CN110014822A - 具有至少部段地由导电塑料形成的、用于电加热百叶窗设备的百叶窗片的百叶窗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的百叶窗设备，百叶窗设备包括设备框架，设备框架具有贯通口和至少一个在打开位置和关闭位置之间可运动地容纳在框架上的百叶窗片用于改变贯通口的能由空气穿流的横截面，当至少一个百叶窗片处于打开位置时贯通口的能穿流的横截面大于当至少一个百叶窗片处于关闭位置时的能穿流的横截面，其中在至少一个百叶窗片中设有选择性地能通电的电阻加热设备，电阻加热设备包括热导体和电源，电源构成用于向热导体输出电功率，电功率足以将热导体从20℃的起始温度开始在10分钟内加热至少2K，其中，至少一个百叶窗片的至少一个加热部段由导电塑料形成，使得百叶窗片自身形成热导体。

Description

具有至少部段地由导电塑料形成的、用于电加热百叶窗设备 的百叶窗片的百叶窗设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的百叶窗设备。所述百叶窗设备包括设备框架，所述设备框架具有贯通口和至少一个在打开位置和关闭位置之间可运动地容纳在所述框架上的百叶窗片用于改变所述贯通口的能由空气穿流的横截面的大小。在此，当所述至少一个百叶窗片处于所述打开位置时所述贯通口的能穿流的横截面大于当所述至少一个百叶窗片处于所述关闭位置时的能穿流的横截面。在所述至少一个百叶窗片中设有选择性地能通电的电阻加热设备，其包括热导体和电源。所述电源构成用于向热导体输出电功率，所述电功率足以将所述热导体从20℃的起始温度开始在10分钟内加热至少2K。

背景技术

由DE 10 2012 023 067 A1已知了这种百叶窗设备。在这种已知的百叶窗设备中，可以在可运动的空气引导元件中设置未详细描述的电加热装置，该空气引导元件例如用于控制通向发动机冷却单元的空气流，借助所述电加热装置在需要时可对空气引导元件除冰。

由DE 10 2006 054 423 A1已知一种可电加热的塑料薄膜，其具有至少一个导电层，其中塑料层的导电性通过在塑料基质中混合导电添加剂而形成。已知的塑料薄膜用于产生面状的加热薄膜。

由DE 10 2004 049 148 A1已知一种加热薄膜，其被设置在保险杠的朝向车身的一侧上，以在需要时可加热设置在其周围的雷达接收/发送装置，因为雷达设备的发送和接收特性能显著地被相应存在的天气(温度，湿度)改变。

由DE 10 2008 015 853 A1已知了一种用于机动车辆的可加热的塑料盘。该文献教导了将热导体在丝网印刷方法中压到塑料盘的塑料表面上。

由DE 10 2014 207 566 A1已知一种用于机动车辆的百叶窗设备，其百叶窗片可以至少部分地由导电的塑料材料形成，以便根据导电的百叶窗片部段是否与另一个部件导电接触能够推断百叶窗片的运行位置。

机动车辆上的百叶窗设备通常与环境空气接触，因此承受相应机动车辆的外部环境中存在的环境温度。这些环境温度可以根据机动车辆的运行区域在一年的过程中变化几十开尔文，这根据季节根据用于形成百叶窗设备的材料的热膨胀系数能够导致同一百叶窗设备的不希望的尺寸差异。

与在最大和最小的环境温度之间的在一年的过程中出现的相应温度差无关地，百叶窗设备可在低于冰点时由于结冰被固定，并因此不再能满足其控制/调节至内燃发动机的热交换器的对流冷却空气流的常规任务。为了避免通过结冰的这种固定，DE 10 2012023 067 A1教导了在可运动空气引导元件中设置电加热设备。然而，该类文献提出的解决方案是耗费且昂贵的。因此，本发明的目的是提出一种百叶窗设备，其借助更简单的结构能可靠地实现至少部分地电加热百叶窗片。

发明内容

此目的根据本发明通过一个这种百叶窗设备实现，其中至少一个百叶窗片的至少一个加热部段由导电塑料形成，使得百叶窗片自身形成热导体。因此，百叶窗片的加热部段可以通过简单的材料选择在制造百叶窗片时已经限定，而不需要为此将单独形成的热导体嵌入百叶窗片的塑料材料中，例如通过将热导体装置插入注塑腔中和通过注塑包封该热导体装置。因此，与现有技术相比，可电加热的百叶窗片可以更便宜地并且每单位时间更高件数地制造。

