DE102019208691A1 - Arrangement of specifically current direction-oriented strand heating elements in a component and method for limiting electromagnetic fields through the arrangement - Google Patents

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DE102019208691A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von mindestens einem drahtförmigen Heizelement (H; n=1) auf oder in einem Trägerelement (100) einer Komponente (10; 12, 14) zur Erzeugung von Wärme auf einer vorgegebenen Heizfläche (A) der Komponente (10; 12, 14), wobei für die vorgegebene Heizfläche (A) eine Soll-Heizleistung (PSoll) bei einer vorgegebenen Betriebsspannung (UB) mit einer vorgegebenen Stromstärke (IH) erreicht wird.Vorgesehen ist, dass die Soll-Heizleistung (PSoll) durch Anordnung von mindestens zwei Heizelementabschnitten (HA; n>1) erzeugt wird, wobei die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) in der Heizfläche (A) nebeneinanderliegend derart angeordnet sind, dass sie einen durch die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) erzeugten internen Überlagerungsbereich (Ü) von elektromagnetischen Feldern (B) bilden, wobei die technische Stromrichtung der im internen Überlagerungsbereich (Ü) benachbarten mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) derart festgelegt ist, dass die technische Stromrichtung im internen Überlagerungsbereich (Ü) gegenläufig orientiert ist. Es wird ferner, zur noch weiteren Begrenzung von elektromagnetischen Feldern eines Fahrzeugsitzes (10), ein externer Überlagerungsbereich (Ü') zwischen den Komponenten (12, 14) beschrieben, der eine weitere Reduzierung der elektromagnetischen Felder (B) bewirkt.The invention relates to an arrangement of at least one wire-shaped heating element (H; n = 1) on or in a carrier element (100) of a component (10; 12, 14) for generating heat on a predetermined heating surface (A) of the component (10; 12, 14), whereby for the given heating surface (A) a target heating output (PSoll) is achieved at a given operating voltage (UB) with a given current strength (IH). Provision is made for the target heating output (PSoll) by arrangement is generated by at least two heating element sections (HA; n> 1), wherein the at least two heating element sections (HA; n> 1) are arranged on or in a carrier element (100) in the heating surface (A) next to one another in such a way that they pass one through the at least two heating element sections (HA; n> 1) generated internal overlapping area (Ü) of electromagnetic fields (B), the technical current direction of the at least two heating elements adjacent in the internal overlapping area (Ü) cuts (HA; n> 1) is set in such a way that the technical current direction in the internal overlap area (Ü) is oriented in opposite directions. In order to further limit the electromagnetic fields of a vehicle seat (10), an external overlap area (Ü ') between the components (12, 14) is also described, which causes a further reduction in the electromagnetic fields (B).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Erzeugung von Wärme auf einer vorgegebenen Heizfläche einer Komponente, mittels mindestens einem drahtförmigen Heizelement, welches auf oder in einem Trägerelement der Komponente angeordnet ist, wobei für die vorgegebene Heizfläche eine Soll-Heizleistung bei einer vorgegebenen Betriebsspannung mit einer vorgegebenen Stromstärke erreicht wird.The invention relates to an arrangement and a method for generating heat on a given heating surface of a component by means of at least one wire-shaped heating element, which is arranged on or in a support element of the component, with a target heating power at a given operating voltage for the given heating surface a predetermined current strength is achieved.

Sitzheizungen mit drahtförmigen Heizelementen gehören mittlerweile zu den beliebtesten Ausstattungsmerkmalen von Fahrzeugen. Sitzheizungen werden mittlerweile nicht nur als zusätzliche Komfortausstattung, sondern als Serienausstattung angesehen. Durch die zunehmende Elektrifizierung von Automobilen und die stätig voranschreitende Verdrängung des klassischen Verbrennungsmotors entfällt zudem die Nutzung der Abwärme in der Fahrgastzelle. Die Abwärme einer Batterie und der Elektromotoren ist zu gering, um damit die Fahrgastzelle mit ausreichend Wärme zu versorgen. Das bedeutet, dass immer mehr elektrisch betriebene Komponenten zur Wärmeerzeugung in Fahrzeugen eingesetzt werden müssen, was wiederum zu einer Erhöhung der elektromagnetischen Felder führt. Derzeit ist ein Trend zu beobachten, der darin besteht, dass nach Möglichkeiten gesucht wird, innerhalb von elektrisch betriebenen Fahrzeugen - bei denen keine Nutzung der Abwärme in der Fahrgastzelle möglich ist - elektrisch betriebene Heizzonen auf Basis von elektrischen Heizelementen vorzusehen. So werden zur Erreichung eines angenehmen Innenraumklimas des Fahrzeuges zunehmend Verkleidungselemente, wie Türverkleidungen, das Cockpit und der Fahrzeug-Himmel sowie das Lenkrad, der Schaltknauf und auch Armablagen, Mittelarmlehnen und sogar Fußmatten und/oder dergleichen und wie bisher Sitzheizungen mit Heizelementen ausgestattet. Auf diese Weise wird insbesondere die Sitzheizung zu einer mehr und mehr unverzichtbaren Komfort-Komponente. Alle aufgezählten wärmeerzeugenden Maßnahmen, in denen elektrische Ströme fließen, sorgen für einen Anstieg der Felder in denen elektromagnetische Strahlung in der Fahrgastzelle wirkt. Diese gilt es zum Schutz der Gesundheit, insbesondere zum Schutz von Trägern von Herzschrittmachern, Insulinpumpen etc. gemäß der Richtlinie ICNIRP zukünftig durch sinnvolle Maßnahmen stark zu verringern.Seat heaters with wire-shaped heating elements are now one of the most popular equipment features in vehicles. Seat heating is now seen not only as additional comfort equipment, but as standard equipment. Due to the increasing electrification of automobiles and the steadily advancing displacement of the classic combustion engine, the waste heat in the passenger cell is no longer used. The waste heat from a battery and the electric motors is too low to supply the passenger cell with sufficient heat. This means that more and more electrically operated components have to be used to generate heat in vehicles, which in turn leads to an increase in electromagnetic fields. A trend can currently be observed which consists in the search for possibilities of providing electrically operated heating zones based on electrical heating elements within electrically operated vehicles - in which it is not possible to use the waste heat in the passenger compartment. To achieve a pleasant interior climate in the vehicle, cladding elements such as door panels, the cockpit and the vehicle headliner as well as the steering wheel, the gear knob and also arm rests, center armrests and even floor mats and / or the like and, as before, seat heaters are equipped with heating elements. In this way, seat heating in particular is becoming an increasingly indispensable component of comfort. All the heat-generating measures listed, in which electrical currents flow, ensure an increase in the fields in which electromagnetic radiation acts in the passenger compartment. In order to protect health, in particular to protect people with cardiac pacemakers, insulin pumps, etc. in accordance with the ICNIRP guideline, this must be greatly reduced in the future through sensible measures.

Hierbei sollten möglichst keine zusätzlichen Kosten entstehen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden somit Mehrkosten erzeugende Bauteile, wie beispielsweise Schirmungsmaterial oder zusätzliche elektronische Steuerungseinrichtungen nicht in Betracht gezogen.If possible, there should be no additional costs. For the purposes of the present invention, components that generate additional costs, such as shielding material or additional electronic control devices, are therefore not taken into account.

Es hat sich außerdem herausgestellt, dass alle bekannten Schirmungsmaterialien zwar schirmend wirken können, aber der Sitzkomfort durch das nicht zufriedenstellende Dehnungsverhalten der sehr steifen Schirmungen stark eingeschränkt wird, sodass auch unter diesem Aspekt Schirmungsmaterialien nicht in Betracht gezogen werden. Schließlich besteht ein Problem darin, dass die Haltbarkeit der Schirmungsmaterialien über die Dauer eines Fahrzeuglebens nur schwierig sichergestellt werden kann, sodass auch aus diesem Grund auf eine Lösung, die eine Schirmung vorsieht, verzichtet wird.It has also been found that all known shielding materials can have a shielding effect, but seating comfort is severely restricted by the unsatisfactory expansion behavior of the very stiff shields, so that shielding materials are not taken into account from this aspect either. Finally, there is a problem that the durability of the shielding materials over the life of the vehicle can only be ensured with difficulty, so that for this reason too, a solution that provides shielding is dispensed with.

