-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktierungssystem, insbesondere
zur elektrischen Kontaktierung von im Wesentlichen flächigen Heizelementen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Heizelement.
Schließlich
betrifft die Erfindung jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungssystems
sowie zur Herstellung eines Heizelements.
-
Bereits
bekannt sind Heizelemente auf Basis von Kunststoffen und geeigneten
elektrisch leitfähigen
Partikeln (Ruße,
Graphite, Carbonfasern, Metalle, Metalloxide oder Mischungen aus
diesen Komponenten).
-
Ebenfalls
bekannt sind Kunststoffe, die selbst elektrische Leitfähigkeit
aufweisen (Intrinsically Conductive Polymers).
-
Um
diese Materialien zur Herstellung von flexiblen Heizelementen nutzen
zu können,
ist eine Kontaktierung mit mindestens zwei stromzuführenden
Drähten
notwendig. Die prinzipiell bekannten Möglichkeiten zur Applikation
dieser Drähte
sind:
-
a) Aufnähen:
-
Dieses
Verfahren stellt eine schnelle und unkomplizierte Möglichkeit
der Kontaktierung dar. Problematisch ist jedoch, dass der Draht
nicht an allen Stellen einen optimalen Kontakt zu einer bereitzustellenden,
elektrisch leitfähigen
Folie hat, so dass ein signifikanter Übergangswiderstand auftritt.
Dieser Übergangswiderstand
führt zu
einer Leistungsabnahme des Heizelementes.
-
Des
Weiteren können
sich bei hohen Stromdichten an den Stellen mit gutem Kontakt zur
Folie Punkte mit höherer
Leistungsaufnahme ausbilden („Hot
Spots"). Diese „Hot Spots" können unter
Umständen
zur Zerstörung
des Heizelementes führen.
-
Als
zusätzliches
Problem kann der Kontakt zur Folie je nach mechanischer Belastung
des Heizelementes (Biegen, Knicken o. ä.) variieren, eine nicht reproduzierbare
bzw. nicht vorhersehbare Änderung
der Gesamtheizleistung ist die Folge.
-
Durch
unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Folienmaterials und der verwendeten Drähte können im Dauerbetrieb ebenfalls Änderungen
in der Kontaktierung auftreten, die ggf. auch irreversibel sein
können.
-
b) Aufkleben:
-
Durch
Aufkleben der Kontaktdrähte
mit geeigneten elektrisch leitfähigen
Klebern (Leitlacken) kann ein stoffschlüssiger und dauerhafter Kontakt
zur leitenden Oberfläche
eines Heizelementes hergestellt werden. Als Kleber kommen hierbei
mit leitenden Feststoffen gefüllte
Polymere zum Einsatz. Diese können
Ruße oder
Metallpartikel (bevorzugt Silber) aufweisen.
-
Die
Probleme dieser technischen Lösung
liegen zunächst
in der Tatsache begründet,
dass der Kontaktdraht vollständig
mit dem Kleber umgeben ist, wodurch ein großer Teil der Flexibilität verloren geht.
-
Ein
weiteres Problem ist die Verwendung von Metallpartikeln selber,
welche aufgrund ihrer hohen Dichte einen hohen Füllgrad des Leitlackes erfordern.
Dadurch wird die Flexibilität
der in Frage kommenden Leitlacke und damit auch die Flexibilität des kontaktierten
Drahtes stark herabgesetzt.
-
Einen
weiteren Nachteil stellen Oxidationsvorgänge an den Metallpartikeln
dar, wodurch die Leitfähigkeit
des Leitlackes über
einen längeren
Zeitraum gesehen abnimmt.
-
Werden
Leitlacke auf Lösemittelbasis
eingesetzt, so können
diese Lösemittel
unter Umständen die
leitfähige
Folie des Heizelementes anlösen
und ggf. zerstören.
Die Folge ist auch hier eine Erhöhung des Übergangswiderstandes
bzw. eine ungleichmäßige Kontaktierung
des Heizelementes.
-
Das
größte Problem
stellt aber der gleichmäßige Auftrag
des Leitlackes dar. Gelingt dies nicht, so ist eine ungleichmäßige Kontaktierung
zu erwarten. Die Folge sind unterschiedliche Übergangswiderstände, die
zu geringerer Leistungsaufnahme und zu „Hot Spots" führen
können.