以本身已知的方式，至少一个百叶窗片突出到贯通口中并优选穿过该贯通口，以便能够通过位置改变来改变其能通流的横截面。

在此可以通过用导电颗粒填充塑料基质来提供导电塑料。

通过电源的供电在10分钟内加热2k在有疑问的情况下可从百叶窗设备的在1013hPa的空气气氛中20℃的均匀的起始温度开始在排除流向百叶窗设备的空气流的情况下测量。通过加热至少一个加热部段形成的对流是允许的。

通常，至少一个百叶窗片具有设置在贯通口中的窗页和至少一个支承结构。支承结构可与所述框架上的支承配合结构共同作用，以将百叶窗片可运动地安装在框架上，例如以作为支承结构的圆柱形或圆锥形支承轴的形式，所述支承结构能可旋转运动地安装在作为支承配合结构的空心圆柱形的或空心圆锥形的套筒中。因为通常窗页更大程度地遭受环境的影响，尤其在承载百叶窗片的车辆行驶运行期间被行驶风迎流，并且因此对流地被冷却，所以优选地加热部段至少形成在窗页上。这样一种部分地可电加热并且部分地不可电加热的百叶窗片可以通过双组份注塑法来制造，其方式在于：第一部段由不导电的第一塑料材料产生并且第二部段由导电的塑料材料产生。

因为正是在期望的除冰的情况下以电的方式引入百叶窗片中的热尤其用于冰的融化，所述冰润湿百叶窗片的、尤其窗页的表面，因此有利的是，加热部段至少沿着百叶窗片的尤其窗页的表面部段延伸。位于百叶窗片的表面下方的窗片芯可以不导电地构成。该窗片芯可以在相应导电地构成表面层时通过从表面层向内传导热量来加热，所述表面层包围所述窗片芯。

为了百叶窗装置能尽可能快地除冰，根据本发明的一个优选的改进方案提出，至少窗页的整个表面由导电塑料形成。以这种方式，整个窗页的表面可以在一个唯一的加热过程中被加热，尽管只有窗页的一个部段，即形成其外表面的部段由导电塑料制成，而所述窗片芯不由导电塑料制成。为了避免更耗费的双组分注塑法，整个窗页可以构成为加热部段。

为了将电能从电源引入或传递到至少一个百叶窗片的至少一个加热部段，支承结构的至少一个表面可以由导电塑料形成。该表面可以与窗页的由导电塑料形成的表面形成导电连接。

支承结构的表面可以是滑动触头，支承结构优选地是关于旋转轴线旋转对称的支承结构，围绕所述旋转轴线，至少一个百叶窗片可在其两个运行位置：打开位置和关闭位置之间移动。滑动触头可以与其余的由塑料形成的支承结构分开地由金属构成，例如构成为滑环。另一种选择是将优选同样旋转对称的接触构件集成到支承结构中并且允许接触构件轴向突出于机械地用作为运动支承件的区域。旋转对称的接触构件已经在声学技术中以RCA插接器的形式已知。

此外，支承结构也可以部分地或优选完全由导电塑料形成，使得至少一个百叶窗片可优选一件式地在唯一的注塑过程中制造。因此，优选地，至少一个支承结构和窗页由导电塑料形成。

为了能引导电能通过百叶窗片的部段，而不由此明显加热该部段，或以便将其加热相对于其它部段保持在界限内，该至少一个百叶窗片可以具有至少两个分别由导电塑料形成的、具有不同的电阻值的部段。因此，当电能流过时，具有较高电阻值的部段比具有较低电阻的部段经受更强的加热。以这种方式和方法，一方面，在对至少一个百叶窗片统一通电的情况下，可以形成不同加热的部段。另一方面，可以通过支承结构进行电流的导入，而该支承结构不会与其支承配合结构一起由于热膨胀而卡住，因为其电阻可以比窗页中的部段的电阻选择得更低。

为了有目的地符合需要地加热和加温所述至少一个百叶窗片，百叶窗设备可以具有控制对热导体通电的电源的控制设备。所述控制设备可与至少一个检测装置、窗片位置检测装置和配合精度检测装置传递信号地连接，所述至少一个检测装置由用于检测百叶窗片温度的窗片温度传感器和用于检测环境温度的环境温度传感器构成，所述窗片位置检测装置用于检测所述至少一个百叶窗片的至少一个运行位置，所述配合精度检测装置用于检测所述至少一个百叶窗片的尺寸精度或配合精度，并且所述控制设备因此可构成用于根据至少一个检测装置的至少一个检测信号的指示给电源通电。

