DE10142877A1

DE10142877A1 - Heizelement mit flächigem Heizwiderstand

Info

Publication number: DE10142877A1
Application number: DE10142877A
Authority: DE
Inventors: Michael Weis
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: WET Automotive Systems AG
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-04-03
Also published as: US20040246093A1; WO2003026354A3; WO2003026354A2; JP2004522293A; CN1529995A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement (1) mit einem flächigen Heizwiderstand (2) und zwei langgestreckten Kontaktbereichen (4, 4'), welche voneinander beabstandet am Heizwiderstand (2) angeordnet sind und welche die zu beheizende Fläche (6, 6') des Heizwiderstandes (2) im wesentlichen zwischen sich haben. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß das Heizelement (1) mindestens einen Standard-Bereich (8, 8') und mindestens einen Sonder-Bereich (10) hat, in denen der Abstand (12, 13) der Kontaktbereiche (4, 4') voneinander verschieden ist, daß das Heizelement (1) mindestens einen Sperrbereich (16, 16') hat, der den Standard-Bereich (8, 8') und den Sonderbereich (10) elektrisch voneinander isoliert, und daß im Sonder-Bereich (10) die elektrische Leitfähigkeit des Heizwiderstandes (2) von der des Standard-Bereiches (8, 8') verschieden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Gattungsgemäße Heizelemente werden z. B. zur Beheizung von Lenkrädern in Kraftfahrzeugen benutzt.

Stand der Technik

Es ist bekannt, mit Personen in Berührung kommende Flächen von Nutzgegenständen zu beheizen. Dazu wird ein flächiger Heizwiderstand auf der zu beheizenden Nutzfläche angebracht und elektrisch beheizt.
Bei geometrisch einfachen Flächen haben sich diese Systeme bewährt.
Bei komplizierter geformten dreidimensionalen Flächen ist die Anordnung solcher Heizelemente jedoch schwierig. Ein typisches Beispiel hierfür sind bei einem Lenkrad die Verbindungsstellen von Lenkradspeichen mit dem Lenkrad.

Gegenstand der Erfindung

Das Heizelement nach Anspruch 1 hat den Vorteil, auch geometrisch komplexe Flächen auf einfache Weise elektrisch zu kontaktieren und zu beheizen.
Ein Heizelement nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass es sich faltenfrei auch an gekrümmte Oberflächen anpassen kann.
Ein Heizelement nach Anspruch 3 ist einfach zu fertigen.
Ein Heizelement nach Anspruch 4 ist kostengünstig und mechanisch stark belastbar.
Eine Einrichtung nach Anspruch 5 ermöglicht es, auch die Verbindungsstellen des Griffbereiches eines Lenkrades mit den Lenkradspeichen zu beheizen. Dies ist deshalb wichtig, weil viele Fahrer ihre Daumen an den Speichen anlegen.

Figuren

Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:
Fig. 1 Draufsicht auf einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Heizelementes
Fig. 2 Schematische Draufsicht auf ein Lenkrad

Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Teilausschnitt eines Heizelement 1. Das Heizelement 1 besitzt einen länglichen Heizwiderstand 2. Entlang des Heizwiderstandes 2 sind ein erster und zweiter Kontaktbereich (4, 4') angeordnet. Die Kontaktbereiche (4, 4') sind dabei über ihre Gesamtlänge elektrisch leitfähig mit dem Heizwiderstand 2 verbunden.
Der in Fig. 1 dargestellte Teilausschnitt des Heizelementes 1 besitzt drei Bereiche. In einem ersten und einem zweiten Standardbereich (8, 8') hat der Heizwiderstand 2 eine in etwa gleichbleibende Breite. Der Abstand 12, 12' des ersten und des zweiten Kontaktbereiches (4, 4') voneinander ist deshalb ebenfalls in etwa gleich groß.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Standard-Bereich (8, 8') ist ein Sonder- Bereich 10 angeordnet. In diesem Sonder-Bereich 10 ist die Breite des Heizwiderstandes 2 anders als im Standard-Bereich (8, 8'). Deshalb ist auch der Abstand 13 der Kontaktbereiche (4, 4') vom Standard-Bereich (8, 8') gegenüber dem Abstand 12, 12' verschieden. Im vorliegenden Fall ist er größer.
Der Heizwiderstand 2 weist Fäden und/oder Fasern auf, die elektrisch leitfähig oder elektrisch leitend beschichtet sind. Diese Fäden/Fasern stellen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt- Bereich (4, 4') her.
Die Dichte der Fäden/Fasern, also ihre Anzahl pro Raum- oder Flächeneinheit, führt zu einer bestimmten Leitfähigkeit eines Heizwiderstandes in den Standard-Bereichen (8, 8'). In Zusammenwirken mit dem Abstand 12, 12' der beiden Kontakt-Bereiche (4, 4') voneinander führt dies zu einem bestimmten Widerstand des Heizwiderstandes 2 im Standard-Bereich (8, 8').
Die Fäden/Fasern können ungerichtet z. B. in Form eines Vlieses angeordnet sein. Im vorliegenden Beispiel sind sie jedoch (nicht dargestellt) auf ein Träger- Textil aufgenäht. Sie verlaufen dabei in etwa rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Kontakt-Bereiche (4, 4') von einem Kontakt-Bereich (4) zum anderen Kontakt-Bereich (4'). Der mittlere Abstand der Fäden/Fasern zueinander bestimmt die Zahl der Fäden pro Flächeneinheit und somit die Leitfähigkeit des Heizwiderstands 2 im Standard-Bereich 8, 8'.
Im Sonder-Bereich 10 sind ebenfalls elektrisch leitfähige bzw. elektrisch leitend beschichtete Fäden/Fasern vorgesehen. Ihre Dichte ist jedoch von der Dichte im Standard-Bereich (8, 8') verschieden. Im vorliegenden Fall ist ihre Dichte erhöht. Dadurch ist die elektrische Leitfähigkeit des Heizwiderstandes 2 im Sonder-Bereich 10 verändert - hier nämlich geringer. Die Dichte der leitfähigen Fasern/Fäden ist vorzugsweise so gewählt, dass der elektrische Gesamtwiderstand des Heizwiderstandes 2 in den Standard-Bereichen (8, 8') mit dem des Sonder-Bereiches 10 identisch ist. Ein erhöhter Widerstand durch einen vergrößerten Abstand der beiden Kontaktbereiche (4, 4') wird also durch eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit infolge einer höheren Fäden-/Faden- Dichte ausgeglichen.
Dabei sind hier ebenfalls ungerichtet angeordnete Fäden/Fasern denkbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie jedoch hier ebenfalls aufgenäht. Sie verlaufen ebenfalls in etwa rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Kontakt- Bereiche (4, 4') von einem Kontakt-Bereich (4) zum anderen Kontakt-Bereich (4'). Der mittlere Abstand der Fäden/Fasern zueinander ist im Sonder-Bereich 10 geringer als im Standard-Bereich 8, 8'. Dadurch ist die spezifische Leitfähigkeit hier niedriger als im Standard-Bereich 8, 8'.
Der mittlere Abstand der Fäden/Fasern im Standard-Bereich 8, 8' beträgt ca. 2 mm. Im Sonder-Bereich 10 beträgt er etwa 4 mm.
Zwischen den Standard-Bereichen (8, 8') einerseits und dem Sonder-Bereich 10 des Heizwiderstandes 2 andererseits ist jeweils ein Sperrbereich (16, 16') vorgesehen. Der Sperrbereich 16 kann im einfachsten Fall wie hier dargestellt eine Ausnehmung sein. Der Sperrbereich (16, 16') verhindert einen Übertritt von elektrischem Strom zwischen den Standard-Bereichen (8, 8') und dem Sonderbereich 10.
Im Betrieb werden die Kontakt-Bereiche (4, 4') an eine - nicht dargestellte - elektrische Spannungsquelle angeschlossen. Dadurch wird Strom in den einen Kontaktbereich 4 eingespeist. Der Strom durchläuft das Heizelement dann im wesentlichen senkrecht zu seiner Längserstreckung. Er wird dann auf der gegenüberliegenden Seite des Heizwiderstandes 2 in den zweiten Kontakt- Bereich 4' eingespeist und fließt von dort zurück zur Spannungsquelle.
Der Sperrbereich 16, 16' könnte auch dadurch hergestellt werden, daß der Abstand zwischen den beiden benachbarten Rand-Fäden/Rand-Fasern von Standard-Bereich 8, 8' und Sonder-Bereich 10 ausreichend groß gewählt wird. Dann ist ein Stromübertritt zwischen den beiden Bereichen 8, 8', 10 ebenfalls ausgeschlossen.
Statt einer engeren Anordnung der Fäden/Fasern im Sonder-Bereich 10 könnten die Fasern/Fäden auch einen größeren Durchmesser aufweisen oder bündelweise angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt ein Lenkrad mit einem kreisförmigen Griffstück 20, das über Speichen 26, 26' mit einem Mittelstück 24 verbunden ist. Das Mittelstück 24 ist auf einer Längsstange 22 angeordnet.
Es ist vorteilhaft, das erfindungsgemäße Heizelement in seiner Längserstreckung am Radumfang des Griffstückes anzuordnen. Dabei werden die Standard-Bereiche 8, 8' im normalen Griffbereich des Griffstückes 20 angeordnet. Der Sonder-Bereich 10 wird an der Speiche 26, 26' angeordnet. Dadurch überdeckt das Heizelement 1 auch den mit dem Griffstück 20 in Verbindung stehenden Ansatz der Speiche 26, 26'. Dies gewährleistet, daß auch bei an der Speiche 26, 26' anliegenden Daumen der Benutzer kein unangenehmes Kältegefühl wahrnimmt.