-
c) Einarbeiten der Drähte während des
Produktionsprozesses der Folie:
-
Durch
Einbetten der Drähte
während
des Produktionsprozesses wird eine zuverlässige allseitige Kontaktierung
gewährleistet.
Da die Drähte
komplett mit Polymer umgeben sind, ist jedoch deren Flexibilität stark
herabgesetzt.
-
Noch
problematischer ist jedoch die schwierige technische Umsetzung des
Verfahrens. Zur nachträglichen
Kontaktierung von Heizelementen ist diese Lösung selbstverständlich nicht
geeignet.
-
d) Einschmelzen der Drähte in die
elektrisch leitende Folie:
-
Dies
ist nur möglich
bei Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen. Zur Herstellung
von flexiblen Heizelementen sind thermoplastische Kunststoffe aufgrund
Ihrer fehlenden inneren Vernetzung allerdings ungeeignet, da durch
mechanische oder thermische Dauerbelastung irreversible Formänderungen
und damit irreversible Änderungen
der elektrischen Leistungsaufnahme auftreten.
-
In
der
US 6,974,935 B2 wird
ein Kontaktierungssystem für
elektrisch leitende Folien beschrieben.
-
Die
Stromzuführung
wird dort über
Kupferbänder
realisiert, die Applizierung der Drähte erfolgt mit Hilfe eines
silberpartikelhaltigen Leitlackes.
-
Die
relative Steifheit der Kupferbänder
weist den Nachteil auf, dass die Biegefähigkeit/Flexibilität des resultierenden
Heizelementes nur quer zur Kontaktierungsrichtung gegeben ist. Dies
schließt
Anwendungen aus, bei denen das Heizelement eine ausreichende Flexibilität in allen
Raumrichtungen aufweisen muss (z. B. bei Heiztextilien).
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktierungssystem
sowie ein Heizelement anzugeben, bei denen eine einfache, gleichmäßige, stabile,
sichere und flexible Kontaktierung ermöglicht ist.
-
Erfindungsgemäß wird die
voranstehende Aufgabe hinsichtlich eines Kontaktierungssystems mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist angegeben ein:
Kontaktierungssystem,
insbesondere zur elektrischen Kontaktierung von im Wesentlichen
flächigen Heizelementen,
mit einer im Wesentlichen band- oder flächenartigen Gestalt, wobei
das Kontaktierungssystem einen schichtartigen Verbund zumindest
der folgenden Komponenten aufweist:
- – ein Trägermaterial,
- – ein
metallischer Leiter,
- – eine
elektrisch leitfähige
Schicht.
-
In
erfindungsgemäßer Weise
ist erkannt worden, dass sich das vorgeschlagene Kontaktierungssystem
besonders zur Kontaktierung von flächigen, flexiblen Heizelementen
eignet. Durch die Herstellung eines schichtartigen Verbundes aus
Trägermaterial,
metallischem Leiter und einer elektrisch leitfähigen Schicht wird die Flexibilität eines
(Flächen-)Heizelements
nicht signifikant beeinträchtigt.
-
Des
Weiteren ist erkannt worden, dass durch die Herstellung eines solchen
Verbundes eine gleichmäßige Kontaktierung
der metallischen Zuleitung erreicht wird, ohne dass nennenswerte Übergangsüberstände auftreten.
Bei der vorgeschlagenen Lösung
ist der metallische Leiter nicht von einem Leitlack oder ähnlichem
umgeben.
-
Des
Weiteren ist erkannt worden, dass sich das Kontaktierungssystem
besonders einfach anwenden lässt,
da kein Verkleben oder Aufnähen
des metallischen Leiters auf der elektrisch leitfähigen Schicht
notwendig ist.
-
Durch
einen Verzicht auf die vollständige Umschließung des
metallischen Leiters innerhalb des Kontaktierungssystems wird erfindungsgemäß eine höhere Flexibilität und Stabilität erreicht.
-
Das
erfindungsgemäße Kontaktierungssystem
lässt sich
bspw. im Wesentlichen in Bandform herstellen und in Form von Meterware
vertreiben. Durch das Kontaktierungssystem lassen sich beliebige
Heizelemente elektrisch kontaktieren. Dabei ist eine besondere Flexibilität dadurch
erreicht, dass der notwendige metallische Leiter nicht starr mit
dem Heizelement verbunden ist. Der metallische Leiter wird vielmehr vom
Trägermaterial
des Kontaktierungssystems gestützt
und vermindert nicht die Flexibilität des Kontaktierungssystems
bzw. des kontaktierten Heizelements.
