HEIZEINRICHTUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (4) zur Beheizung eines Gegenstands in einem Fahrzeuginnenraum mit einem elektrisch kontaktierten Heizelement (7), das zwischen einem Träger und einer Oberflächenschicht (8) angeordnet ist, wobei im Heizelement (7) erzeugte Wärme über die Oberflächenschicht (8) abgegeben wird. Das Heizelement (7) besteht aus einer Farbschicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Mit derartigen Heizeinrichtungen werden Gegenstände, insbesondere Innenflächen und Einrichtungen in Innenräumen von Fahrzeugen beheizt. Derartige Fahrzeuge können insbesondere von Kraftfahrzeugen gebildet sein, wobei die dort zu beheizenden Gegenstände insbesondere von Lenkrädern gebildet sein können. Die Heizeinrichtung bildet dann eine Lenkradheizung.

[0003] Derartige Lenkräder weisen in bekannter Weise formstabile Grundkörper auf, die insbesondere in Form von Stahlrohren ausgebildet sein können. Auf diesem Grundkörper ist typischerweise als Träger eine harte, stabile Schaumstoffschicht aufgebracht. Auf diesem Träger sind Heizmetallwicklungen aufgebracht oder eingebracht, die das Heizelement der Lenkradheizung bilden. Die Heizmetallwicklungen bestehen beispielsweise aus Kupfer- oder Edelstahllegierungen. Auf dieses Heizelement ist eine zweite Schaumstoffschicht aufgebracht, die die Unterlage für eine Oberflächenschicht bildet, die aus Leder oder Kunststoff bestehen kann. Die zweite Schaumstoffschicht dient insbesondere dazu, dass die harten und unnachgiebigen Heizmetallausrichtungen nicht durch die Oberflächenschicht hindurch spürbar sind.

[0004] Nachteilig bei einer derartigen Lenkradheizung ist deren relativ komplexer Aufbau.

[0005] Aus der DE 10 2013 004 327 B4 ist es weiterhin bekannt, textile Heizelemente oder leitfähige Lacke bei beheizten Lenkrädern einzusetzen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Heizeinrichtung der eingangsgenannten Art bereitzustellen, welche bei einfachem konstruktivem Aufbau eine hohe Funktionalität aufweist.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0008] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zur Beheizung eines Gegenstands in einem Fahrzeuginnenraum mit einem elektrisch kontaktierten Heizelement das zwischen einem Träger und einer Oberflächenschicht angeordnet ist, wobei im Heizelement erzeugte Wärme über die Oberflächenschicht abgegeben wird. Das Heizelement besteht aus einer Farbschicht.

[0009] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die das Heizelement bildende Farbschicht einfach durch Aufbringen von Farbe am Träger angebracht werden kann, insbesondere in Form einer Beschichtung auf dem Träger. Das so ausgebildete Heizelement kann sich flexibel und einfach an unterschiedliche Geometrien anpassen, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Applikationen möglich ist.

[0010] Die Farbschicht bildet dabei eine gleichmäßige, vorzugsweise homogene Schicht, die über ihre gesamte Fläche gleiche Heizeigenschaften gewährleistet.

[0011] Ein wesentlicher Vorteil der Ausbildung des Heizelements im Vergleich zu Heizelementen in Form von Heizmetallwicklungen besteht darin, dass diese eine homogene Flächenschicht ausbildet. Demgegenüber bestehen die Heizmetallwicklungen aus starren Körpern wie Drähten oder Geflechten, die durch die Oberflächenschicht hindurch spürbar oder sichtbar sein können, sodass in diesem Fall eine zusätzliche Dämpfungsschicht zwischen Heizelementen und Oberflächenschichten vorgesehen werden muss, was die Konstruktion der Heizeinrichtung aufwändig gestaltet. Dieser zusätzliche Aufwand entfällt bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung.