因此，当相应的检测装置的检测信号示出：环境温度低于预定的环境温度阈值和/或窗片温度低于预定的窗片温度阈值时，例如所述控制设备可以构成用于对至少一个百叶窗片通电进而加热。

在此非常重要的是上面提到的配合精度检测装置。根据相应存在的环境温度，至少一个百叶窗片可以由于由热引起的热膨胀而具有不同的尺寸。由此，当百叶窗片强烈冷却时，发生百叶窗设备的不希望的非密封性。这种非密封性例如可通过如下方式来确定：首先确定至少一个百叶窗片的运行位置，并且然后当运行位置是预定运行位置例如关闭位置时，确定在所述至少一个百叶窗片的一个部段与相邻的部段之间是否存在电接触，如这原则上例如从开头提到的DE 10 2014 207 566 A1中已知。如果电接触不存在，尽管它在所确定的运行位置中应该存在，那么所述控制设备控制电源以对加热部段通电，直至能够检测到电接触。

替代地，控制设备可以控制所述电源，使得所述至少一个百叶窗片的温度处于预定的温度范围内，对于该温度范围，已知的是，在该温度范围内所述至少一个百叶窗片的预定的实际尺寸与其额定尺寸相差不大于预定的容许的公差。

上面一直参照具有至少一个百叶窗片的百叶窗设备描述了本发明。为了沿穿流方向位于贯通口下游的设备的对流冷却的尽可能广泛的可变性，百叶窗设备优选具有多个百叶窗片，其中的每一个百叶窗片具有至少一个由导电塑料形成的加热部段。优选地，为了简化其可制造性，百叶窗设备的多个，特别优选地所有百叶窗片在其导电部段方面相同地构成。

本发明还涉及一种百叶窗设备的、尤其如上面描述和改进的那样的百叶窗设备的应用，用于加热至少所述加热部段，所述百叶窗设备具有能运动地安装在设备框架中的百叶窗片，所述百叶窗片的至少一个能通电的加热部段由导电塑料形成。在此，所述加热可用于除冰或/和实现至少一个加热部段的由热引起的尺寸变化。

最后，本发明还涉及一种具有如上面描述和改进的那样的百叶窗设备的机动车辆。

附图说明

下面将根据附图更详细地解释本发明。附图示出：

图1示出了本申请的百叶窗设备的根据本发明的实施方式的粗略示意后视图，

图2示出了用在根据本发明的百叶窗设备中的替选构成的百叶窗片，

图3示出具有图1的百叶窗设备的车辆的粗略示意侧视图，所述百叶窗设备具有结冰的百叶窗片。

具体实施方式

在图1中，本申请的百叶窗设备的以粗略示意性后视图示出的根据本发明的实施方式整体用10表示。百叶窗设备10包括设备框架12，该设备框架限定贯通口14并且可运动地支承多个百叶窗片16。贯通口14被分为两个部分贯通口18和20，它们分别被百叶窗片16穿过。

左侧的贯通口18和右侧的贯通口20的百叶窗片16相对于垂直于图1的图平面的且距所述两个部分贯通口18和20等距的镜像对称平面S镜像对称地构成。考虑到镜像对称性，因此仅描述一个百叶窗片16就足够了，其描述可适用于图1中所示的所有百叶窗片16。

百叶窗片16可分别围绕相互平行的枢转轴线A在其图1中所示的关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，所述部分贯通口18和20由百叶窗片16封闭或者借助空气的穿流更强地被阻碍，在打开位置中，所述部分贯通口18和20是敞开的或者贯通口被空气在垂直于图平面的方向上不强地阻碍。

每个百叶窗片16具有窗页22，该窗页22位于贯通口14中并且阻塞和释放用于穿流的贯通口。每个百叶窗片16还具有两个支承结构24和26，所述支承结构以轴端的构型在窗页22的两侧从该窗页沿相反方向突出。支承结构24和26共同支承窗页22进而窗页16，以围绕与相应的窗页16关联的枢转轴线A旋转，并因此与枢转轴线A同轴地设置。

从术语“窗页”不应强制地推断其仅平面的构型，尽管平面的构型出于小的窗片重量的原因而是优选的。窗页也可以构成为体部，例如构成为类似棱柱的体部。

支承结构24和26可旋转地安装在设备框架12上的呈支承衬套的示例性形式的、分别关联的支承配合结构28或30中。

以丝杠传动装置的形式示例性示出的运动驱动器32与百叶窗片16经由连杆34以已知的方式传递运动地耦联，使得百叶窗片16能通过唯一的运动驱动器32共同地在它们的运行位置之间枢转。