-
Folglich
ist ein Kontaktierungssystem angegeben, bei dem eine einfache, gleichmäßige, stabile, sichere
und flexible Kontaktierung ermöglicht
ist.
-
Das
Trägermaterial
des Kontaktierungssystems kann eine ggf. aus einem Kunststoff hergestellte
Folie und/oder eine Leder-, Textil- oder Nadelfilzschicht und/oder
ein Nadel- oder Spinnvlies und/oder einen Filamentverbund aufweisen.
-
Der
metallische Leiter des Kontaktierungssystems kann ein Drahtgeflecht
und/oder ein Drahtgestrick und/oder ein Drahtgewirk und/oder ein
oder mehrere Drähte,
Lahnenlitzleiter, Metallflachlitzen, Metall-Häkelgitterbänder oder Metallgespinstgimpen aufweisen.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die elektrisch leitfähige Schicht
des Kontaktierungssystems eine oder mehrere flexible elektrisch
leitfähige Folien
auf Polymerbasis auf. Durch die Verwendung einer flexiblen Folie
lässt sich
die erfindungsgemäße Flexibilität des Kontaktierungssystems
noch erhöhen.
-
Die
elektrisch leitfähige
Schicht kann metallische und/oder nichtmetallische Leitpigmente
aufweisen. Falls metallische Leitpigmente verwendet werden, muss
beachtet werden, dass aufgrund der hohen Dichte des Metalls zur
Erreichung eines gewissen Füllgrades
ein vergleichsweise hoher Metallanteil eingestellt werden muss.
Dadurch kann die Flexibilität
der elektrisch leitfähigen
Schicht jedoch abnehmen.
-
Deshalb
wird eine Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, bei der die elektrisch
leitfähige Schicht überwiegend
nichtmetallische Leitpigmente aufweist. Durch diese Ausgestaltung
ist ein besonders flexibles Kontaktierungssystem erreichbar.
-
Die
elektrisch leitfähige
Schicht kann einen spezifischen Widerstand von ungefähr 0,1 bis
ungefähr
10 Ω × cm aufweisen.
Bevorzugt wird dabei ein spezifischer Widerstand von ungefähr 0,1 bis
ungefähr
1 Ω × cm.
-
In
einer bevorzugten Weiterbildung ist die elektrisch leitfähige Schicht
durch organische Lösungsmittel
anlösbar
bzw. aufquellbar. Dadurch lässt sich
mit der elektrisch leitfähigen
Schicht besonders einfach ein Verbund mit dem Trägermaterial und dem metallischen
Leiter herstellen. Des Weiteren ist die Herstellung eines Heizelements
vereinfacht. Dabei kann der angelöste bzw. aufgequollene Anteil
der elektrisch leitfähigen
Schicht als Klebemittel zur Herstellung eines stoffschlüssigen Verbundes
dienen.
-
Alternativ
kann auf die Aufquellbarkeit durch ein Lösungsmittel verzichtet werden,
falls die elektrisch leitfähige
Schicht zumindest Anteile von thermoplastische Kunststoff enthält. Der
thermoplastische Kunststoff kann durch Applizierung großer Hitze (z.B.
Aufbügeln)
angeschmolzen und danach auf der zu kontaktierenden Schicht angedrückt werden.
Dadurch ist ein stoffschlüssiger
Verbund zwischen dem erfindungsgemäßen Kontaktierungssystem und
einer zu kontaktierenden Fläche
ohne den Einsatz von Lösungsmitteln
herstellbar. Der erreichbare Übergangswiderstand
ist dabei besonders niedrig. Durch die Ausbildung der elektrisch
leitfähigen
Schicht als dünne
Schicht und/oder die lediglich teilweise Verwendung von thermoplastischem
Kunststoff in der elektrisch leitfähigen Schicht sind die eingangs
genannten Nachteile von thermoplastischen Kunststoffen ebenfalls
vermieden.
-
In
vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Kontaktierungssystem zusätzlich einen Temperaturfühler aufweisen.
Der Temperaturfühler kann
mit einer weiter vorgesehenen Regelelektronik verbunden sein. Dadurch
lässt sich
die Heizleistung des kontaktierten Heizelements mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems
präzise
regeln. Des Weiteren kann verhindert werden, dass es bei der Kontaktierung
eines Heizelements zu einer Überhitzung
kommt.
