DE10142878C5

DE10142878C5 - Heizelement mit Litzen-Kontakt

Info

Publication number: DE10142878C5
Application number: DE10142878A
Authority: DE
Inventors: Michael Weiss
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: DE10142878C2; WO2003026353A2; CN1509584A; WO2003026353A3; DE10142878A1; US20040045956A1; CN1328929C; JP2004522292A

Abstract

Heizelement (1) mit einem flächigen Heizwiderstand (2) und mindestens zwei Kontaktbereichen (4, 4'), welche voneinander beabstandet am Heizwiderstand (2) angeordnet sind, wobei mindestens einer der Kontaktbereiche (4, 4') eine Litze (6, 6') aufweist, welche über eine größere Strecke (8) mit dem Heizwiderstand (2) elektrisch leitfähig in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche (4, 4') die Gestalt einer schlauchförmigen Tasche aufweisen, daß in diesen Taschen jeweils mindestens eine Litze (6, 6') vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von Filament-Drähten aufweist und welche allenfalls schwach verdrillt ist, wobei die Litze (6, 6') zur Verdrillung der Filament-Drähte höchstens zehn Drehungen pro Meter, vorzugsweise höchstens fünf Drehungen pro Meter, vorzugsweise höchstens eine Drehung pro Meter, um ihre Längsachse aufweist, wobei die Tasche durch Umschlagen eines Randes des Heizwiderstandes (2) gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Gattungsgemäße Heizelemente werden zur Beheizung von mit einem Benutzer in Berührung stehenden Flächen von Nutzgegenständen benutzt.
Stand der Technik
Es ist beispielsweise aus DE 4101290 bekannt, elektrisch leitfähige Textilien mit aufgenähten Elektroden zu kontaktieren. Dieses Verfahren ist jedoch unter Umständen sehr kostenintensiv.
Es ist außerdem bekannt, metallische oder metallisierte Klebebänder als Elektroden für flächige Heizwiderstände einzusetzen. Hier bereiten jedoch die Dauerbeständigkeit der Klebeverbindung und die Sicherstellung eines ausreichenden Stromdurchtritts von der Elektrode auf den flächigen Heizwiderstand Schwierigkeiten.
Außerdem sind Nietverbindungen bekannt. Diese stellen jedoch eine mechanische Störquelle dar. Außerdem vermitteln sie nur einen punktuellen elektrischen Kontakt.
Gegenstand der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Kontaktierung eines elektrischen Heizelementes mit mechanischer Robustheit, Preisgünstigkeit und/oder gleichmäßigem Stromeintrag in das Heizelement.
Ein Heizelement gemäß Anspruch 1 ermöglicht eine großflächige Einleitung von Strom aus einer Elektrode in einen flächigen Heizwiderstand. Außerdem ist die Herstellung einer solchen Befestigung einfach zu automatisieren und daher kostengünstig. Eine solche Elektrode ist außerdem auch mechanischen Dauerbelastungen gewachsen.
Ein Heizelement nach Anspruch 2 zeichnet sich durch einen guten Stromübergang zwischen einer Elektrode und einem flächigen Heizwiderstand aus.
Ein Heizelement nach Anspruch 3 ermöglicht eine Verteilung des einzuspeisenden Stromes über die gesamte verfügbare Breite oder Länge des Heizelementes.
Ein Heizelement nach Anspruch 4 besitzt eine große Zahl stromtragender Filament-Drähte und somit eine große Kontaktoberfläche zwischen Elektrode und flächigem Heizwiderstand.
Ein Heizelement nach Anspruch 5 weist im Vergleich zu konventionellen Litzen einen relativ großen Durchmesser der Filamentdrähte auf. Dadurch wird der Widerstand der Einzeldrähte reduziert.
Ein Heizelement nach Anspruch 6 gestattet eine Erhöhung der einspeisbaren Strommenge, ohne die Materialkosten zu sehr zu erhöhen.
Ein Heizelement nach Anspruch 7 führt ebenfalls zu einer Reduktion des Übergangwiderstandes.
Figuren
Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:
1: Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Heizelement
Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Heizelementes 1. Das Heizelement 1 besitzt einen bandförmigen, flächigen Heizwiderstand 2. An den Längsseiten des Heizwiderstandes 2 sind Kontaktbereiche (4, 4') vorgesehen. Die Kontaktbereiche (4, 4') werden durch jeweiliges Umschlagen des Längsrandes des Heizwiderstandes 2 gebildet. Dadurch erhält jeder Kontaktbereich (4, 4') die Gestalt einer schlauchförmigen Tasche.
In den schlauchförmigen Taschen der Kontaktbereiche (4, 4') ist jeweils eine Litze (6, 6') vorgesehen. Die Litze (6, 6') hat eine relativ große Anzahl von Filament-Drähten. Diese liegt vorzugsweise zwischen 40 und 110 Filament-Drähten pro Litze. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt ihre Anzahl 80.
Die Filament-Drähte haben einen Durchmesser von 10-100 μm, im vorliegenden Ausführungsbeispiel 50 μm.
Die Litze ist nur schwach verdrillt. Die Anzahl der Drehungen liegt vorzugsweise zwischen 0 und 10, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei einer Drehung der Litze pro Meter.
Die Filament-Drähte sind zur Erhöhung ihrer Leitfähigkeit mit einem Silber-Überzug versehen. Dies gestattet einen einfacheren Stromübertritt von der Litze (6, 6') auf den Heizwiderstand 2.
Die Litze (6, 6') verläuft längs des Heizwiderstandes 2 entlang dessen gesamter Länge. Dadurch ist eine Einspeisung von Strom über die gesamte Länge des Heizelementes 1 in den Heizwiderstand 2 möglich. Auf diese Weise lassen sich sehr breite oder lange Heizelemente realisieren.
Die Litze (6, 6') kann im Kontaktbereich (4, 4') einfach in die schlauchförmige Tasche eingelegt sein. Sie kann jedoch auch zusätzlich z. B. durch Nähen, Kleben oder Nieten befestigt sein.
Auch kann die schlauchartige Tasche des Kontaktbereiches statt durch das Material des Widerstandselementes 2 durch zusätzlich angebrachter Materialstreifen, z. B. Klebe- oder Klettbänder gebildet sein. Es wäre auch denkbar, auf eine schlauchartige Ausgestaltung der Kontektbereiche zu verzichten. Die Litze könnte auch einseitig unverdeckt auf dem Widerstandselement angebracht sein.
Statt einer einzelnen Litze könnten auch in jedem Kontaktbereich zwei Litzen nebeneinander verlegt werden. Dadurch ließe sich einfach die einspeisbare Strommenge erhöhen. Eine größere Anzahl von Litzen wäre zwar denkbar, wegen zusätzlicher Materialkosten jedoch weniger günstig.

