DE102007005039A1

DE102007005039A1 - Elektrisch beheizbares Textil

Info

Publication number: DE102007005039A1
Application number: DE102007005039A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Nusko; Hans-Peter Mauch; Georg Dr. Maier
Original assignee: W Zimmermann GmbH and Co KG
Current assignee: W Zimmermann GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2007-09-20

Abstract

Es wird ein elektrisch beheizbares Textil bereitgestellt, das zumindest eine textile Heizfläche, zumindest ein textiles Zuleitungskabel, zumindest eine textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel und zumindest eine lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an eine Energieversorgung umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch beheizbare Textilien.
Stand der Technik
Elektrisch beheizbare Textilien sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt. Alle diese Textilien weisen zumindest einen der folgenden Nachteile auf:

• Starre Konstruktion,
• eingeschränkter textiler Charakter,
• eingeschränkte Waschbeständigkeit,
• eingeschränkte Korrosionsbeständigkeit,
• eingeschränkte mechanische Beständigkeit.

Es besteht daher ein Bedarf an elektrisch beheizbaren Textilien, die die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Darstellung der Erfindung
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zu Grunde, elektrisch beheizbare Textilien bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das elektrisch beheizbare Textil gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen.
Das erfindungsgemäße elektrisch beheizbare Textil umfasst zumindest eine textile Heizfläche, zumindest ein textiles Zuleitungskabel, zumindest eine textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel und zumindest eine lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an eine Energieversorgung.
Durch die genannte Kombination der einzelnen Komponenten und deren spezielle Verknüpfung untereinander werden völlig textile, weitgehend wasch- und korrosionsbeständige beheizbare Textilien bereitgestellt. Eine aus dem erfindungsgemäßen beheizbaren Textil gefertigte Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizflächen und die Zuleitungskabel sind von außen nicht zu sehen und nicht zu spüren. Das Knautschverhalten wird durch die Heizflächen nicht verändert. Die Heizjacke ist komplett maschinenwaschbar und lässt auch nach 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl keine spürbare Einbußen in der Heizleistung erkennen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die textile Heizfläche zumindest einen Heizleiter, zumindest einen textilen Träger und zumindest einen textilen Haltefaden zur Befestigung des Heizleiters an dem textilen Träger.
Bei dem textilen Träger handelt es sich bevorzugt um leichte, formbeständige textile Flächengebilde. Als besonders geeignet haben sich Vliese aus Polyester sowie Polyestergewebe und Mischgewebe herausgestellt.
Der oder die Heizleiter werden mit textilen Haltefäden an dem textilen Träger befestigt. Die Befestigung kann mittels verschiedener Näh-, Stick- oder Belegtechniken erfolgen. Besonders geeignet ist eine Sticktechnik, bei der der Heizleiter als Unterfaden eingesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizleiter des elektrisch beheizbaren Textils zumindest ein Kombinationsgarn. Besonders bevorzugt besteht der Heizleiter des elektrisch beheizbaren Textils aus einem Kombinationsgarn. Wie nachfolgend geschildert, weist diese Art von Garnen eine große Vielfalt an Variationsmöglichkeiten auf, wodurch die textilen Heizleiter an die spezielle Tragesituation des elektrisch beheizbaren Textils angepasst werden können.
Durch den Heizleiter wird elektrischer Strom in Wärme umgesetzt. Zum Einsatz in Textilien müssen die Heizleiter mechanisch beständig, waschbeständig, korrosionsbeständig und einfach zu kontaktieren sein. Diese Eigenschaften werden durch die Verwendung von Kombinationsgarnen erreicht. Die textilen Anteile in den Kombinationsgarnen sorgen für Flexibilität und Reißfestigkeit. Metallische Anteile sorgen für dauerhafte, waschbeständige Leitfähigkeit.

Eine geeignete Gruppe dieser Garne sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der DE 103 42 787 A1 angegeben. Ganz allgemein hat sich die Verwendung von Umwindegarnen als Heizleiter hervorragend bewährt. Die Umwindegarne der DE 103 42 787 A1 enthalten metallische Drähte als elektrisch leitfähige Komponente. Dabei handelt es sich um Garne mit textilem Kerngarn, einer ersten Umwindung aus metallischen Fäden und einer zweiten, gegenläufig zur ersten Umwindung aufgebrachten textilen Umwindung.