-
In
einer Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform weist der Temperaturfühler ein Thermoelement,
ein Widerstandsthermometer oder dgl. auf. Bspw. kann der Temperaturfühler aus
einem Ni-Cr-Ni-Thermoelement bestehen. Alternativ kann der Temperaturfühler ein
Widerstandsthermometer, insbesondere ein PTC-Widerstandsthermometer
aufweisen. Auf diesem Gebiet sind Pt-100-Temperaturfühler am
Weitesten verbreitet. Der Temperaturfühler kann in unmittelbarer
Nähe des
metallischen Leiters angeordnet sein, um evtl. auftretende Überhitzungen detektieren
zu können.
In besonders bevorzugter Weise ist der Temperaturfühler als
PTC-Ther mometer ausgebildet und weist eine drahtförmige Gestalt auf.
Dieser Draht kann parallel zum metallischen Leiter innerhalb des
Kontaktierungssystems angeordnet sein. Dazu verläuft der drahtförmige Temperaturfühler bevorzugt
zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht
und dem Trägermaterial
in unmittelbarer Nähe
des metallischen Leiters. Solch ein drahtförmiger Temperaturfühler kann
jedoch auch unterhalb der elektrisch leitenden Schicht oder auf
dem Trägermaterial
angeordnet sein. Des Weiteren ist möglich, dass ein drahtförmiger Temperaturfühler in
Form eines Nähgarns
in regelmäßigen Abständen von
der Oberseite des Kontaktierungssystems auf dessen Unterseite und
zurück
geführt
wird. Dadurch ergibt sich als Nebeneffekt eine mechanische Stabilisierung des
Kontaktierungssystems durch den Temperaturfühler.
-
Die
oben aufgezeigte Aufgabe ist hinsichtlich eines Heizelements mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Durch diesen Anspruch ist
angegeben ein:
Heizelement mit einer im Wesentlichen flächenartigen
Gestalt, wobei das Heizelement einen schichtartigen Verbund eines
Kontaktierungssystems und einer Heizschicht aufweist.
-
Das
erfindungsgemäße Heizelement
zeichnet sich durch eine besonders einfache, gleichmäßige, stabile,
sichere und flexible Kontaktierung der Heizschicht mittels des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems
aus.
-
Zur
Vermeidung von Wiederholungen wird bezüglich weiterer erfindungsgemäßer Vorteile
des angegebenen Heizelements auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Kontaktierungssystem
verwiesen.
-
Die
Heizschicht des Heizelements kann eine oder mehrere elektrisch leitfähige Folien
bzw. Schichten auf Polymerbasis und/oder eine oder mehrere Schichten
leitfähiger
Textilien, Carbonfasern oder Mischungen von Carbonfasern und Trägergeweben
aufweisen.
-
In
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Heizschicht des Heizelements
flexibel ausgestaltet. Dadurch ergibt sich in Verbindung mit einem
flexiblen Kontaktierungssystem eine wünschenswerte Flexibilität des gesamten
Heizelements.
-
Bevorzugt
wird dabei, dass das Heizelement eine Flexibilität in allen Flächenrichtungen
aufweist.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Heizelement einen Temperaturfühler auf. Dabei wird insbesondere
bevorzugt, dass der Temperaturfühler neben
dem Kontaktierungssystem angeordnet ist und ggf. parallel zu diesem
auf dem Heizelement verläuft.
Diese Ausführungsform
des Heizelements wird insbesondere dann bevorzugt, falls das Kontaktierungssystem
selber keinen Temperaturfühler
aufweist. In Bezug auf mögliche
Ausgestaltungen und Positionierungen eines Temperaturfühlers wird
zur Vermeidung von Wiederholungen auf die oben stehenden Ausführungen
bezüglich
des Kontaktierungssystems verwiesen.
-
Die
oben aufgezeigte Aufgabe ist des Weiteren hinsichtlich eines Verfahrens
zur Herstellung eines Kontaktierungssystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs
15 gelöst.
Damit ist angegeben ein:
Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungssystems,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Bereitstellen
eines Trägermaterials,
- – Bereitstellen
eines metallischen Leiters,
- – Bereitstellen
einer elektrisch leitfähigen
Schicht,
- – Herstellen
eines Verbundes zwischen dem Trägermaterial
und dem metallischen Leiter,
- – Zusammenfügen des
Verbundes und der elektrisch leitfähigen Schicht.