Hinsichtlich nachfolgend erläuterter Idee, werden zunächst die notwendigen Grundlagen zusammengefasst. Das Magnetfeld ist ein Feld aus elektromagnetischer Energie. Überall dort wo Strom fließt entsteht ein magnetisches Feld, so auch in Sitzheizungen, wobei beispielsweise eine Lehne oder ein Sitzteil die zu beheizenden Komponenten sind.With regard to the idea explained below, the necessary basics are first summarized. The magnetic field is a field of electromagnetic energy. Wherever electricity flows, a magnetic field is created, including in seat heaters, where the components to be heated are, for example, a backrest or a seat part.

Die Aufgabe einer Litzen-Komponentenheizung, beispielsweise einer Litzen-Sitzteilheizung oder Litzen-Lehnenheizung, besteht darin, dass Sitzteil oder die Lehne elektrisch zu beheizen.The task of a stranded component heater, for example a stranded seat part heater or a stranded backrest heater, is to heat the seat part or the backrest electrically.

Es versteht sich, dass die nachfolgend erläuterten erfindungsgemäßen Lösungen auch für andere Komponenten, wie eine Litzen-Türverkleidungsheizung, eine Litzen-Cockpitheizung eine Litzen-Fahrzeughimmelheizung, eine Litzen-Lenkradheizung und eine Litzen-Schaltknaufheizung sowie eine Litzen-Armablagenheizung usw. gelten.It goes without saying that the solutions according to the invention explained below also apply to other components, such as a stranded door panel heater, a stranded cockpit heater, a stranded vehicle headliner heater, a stranded steering wheel heater and a stranded gear knob heater and a stranded armrest heater, etc.

Die Druckschrift DE 10 2007 019 891 A1 hat es sich bereits zur Aufgabe gemacht, eine Heizvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Beheizen einer Vorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Sitzes, eines Lenkrads, eines Außenspiegels oder einer Fensterscheibe zu schaffen, welche es ermöglicht, mit vernachlässigbar minimalen Mehrkosten und ebenfalls einem vernachlässigbar geringen Aufwand, die genannten Vorrichtungen zu beheizen und dabei die elektromagnetische Abstrahlung zu senken. Vorgesehen ist mindestens ein erstes drahtförmiges Heizelement einer ersten Gruppe und mindestens ein zweites Heizelement einer zweiten Gruppe von Heizelementen, vorzugsweise gleicher Bauform anzuordnen, wobei dieses zweite Heizelement der zweiten Gruppe gegensinnig zu dem ersten Heizelement der ersten Gruppe von Heizelementen bestromt ist. Diese beiden zueinander gegensinnig bestromten Heizelemente werden vorzugsweise achsenparallel und eng nebeneinander oder übereinander angeordnet, sodass sie eine bifilare Anordnung von Heizelementen ausbilden. Die Heizelemente können als einzelne Heizdrähte oder als eine Heizleitung, bei der zwei oder mehrere Heizdrähte zusammen mit einem Isolator fest miteinander verbunden sind, ausgeführt werden. Die Heizelemente können auch als übereinanderliegende Heizmatten, Heizfolien oder Heizbeschichtungen ausgeführt werden, wobei die Stromzufuhr bei den Heizmatten, Heizfolien beziehungsweise Heizschichten sowie die Anordnung der Heizmatten, Heizfolien beziehungsweise Heizschichten zueinander so abgestimmt sind, dass die Heizelemente gegenseitig bifilare Anordnungen aufweisen, wodurch sich die elektromagnetischen Abstrahlungen von Heizmatten, Heizfolien beziehungsweise Heizschichten sich gegenseitig abschwächen beziehungsweise kompensieren. Es wird deutlich, dass bei dieser Lösung in nachteiliger Weise zusätzliche Leitungslängen benötigt werden, um den Kompensationseffekt zu erzielen. Darüber hinaus funktioniert eine bifilare Verlegung nur in der zweidimensionalen Ebene, weil ein mit etwas Abstand zur bifilaren Verlegung der Heizdrähte gemessenes elektromagnetisches Feld durch die Überlagerung der Strömungen ein abstandsabhängiges anderes Feld entstehen lässt. Somit ist eine bifilare Verlegung in einem Sitzteil oder Rückenlehnenteil eines Fahrzeugsitzes nicht effizient, da der Abstand zwischen einem Fahrgast zur eingebauten Sitzheizung so groß ist, dass ein anderes, sozusagen gemischtes elektromagnetisches Feld wirksam wird.The pamphlet DE 10 2007 019 891 A1 It has already set itself the task of creating a heating device and a corresponding method for heating a device of a vehicle, in particular a seat, a steering wheel, an exterior mirror or a window pane, which makes it possible with negligibly minimal additional costs and also negligibly little effort to heat the devices mentioned and thereby reduce the electromagnetic radiation. At least one first wire-shaped heating element of a first group and at least one second heating element of a second group of heating elements, preferably of the same design, are provided, this second heating element of the second group being energized in the opposite direction to the first heating element of the first group of heating elements. These two heating elements energized in opposite directions are preferably arranged axially parallel and close to one another or one above the other, so that they form a bifilar arrangement of heating elements. The heating elements can be designed as individual heating wires or as a heating line in which two or more heating wires are firmly connected to one another with an insulator. The Heating elements can also be designed as superimposed heating mats, heating foils or heating coatings, with the power supply for the heating mats, heating foils or heating layers and the arrangement of the heating mats, heating foils or heating layers being coordinated with one another in such a way that the heating elements have mutually bifilar arrangements, whereby the electromagnetic emissions are mutually exclusive of heating mats, heating foils or heating layers weaken or compensate each other. It is clear that this solution disadvantageously requires additional line lengths in order to achieve the compensation effect. In addition, a bifilar installation only works in the two-dimensional plane, because an electromagnetic field measured at a certain distance from the bifilar installation of the heating wires creates a different field depending on the distance through the superimposition of the currents. A bifilar installation in a seat part or backrest part of a vehicle seat is therefore not efficient, since the distance between a passenger and the built-in seat heater is so great that another, so to speak, mixed electromagnetic field becomes effective.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierung der magnetischen Strahlung der in einem Fahrzeug eingesetzten Heizelemente in Litzentechnologie zur noch besseren Einhaltung von Grenzwerten der Exposition durch veränderliche elektrische und magnetische und elektromagnetische Felder zu bewirken, wobei insbesondere die Richtlinie ICNIRP Beachtung findet, die unter Beibehaltung des vollen Komforts- und Funktionsumfanges, der aus den Heizelementen gebildeten Komponentenheizungen umgesetzt werden soll. Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, dass die Sicherheit und die Haltbarkeit einer aus mindestens einem Heizelement ausgebildeten Komponentenheizung nicht reduziert werden, und sich zudem die Herstellungskosten nicht signifikant erhöhen.The invention is now based on the object of reducing the magnetic radiation of the heating elements used in a vehicle using stranded wire technology for even better compliance with exposure limit values due to variable electrical, magnetic and electromagnetic fields, with the ICNIRP guideline in particular being observed below Retention of the full range of comfort and functionality that is to be implemented from the component heaters formed from the heating elements. In addition, the task is that the safety and the durability of a component heater formed from at least one heating element are not reduced and, moreover, the production costs are not increased significantly.

Ausgangspunkt der Erfindung ist die Anordnung mindestens eines drahtförmigen Heizelementes auf oder in einem Trägerelement einer Komponente zur Erzeugung von Wärme auf einer vorgegebenen Heizfläche der Komponente, wobei für die vorgegebene Heizfläche eine Soll-Heizleistung bei einer vorgegebenen Betriebsspannung mit einer vorgegebenen Stromstärke erreicht wird.The starting point of the invention is the arrangement of at least one wire-shaped heating element on or in a carrier element of a component for generating heat on a given heating surface of the component, a target heating power being achieved for the given heating surface at a given operating voltage with a given current intensity.