Claims

Heizelement (1) mit einem flächigen Heizwiderstand (2) und mindestens zwei Kontaktbereichen (4, 4'), welche voneinander beabstandet am Heizwiderstand (2) angeordnet sind, wobei mindestens einer der Kontaktbereiche (4, 4') eine Litze (6, 6') aufweist, welche über eine größere Strecke (8) mit dem Heizwiderstand (2) elektrisch leitfähig in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche (4, 4') die Gestalt einer schlauchförmigen Tasche aufweisen, daß in diesen Taschen jeweils mindestens eine Litze (6, 6') vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von Filament-Drähten aufweist und welche allenfalls schwach verdrillt ist, wobei die Litze (6, 6') zur Verdrillung der Filament-Drähte höchstens zehn Drehungen pro Meter, vorzugsweise höchstens fünf Drehungen pro Meter, vorzugsweise höchstens eine Drehung pro Meter, um ihre Längsachse aufweist, wobei die Tasche durch Umschlagen eines Randes des Heizwiderstandes (2) gebildet ist.
Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke (8), über die die Litze (6, 6') am Heizwiderstand (2) anliegt, größer als 2 cm, vorzugsweise größer als 10 cm, ist.
Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Litze (6, 6') im wesentlichen vollständig über eine Erstreckungsrichtung des Heizwiderstandes (2) mit dem Heizwiderstand (2) elektrisch leitfähig in Verbindung steht.
Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Filament-Drähte mindestens 40, vorzugsweise zwischen 60 und 120, vorzugsweise zwischen 80 und 110, beträgt.
Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Filament-Drähte zwischen 10 und 100 μm, vorzugsweise zwischen 40 und 60 μm liegt.
Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer einzelnen Litze (6, 6') zwei Litzen (6, 6') vorgesehen sind.
Heizelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filament-Drähte und/oder die Litze (6, 6') einen Silber-Überzug aufweisen.