CN101072459B - 面状加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电加热元件(1)，包括：至少一个用于设置在待加热的面附近的面状加热电阻(18)，至少一个用于将电流供给到加热电阻(18)上的电极(4)，该电极具有至少两个接触导体股(3、3′)，这些接触导体股至少在一个长形的触点接通区域(200)中至少局部地彼此连接并且与所述加热电阻(18)连接。本发明提出：在沿电极(4)和/或触点接通区域(200)的至少一个位置——在该位置上至少一个接触导体股(3、3′、3″、)至少局部地具有一个平行于电极(4)和/或触点接通区域(200)的延伸方向的延伸方向上，至少一个另外的接触导体股(3、3′、3″、)至少局部地具有一个与该延伸方向成角度地定向的延伸方向。

Description

面状加热装置
技术领域
本发明涉及一种尤其是用于在交通工具的乘客车厢内加热使用者接触的面的面状加热元件、一种尤其是用于交通工具的座椅以及一种交通工具。
背景技术
由DE 4101290 C2和由EP 0939579 B1公开了一种电加热元件，其中，一个面状加热电阻在分别对置的侧上通过接触导体电接触。为了确保在加热电阻与接触导体之间尽可能多的接触点并且为了使得接触导体相对于机械应力更稳固，发热体波纹形地或者彼此交织地设置在加热电阻上。已经表明了有一些应用情况，其中需要更高的机械承载能力，该机械承载能力比由已知的接触导体类型提供的机械承载能力高。
发明内容
所以为了丰富现有技术，提出了一种加热元件、座椅和交通工具。
根据本发明，电加热元件具有：至少一个用于设置在待加热的面附近的面状加热电阻；至少一个用于将电流供给到加热电阻上的电极，该电极具有至少两个接触导体股，这些接触导体股至少在一个长形的触点接通区域内至少局部地彼此连接并且与所述加热电阻连接。其中，所述至少两个接触导体股设置在一个载体带上，并借助于平行于所述载体带延伸的缝固定在所述载体带上，在沿电极和/或触点接通区域的至少一个位置上，在该位置上至少一个接触导体股至少局部地具有一个平行于电极和/或触点接通区域的延伸方向的延伸方向，至少一个另外的接触导体股至少局部地具有一个与该延伸方向成角度地定向的延伸方向。
根据本发明，还提出了一种座椅，尤其是交通工具座椅，其中，该座椅配备至少一个上述的加热元件。
根据本发明，还提出了一种交通工具，尤其是机动车，其中，该交通工具配备至少一个上述的加热元件和/或座椅。
接触导体股断裂的详细的分析得到，在所述接触导体股的曲线的极值上或在所述接触导体股的顶点上的断裂的可能性明显比在其余的区域内高。这在于，所述接触导体股在这种极值的区域内大致平行于接触区域或电极地延伸。因此接触导体在此较小的可能性来避开负载。现在，本发明提出的加热元件可避免，不同的接触导体股的较高失灵可能性的区域直接并排的设置。由此大大提高了这种可能性，即，断裂的接触导体股可以由相邻的接触导体股搭接并且从而保证沿接触区域的导电能力。特别有利的是，对于大部分位置来说，至少一个至少局部不平行的、其他的接触导体股设有至少局部平行于电极的延伸方向。特别有利的是，其余接触导体股的至少一半、优选至少70％、更好90％适合于搭接。
下述的加热元件在制造技术上能有效地制造。
有利的是，至少两个接触导体股至少以区段方式非线性地、尤其是周期性振荡形地延伸并且具有彼此不同的周期长度和/或彼此不同的波形图。
有利的是，至少两个接触导体股以相同的周期时间周期地波动；这些接触导体股相对于其纵向曲线彼此相移地设置；并且该相移优选不同于90°的整数倍。
有利的是，至少一个面状加热电阻的至少一部分由能导电的材料构成，该材料尤其是由碳纤维、金属薄膜和/或金属化的塑料纤维构成；和至少一个面状加热电阻的至少另一部分由导电较差的或绝缘的材料构成，该材料尤其是由针织物或无纺毛织物构成，该针织物或无纺毛织物由天然的或合成的纤维构成。