Folgende Maßnahmen sind bereits bekannt, nämlich, dass die Stromstärke innerhalb der Heizlitzen reduziert wird, wodurch eine Reduzierung des elektromagnetischen Feldes erreicht wird. Eine zweite Maßnahme besteht darin, die Litzenlänge zu reduzieren, wodurch ebenfalls eine Reduzierung des elektromagnetischen Feldes erreicht wird. Bevorzugt sind diese Maßnahmen in Kombination ausgeführt, sodass durch mindestens eine der Maßnahmen oder durch beide Maßnahmen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst wird.The following measures are already known, namely that the current strength within the heating strands is reduced, whereby a reduction in the electromagnetic field is achieved. A second measure is to reduce the strand length, which also reduces the electromagnetic field. These measures are preferably implemented in combination, so that the object of the present invention is achieved by at least one of the measures or by both measures.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Erste Ausführungsvariante = Stand der Technik:

  • 1A eine klassische Litzenheizung zur Beheizung einer Rückenlehne mit einer einzigen pro Heizfeld angeordneten durchgängigen Heizlitze;
  • 1B eine klassische Litzenheizung zur Beheizung eines Sitzteiles mit einer einzigen pro Heizfeld angeordneten durchgängigen Heizlitze;
Zweite Ausführungsvariante:
  • 2A eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung der Rückenlehne mit mehreren pro Heizfeld angeordneten parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche der Rückenlehne nebeneinanderliegenden Heizlitzen in einem internen Überlagerungsbereich von in den Heizlitzen elektromagnetischen Feldern eine gleichläufige technische Stromrichtung aufweisen;
  • 2B eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung des Sitzteiles mit mehreren pro Heizfeld angeordneten parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche der Rückenlehne nebeneinanderliegenden Heizlitzen in einem internen Überlagerungsbereich von durch die Heizlitzen erzeugten elektromagnetischen Feldern eine gleichläufige technische Stromrichtung aufweisen;
Dritte Ausführungsvariante:
  • 3A eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung der Rückenlehne mit mehreren pro Heizfeld parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche der Rückenlehne nebeneinanderliegenden Heizlitzen in dem internen Überlagerungsbereich von durch die Heizlitzen erzeugten elektromagnetischen Feldern eine gegenläufige technische Stromrichtung aufweisen, wobei die gegenläufige technische Stromrichtung der Rückenlehne selbst, dem Sitzteil im Bereich einer gedachten Positionslinie zwischen Rückenlehne und Sitzteil gleichläufig gegenüber steht;
  • 3B eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung des Sitzteiles mit mehreren pro Heizfeld angeordneten parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche des Sitzteiles nebeneinanderliegenden Heizlitzen in dem internen Überlagerungsbereich von durch die Heizlitzen erzeugten elektromagnetischen Feldern eine gegenläufige technische Stromrichtung aufweisen;
  • 3C, 3D eine Messraster-Anordnung MR (3C) und eine Referenz-Matrix ( 3D) mit ermittelten Referenzwerten RW in den Referenz-Messpunkten RM der elektromagnetischen Felder gemäß der Ausführungsvariante in den 3A und 3B;
Vierte Ausführungsvariante:
  • 4A eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung der Rückenlehne mit mehreren pro Heizfeld parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche der Rückenlehne nebeneinanderliegenden Heizlitzen in dem internen Überlagerungsbereich von durch die Heizlitzen erzeugten elektromagnetischen Feldern eine gegenläufige technische Stromrichtung aufweisen, wobei in einem externen Überlagerungsbereich der elektromagnetischen Felder die gegenläufige technische Stromrichtung im internen Überlagerungsbereich der elektromagnetischen Felder B der Rückenlehne selbst, dem Sitzteil im Bereich einer gedachten Positionslinie von Rückenlehne und Sitzteil gleichläufig gegenüber steht;
  • 4B eine erfindungsgemäße Litzenheizung zur Beheizung der Rückenlehne mit mehreren pro Heizfeld angeordneten parallel angeordneten Heizelementabschnitten mehrerer Heizlitzen, wobei die in der Fläche der Rückenlehne nebeneinanderliegenden Heizlitzen in dem internen Überlagerungsbereich von durch die Heizlitzen erzeugten elektromagnetischen Feldern eine gegenläufige technische Stromrichtung aufweisen, wobei in einem externen Überlagerungsbereich der elektromagnetischen Felder die gegenläufige technische Stromrichtung im internen Überlagerungsbereich der Rückenlehne selbst, dem Sitzteil im Bereich einer gedachten Positionslinie von Rückenlehne und Sitzteil gegenläufig gegenüber steht;
  • 4C, 4D eine Messraster-Anordnung MR (4C) und eine Referenz-Matrix ( 4D) mit ermittelten Referenzwerten RW in den Referenz-Messpunkte RM der elektromagnetischen Felder gemäß der Ausführungsvariante in den 4A und 4B.
The invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
First design variant = state of the art:
  • 1A a classic wire heater for heating a backrest with a single continuous heating wire per heating field;
  • 1B a classic wire heater for heating a seat part with a single continuous heating wire per heating field;
Second variant:
  • 2A a strand heater according to the invention for heating the backrest with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the surface of the backrest having a co-rotating technical current direction in an internal overlapping area of electromagnetic fields in the heating strands;
  • 2 B a strand heater according to the invention for heating the seat part with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the surface of the backrest in an internal overlapping area of through the Electromagnetic fields generated by heating wires have a co-rotating technical current direction;
Third variant:
  • 3A a strand heater according to the invention for heating the backrest with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the area of the backrest in the internal overlapping area of electromagnetic fields generated by the heating strands have an opposing technical current direction, the opposing technical current direction of the backrest itself, facing the seat part in the area of an imaginary position line between the backrest and the seat part;
  • 3B a strand heater according to the invention for heating the seat part with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the surface of the seat part having an opposite technical current direction in the internal overlapping area of electromagnetic fields generated by the heating strands;
  • 3C , 3D a measuring grid arrangement MR ( 3C ) and a reference matrix ( 3D ) with determined reference values RW in the reference measuring points RM of the electromagnetic fields according to the variant in the 3A and 3B ;
Fourth variant:
  • 4A a strand heater according to the invention for heating the backrest with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the area of the backrest in the internal overlapping area of electromagnetic fields generated by the heating strands have an opposite technical current direction, with the electromagnetic overlaying area in an external overlapping area Fields the opposite technical direction of current in the internal overlapping area of the electromagnetic fields B. the backrest itself faces the seat part in the area of an imaginary position line of the backrest and seat part in the same direction;
  • 4B a strand heater according to the invention for heating the backrest with several heating element sections of several heating strands arranged in parallel per heating field, the heating strands lying next to one another in the surface of the backrest having an opposite technical current direction in the internal overlapping area of electromagnetic fields generated by the heating strands, whereby in an external overlapping area the electromagnetic fields the opposite technical current direction in the internal overlapping area of the backrest itself, the seat part in the area of an imaginary position line of the backrest and seat part is opposite;
  • 4C , 4D a measuring grid arrangement MR ( 4C ) and a reference matrix ( 4D ) with determined reference values RW in the reference measuring points RM of the electromagnetic fields according to the variant in the 4A and 4B .

In den 1A und 1B ist eine erste Ausführungsvariante als Ausgangspunkt der Erfindung dargestellt.In the 1A and 1B a first embodiment is shown as the starting point of the invention.

Gemäß 1A ist eine Rückenlehne 14 und gemäß 1B ist ein Sitzteil 12 eines Fahrzeugsitzes 10 (vergleiche vorab die 4A, 4B) schematisch dargestellt, wodurch deutlich wird, dass bisher Litzenheizungen zur Beheizung einer Komponente, beispielsweise einer Rückenlehne 14 (Rückenlehnen-Heizung) oder eines Sitzteiles 12 (Sitzteil-Heizung) verwendet werden, die pro Heizfeld mit einer Heizfläche A eine einzige (Anzahl n=1) durchgängige Heizlitze H, n=1 aufweisen.According to 1A is a backrest 14th and according to 1B is a seat part 12 a vehicle seat 10 (compare the 4A , 4B) shown schematically, which makes it clear that previously stranded heaters for heating a component, for example a backrest 14th (Backrest heating) or a seat part 12 (Seat part heating) can be used per heating field with one heating surface A. a single (number n = 1) continuous heating wire H , n = 1.

Diese Heizlitze H wird in der herkömmlichen Ausführung pro Heizfeld beispielsweise mit einer Stromstärke IH von 4A bestromt.This heating wire H is, for example, with one current intensity per heating field in the conventional design I H energized by 4A.

Die 1A und 1B zeigen beispielhaft, stellvertretend für andere mögliche Trägerelemente, ein Trägerelement 100 mit der einzigen Heizlitze H; n=1, die auf oder in dem Trägerelement 100 angeordnet ist.The 1A and 1B show, by way of example, a carrier element, representative of other possible carrier elements 100 with the only heating wire H ; n = 1 on or in the support element 100 is arranged.

Die Fläche des Trägerelementes 100 entspricht der Heizfläche A. Ein solches Trägerelement 100 ist Bestandteil der Rückenlehne 14 und/oder des Sitzteiles 12 des Fahrzeugsitzes 10 und unterhalb des Bezuges oder unterhalb des Bezuges und einer Kaschierung des Sitzteiles 12 und/oder der Lehne 14 angeordnet, um nur zwei der möglichen Anordnungsmöglichkeiten zu nennen.The area of the support element 100 corresponds to the heating surface A. . Such a carrier element 100 is part of the backrest 14th and / or the seat part 12 of the vehicle seat 10 and below the cover or below the cover and a lamination of the seat part 12 and / or the backrest 14th arranged, to name just two of the possible arrangement options.