Als Kerngarne haben sich besonders Elastomere wie z.B. Lycra in einer Stärke von 800 dtex bis 5000 dtex bewährt. Der elastomere Kern verleiht dem Garn Flexibilität, Elastizität und mechanische Beständigkeit gegen Zug, Druck und lateraler Belastung. Für bestimmte Leiter werden auch starre textile Kerngarne wie z.B. Multifilament-Polyestergarne eingesetzt.

Als leitfähige Komponente werden bevorzugt Drähte aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder reinem Silber verwendet. Daneben können aber auch andere Metalle bzw. zusätzliche Beschichtungen in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen. Die Drähte können als Monofilament oder im Bündel, z.B. als Litze eingesetzt werden. Die Durchmesser der Drähte liegen zwischen 10 μm und 100 μm, wobei der Bereich zwischen 20 μm und 80 μm bevorzugt ist.

Die äußere Umwindung besteht bevorzugt aus synthetischen Multifilament-Garnen. Der Einsatz von Polyester im Bereich von 25 dtex bis 500 dtex ist bevorzugt. Die äußere Umwindung kann das darunter liegende Garn komplett oder teilweise abdecken. Ist die Abdeckung nur partiell aufgebracht, so kann der metallische Leiter leichter von außen mittels textiler Verfahren kontaktiert werden. Ist eine komplette Abdeckung aufgebracht, muss sie vor einer textilen Kontaktierung wieder entfernt werden.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Heizleiter und der vom Textil trennbaren Energieversorgung wird über textile Zuleitungskabel hergestellt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das textile Zuleitungskabel zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn.

Die leitfähige Komponente in diesen Kombinationsgarnen besteht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Bevorzugt eingesetzt werden Drähte bzw. Litzen aus versilbertem Kupfer bzw. reinem Silber. Die metallischen Komponenten werden zumindest an den Stellen, an denen eine textile Kontaktierung erfolgen soll, nicht bzw. nicht vollständig abgedeckt.

Die Zuleitungsgarne werden parallel zueinander zu Bändern verarbeitet. Bei diesen Bändern handelt es sich bevorzugt um Gewirke bzw. um Gewebe.

Eine typische Anordnung besteht aus 5 parallelen Streifen in der Abfolge

• elektrisch isolierender Nährand,
• elektrisch leitender Streifen,
• elektrisch isolierender Mittelstreifen,
• elektrisch leitender Streifen,
• elektrisch isolierender Nährand.

Eine alternative Anordnung besteht aus drei parallelen Streifen

• elektrisch isolierender Nährand,
• elektrisch leitender Streifen,
• elektrisch isolierender Nährand.

Alle genannten Streifen bestehen ihrerseits aus mehreren parallel zueinander angeordneten Einzelgarnen. Die aneinander grenzenden elektrisch leitfähigen Einzelgarne eines Streifens stehen untereinander lateral in elektrischem Kontakt.

Zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse im Textil kann das textile Zuleitungskabel an der nach oben bzw. unten zeigenden Seite komplett oder nur teilweise über Ausschlaufungen elektrisch isolierender Fäden verfügen. Diese über die Textiloberfläche hinausragenden Schlaufen zeigen ein Erscheinungsbild wie Frottierstoff. Aus diesen schlaufigen Bereichen werden bevorzugt die Bereiche, in denen eine Kontaktierung beabsichtigt ist, ausgespart.

Die Kontaktierung zwischen Heizleitern und Zuleitungskabeln erfolgt mittels textiler Nähtechniken. Dabei kommen insbesondere Näh-, Stick- und Riegeltechniken zum Einsatz.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel ein den Heizleiter und das Zuleitungskabel umschlingendes weiteres Garn. Besonders bevorzugt sind der Heizleiter und das Zuleitungskabel im Bereich der textilen Kontaktierung auf der gleichen Seite des textilen Trägers angeordnet. In diesem Fall ist der Heizleiter auf dem Trägertextil befestigt und auf dem Heizleiter befindet sich das textile Zuleitungskabel. Sollte das Zuleitungskabel eine durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite aufweisen, so zeigt diese Seite vom Heizleiter weg. Mittels eines weiteren Garns, das nicht notwendigerweise elektrisch leitfähig sein muss, wird das Zuleitungsband über den Heizleiter mit dem Trägertextil vernäht. Durch den vom Nähfaden ausgeübten Druck wird der elektrische Kontakt zwischen Heizleiter und Zuleitungskabel hergestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel ein den Heizleiter und das Zuleitungskabel umschlingendes elektrisch leitfähiges Garn, besonders bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn. Besonders bevorzugt sind der Heizleiter und das Zuleitungskabel im Bereich der textilen Kontaktierung auf verschiedenen Seiten des textilen Trägers angeordnet. In diesem Fall ist der Heizleiter auf dem Trägertextil befestigt. Unter dem Trägertextil befindet sich das textile Zuleitungskabel. Sollte das Zuleitungskabel eine durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite aufweisen, so zeigt diese Seite zum Trägertextil hin. Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns wird das Zuleitungsband durch das Trägertextil mit dem Heizleiter vernäht. Das leitfähige Kombinationsgarn stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband und Heizdraht her.