有利的是，至少一个接触导体股至少部分地由金属的线材构成，该线材优选由镀银的铜和/或不锈钢构成和/或由能导电的、优选带有银的金属化结构的塑料构成。
一个导体股是这样一个股，在该股中延伸有一个、多个或许多丝状的电导体、优选基本上沿该股的纵向方向延伸。一个导体股本身可以由多个导体股构成。一个股是一个长形的结构(Gebilde)，该结构的长度尺寸远远超过其横截面的尺寸。优选该横截面的两个维大致具有类似的大小。优选该结构是弯曲弹性的，但是在固定的集合状态中(“股”)。
丝状在此应理解为，这样表示的物体由一个短的或长的纤维构成或由一个单丝或多丝线构成(“丝状”)。
“基本上”及“大部分”应理解为，一个特征被大于50％地满足，尤其是至少70％，优选至少90-95％。
“成角度”尤其是意味着一个大于0°的角，尤其是在5°与85°之间的角。
“延伸方向”意味着这样的方向，在一个物体或一个曲线的一个点上的切向指向该方向。一个物体的中点、横截面的横截面积中点、在一个长形物体的中心对半处上的点是尤其感兴趣的。
“塑料”是各种合成的、在自然中未出现的材料，尤其是集合物和由此派生的物质如碳纤维。
“束”在此不仅仅理解为由各单股组合成一种大致圆形横截面的长形的总体结构。下面，一些加热股的束理解为许多加热股，它们设置在一个至少假想地在空间上可被划界的长形区域内，在功能上和/或在空间上被观察为属于同一整体的，和/或至少相对其总延伸大致彼此沿着地设置。
附图说明
下面解释本发明的细节。这些实施形式使得本发明可被理解。但是它们仅具有示例性的特征。当然在本发明的范围内各个或多个描述的特征也可以被省略、改变或补充。不同实施形式的特征当然也可以相互组合。下面参考附图：
图1示出加热元件的俯视图，
图2示出加热元件的一个电极的第一实施形式的放大的俯视图，
图3示出加热元件的一个电极的第二实施形式的放大的俯视图，
图4示出加热元件的一个电极的第三实施形式的放大的俯视图，
图5以部分草图的形式示出具有被加热的座椅的交通工具的侧视图。
具体实施方式
图1示出一种面状的电加热元件1(“加热元件1”)。
加热元件1具有至少一个面状的加热电阻18(“加热电阻18”)。
该加热电阻具有至少一个面状载体8(“面状载体8”)。适宜的是，至少一个载体8可至少部分地由纺织物、针织物、编结物、编织物、无纺毛织物、柔性的热塑性塑料、透气材料和/或薄膜构成。在该实施例中，设置了一个具有由合成纤维构成的无纺毛织物的载体8。
本发明考虑，加热元件1具有至少一个加热区100(“加热区100”)。该加热区被配置给一个待加热的面或者构成该待加热的面本身。该加热区很大程度上与加热电阻18相同。
加热电阻18尤其是具有至少一个发热体2(“发热体2”)，该发热体设置在加热区域100上和/或加热区域100内。优选设置多个发热体，所述发热体优选曲折形并排地并且彼此电并联地设置。在本实施例中，每个发热体相对于相应下一个发热体以2cm的平均间距设置并且大约与该下一个发热体平行地设置。
本发明考虑，发热体2的至少一部分是彼此交联的，其方式是，发热体2的至少一部分在其端部之间至少部分地可导电地在接触位置77上彼此接触(“交联的发热体”)。因此局部的发热体损坏、例如由于在缝合时或破坏时的局部损坏不会影响加热元件的运行，因为在单个发热体局部失灵的情况下加热电流被分到相邻的发热体上。
加热元件1具有至少一个触点接通区域200，在该触点接通区域上加热区100或加热电阻18被触点接通(“触点接通区域200”)。本发明的加热元件具有两个触点接通区域200，这些触点接通区域有间隔地并且大致彼此平行地设置在加热区100的对置的侧上，该加热区域位于这些触点接通区域之间。但是，这些触点接通区域也可弯曲地或曲折地设置。
加热元件1具有至少一个电极4，以便将电流供给到加热电阻18的至少一个发热体2上(“电极4”)。在此设置两个电极4，其中它们分别沿触点接通区域200延伸。这些电极可在这些触点接通区域内曲折地和/或如图所示直线地延伸。它们优选预集束为带并且仅需要被缝上或被粘上。