Bei einer an der Heizlitze H angelegten Betriebsspannung UB von beispielsweise 13 V und einer Bestromung der Heizlitze H mit einer Stromstärke IH von 4 A ergibt sich somit für die zu beheizende Fläche A (=Heizfläche) eine Leistung von 52 W.With one on the heating wire H applied operating voltage U B of, for example, 13 V and a current supply to the heating wire H with an amperage I H of 4 A thus results for the area to be heated A. (= Heating surface) an output of 52 W.

Mit anderen Worten, es sind relativ hohe Ströme erforderlich, um eine flächendeckende Wärme für die Heizfläche A zu erzeugen, sodass ein relativ hohes magnetisches Feld entsteht, wobei auch die Litzenlänge, dadurch das nur eine Heizlitze H; n=1 verwendet wird, relativ hoch ist, um eine homogene Wärmeverteilung der Heizfläche A zu gewährleisten, wodurch ebenfalls ein hohes elektromagnetisches Feld bewirkt wird. Bei einer Bestromung der Heizlitze H mit einer noch höheren Stromstärke IH und einer noch höheren Länge der Heizlitze H ergibt sich somit ein noch höheres elektromagnetisches Feld.In other words, relatively high currents are required in order to generate extensive heat for the heating surface A. to generate, so that a relatively high magnetic field is created, whereby the length of the stranded wire also means that only one heating wire is used H ; n = 1 is used, is relatively high in order to ensure a homogeneous heat distribution of the heating surface A. to ensure, which also causes a high electromagnetic field. When the heating wire is energized H with an even higher amperage I H and an even greater length of the heating wire H This results in an even higher electromagnetic field.

Hohe elektromagnetische Felder sind jedoch unerwünscht. Um die elektromagnetische Energie einer Komponenten-Heizung gemäß der Richtlinie ICNIRP zu reduzieren, wurden daher unterschiedliche Überlegungen angestellt und Lösungen gefunden, die nachfolgend erläutert werden.However, high electromagnetic fields are undesirable. In order to reduce the electromagnetic energy of a component heating system in accordance with the ICNIRP guideline, various considerations were therefore made and solutions found, which are explained below.

Aus der allgemeinen Schulphysik ist es bekannt, dass mit steigender Stromstärke das Magnetfeld um den Leiter herum ansteigt. Verringert man die Stromstärke, verringert sich auch das Magnetfeld. Kurz gesagt, umso höher der Strom I ist, desto größer ist auch das magnetische Feld B.From general school physics it is known that with increasing current strength, the magnetic field around the conductor increases. If you reduce the current strength, the magnetic field is also reduced. In short, the higher the current I, the greater the magnetic field B. .

Bekannt ist auch, dass sich mit steigender Leitungslänge auch das Magnetfeld erhöht, wie zum Beispiel die Anzahl der Windungen bei einem Elektromagneten das Magnetfeld verstärkt. Verkürzt man den Leiter, verringert sich somit das magnetische Feld. Kurz gesagt, umso länger der durchströmte Leiter ist, desto größer ist das elektromagnetische Feld.It is also known that the longer the line length increases, so does the magnetic field, for example the number of turns in an electromagnet increases the magnetic field. If the conductor is shortened, the magnetic field is reduced. In short, the longer the conductor through which it flows, the greater the electromagnetic field.

Im Ergebnis der vorstehenden Erläuterungen sind die Ursachen der hohen magnetischen Felder in klassischen Litzenheizungen darin zu sehen, dass hohe Ströme erforderlich sind, um in der jeweiligen Komponente eine flächendeckende Wärme zu erzeugen und es werden relativ lange Litzenlängen benötigt, um in der entsprechenden Komponente beziehungsweise der zugehörigen zu beheizenden Fläche eine homogene Wärmeverteilung zu gewährleisten.As a result of the above explanations, the causes of the high magnetic fields in classic strand heating systems are to be seen in the fact that high currents are required in order to generate extensive heat in the respective component and relatively long strand lengths are required to work in the corresponding component or the associated surface to be heated to ensure homogeneous heat distribution.

In der vorliegenden erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsvariante gemäß den 2A und 2B, wird die vorhandene Litzenlänge gemäß den 1A und 1B in Heizelementabschnitte HA; n>1 aufgeteilt.In the present second embodiment variant according to the invention according to the 2A and 2 B , the existing strand length is determined according to 1A and 1B in heating element sections HA ; n> 1 split.

Im Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsvariante sind zwei Heizelementabschnitte HA; n=2 angeordnet. Durch Vergleich der 1A und 2A sowie 1B und 2B wird deutlich, dass die Trägerelemente 100 die gleiche Fläche A aufweisen, sodass die zu beheizenden Flächen A der zu vergleichenden Komponenten 12, 14 gleich groß sind.In the exemplary embodiment of the second variant there are two heating element sections HA ; n = 2 arranged. By comparing the 1A and 2A as well as 1B and 2B it is clear that the support elements 100 the same area A. so that the surfaces to be heated A. of the components to be compared 12 , 14th are the same size.

Es ist vorgesehen, dass mit der erfindungsgemäßen Aufteilung eines einzigen drahtförmigen Heizelementes H; n=1 in mindestens zwei Heizelementabschnitte HA; n>1 eine gleiche Soll-Heizleistung PSoll bewirkt wird.It is provided that with the inventive division of a single wire-shaped heating element H ; n = 1 in at least two heating element sections HA ; n> 1 the same target heating output P target is effected.

Durch die Aufteilung in die mindestens zwei Heizelementabschnitte HA; n>1 werden die jedem der Heizelementabschnitte HA zugeordneten elektromagnetischen Felder B durch die Reduzierung der Stromstärke IHA je Heizelementabschnitt HA gegenüber der Stromstärke IH (vergleiche 1A und 1B) und durch die Verringerung der Länge der Heizelementabschnitte HA gegenüber einer einzigen Heizlitze H (vergleiche 1A und 1B) auf der gesamten Heizfläche A entsprechend reduziert.Due to the division into the at least two heating element sections HA ; n> 1 become the each of the heating element sections HA associated electromagnetic fields B. by reducing the amperage I HA per heating element section HA versus the amperage I H (compare 1A and 1B) and by reducing the length of the heating element sections HA compared to a single heating wire H (compare 1A and 1B) on the entire heating surface A. reduced accordingly.

Schaltet man nun diese Heizelementabschnitte HA parallel und setzt das Heizfeld A insgesamt wieder der gleichen Stromstärke IH von 4A, wie zu den 1A und 1B erläutert, aus, werden folglich auch die jeweiligen magnetischen Felder B der Heizelementabschnitte HA reduziert.If you now switch these heating element sections HA parallel and sets the heating field A. overall again the same amperage I H from 4A how to the 1A and 1B explained, from, the respective magnetic fields are consequently also explained B. the heating element sections HA reduced.

Es versteht sich, dass die Heizelementabschnitte HA; n>1 nicht unbedingt eine gleiche Länge aufweisen müssen, sondern dass unterschiedliche Längen gewählt werden können, wobei die gleichen Längen und die unterschiedlichen Längen so gewählt sind, dass an jedem der Heizelementabschnitte HA; n>1 ein reduzierter Wert <Bmax , n=1 der elektromagnetischen Felder B; n>1 im Vergleich zu einem angenommenen Maximalwert Bmax; n=1 des einzigen drahtförmigen Heizelementes H; n=1 gemäß 1 vorliegt.It will be understood that the heating element sections HA ; n> 1 need not necessarily have the same length, but that different lengths can be selected, the same lengths and the different lengths being selected so that on each of the heating element sections HA ; n> 1 a reduced value <B max , n = 1 of the electromagnetic fields B. ; n> 1 compared to an assumed maximum value Bmax ; n = 1 of the single wire-shaped heating element H ; n = 1 according to 1 present.

Mit anderen Worten, der Maximalwert Bmax; n=1 kann neben der Wahl der Anzahl n der Heizelementabschnitte HA; n>1 je nach Längenauslegung der Heizelementabschnitte HA; n>1 um einen vorgebbaren Betrag reduziert werden.In other words, the maximum value Bmax ; n = 1 can in addition to the choice of the number n the heating element sections HA ; n> 1 depending on the length design of the heating element sections HA ; n> 1 can be reduced by a specifiable amount.