如由图3的粗略示意性的侧视图所示，百叶窗设备10可以结冰，例如当承载百叶窗设备10的车辆36被停放在户外并且外部温度在下雨之后降低到冰点以下时。然后，在车辆36上降落的湿气冻结。在图3中为了解释目的而夸张地示出在车辆前侧形成的冰盖38，所述冰盖形成针对百叶窗片16在其运行位置之间的调节的不期望的物理屏障。因为百叶窗片16在车辆停车时通常由车辆控制装置或由百叶窗设备10的控制设备40置于关闭位置中，所以百叶窗片16在图3中示出的情况下位于关闭位置中，同样如图1的百叶窗片那样。

在图3中示出的结冰情况下，对于对流冷却而言气流长时间不再能够到达功能部件如冷却器热交换器42和/或内燃机44，所述功能部件在穿流方向D上在贯通口14的下游位于设备框架12中。

为了除冰已知，对百叶窗设备的百叶窗片配备电阻加热设备，以便必要时通过加热装置的通电能提高百叶窗片的温度。

在当前情况下，在图1的百叶窗片16上，由导电塑料制造窗页22的中心部段，使得由此形成的加热部段46(用阴影线在图1中示出)具有在10²Ωmm²/m和10⁴Ωmm²/m之间的特定的体积电阻。该电阻值仅作为示例提到。其也可不同于所提到的范围。通过加热部段46的这样产生的导电性，加热部段46在相应通电时可以由于其电阻而被加热。然而，所述加热部段46作为导电部段具有小于10¹¹Ωmm²/m的特定的体积电阻，对于未填充的塑料而言典型的值，该塑料可看作电绝缘的，即不导电的。

为了给加热部段46通电，在图1的实施例中在设备框架12上设置有电导体48，当百叶窗片16处于其关闭位置时，该电导体与百叶窗片16一起形成闭合的电路。仅示例性和粗略示意性地示出的电源50可通过百叶窗设备10的控制设备40来开关，所述电源通常具有车辆电池与开关装置的组合。

控制设备40例如可以与环境温度传感器52耦联(参见图3)，并根据其检测信号接通或断开用于通电的电源50。同样，控制设备40可以检测流入运动驱动器32中的电流并且根据该电流检测值结合环境温度传感器52的信号推断出百叶窗片16被冰冻阻挡并且通过给加热部段46通电来促使百叶窗片16的除冰。

百叶窗片16的加热部段46例如可以由填充有石墨的聚丙烯来实现，如其可通过商品名称“PP THE black 4098”在市场上得到。其他导电的和可通过注塑加工的材料同样可用于制造加热部段46。

电源50在通过控制设备40相应接通的情况下将电功率馈入百叶窗片16中，所述电功率将其温度在其他条件保持不变的情况下，从20℃的初始温度开始即在没有结冰的情况下在10分钟内提高至少2K。事实上，在所述条件下，温度升高将高于2K。尽管从现有技术中已知的百叶窗片的导电地构成的塑料部段的感测技术的使用利用这些塑料部段的导电性来识别百叶窗片的一个或多个运行位置。然而，在感测技术的使用中流过百叶窗片的导电地构成的塑料部段的电流是小的，使得该电流尽管用于检测电接触情况和电阻值，但不导致提高导电塑料部段的温度。

然而，图1的百叶窗设备10的百叶窗片16的电加热仅在其关闭位置中起作用，在该关闭位置中通过引导电流的导体48施加的电路实际上通过百叶窗片16闭合。

利用图2中所示的替代的百叶窗片116，百叶窗片116的加热可与其运行位置无关地实现。

相同和功能相同的构件或构件部段如图1中那样在图2中设有相同的附图标记，但增加数字100。百叶窗片116的替代实施方式下面仅在该实施方式不同于图1的百叶窗片16方面进行阐述，在其他方面也明确地参考对图1的描述以阐述百叶窗片116。

百叶窗片116的左侧示出：整个窗页122以及支承结构124可以通过注塑由导电塑料制成。因此，可以经由同样导电的支承结构124将电流导入到如下窗页122中，所述窗叶在运行中尤其通过低的环境温度加载。然后，形成为支承衬套的支承配合结构可以具有滑动接触部，该滑动接触部持久地接触支承结构124。另外，支承结构124可以由塑料制成，该塑料填充有比窗页122更多的导电颗粒，使得支承结构124在通电时与窗页122相比不那么强地加热。