至少一个电极4优选具有一个载体带14，在该载体带上设置至少一个接触导体股3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′(“载体带14”)。载体带14优选由一种材料构成，这种材料允许接触导体3有一定的活动性，但是同时保护这些接触导体免受较大的拉-或弯曲负荷。
对此特别合适的是由服装工业的合成材料构成的针织物或者编织物。
现在参照图2、3和4详细地说明这些接触导体股3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′的设置。
图2示出两组接触导体股3、3′，这些接触导体股分别以谐波的形式设置在一个载体带14上。这些接触导体股3、3′借助于多个彼此平行地或者平行于电极带延伸的缝22固定在载体带14上。两组接触导体股3的每组分别包括三个接触导体股。每组的接触导体股彼此以均匀的间距横向于载体带14移位地设置。因此，在该实施例中，它们彼此不再接触。但是根据曲线分布的不同情况也允许交叉的设置。
该谐波具有类似于正弦形的轮廓，但是在一个周期内不仅在最小值42、42′、42″时而且在最大值41、41′、41″(相对于载体带14的纵向延伸)时的具有不同大小的极值(“波轮廓(Schwingungskontur)”)。
两组接触导体3、3′现在这样地彼此沿载体带14的纵向方向移动，使得一组接触导体3的谐波的极值或顶点相对于载体带14的纵向方向没有一处设置在与另一组的接触导体股3′的波轮廓的极值或顶点相同的位置上。
在按图3的另一实施形式中，接触导体股3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′也相对于所有其他的接触导体股3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′沿载体带14稍稍错位地设置。在此，波形相应于具有始终保持相同的极值的正弦形波。
在图4的实施形式中，如图2那样设有两组接触导体股3、3′。第一组具有按图2那样的带有不同大小的极值的波轮廓。第二组具有带有保持相同极值的正弦形的波。在此，这些接触导体股3、3′这样设置，使得两组接触导体股3、3′分别基本上扫过载体带14的整个宽度。此外，所述两组接触导体股分别这样相对彼此设置，使得其中一组的极值沿电极4绝不设置在与另一组的接触导体股3′相同的位置上。
作为另一方案考虑，多个接触导体股并排设置，其中至少一个接触导体股在其曲线上随机确定，或者它具有一个不同于其余的接触导体股的至少一个的周期延续时间。重要的是，至少一个接触导体股在沿电极4的每个位置上的延伸方向至少局部地不同于全部电极或所述全部电极的载体带14的延伸方向。
至少一个接触导体股3例如可以具有至少一个基本上金属的、优选由铜或铜合金构成的电导体股30，该电导体股优选至少部分地设有由非氧化的或钝化的金属、优选银或银合金构成的涂层(“金属的接触导体”)。在本实施例中设有由铜构成的用银涂覆的绞合线。这降低了加热元件的价格，因为对于接触导体能够采用传统的金属绞合线。
至少一个接触导体股3和/或一个电极4合乎目的地与多个发热体2电连接。在本实施例中所有接触导体股3与所有发热体2触点接通。
此外，本发明考虑，加热元件1具有至少一个连接导线6，以便将电流从一个电源70通过至少一个电极4供给到加热元件1上(“连接导线6”)。
此外，加热元件以有意义的方式具有一个温度传感器80，该温度传感器在温度在60℃与80℃之间时中断通到加热元件1的供电(“温度传感器”)。
适宜的可以是，至少一个接触导体股3具有多个、优选在1与360之间、优选在10与70之间的单股(“多个单股”)。目前，这些接触导体股具有约60个单股地构成。这在单个的单股失灵的情况下、例如在裂缝的情况下也保证接触导体股3保持功能性。此外，在此将多个单股组合成至少一个股束(“股束”)，以便提高接触导体股3的稳定性。然后将多个优选在1与20之间、优选在2与5之间的股束组合成一个总束。在此设置了2个股束。