Gemäß der Lösung nach der zweiten Ausführungsvariante wurde gefunden, dass der zur Erläuterung dienende Maximalwert Bmax; n=1 auf einen reduzierten Wert <Bmax, n>1 abgesenkt werden kann, wobei es erfindungsgemäß möglich ist, einen vorgebbaren Grenzwert BGrenz zu berücksichtigen, der beispielsweise als Richtlinien-Grenzwert in der vorgenannten Richtlinie ICNIRP definiert ist.According to the solution according to the second variant embodiment, it was found that the maximum value used for explanation Bmax ; n = 1 can be lowered to a reduced value <B max , n> 1, it being possible according to the invention to set a predeterminable limit value B limit must be taken into account, which is defined, for example, as a guideline limit value in the aforementioned ICNIRP guideline.

Mit anderen Worten, der Grenzwert BGrenz ist einem maximal zulässigen elektromagnetischen Feld B zugeordnet, wobei der ICNIRP-Grenzwert BGrenz = 100% an keiner Stelle der Heizfläche A des Trägerelementes 100 überschritten werden soll.In other words, the limit B limit is a maximum permissible electromagnetic field B. assigned, whereby the ICNIRP limit value B limit = 100% at no point on the heating surface A. of the carrier element 100 should be exceeded.

In einem sogenannten versuchsweise aufgebauten Referenz-Heizelement wurden Referenz-Messpunkte RM in einem Messraster MR auf der Fläche des Sitzteiles 12 und der Rückenlehne 14 festgelegt, wobei die ermittelten Referenzwerte RW der dort wirkenden elektromagnetischen Felder B durch Auflegen des Messgerätes auf die Heizelemente gemessen worden sind. Mittels dem bekannten Messgerät „Narda ELT-400“ wurden an den Referenz-Messpunkten RM, die an der Oberfläche des im Ausführungsbeispiel zwei Heizelementabschnitte HA, n=2 aufweisenden Heizelementes H wirkenden elektromagnetischen Felder B rastermäßig gemessen. Das genannte Messgerät dient zur Sicherheitsbeurteilung der Strahlenbelastung des Menschen durch magnetische Felder und zur Abnahmemessung elektrisch betriebener Produkte.Reference measuring points were established in a so-called experimental reference heating element RM in a measuring grid MR on the surface of the seat part 12 and the backrest 14th determined, with the determined reference values RW the electromagnetic fields acting there B. have been measured by placing the measuring device on the heating elements. Using the well-known measuring device "Narda ELT-400", the reference measuring points RM that are on the surface of the two heating element sections in the exemplary embodiment HA , n = 2 having heating element H acting electromagnetic fields B. measured on a grid basis. The above-mentioned measuring device is used for the safety assessment of human radiation exposure through magnetic fields and for acceptance measurement of electrically operated products.

Es wurde gemäß der zweiten Ausführungsvariante festgestellt, dass die ermittelten Referenzwerte RW der elektromagnetischen Felder B in den Referenz-Messpunkten RM in der Rückenlehne 14 um mindestens 42 % und in dem Sitzteil 12 um mindestens 46 % unterschritten werden, das heißt der Referenzwert RW liegt in allen Referenz-Messpunkten RM mindestens circa 40 % oder mehr unterhalb des erlaubten Richtlinien-Grenzwertes BGrenz (=100 %), der in der vorgenannten Richtlinie ICNIRP definiert ist.According to the second embodiment variant, it was found that the reference values determined RW of electromagnetic fields B. in the reference measuring points RM in the backrest 14th by at least 42% and in the seat part 12 be undercut by at least 46%, i.e. the reference value RW lies in all reference measuring points RM at least about 40% or more below the permitted guideline limit value B limit (= 100%), which is defined in the aforementioned ICNIRP guideline.

Die Erfindung geht jedoch gemäß einer dritten Ausführungsvariante noch darüber hinaus.According to a third variant embodiment, however, the invention goes even further.

Wie aus den 2A und 2B ebenfalls hervorgeht, sind von einer Messlinie Y-Y in Richtung der Heizflächen A der Rückenlehne 14 und des Sitzteiles 12 gesehen, durch die technische Verschaltung der Pole (+) und (-) (vergleiche 2A und 2B) in den internen Überlagerungsbereichen Ü der elektromagnetischen Felder B, in denen sich die zwei parallel geschalteten Heizelementabschnitte HA, n=2 nahe kommen, hinsichtlich ihrer technischen Stromrichtung gleichläufig (-)/(-) angeordnet.As from the 2A and 2 B also showing are from a measuring line YY in the direction of the heating surfaces A. the backrest 14th and the seat part 12 seen, through the technical connection of poles (+) and (-) (compare 2A and 2 B) in the internal overlay areas Ü of electromagnetic fields B. , in which the two heating element sections connected in parallel HA , n = 2 come close, with regard to their technical current direction arranged in the same direction (-) / (-).

Mit anderen Worten, die von den Minus-Polen ausgehenden Bereiche der Heizelementabschnitte HA, n=2 liegen im Ausführungsbeispiel im internen Überlagerungsbereich Ü der Mittelachsen XM , ZM nah beieinander und weisen die gleiche technische Stromrichtung auf, das heißt Minus (-) trifft auf Minus (-), wie in den die internen Überlagerungsbereiche Ü der elektromagnetischen Felder B symbolisierenden Rechtecken neben den 2A und 2B verdeutlicht werden soll.In other words, the areas of the heating element sections extending from the minus poles HA , n = 2 lie in the internal overlap area in the exemplary embodiment Ü of the central axes X M , Z M close to each other and show the same technical current direction, i.e. minus (-) meets minus (-), as in the internal overlapping areas Ü of electromagnetic fields B. symbolizing rectangles next to the 2A and 2 B should be clarified.

Jedoch konnte nachgewiesen werden, dass durch eine inverse Anordnung der technischen Stromrichtung in den Litzen der Heizelementabschnitte HA, n=2 die gebildeten elektromagnetischen Felder B noch weiter reduziert werden, wie in den 3A und 3B der dritten Ausführungsvariante verdeutlicht wird.However, it could be proven that by an inverse arrangement of the technical current direction in the strands of the heating element sections HA , n = 2 the generated electromagnetic fields B. can be further reduced, as in the 3A and 3B the third variant is illustrated.

Dritte Ausführungsvariante:

  • Es wird durch die Verpolung und die Anordnung der Anordnung der Litzen der Heizelementabschnitte HA, n=2 dafür gesorgt, dass die zwei parallel geschalteten Heizelementabschnitte HA, n=2 hinsichtlich ihrer technischen Stromrichtung gegenläufig (+)/(-) angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Minus-Pole und die Puls-Pole der Heizelementabschnitte HA, n=2 und die Anordnung der Litzen der Heizelementabschnitte HA, n=2 erfolgt derart, dass die im Ausführungsbeispiel in den internen Überlagerungsbereichen Ü der elektromagnetischen Felder B an den Mittelachsen XM , ZM nah beieinander liegenden Heizelementabschnitte HA, n=2 in unterschiedlichen technischen Stromrichtungen angeordnet sind, das heißt Plus (+) trifft auf Minus (-), wie in den die internen Überlagerungsbereiche Ü der elektromagnetischen Felder B symbolisierenden Rechtecken neben den 3A und 3B verdeutlicht werden soll. Durch eine solche Anordnung werden die Litzen der Heizelementabschnitte HA, n=2 gebildeten elektromagnetischen Felder B gemäß den in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Effekten weiter reduziert.
Third variant:
  • It is due to the polarity reversal and the arrangement of the arrangement of the strands of the heating element sections HA , n = 2 ensures that the two heating element sections connected in parallel HA , n = 2 are arranged in opposite directions (+) / (-) with regard to their technical current direction. In other words, the minus poles and the pulse poles of the heating element sections HA , n = 2 and the arrangement of the strands of the heating element sections HA , n = 2 takes place in such a way that in the exemplary embodiment in the internal overlapping areas Ü of electromagnetic fields B. on the central axes X M , Z M closely spaced heating element sections HA , n = 2 are arranged in different technical current directions, i.e. plus (+) meets minus (-), as in the internal overlapping areas Ü of electromagnetic fields B. symbolizing rectangles next to the 3A and 3B should be clarified. Such an arrangement makes the strands of the heating element sections HA , n = 2 generated electromagnetic fields B. further reduced according to the effects described in the introduction to the description.

Hierzu wird der prinzipiell erläuterte Versuchsaufbau in den 3C und 3D dargestellt, um den erfindungsgemäßen Effekt zu verdeutlichen.For this purpose, the experimental setup explained in principle is shown in 3C and 3D shown to illustrate the effect of the invention.