[0012] Das erfindungsgemäße Heizelement in Form der Farbschicht weist auch gegenüber Lackschichten wesentliche Vorteile auf. Farben weisen gegenüber Lacken generell geringere Bindemittelanteile und höhere Pigmentanteile auf. Durch die höheren Bindemittelanteile bilden Lacke harte Schichten auf, die äußerst begrenzte elastische Eigenschaften aufweisen. Bei mechanischen Belastungen, die in Fahrzeuginnenräumen insbesondere durch auftretende Temperaturunterschiede oder in Folge von Vibrationen bedingt sein können, besteht damit die Gefahr, dass dadurch der Kontakt des Heizelements zu elektrischen Kontaktierungen beeinträchtigt wird, wodurch die Funktionsfähigkeit der Heizeinrichtung beeinträchtigt wird.

[0013] Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wird dieses Problem auf einfache Weise dadurch gelöst, dass das Heizelement von einer Farbschicht gebildet ist, welche derart elastisch verformbar und nachgiebig ist, so dass auch bei mechanischen Belastungen der Kontakt zu elastischen Kontaktierungen dauerhaft erhalten bleibt.

[0014] Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann in Fahrzeugen unterschiedlicher Art eingesetzt werden. Die Fahrzeuge können Schiffe, Flugzeuge oder auch Schienenfahrzeuge sein. Besonders vorteilhaft sind die Fahrzeuge von Kraftfahrzeugen gebildet.

[0015] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dabei die Heizeinrichtung zur Beheizung von Innenausstattungen eines Fahrzeugs dienen.

[0016] Beispielsweise ist die Innenausstattung von der Innenseite einer Tür, einer Armauflage, einem Fahrzeughimmel, einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett gebildet.

[0017] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Heizeinrichtung zur Beheizung von Lenkmitteln eines Fahrzeugs eingesetzt. Je nach Ausbildung des Fahrzeugs können die Lenkmittel von Steuerknüppeln, Lenkstangen und dergleichen gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist das Lenkmittel ein Lenkrad.

[0018] Die Farbschicht bildet eine über ihre gesamte Fläche elektrisch leitfähige Schicht. Vorteilhaft enthält die Farbschicht hierzu elektrisch leitfähige Partikel die insbesondere aus Carbon Fasern und Partikeln, Graphit und/oder metallischen Werkstoffen bestehen.

[0019] Demgegenüber bestehen der Träger und die Oberflächenschicht, die an die Farbschicht angrenzen, aus elektrisch isolierenden, das heißt nicht leitfähigen Werkstoffen. Der Träger, der insbesondere als Trägerschicht ausgebildet sein kann, besteht vorteilhaft aus Kunststoff, insbesondere aus einem Schaumstoff. Die Oberflächenschicht kann ebenfalls aus einem Kunststoff bestehen. Insbesondere dann, wenn die Heizeinrichtung zur Beheizung eines Lenkmittels wie eines Lenkrads dient, kann die Oberflächenschicht auch aus Leder bestehen.

[0020] Die elektrische Kontaktierung, die dem von der Farbschicht gebildeten Heizelement zugeordnet ist, dient generell zur Stromzufuhr zum Heizelement. Dadurch wird das Heizelement erwärmt und gibt Wärme auch an die Oberflächenschicht nach außen ab.

[0021] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zur elektrischen Kontaktierung der Farbschicht Kontaktierungsmittel vorgesehen.

[0022] Insbesondere sind die Kontaktierungsmittel in Vertiefungen des Trägers gelagert. Die Farbschicht ist in eine dieser Vertiefungen eingebracht.

[0023] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Kontaktierungsmittel in Form von metallischen Kontaktierungsspiralen ausgebildet.

[0024] Um auf diese Weise die Kontaktierungsmittel mit der Farbschicht elektrisch leitend zu verbinden, werden zunächst die Kontaktierungsmittel in die Vertiefungen des Trägers eingeführt. Dann wird auf dem Träger die Farbschicht aufgebracht. Hierzu wird flüssige Farbe durch Besprühen oder mit Hilfsmitteln wie Pinseln in flüssiger Form auf den Träger aufgetragen. Da die Farbe flüssig ist, sickert diese in die Vertiefungen ein und umschließt die Kontaktierungsmittel vorzugsweise allseitig. Nach Trocknen der Farbe liegt dann die in die Vertiefungen eingebrachte Farbe dicht und großflächig an den Kontaktierungsmitteln an und sorgt damit für eine gute und dauerhafte leitfähige Verbindung der Kontaktierungsmittel mit der Farbschicht.