-
In
erfindungsgemäßer Weise
wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems zunächst ein
Verbund zwischen dem Trägermaterial
und dem metallischen Leiter hergestellt.
-
Erst
danach wird der Verbund aus dem Trägermaterial und dem metallischen
Leiter mit der elektrisch leitfähigen
Schicht zusammengeführt.
Durch diese Vorgehensweise wird eine besonders große Stabilität des Kontaktierungssystems
und eine besonders sichere Kontaktierung des metallischen Leiters
durch die elektrisch leitfähige
Schicht erreicht.
-
Das
Herstellen eines Verbundes zwischen dem Trägermaterial und dem metallischen
Leiter kann dadurch bewerkstelligt werden, dass der metallische
Leiter auf das Trägermaterial
aufgenäht
wird.
-
Weiterhin
kann das Zusammenfügen
des Verbundes aus dem Trägermaterial
und dem metallischen Leiter mit der elektrisch leitfähigen Schicht
dadurch erreicht werden, dass die elektrisch leitfähige Schicht
mittels eines organischen Lösungsmittels
angelöst
bzw. aufgequollen wird. Danach kann die angelöste elektrisch leitfähige Schicht
auf den Verbund zwischen dem metallischen Leiter und dem Trägermaterial
aufgepresst und verklebt werden. Es ergibt sich demnach eine sichere
stoffschlüssige
Verbindung.
-
Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Kontaktierungssystems weist die folgenden Schritte
auf:
- a) Aufnähen des metallischen Leiters
auf das Trägermaterial,
- b) Anfeuchten dieses Verbundes mit einem organischen Lösungsmittel,
- c) Auflaminieren der elektrisch leitfähigen Schicht auf diesen Verbund,
- d) Trocknen/Verdampfen des Lösungsmittels.
-
Nach
dem restlosen Verdampfen des Lösungsmittels
entsteht so erfindungsgemäß ein stoffschlüssiger Verbund.
Gleichzeitig bleibt eine hohe Flexibilität des Gesamtsystems erhalten.
-
Schließlich ist
die gestellte Aufgabe hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung
eines Heizelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Es wird
vorgeschlagen ein:
Verfahren zur Herstellung eines Heizelements,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Bereitstellen
eines Kontaktierungssystems,
- – Bereitstellen
einer Heizschicht,
- – Herstellen
eines Verbundes zwischen dem Kontaktierungssystem und der Heizschicht.
-
Der
Verbund zwischen dem Kontaktierungssystem und der Heizschicht lässt sich
herstellen, indem die elektrisch leitfähige Schicht des Kontaktierungssystems
mittels eines organischen Lösungsmittels
angelöst
bzw. aufgequollen wird. Danach lässt sich
zwischen dem Kontaktierungssystem und der Heizschicht eine stoffschlüssige Verbindung
herstellen. Des Weiteren ist eine sichere und flexible Kontaktierung
der Heizschicht gewährleistet.
-
In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zusätzlich zu
der stoffschlüssigen
Verbindung eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Kontaktierungssystem und der Heizschicht
etabliert werden. Bspw. können
die beiden (flächigen)
Elemente miteinander vernäht
werden. Dadurch ist eine besonders stabile Heizschicht realisiert.
-
Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Heizelements weist die folgenden Schritte
auf:
- a) Anfeuchten der Unterseite des Kontaktierungssystems
mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wodurch die elektrisch
leitfähige Schicht
des Kontaktierungssystems aufgequollen bzw. leicht angelöst wird,
- b) Zusammenfügen
des vorbehandelten Kontaktierungssystems und der Heizschicht und
anschließendes
Aufeinanderpressen,
- c) Trocknen und anschließendes
Verdampfen des Lösungsmittels,
bspw. durch eine kurze Ausheizphase bei einer Temperatur von ca.
60°C bis
ca. 90°C,
das Kontaktierungssystem trocknet dadurch vollständig an der Heizschicht an.
-
Durch
die Verwendung von leicht flüchtigen organischen
Lösungsmitteln
wird erreicht, dass bereits nach einer kurzen Zeit ein guter Kontakt
des Kontaktierungssystems zur Heizschicht erreicht ist.