3C zeigt das Messraster MR der Flächen des Sitzteiles 12 und der Rückenlehne 14, während 3D die ermittelten Referenzwerte RW der Referenz-Messpunkte RM gemäß der gemessen elektromagnetischen Felder B zeigt. 3C shows the measuring grid MR the surfaces of the seat part 12 and the backrest 14th , while 3D the determined reference values RW the reference measuring points RM according to the measured electromagnetic fields B. shows.

Einem entsprechenden Referenz-Heizelement (nicht näher dargestellt), der in den 3A und 3B erläuterten Heizelementabschnitte HA, n=2 wurden innerhalb des Messrasters MR Referenz-Messpunkte RM auf der Fläche des Sitzteiles 12 und der Rückenlehne 14 festgelegt und zugeordnet, wobei die ermittelten Referenzwerte RW, der dort wirkenden elektromagnetischen Felder B mit dem bekannten Messgerät Narda ELT-400 gemessen worden sind.A corresponding reference heating element (not shown in detail), which is in the 3A and 3B explained heating element sections HA , n = 2 were within the measurement grid MR Reference measuring points RM on the surface of the seat part 12 and the backrest 14th determined and assigned, with the determined reference values RW , the electromagnetic fields acting there B. have been measured with the well-known measuring device Narda ELT-400.

Es wurde gemäß der dritten Ausführungsvariante (vergleiche 3C und 3D) festgestellt, dass die ermittelten Referenzwerte RW der elektromagnetischen Felder B in den Referenz-Messpunkten RM in der Rückenlehne 14 um mindestens 51 % und in dem Sitzteil 12 um mindestens 57 % unterschritten werden, das heißt der Referenzwert RW liegt in allen Referenz-Messpunkten RM mindestens circa 50 % oder mehr unterhalb des erlaubten Richtlinien-Grenzwertes BGrenz (=100 %), der in der vorgenannten Richtlinie ICNIRP definiert ist.According to the third variant (cf. 3C and 3D ) found that the determined reference values RW of electromagnetic fields B. in the reference measuring points RM in the backrest 14th by at least 51% and in the seat part 12 be undercut by at least 57%, i.e. the reference value RW lies in all reference measuring points RM at least about 50% or more below the permitted guideline limit value B limit (= 100%), which is defined in the aforementioned ICNIRP guideline.

Die Erfindung geht gemäß einer vierten Ausführungsvariante sogar noch einen Schritt weiter, wobei dieser Schritt nachfolgend erläutert wird.According to a fourth variant embodiment, the invention even goes one step further, this step being explained below.

Bekanntermaßen liegen die erläuterten Heizelementabschnitte HA, n=2 der Rückenlehne 14 und des Sitzteiles 12 des Fahrzeugsitzes 10 in ihrem Verbindungsbereich eng beieinander, sodass sie sich auch dort elektromagnetisch beeinflussen, beziehungsweise die elektromagnetischen Felder B aufeinander wirken.The heating element sections explained are known to lie HA , n = 2 of the backrest 14th and the seat part 12 of the vehicle seat 10 close together in their connection area, so that they also influence each other electromagnetically there, or the electromagnetic fields B. interact.

Zur Verdeutlichung wurde eine gedachte Positionslinie 20 der Sitzheizungen der beschriebenen Art in den 4A und 4B eingeführt und positioniert.An imaginary line of position was used for clarification 20th the seat heaters of the type described in the 4A and 4B introduced and positioned.

Auf dieser gedachten Positionslinie 20 liegt die Messlinie Y-Y von der aus in Richtung der Heizflächen A der Rückenlehne 14 und des Sitzteiles 12 gesehen wird.On this imaginary position line 20th is the measuring line YY from in the direction of the heating surfaces A. the backrest 14th and the seat part 12 is seen.

Zur Verdeutlichung der Erfindung fällt die Messlinie Y-Y in 4A auseinander, wodurch deutlich wird, dass sich gemäß der Beschreibung zu den gegenläufigen Stromrichtungen (+)/(-) der Heizelementabschnitte HA, n=2 gemäß den 3A und 3B jetzt von der gedachten Positionslinie 20 beziehungsweise der Messlinie/n Y-Y in Richtung der Heizflächen gesehen gleichläufig (-)/(-) beziehungsweise (+)/(+) gegenüber. Mit anderen Worten, die technischen Stromrichtungen (...)/(...) der beiden parallel geschalteten Heizelementabschnitte HA, n=2 sind zwar innerhalb des Sitzteiles 12 und der Rückenlehne 14 in vorteilhafter Weise gegenläufig (+)/(-), jedoch sind sie zwischen Rückenlehne 14 und 12 betrachtet gleichläufig (-)/(-) beziehungsweise (+)/(+).To illustrate the invention, the measuring line falls YY in 4A apart, which makes it clear that according to the description of the opposite current directions (+) / (-) of the heating element sections HA , n = 2 according to the 3A and 3B now from the imaginary position line 20th or the measuring line (s) YY seen in the direction of the heating surfaces in the same direction (-) / (-) or (+) / (+) opposite. In other words, the technical current directions (...) / (...) of the two heating element sections connected in parallel HA , n = 2 are within the seat part 12 and the backrest 14th advantageously in opposite directions (+) / (-), but they are between the backrest 14th and 12 considered in the same direction (-) / (-) or (+) / (+).

Erfindungsgemäß wird jetzt noch dafür gesorgt, dass gemäß der 4B die technischen Stromrichtungen (...)/(...) der Heizelementabschnitte HA, n=2 in Bezug auf die jeweils andere Komponente, mithin das Sitzteil12 und die Rückenlehne 14 derart angeordnet sind, dass sich an der gedachten Positionslinie 20 beziehungsweise der Messlinie Y-Y unterschiedliche technische Stromrichtungen (+)/(-) gegenüberliegen.According to the invention it is now ensured that according to the 4B the technical current directions (...) / (...) of the heating element sections HA , n = 2 in relation to the other component, hence the seat part 12 and the backrest 14th are arranged such that on the imaginary position line 20th or the measuring line YY different technical current directions (+) / (-) are opposite.

Im Ausführungsbeispiel wurden (vergleiche 3A und 3B beziehungsweise 4A und 4B) die Heizelementabschnitte HA, n=2 der Rückenlehne 14 (vergleiche 3A und 4B) zur Änderung der Pollage sozusagen um 180° um die Mittelachse ZM gedreht, wodurch sich im Ergebnis jetzt auch gemäß 4B die technischen Stromrichtungen in Bezug auf die zu den Heizflächen A gerichtete gegenüberliegende Lage zu der gedachten Positionslinie 20 nicht mehr gleichläufig (-)/(-) beziehungsweise (+)/(+), sondern gegenläufig (+)/(-) und (-)/(+) gegenüberstehen.In the exemplary embodiment (compare 3A and 3B 4A and 4B respectively) the heating element sections HA , n = 2 of the backrest 14th (compare 3A and 4B) to change the pole position, so to speak, by 180 ° around the central axis Z M rotated, whereby the result is now also according to 4B the technical current directions in relation to the heating surfaces A. directed opposite position to the imaginary position line 20th no longer parallel (-) / (-) or (+) / (+), but opposite (+) / (-) and (-) / (+) opposite.

Zusammenfassend wird zur vierten Ausführungsvariante offenbart, dass (vergleiche 4A und 4B) eine Unterseite der Rückenlehne (14) und eine Rückseite des Sitzteiles (12) an der gedachten Positionslinie 20 nah beieinander liegend angeordnet sind, sodass die mindestens zwei Heizelementabschnitte HA; n>1 auf oder in einem Trägerelement 100 in der Heizfläche A mindestens zwei Heizelementabschnitte HA; n>1 an der Positionierungslinie 20 gegenüberliegend einen von den mindestens zwei Heizelementabschnitten HA; n>1 erzeugten Überlagerungsbereich Ü' von elektromagnetischen Feldern B bilden, wobei die technische Stromrichtung der im externen Überlagerungsbereich Ü' benachbarten mindestens zwei Heizelementabschnitte HA; n>1 derart festgelegt ist, dass die technische Stromrichtung im externen Überlagerungsbereich Ü' entweder gleichläufig (vergleiche 4A) oder gegenläufig (vergleiche 4B) orientiert ist.In summary, it is disclosed for the fourth variant embodiment that (cf. 4A and 4B) an underside of the backrest ( 14th ) and a back of the seat part ( 12 ) at the imaginary position line 20th are arranged close to each other, so that the at least two heating element sections HA ; n> 1 on or in a carrier element 100 in the heating surface A. at least two heating element sections HA ; n> 1 on the positioning line 20th opposite one of the at least two heating element sections HA ; n> 1 generated overlay area Ü ' from electromagnetic fields B. form, the technical direction of the current being that in the external overlap area Ü ' adjacent at least two heating element sections HA ; n> 1 is set in such a way that the technical current direction in the external overlap area Ü ' either in the same direction (compare 4A) or in opposite directions (compare 4B) is oriented.