适宜的可以是，加热元件安装到交通工具座椅、方向盘、臂支架、座椅支架、热外罩
Figure GA20191841200710103410901D00081
或类似物上。图5示出一个加热元件，该加热元件安装到座椅150内。加热元件可以位于座椅内衬中或者如在此位于覆盖表面与座椅软垫之间。适宜的可以是，加热元件安装到一个较大的分系统内，以便向座椅使用者提供加热、制冷、通风等。
参考标号表
1 加热元件
2 发热体
3、3′ 接触导体股
4 电极
8 载体
14 载体带
18 加热电阻
22 缝
30 金属的导体股
41 最大值
42 最小值
57 发热体的端部
77 接触位置
80 温度传感器
100 加热区
150 座椅
200 触点接通区域

Claims (15)

1.一种电加热元件(1)，包括：
至少一个用于设置在待加热的面附近的面状加热电阻(18)，
至少一个用于将电流供给到加热电阻(18)上的电极(4)，该电极具有至少两个接触导体股(3、3′)，这些接触导体股至少在一个长形的触点接通区域(200)中至少局部地彼此连接并且与所述加热电阻(18)连接，
其特征在于：所述至少两个接触导体股(3、3′)设置在一个载体带(14)上，并借助于平行于所述载体带(14)延伸的缝(22)固定在所述载体带(14)上，在沿电极(4)和/或触点接通区域(200)的至少一个位置上，在该位置上至少一个接触导体股(3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′)至少局部地具有一个平行于电极(4)和/或触点接通区域(200)的延伸方向的延伸方向，至少一个另外的接触导体股(3、3′、3″、3″′、3″″、3″″′)至少局部地具有一个与该延伸方向成角度地定向的延伸方向。
2.按权利要求1所述的加热元件，其特征在于：至少两个接触导体股(3、3′)至少以区段方式非直线地延伸并且具有彼此不同的周期长度和/或彼此不同的波形图。
3.按权利要求2所述的加热元件，其特征在于：至少两个接触导体股(3、3′)周期振荡形地延伸。
4.按权利要求1-3中任一项所述的加热元件，其特征在于：至少两个接触导体股(3、3′)以相同的周期时间周期地波动；这些接触导体股相对于其纵向延伸彼此相移地设置。
5.按权利要求4所述的加热元件，其特征在于：该相移不同于90°的整数倍。
6.按上述权利要求1-3中任一项所述的加热元件，其特征在于：至少一个面状加热电阻(18)的至少一部分由能导电的材料构成；和至少一个面状加热电阻(18)的至少另一部分由导电差的或绝缘的材料构成。
7.按权利要求6所述的加热元件，其特征在于：至少一个面状加热电阻(18)的至少一部分由碳纤维、金属薄膜和/或金属化的塑料纤维构成。
8.按权利要求6所述的加热元件，其特征在于：至少一个面状加热电阻(18)的至少另一部分由针织物或无纺毛织物构成，该针织物或无纺毛织物由天然的或合成的纤维构成。
9.按权利要求1-3中任一项所述的加热元件，其特征在于：至少一个接触导体股(3)至少部分地由金属的线材构成或由能导电的塑料构成。
10.按权利要求9所述的加热元件，其特征在于：至少一个接触导体股(3)至少部分地由镀银的铜或不锈钢构成。
11.按权利要求9所述的加热元件，其特征在于：至少一个接触导体股(3)至少部分地由带有银的金属化结构的塑料构成。
12.一种座椅，其特征在于：该座椅配备至少一个按上述权利要求中任一项所述的加热元件。
13.按权利要求12所述的座椅，其特征在于：所述座椅是交通工具座椅。
14.一种交通工具，其特征在于：该交通工具配备至少一个按上述权利要求中任一项所述的加热元件或座椅。
15.按权利要求14所述的交通工具，其特征在于：所述交通工具是机动车。
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