-
Eine
alternative Ausgestaltung beider vorgeschlagener Verfahren lässt sich
realisieren, falls die elektrisch leitfähige Schicht des Kontaktierungssystems
und/oder die Heizschicht des Heizelements zumindest einen Anteil
eines oder mehrerer thermoplastischer Kunststoffe enthalten. Demnach
kann zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems die
elektrisch leitfähige
Schicht angeschmolzen und durch Druckbeaufschlagung mit dem metallischen
Leiter und dem Trägermaterial
verbunden werden. Des Weiteren lässt
sich durch den vorgenannten Verfahrensschritt ein Verbund zwischen dem
Kontaktierungssystem und der Heizschicht des Heizelements herstellen.
Dabei wird die elektrisch leitfähige
Schicht des Kontaktierungssystems und/oder die Heizschicht des Heizelements
angeschmolzen und die beiden flächenartigen
Elemente unter Druckbeaufschlagung zu einem stoffschlüssigen Verbund
gefügt.
Dies lässt
sich bspw. durch Aufbügeln
realisieren.
-
Falls
gewünscht,
kann die mechanische Belastbarkeit des Heizelements zusätzlich durch
Vernähen
des Kontaktierungssystems mit der Heizschicht gesteigert werden.
-
Um
Wiederholungen zu vermeiden, sei hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen
der vorgeschlagenen Verfahren auf die Ausführungen bezüglich der jeweiligen Vorrichtung
verwiesen.
-
Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits
auf die nachfolgende Erläuterung
jeweils eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems
und des erfindungsgemäßen Heizelements
anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert. Inder Zeichnung zeigt
-
1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems,
-
2 einen
Querschnitt durch das Kontaktierungssystem aus 1,
-
3 eine
von schräg
oben gesehene perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Heizelements,
und
-
4 einen
Querschnitt durch das Heizelement aus 3.
-
1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems.
Auf der Unterseite des Kontaktierungssystems ist eine elektrisch
leitfähige Schicht 1 angeordnet.
Auf der Oberseite des Kontaktierungssystems befindet sich ein Trägermaterial 2. Zwischen
diesen beiden Schichten ist ein metallischer Leiter 3 angeordnet.
-
Die
elektrisch leitfähige
Schicht 1 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine flexible,
elektrisch leitfähige
Folie auf Polymerbasis auf. Das Trägermaterial 2 kann
aus einer Textil- oder Lederschicht, einem Spinnvlies oder dgl.
bestehen. Der metallische Leiter 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Draht bzw. eine Litze. Der metallische Leiter 3 kann
jedoch auch aus einem Drahtgeflecht, aus einem Drahtgestrick, aus
einer Metallgespinstgimpe oder dgl. bestehen.
-
2 zeigt
einen Querschnitt durch das in 1 gezeigte
Kontaktierungssystem. Durch diese Darstellung wird der prinzipielle
Aufbau des erfindungsgemäßen Kontaktierungssystems
weiter verdeutlicht.
-
3 zeigt
eine von schräg
oben gesehene perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Heizelements.
Auf der Unterseite des Heizelements befindet sich eine Heizschicht 4.
Auf die Heizschicht 4 sind zwei erfindungsgemäße Kontaktierungssysteme
aufgebracht worden. Das Kontaktierungssystem besteht hierbei – von unten
nach oben – aus
einer elektrisch leitfähigen
Schicht 1, einem metallischen Leiter 3 und einem Trägermaterial 2.
Bei der Herstellung des Heizelementes ist besonders wichtig, einen
guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktierungssystem und
der Heizschicht 4 herzustellen. Dazu ist für das Kontaktierungssystem
als elektrisch leitfähige Schicht 1 eine
flexible, elektrisch leitfähige
Folie auf Polymerbasis verwendet worden. Die elektrisch leitfähige Folie
kann durch organische Lösungsmittel angelöst bzw.
aufgequollen werden. In diesem Zustand lässt sich das Kontaktierungssystem
dann auf die Heiz schicht 4 aufbringen. Durch Aufpressen
und Trocknen des gesamten Verbundes wird eine sichere Verbindung
zwischen dem Kontaktierungssystem und der Heizschicht 4 hergestellt.
Gleichzeitig ist eine besonders flexible und sichere Kontaktierung
der Heizschicht 4 durch die elektrisch leitfähige Schicht 1 realisiert.
-
4 zeigt
einen Querschnitt durch das Heizelement aus 3. Dadurch
wird der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemäßen Heizelements noch einmal
verdeutlicht.
-
Abschließend sei
hervorgehoben, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele die
beanspruchte Lehre erörtern,
diese jedoch nicht auf eines dieser Ausführungsbeispiele einschränken.