[0025] Die in die Vertiefungen eingebrachte Farbe bildet lokale Verdickungen der Farbschicht, die für eine äußerst stabile Kontaktierung der Farbschicht mit den Kontaktierungsmitteln sorgen. Insbesondere sind aufgrund der nachgiebigen elastischen Eigenschaften der Farbschicht die Kontaktierungen stabil gegen mechanische Belastungen.

[0026] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1:

Ausführungsbeispiel eines Lenkrads mit integrierter Heizeinrichtung.

Figur 2:

Querschnittdarstellung des Lenkrads im Bereich A von Figur 1.

Figur 3:

Längsschnittdarstellung des Lenkrads im Bereich B von Figur 1.

Figur 4:

Ausführungsbeispiel einer Innenausstattung eines Fahrzeugs mit integrierter Heizeinrichtung.

[0027] Figur 1 zeigt schematisch ein Lenkrad 1 das im Innenraum eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs integriert ist. Das Lenkrad ist in bekannter Weise über Speichen an einer Lenksäule befestigt. In dem Lenkrad 1 ist eine Heizeinrichtung 4 integriert, deren Aufbau anhand der Figuren 2 und 3 erläutert wird.

[0028] Figur 2 zeigt eine Querschnittdarstellung des Lenkrads 1. Auf den vorzugsweise rohrförmigen Grundkörper 5 ist ein Träger in Form einer Trägerschicht 6 aufgebracht. Die Trägerschicht 6 besteht generell aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material. Im vorliegenden Fall besteht die Trägerschicht 6 aus einem Schaumstoff. Die Trägerschicht 6 erstreckt sich entlang des gesamten Umfangs des Lenkrads 1.

[0029] Die Lenkradheizung, das heißt die Heizeinrichtung 4 weist als Heizelement 7 eine Farbschicht auf, die auf die Oberfläche der Trägerschicht 6 als Beschichtung aufgebracht ist. Die Farbschicht weist eine homogene Schichtdicke auf und erstreckt sich über die gesamte Oberfläche der Trägerschicht 6.

[0030] Die Farbschicht ist elektrisch leitfähig. Hierzu weist die die Farbschicht bildende Farbe elektrisch leitfähige Partikel auf, die insbesondere aus Carbon Fasern und Partikeln, Graphit und/oder metallischen Werkstoffen bestehen. Die Farbschicht ist als Beschichtung auf die Trägerschicht 6 aufgebracht.

[0031] Auf die getrocknete, ausgehärtete Farbschicht wird eine Oberflächenschicht 8 aufgebracht, die im vorliegenden Fall aus Leder besteht. Generell kann die Oberflächenschicht 8 auch aus Kunststoff bestehen.

[0032] Zur elektrischen Kontaktierung des Heizelements 7 verlaufen in den Speichen 2 des Lenkrads 1 nicht dargestellte elektrische Zuleitungen, die mit Kontaktierungsmitteln leitend verbunden sind. Die Kontaktierungsmittel sind wiederum mit der Farbschicht leitend verbunden. Durch eine Bestromung der Farbschicht wird diese erwärmt. Die Farbschicht gibt dann die generierte Wärme über die Oberflächenschicht 8 nach außen ab, wodurch die Heizwirkung der Heizeinrichtung 4 erzielt wird.

[0033] Ein Beispiel für die elektrische Kontaktierung der Farbschicht zeigt Figur 3. Entsprechende Kontaktierungen sind in beiden Bereichen B des Lenkrads 1 vorgesehen, wobei damit elektrische Anschlüsse unterschiedlicher Polarität realisiert werden.

[0034] Wie Figur 3 zeigt, ist in die Trägerschicht 6 eine lokale, sich über den Umfang dieser Trägerschicht 6 erstreckende Vertiefung 9 eingearbeitet.

