterschied sie sich nicht viel von der, die in den wärmenden Steppdecken der 1930er Jahre verwendet wurde. Eine Decke, die Drähte und eingebettete Thermostate umhüllte, und eine Bedside-Steuerung mit Einstellungen von hoch oder niedrig schalteten die Decke ein und aus. Allmählich nahm die Zahl der eingebetteten Thermometer zu, so dass eine Decke in Zwillingsgröße von vier in den 1950er Jahren auf möglicherweise 10 in den 1980er Jahren anwuchs. Es wurden Decken mit zwei Temperaturreglern entwickelt, einer für jede Seite des Bettes. Ab 1984 änderte sich die Technologie mit der Anwendung eines thermostatlosen Systems erheblich. Diese neuen Decken verwendeten ein "Verkabelungssystem mit positivem Temperaturkoeffizienten", das es der Verkabelung selbst ermöglichte, Temperaturänderungen zu erfassen. So konnte die Decke sowohl die Körpertemperatur als auch die Raumtemperatur erfassen und darauf reagieren.

Sicherheitsbedenken

Ab 1990 reagierten die Hersteller von Heizdecken auf Kontroversen über die Sicherheit elektromagnetischer Felder. Verschiedene Studien hatten Bedenken hinsichtlich der extrem niederfrequenten (ELF) elektrischen und magnetischen Felder geäußert, die von elektronischen Geräten, einschließlich Heizdecken, ausgehen. Eine 1990 im American Journal of Epidemiology veröffentlichte Studie fanden ein erhöhtes Risiko für Hirntumore und Leukämie bei Kindern bei Kindern, deren Mütter während der Schwangerschaft Heizdecken benutzt hatten. Obwohl andere Studien, die einen Zusammenhang zwischen Krebs und der Verwendung von Heizdecken verfolgten, negative oder widersprüchliche Ergebnisse hatten, waren die Berichte alarmierend genug, um eine Gruppe von US-Kongressabgeordneten zu veranlassen, zu verlangen, dass die Decken als gefährlich für Frauen und Kinder bezeichnet werden. Ein von der Food and Drug Administration eingesetztes Gremium kam zu dem Schluss, dass es nicht genügend Beweise gibt, um eine Regulierung von Heizdecken zu rechtfertigen, aber die Forschung zeigte einige Probleme. Einige Marken von Heizdecken erzeugten größere elektrische Felder als andere. Wenn der Stecker der Decke nicht gepolt war, konnte er falsch eingesteckt werden, wodurch selbst im ausgeschalteten Zustand ein erhebliches elektrisches Feld erzeugt wurde. Obwohl es keine schlüssigen Beweise dafür gab, dass die von Heizdecken erzeugten elektrischen Felder schädlich waren, änderten die großen US-amerikanischen Hersteller ihre Produkte. Der Haupthersteller der Verdrahtung für Heizdecken hat ein neues System entwickelt, das parallele Drähte verwendet, die den Strom in entgegengesetzte Richtungen fließen lassen. Dies löschte effektiv den größten Teil des ELF-Feldes aus. Die nach 1992 produzierten neu gestalteten Decken hatten viel schwächere elektrische Felder als ihre Vorgänger. Danach verblasste das Thema Heizdeckensicherheit.

Rohstoffe

Die Materialien, die in Heizdecken verwendet werden, sind zum größten Teil einzigartig in dieser Branche. Eine Heizdecke besteht aus drei Hauptkomponenten:einem speziell gewebten Stoff namens Shell; das Heizelement in Form von isoliertem Draht; und eine Bedside-Steuerung und ein Netzkabel. Für die Schale verwenden die Hersteller eine Mischung aus Polyester und Acryl, die für die Industrie formuliert wurde. Die Verdrahtung ist ein Material mit positivem Temperaturkoeffizienten, das über die gesamte Länge wärmeerzeugend und wärmeempfindlich ist, wodurch Thermostate überflüssig werden. Diese spezielle Verkabelung ist von einem isolierten Mantel aus einer proprietären Kunststoffmischung umgeben. Die Steuerung am Bett und das Netzkabel bestehen aus einer Kombination von Kunststoff- und Metallmaterialien. Diese werden in der Regel von einem externen Anbieter hergestellt.

Der Herstellungsprozess

Das Garn herstellen

• 1 Der Deckenhersteller bezieht die Rohstoffe für die Deckenhülle von einem Faserhersteller. Die für die Decke verwendeten Fasern werden dann gemischt und gesponnen.

Die Muschel weben

• 2 Die Schale wird auf einem speziellen Hochgeschwindigkeits-Webstuhl gewebt, der für diesen speziellen Einsatzzweck entwickelt wurde. Die Deckenhülle ist als eine Reihe von 20-30 langen hohlen Röhren oder Kanälen strukturiert, die von Kopf bis Fuß ausgekleidet sind. Die Kanäle sind nicht zusammengenäht, sondern als ein Stück Stoff gewebt. Sie sind doppellagig ausgebildet und das Gewebe zwischen den Kanälen ist einlagig. Der Bediener startet den Webstuhl und die Maschine verwebt das Garn zur fertigen Hülle.