在图2的窗页116的右侧示出，为了加热部段146的通电，金属接触销154可以被集成到支承结构126中，诸如通过用支承结构126的注塑材料来喷射或包封注塑接触销154。接触销154优选地至少在其轴向上伸出于支承结构126的接触部段旋转对称地构成，使得其可以持久地并且与窗页116的运行位置无关地与固定至框架的馈电套筒(Speise-Buchse)形成电接触，使得能通过所述馈电套筒和接触销154将电流传导至加热部段146。从接触销154至加热部段146的传导可以通过同样嵌入百叶窗片116的塑料材料中的传导装置156进行，或者，在相应导电地构成窗页122和支承结构126时，可通过支承结构126的和窗页122的至少一个部段的塑料材料进行。

百叶窗片116的右侧和左侧可以分别相同地构成。图2为了简单起见而仅示出不同地构成的支承结构，一次在支承结构124的实例处，另一次在支承结构126的实例处。

当使用百叶窗片116时，由于在支承结构124和126处构成的导电部段，电流能与相应百叶窗片116的运行状态无关地导入该百叶窗片中，进而百叶窗片116被电加热。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆(36)的百叶窗设备(10)，所述百叶窗设备(10)包括设备框架(12)，所述设备框架具有贯通口(14)和至少一个在打开位置和关闭位置之间可运动地容纳在所述框架上的百叶窗片(16；116)用于改变所述贯通口(14)的能由空气穿流的横截面，其中，当所述至少一个百叶窗片(16；116)处于所述打开位置时所述贯通口(14)的能穿流的横截面大于当所述至少一个百叶窗片(16；116)处于所述关闭位置时的能穿流的横截面，其中在所述至少一个百叶窗片(16；116)中设有选择性地能通电的电阻加热设备，所述电阻加热设备包括热导体(46；146)和电源(50)，其中，所述电源(50)构成用于向热导体(46；146)输出电功率，所述电功率足以将所述热导体从20℃的起始温度开始在10分钟内加热至少2K，

其特征在于，所述至少一个百叶窗片(16；116)的至少一个加热部段(46；146)由导电塑料形成，使得所述百叶窗片(16；116)自身形成所述热导体(46；146)。

2.根据权利要求1所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，所述至少一个百叶窗片(10；110)具有设置在所述贯通口(14)中的窗页(22；122)和至少一个支承结构(24，26；124，126)，所述支承结构与所述框架(12)上的支承配合结构(28，30)共同作用，以将所述百叶窗片(10；110)可运动地支承在所述框架(12)上，其中，所述加热部段(46；146)构成在所述窗页(22；122)上。

3.根据权利要求2所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，所述窗页(22；122)的、优选整个所述窗页(22；122)的至少整个表面形成为由导电塑料构成的加热部段(46；146)。

4.根据权利要求2或3所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，支承结构(124)的至少一个表面由导电塑料形成，并且该表面与所述窗页(122)的由导电塑料形成的表面形成导电连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，所述至少一个百叶窗片(10；110)具有至少两个分别由导电塑料形成的、具有不同电阻值的部段。

6.根据前述权利要求中任一项所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，所述百叶窗设备具有控制设备(40)，所述控制设备控制所述电源(50)以给所述热导体(46；146)通电，其中所述控制设备(40)与至少一个检测装置(52)、窗片位置检测装置和配合精度检测装置传递信号地连接，所述至少一个检测装置由用于检测百叶窗片温度的窗片温度传感器和用于检测环境温度的环境温度传感器(52)构成，所述窗片位置检测装置用于检测所述至少一个百叶窗片(16；116)的至少一个运行位置，所述配合精度检测装置用于检测所述至少一个百叶窗片(16；116)的尺寸精度或配合精度，并且所述控制设备构成用于根据至少一个检测装置(52)的至少一个检测信号的指示给电源(50)通电。

7.根据前述权利要求之一所述的百叶窗设备(10)，

其特征在于，所述百叶窗设备具有多个百叶窗片(16；116)，其中每个百叶窗片具有至少一个由导电塑料制成的加热部段(46；146)。

8.百叶窗设备(10)的，特别是根据前述权利要求中任一项所述的百叶窗设备(10)的应用，用于加热至少加热部段(46；146)，所述百叶窗设备具有能运动地安装在设备框架(12)中的百叶窗片(16；116)，所述百叶窗片的至少一个能通电的加热部段(46；146)由导电塑料形成。

9.百叶窗设备(10)的应用，用于为所述百叶窗设备除冰。

10.百叶窗设备(10)的应用，用于实现至少加热部段(46；146)的由热引起的尺寸变化。