[0035] In dieser Vertiefung 9 verläuft eine Kontaktierungsspirale 10, die das Kontaktierungsmittel bildet. Die Kontaktierungsspirale 10 besteht aus einem metallischen Werkstoff.

[0036] Auf die Oberseite der Trägerschicht 6 wird zur Ausbildung der Farbschicht flüssige Farbe aufgetragen. Dabei sickert die Farbe in die Vertiefung 9, füllt diese vollständig aus und umschließt die Kontaktierungsspirale 10 allseitig. Nach Trocknen und Aushärten der Farbe bildet diese eine Farbschicht auf der Trägerschicht 6 und bildet in den Bereichen der Vertiefungen 9 lokale Verbreiterungen aus, die die jeweilige Kontaktierungsspirale 10 umschließen, wodurch ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen der Kontaktierungsspirale 10 und der Farbschicht dargestellt wird.

[0037] Figur 4 zeigt schematisch eine Innenausstattung 11 eines Fahrzeugs mit integrierter Heizeinrichtung 4.

[0038] Die Innenausstattung 11 kann von der Innenseite einer Tür, einer Armauflage, einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs gebildet sein.

[0039] Im vorliegenden Fall ist die Innenausstattung 11 von einem Fahrzeughimmel ausgebildet. Figur 4 zeigt einen Ausschnitt des flächigen Dachs 12 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. An der Innenseite des Dachs 12 befindet sich die Trägerschicht 6, die im vorliegenden Fall aus Kunststoff besteht. Auf die Trägerschicht 6 ist als Beschichtung die leitfähige Farbschicht als Heizelement 7 aufgebracht. Auf die Farbschicht ist eine Oberflächenschicht 8 aus Kunststoff aufgebracht.

[0040] Analog zur Ausführungsform gemäß Figur 3 sind in die Trägerschicht 6 Vertiefungen 9 eingearbeitet, in welchen Kontaktierungsspiralen 10 als Kontaktierungsmittel gelagert sind. Die Farbschicht erstreckt sich wieder in die Vertiefungen 9, wodurch eine elektrische Kontaktierung zwischen Farbschicht und den Kontaktierungsspiralen 10 erhalten wird.

B ezugszei chenli ste

[0041] 

(1)

Lenkrad

(2)

Speiche

(3)

Lenksäule

(4)

Heizeinrichtung

(5)

Grundkörper

(6)

Trägerschicht

(7)

Heizelement

(8)

Oberflächenschicht

(9)

Vertiefung

(10)

Kontaktierungsspirale

(11)

Innenausstattung

(12)

Dach

Ansprüche

1. Heizeinrichtung (4) zur Beheizung eines Gegenstands in einem Fahrzeuginnenraum mit einem elektrisch kontaktierten Heizelement (7) das zwischen einem Träger und einer Oberflächenschicht (8) angeordnet ist, wobei im Heizelement (7) erzeugte Wärme über die Oberflächenschicht (8) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (7) aus einer Farbschicht besteht.

2. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand von einer Innenausstattung (11) eines Fahrzeugs gebildet ist.

3. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenausstattung (11) von der Innenseite einer Tür, einer Armauflage, einem Fahrzeughimmel, einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett gebildet ist.

4. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ein Lenkmittel ist.

5. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkmittel ein Lenkrad (1) ist.

6. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (8) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff oder aus Leder besteht.

7. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht.

8. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Kunststoff, insbesondere Schaumstoff besteht.

9. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Trägerschicht (6) ausbildet.

10. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht elektrisch leitfähige Fasern und Partikel enthält.

11. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Fasern und Partikel aus Carbon und Graphit und/oder metallischen Werkstoffen bestehen.

12. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht eine Beschichtung auf dem Träger ausbildet.

13. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen Kontaktierung der Farbschicht Kontaktierungsmittel vorgesehen sind.

14. Heizeinrichtung (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel in Vertiefungen (9) des Trägers gelagert sind, wobei die Farbschicht in diese Vertiefungen (9) eingebracht ist.

15. Heizeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel in Form von metallischen Kontaktierungsspiralen (10) ausgebildet sind.

Zeichnung