Die leitfähige Naht kann in Heizleiterrichtung oder in einem von der Senkrechte abweichenden Winkel zur Heizleiterrichtung verlaufen. Verläuft die Naht in Heizleiterrichtung, so erfolgt das Anbringen der Naht bevorzugt durch Riegeln. Verläuft die Naht in einem von der Senkrechte abweichenden Winkel zur Heizleiterrichtung, so wird sie bevorzugt mittels einer Mehrfachnaht angebracht.

Die beiden beschriebenen Kontaktierungstechniken können auch zur Kontaktierung mehrerer Zuleitungsbänder untereinander eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die lösbare Verbindung zum Anschluss des Zuleitungskabels an eine Energieversorgung ein das Zuleitungskabel aufnehmendes Kunststoffgehäuse. Das Kunststoffgehäuse verfügt über zwei elektrische Kontakte zum Anschluss der vom Textil trennbaren Energieversorgung. Durch die Verwendung eines Kunststoffgehäuses und das Einführen des Anschlusskabels in das Kunststoffgehäuse erhält man eine waschbare lösbare Verbindung, die sich durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen maschinelles Waschen auszeichnet. Die lösbare Verbindung kann z.B. durch Druckknöpfe oder durch eine Steckverbindung hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das elektrisch beheizbare Textil zusätzlich ein Anschlusskabel auf, wobei das Anschlusskabel eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Zuleitungskabel und der Energieversorgung herstellt. In dieser Ausführungsform umfasst die lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an die Energieversorgung ein das Anschlusskabel aufnehmendes Kunststoffgehäuse, wobei das Kunststoffgehäuse elektrische Kontakte zum Anschluss der Energieversorgung aufweist. Die Kontaktierung des Zuleitungskabels mit dem Anschlusskabel erfolgt in der für die Kontaktierung von Heizleiter und Zuleitungskabel beschriebenen Art und Weise. Die Lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an die Energieversorgung befindet sich in diesem Fall nicht an dem Zuleitungskabel sondern an dem Anschlusskabel. Durch die Verwendung eines Kunststoffgehäuses und das Einführen des Anschlusskabels in das Kunststoffgehäuse erhält man eine waschbare Lösbare Verbindung, die sich durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen maschinelles Waschen auszeichnet.

Zur Energieversorgung des elektrisch beheizbaren Textils wird bevorzugt eine vom Textil trennbare Energieversorgungseinheit eingesetzt. Diese Einheit umfasst typischerweise:

• Energieversorgung in Form von wieder aufladbaren Akkus,
• Schalter,
• Anzeigeeinheit (z.B. Display, Summer, LED),
• Steckverbindungen (Ladegerät, Zuleitungskabel, Sensoren),
• Elektronik,
• Tiefentladeschutz,
• Überlastsicherung,
• Gehäuse.

Die Energieversorgung erfolgt mit Niederspannung. Zur Vermeidung von Korrosion kann die Heizung mit Wechselspannung betrieben werden. Eine Leistungsregelung kann über Pulsen der Heizspannung erfolgen. Eine Regelung der Leistung kann unter Verwendung der bekannten Temperatursensoren erfolgen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein soll.

Beispiel 1: Elektrisch beheizbare Jacke
Zur Illustration der Erfindung wird eine elektrisch beheizbare Jacke beschrieben. Die Heiztechnik der Jacke umfasst:

• Heizleiter: Kombinationsgarn aus Lycra, Edelstahl, Polyester
• Vier Heizflächen: Trägertextil Polyestergewebe, Heizleiter, Haltefaden Polyesternähgarn
• Textile Zuleitungskabel: zwei Typen Bandgewebe, teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt; Leiter aus Reinsilberlitze
• Textile Kontaktierung: zwei Typen Kontaktierung (Heizleiter-Zuleitungskabel und Zuleitungskabel-Anschlusskabel)
• Waschbeständige Steckverbindung: Abschluss des Anschlussbandes mit zwei offen liegenden, vergoldeten Kontakten