Das Heizelement

• 3 Eine Heizdecke erzeugt Wärme, wenn ein elektrischer Strom durch ihr Heizelement fließt. Das Heizelement ist ein spezieller Draht, der als eigener Thermostat fungiert. Die in diesem Draht verwendete Legierung wird zu Verschiedene Arten von Bettwärmern wurden in den 1930er und 1940er Jahren patentiert und populär gemacht. Stangen, gereinigt und durch eine Drahtziehmaschine gezogen. Der Isoliermantel aus Kunststoff wird durch ein Extrusionsverfahren geformt. Der fertige Draht wird in großen Spulen an das Montagewerk geliefert, wo er im nächsten Schritt in die Gummituchhülle eingelegt wird.

Einsetzen des Heizelements

• 4 Die Maschinen zum Einfädeln des Heizelements in die Deckenhülle sind Spezialgeräte, die speziell für die Heizdeckenindustrie entwickelt wurden. Die Technologie beinhaltet einen Schieber, der das Ende des Drahtes aufnimmt und durch die Kanäle der Hülle schiebt. Aufgrund der Webart der Schale sind die Kanäle verbunden und der Draht endet in einem durchgehenden Zick-Zack-Muster. Bei älteren Decken (die vor Mitte der 1980er Jahre hergestellt wurden) war das Heizelement in viele Abschnitte unterteilt, die durch Thermostate verbunden waren. Moderne Decken werden durch ein einziges Stück durchgehenden Drahtes erhitzt.

Endmontage

• 5 Verschiedene andere kleine Schritte sind erforderlich, um die Decke fertigzustellen. An einer Ecke wird ein Herstelleretikett aufgenäht und die Kanten der Decke beschnitten. Die bettseitige Steuerung und das Netzkabel werden normalerweise von externen Anbietern hergestellt oder teilweise montiert. Arbeiter nehmen diese Komponenten und passen sie an die Decken an. Jede Decke wird inspiziert und getestet und dann in einen Verpackungsbereich gebracht, wo sie gefaltet, eingetütet und schließlich verpackt wird.

Qualitätskontrolle

Jedes Element der Decke wird einem separaten Test unterzogen, wobei auch das Endprodukt als Ganzes strengen Tests unterzogen wird. Der Mantelmantel wird verschiedenen Tests unterzogen, unter anderem auf Fremdkörper und auf die richtige Dicke. Das Heizelement wird von seinem Hersteller während der Herstellung getestet, sodass jeder Zoll des Drahtes geprüft wurde, bis er das Gummituchmontagewerk erreicht. Es wird getestet, um sicherzustellen, dass es keine Kurzschlüsse, keine Fremdmaterialien gibt und dass die Leistung mit der richtigen Rate abgeführt wird. Die Hersteller des Temperaturreglers und des Netzkabels unterziehen diese eigenen Prüfungen. Darüber hinaus registriert der Heizdeckenhersteller seine Produkte beim Underwriters Laboratory, einer privaten Prüfstelle für Elektrogeräte. Der Hersteller verpflichtet sich, bestimmte Testverfahren zu befolgen und seine Decken gemäß den Spezifikationen des Underwriters Laboratory herzustellen. Underwriters Laboratory stellt durch unangekündigte Werksbesuche sicher, dass der Hersteller seine Spezifikationen einhält. Im Allgemeinen sind die herstellereigenen Tests jedoch umfassender als die vom Underwriters Laboratory geforderten. Solange der Hersteller die Richtlinien der Prüfstelle einhält, darf das Underwriter's Laboratory (UL)-Symbol als Garantie für den Verbraucher auf seinen Etiketten angebracht werden. Brandschutz ist ein wichtiges Thema für die Hersteller von Heizdecken. Das Heizelement ist komplett von einer feuer- und wasserdichten Isolierung umgeben.

Nachdem jede Decke vollständig montiert ist, stecken die Arbeiter sie ein und schalten sie auf ihre volle Nennleistung ein. Ein Inspektor beobachtet die Decke auf offensichtliche Mängel und Temperaturkonstanz. Soweit Tests zur Erzeugung elektrischer und magnetischer Felder, die in den 1990er Jahren öffentliche Besorgnis erregten, in der Regel nicht durchgeführt werden. Der tatsächliche Schaden von ELF-Feldern blieb unbewiesen, und die Besorgnis über die Sicherheit von Decken ließ schließlich mit der Anpassung der Industrie an energieärmere Decken nach. Brandschutz, Benutzerfreundlichkeit und allgemeine Zuverlässigkeit der Decke sind die Bereiche, die den Qualitätskontrollen im Montagewerk am meisten am Herzen liegen.

Die Zukunft

Im Winter 1999/2000 stieg der Verkauf von Heizdecken nach Angaben der Firma Winterwarm auf 850.000 Stück. Um von dieser Umsatzsteigerung für das Jahr 2001 zu profitieren, wird der Heizdeckenmarkt einige Veränderungen erfahren. Das Marketing wird auf eine neue Generation ausgerichtet, die Verpackungen werden moderner und jünger. Sie werden nicht mehr Heizdecken heißen, sondern Heizdecken mit dünneren Drähten. Die Stoffschalen haben hellere Muster und Farben. Die modernisierten Decken werden auch leicht zu programmieren sein und hoffentlich eine größere Bevölkerungsgruppe ansprechen.