Elektrisches Flächenheizelement

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein elektrisches Flächenheizelement (1) mit einem gestrickten Basiskörper (2) und mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Heizleiter (3, 4, 5, 6), der in den Basiskörper (2) eingearbeitet ist, wobei der Heizleiter (3, 4, 5, 6) in den gestrickten Basiskörper (2) geradlinig eingelegt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektrisches Flächenheizelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Ein derartiges Flächenheizelement ist aus dem DE-U 92 13 884 bekannt.

[0003] Bei diesem bekannten Heizelement werden die Heizleiter und die Anschlussleitungen in einen aus gestrickter Maschenware bestehenden Basiskörper miteingestrickt.

[0004] Aus der DE 41 36 425 C ist ein Flächenheizelement bekannt, bei dem Heizleiter als Schussfaden sinusförmig über Maschenfäden eines gewirkten Grundmaterials verlaufen und zumindestens an den Maxima der Amplituden in die Maschen des textilen Grundmaterials eingebunden sind.

[0005] Aus der DE 40 20 580 A1 ist schließlich ein elektrisches Flächenheizelement bekannt, das aus netzartiger Maschenware mit Heizleitern besteht, an deren Enden Kontaktleiter angeschlossen sind. Die Heizleiter sind hierbei in den Maschenverbund der textilen Maschenware derart fest eingebunden, dass sie schlingen-, wellen- oder mäanderförmig verlaufen.

[0006] Ferner sind Heizelemente bekannt, bei denen die Heizleiter und die Anschlussleitungen aufgeklebt oder eingewirkt sind. Allen diesen Typen ist gemeinsam, dass die einzelnen Heizelemente in Form und Größe an den Verwendungszweck angepasst sind.

Hieraus ergeben sich eine Reihe von Nachteilen:

[0007] Die bekannten Flächenheizelemente werden auf Flachstrick- oder Cotton-Maschinen hergestellt und können dementsprechend nur für einen bestimmten Anwendungszweck, wie beispielsweise eine spezielle Sitzkontur eines Fahrzeugsitzes, verwendet werden.

[0008] Beim Verstricken des leitenden Fadens ergibt sich bei der Maschenbildung eine hohe Bruchgefahr, da die elektrisch leitfähigen Fäden, die als Heizleiter in den Basiskörper des Flächenheizelements eingearbeitet werden müssen, als Strickmaterial ungeeignet sind. Die Herstellung des Heizelementes ist insgesamt aufwendig und daher langsam und teuer.

[0009] Die erzielte Leistung ist durch die Maschenbildung beim Verstricken unbefriedigend, da sich eine Verlängerung des Leitungsweges beim Einstricken des Heizleiters und damit eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes ergibt. Dadurch ergibt sich ein Verlust an elektrischer Energie, der durch eine hohe elektrische Spannung ausgeglichen werden muss, um eine schnelle und ausreichende Wärmeentwicklung zu erreichen.

[0010] Schließlich geht durch die beim Herstellungsprozess vorausbestimmten elektrischen Anschlüsse, die entweder eingestrickt oder aufgeklebt sind, Flexibilität bei der Herstellung der Flächenheizelementes verloren.

[0011] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Flächenheizelement der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung zu schaffen, das eine hohe Heizleistung selbst beim Anlegen niedriger Spannungen, wie beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehenden Spannungen von etwa 12 Volt, möglich macht und dabei einfach und preisgünstig herstellbar ist.

[0012] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

[0013] Das elektrische Flächenheizelement gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der bzw. die Heizleiter geradlinig in den gestrickten Basiskörper eingelegt werden können. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Flächenheizelementes kann auf Rundstrickmaschinen mit einer Breite von 180 cm erfolgen. Aus diesen gestrickten Bahnen mit einer Länge von ca. 50 m pro Stoffrolle können die einzelnen Heizelemente je nach Bedarf zugeschnitten oder gestanzt werden. Die Heizleistung ist bei gleicher Stoffbreite auf der gesamten Stofflänge gleich.

[0014] Dadurch ist es möglich, eine günstig herzustellende Meterware zu produzieren, die sehr schnell Wärme erzeugen kann, wobei sogar die Verwendung einer normalen Autobatterie mit 12 Volt bereits ausreichend ist.

[0015] Die Herstellung auf Rundstrickmaschinen ergibt besonders günstige Herstellungsbedingungen und es ist möglich, die Heizleiter in einem zwei- oder dreidimensionalen Gestrick fest einzubinden. Hierzu ist folgendes erläuternd zu sagen, dass jedes Gestrick im Grunde genommen drei Dimensionen (Länge, Breite, Höhe oder Dicke) aufweist. Durch den Einsatz von Jacquard-Maschinen, die eine Fontur mit mechanisch oder elektronisch auswählbaren Nadeln haben, ist es möglich, Maschenanhäufungen mit verschiedenartigen Konturen herzustellen. Dabei wird die Ober- oder Schauseite des Stoffes an bestimmten Stellen erhaben. In diesem Falle spricht man von einer dritten Dimension.

[0016] Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

[0017] Vorzugsweise werden die Heizleiter im Basiskörper durch ein Doppelgestrick fest eingebunden. Hierzu wird der elektrisch heizbare Stoff mit zwei Fonturen (Nadelbahnen) hergestellt. Hierbei ist eine Nadelreihe am Umfang eines vertikalen Zylinders und eine dazu senkrechte Nadelreihe am Umfang einer horizontalen Scheibe angeordnet. Bevor die Maschen der einen Fontur mit den Maschen der anderen Fontur vermascht werden, wird der elektrisch leitende Faden dazwischen eingelegt und ist somit fest eingebunden. Diesen nicht mitvermaschten und nur eingelegten Faden bezeichnet man auch als Füllfaden.