Die Heizjacke verfügt über eine äußere und eine innere Schicht. Die innere Schicht soll im Folgenden als Futter bezeichnet werden. In die Jacke sind vier textile Heizflächen eingearbeitet. Eine Heizfläche am oberen, eine am unteren Rücken; jeweils eine Heizfläche links und rechts am oberen Brustbereich. Die Heizflächen werden durch zwei einadrige textile Zuleitungskabel kontaktiert. Von jeder Heizfläche führen zwei einadrige Zuleitungskabel zu einem textilen zweiadrigen Anschlusskabel. Die Kontaktierung zwischen Anschluss- und Zuleitungskabel erfolgt jeweils textil. Das Anschlusskabel verfügt über einen waschbaren, zweipoligen Stecker. An den Stecker wird eine vom Textil trennbare Energieversorgungseinheit angeschlossen. Die Energieversorgungseinheit umfasst 8 Stück NiMH Akkus, einen Wechselrichter, einen Taster, einen Piezosummer, einen Anschluss an ein Ladegerät, einen Tiefentladeschutz, eine Überlastsicherung sowie die zur Bedienung und zum Betrieb erforderliche Soft- und Hardware.
Als Heizleiter werden Umwindegarne mit folgendem Aufbau verwendet:

• Kern: Lycra, 1880 dtex
• Innere Umwindung: Edelstahlmonofilament, 50 μm Durchmesser
• Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex

Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.
Die vier Heizflächen bestehen jeweils aus den genannten Heizleitern, einem Trägertextil aus Polyestergewebe und einem Haltegarn aus Polyesternähgarn. Die Heizflächen unterscheiden sich in Heizleistung, Größe und Temperatur. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Parameter der einzelnen Heizflächen.
Die angegebenen elektrischen Leistungen beziehen sich auf die Nominalspannung von 9,6 V. Die Temperaturwerte ergeben sich bei freier Abstrahlung in einen Raum mit 21°C Umgebungstemperatur.
Die Trägertextilien werden mit dem Heizfaden so bestickt, dass die in der Tabelle angegebenen Werte erreicht werden. Dazu werden die Heizleiter jeweils von der einen Seite des Trägertextils zu dessen gegenüberliegender Seite geführt. Um die erforderliche Länge der Leiter unterzubringen, werden die Leiter in Kurven verlegt.
Die beheizbaren textilen Flächengebilde werden in einem maschinellen Stickprozess hergestellt, wobei ein Oberfaden an die Oberseite des Trägertextils und der textile Heizleiter als Unterfaden an die Unterseite des textilen Trägers herangeführt werden. Der Oberfaden (Haltefaden) wird anschließend durch den textilen Träger hindurch zu der Unterseite des textilen Trägers geführt. Der elektrisch leitfähige Faden wird von dem Oberfaden umschlungen, wodurch der elektrisch leitfähige Faden gestreckt an der Unterseite des textilen Trägers befestigt wird. Abschließend wird der Oberfaden durch den textilen Träger hindurch zu der Oberseite des textilen Trägers geführt. Durch die fortlaufende Wiederholung der genannten Verfahrensschritte wird der elektrisch leitfähige Faden gestreckt an der Unterseite des textilen Trägers festgenäht.
Die textilen Zuleitungskabel bestehen aus:

• 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 16 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
• Schussfaden Polyestermultifilamentgarn

Der Kettbaum weist symmetrisch um die 6 leitfähigen Kettfäden in der Mitte jeweils 8 nicht leitfähige Kettfäden links und rechts auf. Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Kabel werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.
Die Oberseite des Bandes ist glatt ausgeführt. Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die Unterseite des Bandes zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden, die beim Weben aus dem überdehnten Band herausgezogen werden.
Die textilen Anschlusskabel bestehen aus:

• 20 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 18 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
• Schussfaden Polyestermultifilamentgarn

Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:

• 4 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 4 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Kabel werden auf einem Jacquardbandwebstuhl gewebt.
Die Oberseite des Bandes ist gemustert ausgeführt. Sie zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte in diesen Bereichen verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden, die beim Weben aus dem überdehnten Band herausgezogen werden. An den Stellen, an denen eine Kontaktierung zu den Zuleitungsbändern vorgesehen ist, werden die Ausschlaufungen nicht ausgebildet. Die leitfähigen Drähte können dort direkt kontaktiert werden.
Die Unterseite des Bandes ist komplett mittels der genannten Ausschlaufungen abgedeckt.
Die Heizleiter werden durch Vernähen mit einem leitfähigen Nähgarn in elektrischen Kontakt mit dem Zuleitungskabel gebracht. Der Heizleiter ist auf dem Trägertextil befestigt. Unter dem Trägertextil befindet sich das textile Zuleitungskabel. Die durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite des Zuleitungskabels zeigt zum Trägertextil.
Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns wird das Zuleitungsband durch das Trägertextil mit dem Heizleiter vernäht.
Das leitfähige Kombinationsgarn stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband und Heizdraht her. Das leitfähige Kombinationsgarn ist ein Polyester/Silbergespinst. Die leitfähige Naht wird senkrecht zur Heizleiterrichtung als Dreifachnaht aufgebracht. Das beschriebene einadrige Zuleitungskabel wird so unter dem Trägertextil verlegt, dass alle zu kontaktierenden Stellen darüber liegen. Je Heizfläche werden zwei Zuleitungskabel angeschlossen.
Die Zuleitungskabel werden durch Vernähen mit einem Anschlusskabel an die textile Heizung angeschlossen. Dazu werden die nicht durch Ausschlaufungen abgedeckten Seiten der Zuleitungskabel direkt auf die nicht durch Ausschlaufungen bedeckten Stellen des Anschlussbandes genäht. Als Nähfaden wird Polyesternähgarn eingesetzt. Der elektrische Kontakt erfolgt durch direkte Berührung der Kontaktflächen.
Zur Energieversorgung und Bedienung des elektrisch beheizbaren Textils wird eine vom Textil trennbare Einheit eingesetzt. Diese Einheit umfasst:

• Energieversorgung in Form 8 wieder aufladbarer NiMH Akkus
• Folientaster zur Bedienung
• Anzeigeeinheit Piezosummer
• Steckverbindungen zum Ladegerät und zum Anschlusskabel
• Wechselrichter zur Erzeugung von Wechselspannung zum Heizen
• Elektronik, umfassend Tiefentladeschutz, Überlastsicherung, zweistufige Leistungssteuerung (Pulsen der Heizspannung), zeitgesteuerte automatische Abschaltung der Heizung
• Gehäuse

Die 8 Akkus liefern eine Nominalspannung von 9,6 V DC. Zur Vermeidung von Korrosion wird die Heizung mit Wechselspannung betrieben. Die zweistufige Leistungsregelung erfolgt durch Pulsen der Heizspannung. Ca. 5 Minuten nach der Aktivierung schaltet das Gerät die Heizung automatisch wieder ab. Aktivierung, Leistungsstufe und Abschaltung werden über verschiedene Tonmuster angezeigt. Die komplette Einheit wiegt ca. 260 g.
Die beschriebene Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizflächen und die Kabel sind von außen nicht zu sehen und nicht zu spüren. Das Knautschverhalten wird durch die Heizflächen nicht verändert. Die beschriebene Jacke ist – ohne die herausnehmbare Energieversorgung – komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl übersteht die Heizung ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.
Mit voll geladenen Akkus kann die Heizung annähernd zwei Stunden durchgehend bei maximaler Leistung ohne Wiederaufladen betrieben werden.
Beispiel 2: Elektrisch beheizbare Jacke
Die Heiztechnik der Jacke umfasst:

• Heizleiter – Kombinationsgarn aus Lycra, versilbertes Kupfer, Polyester
• Vier Heizflächen – Trägertextil Polyestergewebe, Heizleiter, Haltefaden Polyesternähgarn
• Textile Zuleitungskabel – zwei Typen Bandgewebe, teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt; Leiter aus Reinsilberlitze
• Textile Kontaktierung – zwei Typen Kontaktierung (Heizleiter-Zuleitungskabel und Zuleitungskabel-Anschlusskabel)
• Waschbeständige Steckverbindung – Abschluss des Anschlussbandes mit zwei offen liegenden, vergoldeten Kontakten

Die Heizjacke verfügt über eine äußere und eine innere Schicht. Die innere Schicht soll im Folgenden als Futter bezeichnet werden. In die Jacke sind vier textile Heizflächen eingearbeitet. Eine Heizfläche am oberen, eine am unteren Rücken; jeweils eine Heizfläche links und rechts am oberen Brustbereich. Von jeder Heizfläche führt ein zweiadriges Zuleitungskabel zu einem textilen zweiadrigen Anschlusskabel. Die Kontaktierung zwischen Anschluss- und Zuleitungskabel erfolgt jeweils textil. Das Anschlusskabel verfügt über einen waschbaren, zweipoligen Stecker. An den Stecker wird eine vom Textil trennbare Energieversorgungseinheit angeschlossen. Die Energieversorgungseinheit umfasst 8 Stück NiMH Akkus, einen Wechselrichter, einen Taster, einen Piezosummer, einen Anschluss an ein Ladegerät, einen Tiefentladeschutz, eine Überlastsicherung sowie die zur Bedienung und zum Betrieb erforderliche Soft- und Hardware.
Als Heizleiter werden Umwindegarne mit folgendem Aufbau verwendet:

• Kern: Lycra, 1880 dtex
• Innere Umwindung: versilberter Kupferdraht, 70 μm Durchmesser
• Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex

Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.
Die vier Heizflächen bestehen jeweils aus den genannten Heizleitern, einem Trägertextil aus Polyestergewebe und einem Haltegarn aus Polyesternähgarn. Die Heizflächen unterscheiden sich in Heizleistung, Größe und Temperatur. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Parameter der einzelnen Heizflächen.
Die angegebenen elektrischen Leistungen beziehen sich auf die Nominalspannung von 9,6 V. Die Temperaturwerte ergeben sich bei freier Abstrahlung in einen Raum mit 21°C Umgebungstemperatur.
Die Trägertextilien werden mit dem Heizfaden so bestickt, dass die in der Tabelle angegebenen Werte erreicht werden. Dazu werden die Heizleiter jeweils entlang einer kurvigen Linie so verlegt, dass die erforderliche Länge auf der gegebenen Fläche untergebracht wird. Anfang und Ende liegen im Abstand von etwa 12 mm parallel nebeneinander. Sind mehrere Heizleiter erforderlich, so liegen der jeweilige Anfang und das jeweilige Ende eines Heizleiters knapp nebeneinander. Auf diese Weise können Anfang und Ende von jeweils einem Heizleiter beim textilen Kontaktieren gemeinsam gefasst werden.
Die beheizbaren textilen Flächengebilde werden in einem maschinellen Stickprozess hergestellt, wobei ein Oberfaden an die Oberseite des Trägertextils und der textile Heizleiter als Unterfaden an die Unterseite des textilen Trägers herangeführt werden. Der Oberfaden (Haltefaden) wird anschließend durch den textilen Träger hindurch zu der Unterseite des textilen Trägers geführt. Der elektrisch leitfähige Faden wird von dem Oberfaden umschlungen, wodurch der elektrisch leitfähige Faden gestreckt an der Unterseite des textilen Trägers befestigt wird. Abschließend wird der Oberfaden durch den textilen Träger hindurch zu der Oberseite des textilen Trägers geführt. Durch die fortlaufende Wiederholung der genannten Verfahrensschritte wird der elektrisch leitfähige Faden gestreckt an der Unterseite des textilen Trägers festgenäht.
Die textilen Zuleitungskabel bestehen aus:

• 12 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 26 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
• Schussfaden Polyestermultifilamentgarn

Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:

• 8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Kabel werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.
Die Oberseite des Bandes ist glatt ausgeführt. Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die Unterseite des Bandes zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden, die beim Weben aus dem überdehnten Band herausgezogen werden.
Die textilen Anschlusskabel bestehen aus:

• 20 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm versilbertes Kupfer, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 18 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
• Schussfaden Polyestermultifilamentgarn

Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:

• 4 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm versilbertes Kupfer, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
• 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm versilbertes Kupfer, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
• 4 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Kabel werden auf einem Jacquardbandwebstuhl gewebt.
Die Oberseite des Bandes ist gemustert ausgeführt. Sie zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte in diesen Bereichen verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden, die beim Weben aus dem überdehnten Band herausgezogen werden. An den Stellen, an denen eine Kontaktierung zu den Zuleitungsbändern vorgesehen ist, werden die Ausschlaufungen nicht ausgebildet. Die leitfähigen Drähte können dort direkt kontaktiert werden.
Die Unterseite des Bandes ist komplett mittels der genannten Ausschlaufungen abgedeckt.
Die Heizleiter werden durch Vernähen mit einem leitfähigen Nähgarn in elektrischen Kontakt mit dem Zuleitungskabel gebracht. Der Heizleiter ist auf dem Trägertextil befestigt. Unter dem Trägertextil befindet sich das textile Zuleitungskabel. Die durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite des Zuleitungskabels zeigt zum Trägertextil. Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns wird das Zuleitungsband durch das Trägertextil mit dem Heizleiter vernäht.
Das leitfähige Kombinationsgarn stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband und Heizdraht her. Das leitfähige Kombinationsgarn besteht aus einem nicht elastischen Polyester-Kernfaden und zwei gegensinnig um den Kernfaden gewickelten silberbeschichteten Nylon-Multifilamentgarnen. Die leitfähige Naht wird in Richtung der Heizleiterrichtung aufgebracht. Dabei wird der Heizleiter bzw. werden die zusammengefassten Heizleiter bei jedem Stich übernäht. Bevorzugt wird die Naht als Riegel ausgeführt. Das beschriebene, zweiadrige Zuleitungskabel wird so unter dem Trägertextil verlegt, dass die beiden zu kontaktierenden Stellen darüber liegen. Je Heizfläche wird ein zweiadriges Zuleitungskabel angeschlossen. Der Kontakt wird mittels einer Steppnaht aus PES-Faden zugentlastet. Die Naht wird in Heizleiterrichtung auf dem mittleren Nähstreifen des Zuleitungskabels aufgebracht.
Die Zuleitungskabel werden durch Vernähen mit einem Anschlusskabel an die textile Heizung angeschlossen. Dazu werden die nicht durch Ausschlaufungen abgedeckten Seiten der Zuleitungskabel direkt auf die nicht durch Ausschlaufungen bedeckten Stellen des Anschlussbandes genäht. Als Nähfaden wird Polyesternähgarn eingesetzt. Der elektrische Kontakt erfolgt durch direkte Berührung der Kontaktflächen.
Waschbeständige Steckverbindung, Energieversorgung bzw. Eigenschaften des Textils gemäß Beispiel 2 sind mit der waschbeständigen Steckverbindung, der Energieversorgung bzw. den Eigenschaften des Textils gemäß Beispiel 1 identisch.
Beispiel 3: Elektrisch beheizbare Jacke
Die Heiztechnik der Jacke umfasst:

• Heizleiter – Kombinationsgarn aus Lycra, versilbertem Kupfer, Polyester
• Vier Heizflächen – Trägertextil Polyestergewebe, Heizleiter, Haltefäden Polyesternähgarn
• Textile Zuleitungskabel – zwei Typen Bandgewebe, teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt; Leiter aus Reinsilberlitze
• Textile Kontaktierung – zwei Typen Kontaktierung (Heizleiter-Zuleitungskabel und Zuleitungskabel-Anschlusskabel)
• Waschbeständige Steckverbindung – Abschluss des Anschlussbandes mit zwei offenliegenden, vergoldeten Kontakten

Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.
Die vier Heizflächen bestehen jeweils aus den genannten Heizleitern, einem Trägertextil aus Polyestergewebe und einem Haltegarn aus Polyesternähgarn. Die Heizflächen unterscheiden sich in Heizleistung, Größe und Temperatur. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Parameter der einzelnen Heizflächen.
Die angegebenen elektrischen Leistungen beziehen sich auf die Nominalspannung von 9,6 V. Die Temperaturwerte ergeben sich bei freier Abstrahlung in einen Raum mit 21°C Umgebungstemperatur.
Die Trägertextilien werden mit dem Heizfaden so bestickt, dass die in der Tabelle angegebenen Werte erreicht werden. Dazu werden die Heizleiter jeweils entlang einer kurvigen Linie so verlegt, dass die erforderliche Länge auf der gegebenen Fläche untergebracht wird. Anfang und Ende liegen im Abstand von etwa 12 mm parallel nebeneinander. Sind mehrere Heizleiter erforderlich, so liegen der jeweilige Anfang und das jeweilige Ende eines Heizleiters knapp nebeneinander. Auf diese Weise können Anfang und Ende von jeweils einem Heizleiter beim textilen Kontaktieren gemeinsam gefasst werden.
Die beheizbaren textilen Flächengebilde werden in einem maschinellen Kordelstickprozess hergestellt. Ein Oberfaden und ein Unterfaden (Haltefäden) werden im Zickzackstich auf einen Träger aufgebracht. Der textile Leiter wird in den Tunnel zwischen dem Oberfaden und dem Träger eingelegt.
Die textilen Zuleitungskabel bestehen aus:

Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:

Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:

Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Kabel werden auf einem Jacquardbandwebstuhl gewebt.
Die Oberseite des Bandes ist gemustert ausgeführt. Sie zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte in diesen Bereichen verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden, die beim Weben aus dem überdehnten Band herausgezogen werden. An den Stellen, an denen eine Kontaktierung zu den Zuleitungsbändern vorgesehen ist, werden die Ausschlaufungen nicht ausgebildet. Die leitfähigen Drähte können dort direkt kontaktiert werden.
Die Unterseite des Bandes ist komplett mittels der genannten Ausschlaufungen abgedeckt.
Die Heizleiter werden durch Vernähen mit einem leitfähigen Nähgarn in elektrischen Kontakt mit dem Zuleitungskabel gebracht. Der Heizleiter ist auf dem Trägertextil befestigt. Unter dem Trägertextil befindet sich das textile Zuleitungskabel. Die durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite des Zuleitungskabels zeigt zum Trägertextil.
Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns wird das Zuleitungsband durch das Trägertextil mit dem Heizleiter vernäht.
Das leitfähige Kombinationsgarn stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband und Heizdraht her. Das leitfähige Kombinationsgarn besteht aus einem nicht elastischen Polyester-Kernfaden und zwei gegensinnig um den Kernfaden gewickelten silberbeschichteten Nylon-Multifilamentgarnen. Die leitfähige Naht wird in Richtung der Heizleiterrichtung aufgebracht. Dabei wird der Heizleiter bzw. werden die zusammengefassten Heizleiter bei jedem Stich übernäht. Bevorzugt wird die Naht als Riegel ausgeführt. Das beschriebene, zweiadrige Zuleitungskabel wird so unter dem Trägertextil verlegt, dass die beiden zu kontaktierenden Stellen darüber liegen. Je Heizfläche wird ein zweiadriges Zuleitungskabel angeschlossen. Der Kontakt wird mittels einer Steppnaht aus PES-Faden zugentlastet. Die Naht wird in Heizleiterrichtung auf dem mittleren Nähstreifen des Zuleitungskabels aufgebracht.
Die Zuleitungskabel werden durch Vernähen mit einem Anschlusskabel an die textile Heizung angeschlossen. Dazu werden die nicht durch Ausschlaufungen abgedeckten Seiten der Zuleitungskabel direkt auf die nicht durch Ausschlaufungen bedeckten Stellen des Anschlussbandes genäht. Als Nähfaden wird Polyesternähgarn eingesetzt. Der elektrische Kontakt erfolgt durch direkte Berührung der Kontaktflächen.
Waschbeständige Steckverbindung, Energieversorgung bzw. Eigenschaften des Textils gemäß Beispiel 3 sind mit der waschbeständigen Steckverbindung, der Energieversorgung bzw. den Eigenschaften des Textils gemäß Beispiel 1 identisch.

Claims

Elektrisch beheizbares Textil, umfassend zumindest eine textile Heizfläche, zumindest ein textiles Zuleitungskabel, zumindest eine textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel und zumindest eine lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an eine Energieversorgung.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Heizfläche zumindest einen Heizleiter, zumindest einen textilen Träger und zumindest einen textilen Haltefaden zur Befestigung des Heizleiters an dem textilen Träger umfasst.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem textilen Träger um ein textiles Flächengebilde handelt, wobei das textile Flächengebilde ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyestervlies, Polyestergewebe und Mischgewebe.
Elektrisch beheizbares Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn umfasst.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter aus einem elektrisch leitfähigen Kombinationsgarn besteht.
Elektrisch beheizbares Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Zuleitungskabel zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn umfasst.
Elektrisch beheizbares Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel ein den Heizleiter und das Zuleitungskabel umschlingendes weiteres Garn umfasst.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter und das Zuleitungskabel im Bereich der textilen Kontaktierung auf der gleichen Seite des textilen Trägers angeordnet sind.
Elektrisch beheizbares Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Kontaktierung zwischen Heizfläche und Zuleitungskabel ein den Heizleiter und das Zuleitungskabel umschlingendes elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn umfasst.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter der Heizfläche und das Zuleitungskabel im Bereich der textilen Kontaktierung auf verschiedenen Seiten des textilen Trägers angeordnet sind.
Elektrisch beheizbares Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zum Anschluss des Textils an die Energieversorgung als Steckverbindung oder als Verbindung durch Druckknöpfe ausgeführt ist.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung zum Anschluss des Textils an die Energieversorgung ein das Zuleitungskabel aufnehmendes Kunststoffgehäuse umfasst, wobei das Kunststoffgehäuse elektrische Kontakte zum Anschluss der Energieversorgung aufweist.
Elektrisch beheizbares Textil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil zusätzlich ein Anschlusskabel umfasst, wobei das Anschlusskabel eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Zuleitungskabel und der Energieversorgung herstellt und die Steckverbindung zum Anschluss des Textils an die Energieversorgung ein das Anschlusskabel aufnehmendes Kunststoffgehäuse umfasst, wobei das Kunststoffgehäuse elektrische Kontakte zum Anschluss der Energieversorgung aufweist.