4C zeigt wiederum das Messraster MR der Flächen des Sitzteiles 12 und der Rückenlehne 14, während 4D die ermittelten Referenzwerte RW der Referenz-Messpunkte RM gemäß der gemessen elektromagnetischen Felder B zeigt, die bei der in 4B beschriebenen Anordnung der Heizelementabschnitte HA, n=2 der Rückenlehne 14 und des Sitzteiles12 wirken. 4C again shows the measuring grid MR the surfaces of the seat part 12 and the backrest 14th , while 4D the determined reference values RW the reference measuring points RM according to the measured electromagnetic fields B. shows the in 4B described arrangement of the heating element sections HA , n = 2 of the backrest 14th and the seat part 12 Act.

Es wurde in vorteilhafter Weise festgestellt, dass die ermittelten Referenzwerte RW der elektromagnetischen Felder B in den Referenz-Messpunkten RM gegenüber der in 3C und 3D dargestellten Ergebnisse noch weiter verbessert werden können.It was found in an advantageous manner that the reference values determined RW of electromagnetic fields B. in the reference measuring points RM compared to the in 3C and 3D The results presented can be improved even further.

Es wurde gemäß der vierten Ausführungsvariante (vergleiche 4C und 4D) festgestellt, dass die ermittelten Referenzwerte RW der elektromagnetischen Felder B in Bezug auf die Darstellung der 4B in den Referenz-Messpunkten RM in der Rückenlehne 14 um mindestens 59 % und in dem Sitzteil 12 um mindestens 61 % unterschritten werden, das heißt der Referenzwert RW liegt in allen Referenz-Messpunkten RM mindestens circa 60 % oder mehr unterhalb des erlaubten Richtlinien-Grenzwertes BGrenz (=100 %), der in der vorgenannten Richtlinie ICNIRP definiert ist.According to the fourth variant (cf. 4C and 4D ) found that the determined reference values RW of electromagnetic fields B. in terms of the representation of the 4B in the reference measuring points RM in the backrest 14th by at least 59% and in the seat part 12 be undercut by at least 61%, i.e. the reference value RW lies in all reference measuring points RM at least about 60% or more below the permitted guideline limit value B limit (= 100%), which is defined in the aforementioned ICNIRP guideline.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
TrägerelementSupport element
1010
FahrzeugsitzVehicle seat
1414th
Rückenlehnebackrest
1212
SitzteilSeat part
AA.
HeizflächeHeating surface
nn
Anzahlnumber
HH
HeizlitzeHeating wire
UB U B
BetriebsspannungOperating voltage
IH I H
Stromstärke eines Heizelementes H Amperage of a heating element H
IHA I HA
Stromstärke eines Heizelementabschnittes HA Amperage of a heating element section HA
PSoll P target
Soll-HeizleistungTarget heating output
BmaxBmax
angenommener Maximalwert eines elektromagnetischen Feldes B assumed maximum value of an electromagnetic field B.
<Bmax <B max
reduzierter Wert eines elektromagnetischen Feldes B reduced value of an electromagnetic field B.
BGrenz B limit
Grenzwertlimit
p%p%
Prozentsatzpercentage
MRMR
Messraster-AnordnungMeasurement grid arrangement
RWRW
ReferenzwertReference value
RMRM
Referenz-MesspunktReference measuring point
ÜÜ
interner Überlagerungsbereich innerhalb des Sitzteiles 12 oder der Rückenlehne 14 internal overlap area within the seat part 12 or the backrest 14th
Ü'Ü '
externer Überlagerungsbereich im Bereich der Positionslinie 20 zwischen Sitzteil 12 und Rückenlehne 14 external overlay area in the area of the position line 20th between seat part 12 and backrest 14th
2020th
PositionsliniePosition line
HAHA
HeizelementabschnitteHeating element sections
BB.
elektromagnetische Felderelectromagnetic fields
XM X M
Mittelachse des Sitzteiles 12 in LängserstreckungCentral axis of the seat part 12 in the longitudinal direction
ZM Z M
Mittelachse der Rückenlehne 14 in LängserstreckungCentral axis of the backrest 14th in the longitudinal direction
Y-YY-Y
Messlinie(n)Measuring line ( n )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007019891 A1 [0008]DE 102007019891 A1 [0008]

Claims (7)