[0018] Ferner ist es möglich, eine Mehrzahl von Heizleitern, insbesondere parallel zueinander, in den Basiskörper zu integrieren. Durch eine Modifizierung des Anschlusses können hierbei Einzelheizleiter so angeschlossen werden, dass eine Stufenheizung möglich ist. Sofern einzelne Segmente nicht beheizt werden sollen, können diese entweder nicht angeschlossen oder nicht mit Strom versorgt werden.

[0019] Einzelne Heizleiter können auch für Temperaturfühler, Belegungserkennungssensoren oder Ähnliches benutzt werden.

[0020] Die Herstellung des Stoffes kann zwei- oder dreidimensional (z.B. als Reliefstruktur) erfolgen. Da der Anschluss an jeder beliebigen Stelle des Heizelementes gemacht werden kann und das Gestrick nach allen Seiten dehnfähig ist, kann sich das erfindungsgemäße Flächenheizelement allen Formen und Dimensionen anpassen.

[0021] Durch den Einsatz entsprechend hochwertiger Materialien kann aus dem Stoff ein Sitzbezugstoff mit integrierter Sitzheizung hergestellt werden.

[0022] Wie bereits erläutert, ist durch die parallele und geradlinige Einlegung der Heizleiter in den Basisstoff eine hohe Energieausnutzung möglich, wobei bereits niedrige Stromspannungen zur notwendigen Energiezufuhr ausreichen.

[0023] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1

ein schematisch vereinfachtes Maschenbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizelementes,

Fig. 2

einen schematisch vereinfacht dargestellten Fadenverlauf des Flächenheizelementes gemäß Fig. 1, und

Fig. 3

eine schematisch vereinfachte Darstellung zweier Nadelbahnen (Fonturen) zur Erläuterung eines Doppelgestricks, das ebenfalls ein erfindungsgemäßes Flächenheizelement bilden kann.

[0024] In Fig. 1 ist das Maschenbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizelementes 1 dargestellt.

[0025] Das Flächenheizelement 1 weist einen gestrickten Basiskörper 2 auf, in den im Beispielsfalle vier elektrisch leitfähige Heizleiter 3, 4, 5, 6 eingelegt sind. Vom Prinzip her ist es möglich, lediglich einen derartigen Heizleiter in den Basiskörper einzulegen oder auch eine beliebig andere Anzahl von Heizleitern, was vom jeweiligen Anwendungszweck abhängt.

[0026] Fig. 1 verdeutlicht hierbei, dass durch die geradlinige Einlegung der Heizleiter 3 bis 6 deren Länge zwischen elektrischen Anschlussleitungen 9 und 10 minimierbar ist, was eine Minimierung des elektrischen Widerstandes und damit eine Maximierung der Energieausnutzung möglich macht.

[0027] Die Heizleiter 3 bis 6 sind jeweils an ihren freien Enden an die elektrischen Anschlüsse 9 und 10 angeschlossen, was durch die freien Enden 7 und 8 des Heizleiters 3 repräsentativ für alle Heizleiter 3 bis 6 dargestellt ist.

[0028] Aus Fig. 2 ergibt sich der Fadenverlauf des elektrischen Flächenheizelementes 1, wobei sich erschließt, dass die verzichtbaren Heizelemente 3 und 4 im Gestrick des Flächenheizelementes jeweils einen Füllfaden bilden.

[0029] Fig. 3 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung zweier Fonturen 11, 12 zur Erläuterung der Herstellung eines Doppelgestricks. Der so herstellbare elektrisch heizbare Stoff wird mit diesen zwei Fonturen 11 und 12 hergestellt. Hierbei ist eine der Fonturen am Umfang eines vertikalen Zylinders (nicht sichtbar) und die dazu senkrechte Nadelreihe am Umfang einer ebenfalls nicht sichtbaren horizontalen Scheibe angeordnet. Bevor die Maschen der Fontur 11 mit den Maschen der Fontur 12 vermascht werden, wird der elektrisch leitende Faden 13 dazwischen gelegt und somit fest eingebunden.

Bezugszeichenliste

[0030] 

1

Elektrisches Flächenheizelement

2

Gestrickter Basiskörper

3 bis 6; 13

Heizleiter

7, 8

Freie Enden eines Heizleiters

3, 4, 5 bzw. 6, 9, 10

Elektrische Anschlüsse bzw. elektrische Anschlussleitungen zur Stromzufuhr zu den Heizleitern 3 bis 6

11, 12

Fonturen

Ansprüche

1. Elektrisches Flächenheizelement (1)

- mit einem gestrickten Basiskörper (2); und

- mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Heizleiter (3, 4, 5, 6), der in den Basiskörper (2) eingearbeitet ist,

dadurch gekennzeichnet,

- dass der Heizleiter (3, 4, 5, 6) in den gestrickten Basiskörper (2) geradlinig eingelegt ist.

2. Flächenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (3, 4, 5, 6) durch ein Doppelgestrick im Basiskörper (2) eingebunden ist.

3. Flächenheizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (3, 4, 5, 6) an seinen freien Enden (7, 8) mit je einem elektrischen Anschluss (9 bzw. 10) verbunden ist.

4. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Heizleitern (3, 4, 5, 6) vorgesehen ist, die zumindest im Wesentlichen parallel zueinander innerhalb des Basiskörpers (2) verlaufen.

5. Flächenheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (3, 4, 5, 6) in Stufen schaltbar sind.

6. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (2) als rund gestrickte Meterware ausgebildet ist.

7. Flächenheizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Meterware zwei- oder dreidimensional ausgeführt ist.

8. Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Basiskörpers (2) synthetische Fasern sind.

Zeichnung