Claims

1. Heizelement (1) mit einem flächigen Heizwiderstand (2) und zwei langgestreckten Kontaktbereichen (4, 4'), welche voneinander beabstandet am Heizwiderstand (2) angeordnet sind und welche die zu beheizende Fläche (6, 6') des Heizwiderstandes (2) im wesentlichen zwischen sich haben, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) mindestens einen Standard-Bereich (8, 8') und mindestens einen Sonder-Bereich (10) hat, in denen der Abstand (12, 13) der Kontaktbereiche (4, 4') voneinander verschieden ist, daß das Heizelement (1) mindestens einen Sperrbereich (16, 16') hat, der den Standard-Bereich (8, 8') und den Sonderbereich (10) elektrisch voneinander isoliert, und daß im Sonder-Bereich (10) die elektrische Leitfähigkeit des Heizwiderstandes (2) von der des Standard- Bereiches (8, 8') verschieden ist.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (2) elektrisch leitfähige Fasern und, oder Fäden aufweist und daß die Dichte dieser Fasern/Fäden im Sonderbereich (10) von der Dichte im Standard-Bereich (8, 8') verschieden ist.

3. Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbereich (16, 16') durch eine Ausnehmung im Heizwiderstand (2) gebildet ist.

4. Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern/Fäden aus Carbon und/oder einem elektrisch leitfähig beschichteten Kunststoff-Material gefertigt sind.

5. Lenk-Einrichtung mit einem - insbesondere kreisförmigen - Griffstück (20), einem an einer Lenkstange (22) anschließbaren Mittelstück (24) und mindestens einer das Griffstück (20) und das Mittelstück (24) verbindenden Speiche (26, 26'), dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement nach einem der voranstehden Ansprüche mit seinem Sonder-Bereich (10) im Bereich der Speiche (26, 26') und dem Standard-Bereich (8, 8') im Bereich des Griffstückes (20) angeordnet ist.