Anordnung mindestens eines drahtförmigen Heizelementes (H; n=1) auf oder in einem Trägerelement (100) einer Komponente (10; 12, 14) zur Erzeugung von Wärme auf einer vorgegebenen Heizfläche (A) der Komponente (10; 12, 14), wobei für die vorgegebene Heizfläche (A) eine Soll-Heizleistung (PSoll) bei einer vorgegebenen Betriebsspannung (UB) mit einer vorgegebenen Stromstärke (IH) erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass • die Soll-Heizleistung (PSoll) durch Anordnung von mindestens zwei Heizelementabschnitten (HA; n>1) erzeugt wird, • wobei die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) in der Heizfläche (A) nebeneinanderliegend derart angeordnet sind, dass sie einen durch die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) erzeugten internen Überlagerungsbereich (Ü) von elektromagnetischen Feldern (B) bilden, wobei die technische Stromrichtung der im Überlagerungsbereich (Ü) benachbarten mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) derart festgelegt ist, dass die technische Stromrichtung in einem internen Überlagerungsbereich (Ü) gegenläufig orientiert ist, • wobei die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) über eine Parallelschaltung miteinander verschaltet sind, und jedem der Heizelementabschnitte (HA; n>1) eine Teilstromstärke (IHA) aufgeschaltet ist, sodass die Summe der Teilstromstärken (IHA) der Heizelementabschnitte (HA; n>1) der vorgegebenen Stromstärke (IH) entspricht.Arrangement of at least one wire-shaped heating element (H; n = 1) on or in a carrier element (100) of a component (10; 12, 14) for generating heat on a predetermined heating surface (A) of the component (10; 12, 14), whereby a target heating power (P Soll ) is achieved for the predetermined heating surface (A) at a predetermined operating voltage (U B ) with a predetermined current strength (I H ), characterized in that • the target heating power (P Soll ) by arrangement is generated by at least two heating element sections (HA; n> 1), • wherein the at least two heating element sections (HA; n> 1) are arranged on or in a carrier element (100) in the heating surface (A) side by side in such a way that they pass through the at least two heating element sections (HA; n> 1) generated internal overlap area (Ü) of electromagnetic fields (B), the technical current direction of the at least two heating element sections (HA; n> 1 ) is set in such a way that the technical current direction is oriented in opposite directions in an internal overlapping area (Ü), • wherein the at least two heating element sections (HA; n> 1) are interconnected via a parallel circuit, and a partial current strength (I HA ) is connected to each of the heating element sections (HA; n> 1), so that the sum of the partial current strengths (I HA ) of the heating element sections (HA; n> 1) of the specified current strength (I H ). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils gemessener um einen vorgebbaren Betrag reduzierte Wert (<Bmax; n>1) der elektromagnetischen Felder (B; n>1) jedes der mindestens zwei drahtförmigen Heizelemente (H; n>1) im Vergleich zu einem bisherigen Maximalwert (Bmax; n=1) eines elektromagnetischen Feldes (B; n=1) eines einzigen drahtförmigen Heizelementes (H; n=1) unter der Voraussetzung vorliegt, dass das einzige drahtförmige Heizelement (H; n=1) und die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) unter Berücksichtigung der gleichen vorgegebenen Heizfläche (A) und gleicher Soll-Heizleistung (PSoll) sowie gleicher Betriebsspannung (UB) angeordnet sind und betrieben werden.Arrangement according to Claim 1 , characterized in that a measured value (<B max ; n> 1) of the electromagnetic fields (B; n> 1) of each of the at least two wire-shaped heating elements (H; n> 1) reduced by a predeterminable amount compared to one previous maximum value (B max ; n = 1) of an electromagnetic field (B; n = 1) of a single wire-shaped heating element (H; n = 1) provided that the single wire-shaped heating element (H; n = 1) and the at least two heating element sections (HA; n> 1) are arranged and operated on or in a carrier element (100) taking into account the same predetermined heating surface (A) and the same target heating power (P Soll ) and the same operating voltage (U B ). Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) gleiche oder unterschiedliche Längen aufweisen, wobei die jeweilige Länge so gewählt ist, dass der jeweils gemessene reduzierte Wert (<Bmax; n>1) der elektromagnetischen Felder (B; n>1) jedes der mindestens zwei drahtförmigen Heizelemente (H; n>1) im Vergleich zu dem bisherigen Maximalwert (Bmax; n=1) des einzigen drahtförmigen Heizelementes (H; n=1) um den vorgebbaren Betrag reduziert ist, und • die Teilstromstärken (IHA) jedes der Heizelementabschnitte (HA; n>1) in Abhängigkeit der Anzahl (n) der Heizelementabschnitte (HA; n>1) und/oder ihrer Länge geringer ist als die Stromstärke (IH) des einzigen drahtförmigen Heizelementes (H; n=1), und • der gegenüber dem Maximalwert (Bmax; n=1) reduzierte Wert (<Bmax; n>1) der magnetischen Felder (B; n>1) jedes der Heizelementabschnitte (HA; n>1) einen vorgebbaren Grenzwert (BGrenz) eines maximal zulässigen magnetischen Feldes (B) nicht überschreitet, und • der Grenzwert (BGrenz) in jedem der Heizelementabschnitte (HA; n>1) um einen vorgebbaren Prozentsatz (p %) unterschritten wird.Arrangement according to the Claims 1 and 2 , characterized in that the at least two heating element sections (HA; n> 1) have the same or different lengths, the respective length being selected so that the respective measured reduced value (<B max ; n> 1) of the electromagnetic fields (B ; n> 1) each of the at least two wire-shaped heating elements (H; n> 1) is reduced by the predetermined amount compared to the previous maximum value (B max ; n = 1) of the single wire-shaped heating element (H; n = 1), and • the partial current strengths (I HA ) of each of the heating element sections (HA; n> 1) depending on the number (n) of heating element sections (HA; n> 1) and / or their length is less than the current strength (I H ) of the single one wire-shaped heating element (H; n = 1), and • compared to the maximum value (B max ; n = 1) reduced value (<B max ; n> 1) of the magnetic fields (B; n> 1) of each of the heating element sections (HA ; n> 1) does not exceed a specifiable limit value (B limit ) of a maximum permissible magnetic field (B) t, and • the limit value (B limit ) in each of the heating element sections (HA; n> 1) is undercut by a predefinable percentage (p%). Verfahren zur Erzeugung von Wärme auf einer vorgegebenen Heizfläche (A) einer Komponente (10; 12, 14), mittels mindestens einem drahtförmigen Heizelement (H; n=1), welches auf oder in einem Trägerelement (100) der Komponente (10; 12, 14) angeordnet ist, wobei für die vorgegebene Heizfläche (A) eine Soll-Heizleistung (PSoll) bei einer vorgegebenen Betriebsspannung (UB) mit einer vorgegebenen Stromstärke (IH) erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Heizleistung (PSoll) durch Anordnung von mindestens zwei Heizelementabschnitten (HA; n>1) erzeugt wird, wobei die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) in der Heizfläche (A) nebeneinanderliegend derart angeordnet sind, dass sie einen durch die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) erzeugten internen Überlagerungsbereich (Ü) von elektromagnetischen Feldern (B) bilden, wobei die technische Stromrichtung der im internen Überlagerungsbereich (Ü) benachbarten mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) festgelegt wird, und entweder gleichläufig oder gegenläufig orientiert ist, wobei die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) über eine Parallelschaltung miteinander verschaltet werden, und jedem der Heizelementabschnitte (HA; n>1) eine Teilstromstärke (IHA) aufgeschaltet wird, sodass die Summe der Teilstromstärken (IHA) der Heizelementabschnitte (HA; n>1) der vorgegebenen Stromstärke (IH) entspricht, wodurch der jeweils gemessene um einen vorgebbaren Betrag reduzierte Maximalwert (<Bmax; n>1) der elektromagnetischen Felder (B; n>1) jedes der mindestens zwei drahtförmigen Heizelemente (H; n>1) im Vergleich zu einem bisherigen Maximalwert des elektromagnetischen Feldes (Bmax; n=1) eines einzigen drahtförmigen Heizelementes (H; n=1) unter der Voraussetzung vorliegt, dass das einzige drahtförmige Heizelement (H; n=1) und die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) unter Berücksichtigung der gleichen vorgegebenen Heizfläche (A) und gleicher Soll-Heizleistung (PSoll) sowie gleicher Betriebsspannung (UB) betrieben werden.Method for generating heat on a predetermined heating surface (A) of a component (10; 12, 14) by means of at least one wire-shaped heating element (H; n = 1) which is mounted on or in a carrier element (100) of the component (10; 12 , 14) is arranged, wherein for the specified heating surface (A) a target heating power (P Soll ) is achieved at a predetermined operating voltage (U B ) with a predetermined current strength (I H ), characterized in that the target heating power ( P Soll ) is generated by arranging at least two heating element sections (HA; n> 1), the at least two heating element sections (HA; n> 1) being arranged on or in a carrier element (100) in the heating surface (A) next to one another in such a way that that they form an internal overlapping area (Ü) of electromagnetic fields (B) generated by the at least two heating element sections (HA; n> 1), the technical current direction being at least the one adjacent in the internal overlapping area (Ü) two heating element sections (HA; n> 1) and is oriented either in the same direction or in opposite directions, the at least two heating element sections (HA; n> 1) being connected to one another via a parallel circuit, and a partial current intensity (I HA ) for each of the heating element sections (HA; n> 1) ) is switched on, so that the sum of the partial current strengths (I HA ) of the heating element sections (HA; n> 1) corresponds to the specified current strength (I H ), whereby the maximum value (<B max ; n> 1) that is measured is reduced by a specified amount. of the electromagnetic fields (B; n> 1) of each of the at least two wire-shaped heating elements (H; n> 1) compared to a previous maximum value of the electromagnetic field (B max ; n = 1) of a single wire-shaped heating element (H; n = 1 ) provided that the single wire-shaped heating element (H; n = 1) and the at least two heating element sections (HA; n> 1) are on or in a carrier element (100) taking into account the same predetermined heating surface he (A) and the same target heating power (P Soll ) and the same operating voltage (U B ) can be operated. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstromstärken (IHA) der Heizelementabschnitte (HA; n>1) in Abhängigkeit der Anzahl (n) der Heizelementabschnitte (HA; n>1) und/oder ihrer Länge mittels Veränderung des elektrischen Widerstandes der Heizelementabschnitte (HA; n>1) zur Erzeugung der vorgegebenen Stromstärke (IH) angepasst werden.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the partial current strengths (I HA ) of the heating element sections (HA; n> 1) as a function of the number (n) of the heating element sections (HA; n> 1) and / or their length by changing the electrical resistance of the heating element sections (HA ; n> 1) can be adapted to generate the specified current strength (I H ). Fahrzeugsitz (10), aufweisend eine Rückenlehne (14) und ein Sitzteil (12) als Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Sitzheizung eine Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 umfassen.Vehicle seat (10), having a backrest (14) and a seat part (12) as components, characterized in that it has an arrangement according to at least one of the seat heating systems Claims 1 to 3 include. Fahrzeugsitz (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite der Rückenlehne (14) und eine Rückseite des Sitzteiles (12) an einer gedachten Positionslinie (20) nah beieinanderliegend angeordnet sind, sodass die mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) auf oder in einem Trägerelement (100) in der Heizfläche (A) mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) an der Positionierungslinie (20) gegenüberliegend einen von den mindestens zwei Heizelementabschnitten (HA; n>1) erzeugten externen Überlagerungsbereich (Ü') von elektromagnetischen Feldern (B) bilden, wobei die technische Stromrichtung der in einem externen Überlagerungsbereich (Ü') benachbarten mindestens zwei Heizelementabschnitte (HA; n>1) derart festgelegt ist, dass die technische Stromrichtung im externen Überlagerungsbereich (Ü') entweder gleichläufig oder gegenläufig orientiert ist.Vehicle seat (10) after Claim 6 , characterized in that an underside of the backrest (14) and a rear side of the seat part (12) are arranged close to one another on an imaginary position line (20) so that the at least two heating element sections (HA; n> 1) on or in a support element ( 100) in the heating surface (A) at least two heating element sections (HA; n> 1) on the positioning line (20) opposite one of the at least two heating element sections (HA; n> 1) generated external overlapping area (Ü ') of electromagnetic fields (B ), the technical current direction of the at least two heating element sections (HA; n> 1) adjacent in an external superimposition area (Ü ') being defined in such a way that the technical current direction in the external superimposition area (Ü') is oriented either in the same direction or in opposite directions.
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