DE102008034815A1

DE102008034815A1 - Electrical surface heating element is sectionally formed as heating knitted fabric with flexible electrical heat conductor, where loop of heating knitted fabric, forms multiple knitting rows that are interlaced with each other

Info

Publication number: DE102008034815A1
Application number: DE102008034815A
Authority: DE
Inventors: Hans-Thilo Dipl.-Ing. Langer
Original assignee: COTEXX GmbH
Current assignee: COTEXX GmbH
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-04

Abstract

The electrical surface heating element (1) is sectionally formed as heating knitted fabric (2) with a flexible electrical heat conductor. A loop (7) of the heating knitted fabric, forms multiple knitting rows (3) that are interlaced with each other in an omega shape. An isolator-knitted fabric row (4) follows to a heating-knitted fabric row. An independent claim is included for a method for producing a surface heating element.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Flächenheizelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Flächenheizelementes nach dem Oberbegriff der Ansprüche 19 und 20.The The invention relates to an electric surface heating element according to the preamble of claim 1 and a method for producing an electric surface heating element according to the preamble of claims 19 and 20.

Derartige elektrische Flächenheizelemente werden regelmäßig durch Aufnähen oder Aufkleben eines zickzack- oder mäanderförmig verlegten Heizleiters auf bzw. zwischen geeignete Textilien oder Schaumstoffe hergestellt, wobei das Verlegemuster der jeweiligen Form und Beanspruchung angepasst werden muss.such electric surface heating elements become regular by sewing or sticking on a zigzag or meandering shape installed heating conductor on or between suitable textiles or foams produced, the laying pattern of the particular shape and stress must be adjusted.

Die wesentlichen Nachteile derartiger Flächenheizelemente werden in der EP 0 463 516 B1 darin gesehen, dass durch eine auf Einzelanwendungen bezogene Konstruktion von elektrischen Flächenheizelementen ein hoher Herstellungsaufwand bedingt ist, wobei zudem das Ausfallrisiko des Gesamtheizelementes bei örtlicher Unterbrechung des Heizleiters durch Gewalt oder Dauerbruch relativ hoch ist. So besteht ein Brandrisiko durch örtliche Überhitzung bei einer mechanischen Schädigung des Heizleiters. Die Gefahr einer mechanischen Schädigung des Heizleiters resultiert insbesondere auch aus einer mangelnden sphärischen Verformbarkeit der elektrischen Flächenheizelemente. Um diese genannten Nachteile zu umgehen, schlägt die EP 0 463 516 B1 ein elektrisches Flächenheizelement aus netzartiger, textiler, fälschlich als „Maschenware” bezeichnetem Gewebe (2) vor, das einen Heizleiter aufweist, an dessen Enden Kontaktleiter angeschlossen sind. Diese Heizleiter verlaufen wellenförmig und im Wesentlichen parallel zueinander beabstandet über das textile Flächenheizelement. Die Heizleiter sollen im sogenannten Maschenverbund der textilen Maschenware nur im Bereich der Punkte der Wellenmittellinie durch Verschlingung befestigt und die Wellenform im Übrigen durch Einbinden eindeutig fixiert sein. Durch eine derartige komplizierte und aufwändige Bauweise soll ein Flächenheizelement zur Verfügung gestellt werden, das innerhalb weiter Grenzen praktisch beliebig dehnbar, zusammenschiebbar und verformbar ist. Das Durchflechten bzw. Durchziehen der Heizleiter ist jedoch aufwändig und zeitintensiv, so dass derartige elektrische Heizelemente, sofern überhaupt maschinell herstellbar (4), sehr teuer in der Herstellung sind.The main disadvantages of such Flächenheizelemente be in the EP 0 463 516 B1 seen in that by a single-related construction of electric surface heating elements, a high production cost is conditional, and also the risk of failure of the Gesamtheizelementes is locally high at local interruption of the heating by violence or fatigue. Thus, there is a risk of fire due to local overheating in the case of mechanical damage to the heating conductor. The risk of mechanical damage to the heat conductor also results in particular from a lack of spherical deformability of the electric surface heating elements. To circumvent these mentioned disadvantages, suggests the EP 0 463 516 B1 an electric surface heating element made of reticulated, textile, incorrectly referred to as "knitted fabric" tissue ( 2 ), which has a heating conductor, at the ends of contact conductors are connected. These heating conductors are wavy and substantially parallel to each other at a distance across the textile surface heating element. The heat conductors are to be attached in the so-called mesh composite of textile knitted fabric only in the area of the points of the shaft center line by entanglement and the waveform otherwise be clearly fixed by binding. By such a complicated and complex construction, a surface heating is to be provided, which is practically arbitrarily stretchable, collapsible and deformable within wide limits. The interweaving or pulling through of the heating element, however, is complicated and time-consuming, so that such electrical heating elements, if any, can be produced by machine ( 4 ), are very expensive to manufacture.

Weiter ist aus der DE 3416596 A1 eine netzartige Heizvorrichtung als dehnbare und biegsame Heizvorrichtung bekannt, die aus biegsamen Heizschnüren, netzartig gewirkt ist, wobei die Heizschnüre zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ihrerseits aus miteinander verlitzten oder spiralförmig ineinander umwundenen elektrischen Heizdrähten und nicht leitenden Fasern bestehen. Die Heizschnüre sind über eine Anzahl dünner Drähte, die an den Seiten der Heizvorrichtung angebracht sind, elektrisch an eine Stromquelle angeschlossen. Mit einem derartigen Aufbau entsteht lediglich eine undefinierte, willkürliche und zufällige punktuelle elektrische Kontaktierung in den Kreuzungsbereichen, was abgesehen vom enormen Herstellungsaufwand, einen undefinierten elektrischen Widerstand und damit eine undefinierte Heizleistung eines derartigen elektrischen Flächenheizelementes zur Folge hat. Zudem besteht bei der Kontaktierung der Heizschnüre über die dünnen Drähte im praktischen Einsatz ein erhebliches Korrosionsproblem, wie es z. B. bei der Verwendung in Verbindung mit Sitzheizungen oder dergleichen auftreten kann.Next is from the DE 3416596 A1 a net-like heating device known as a stretchable and flexible heating device, which is made of flexible heating cords, net-like effect, the heating cords for improving the mechanical properties in turn consist of stranded with each other or spirally intertwined electrical heating wires and non-conductive fibers. The heating cords are electrically connected to a power source via a number of thin wires mounted on the sides of the heater. With such a structure, only an undefined, arbitrary and accidental selective electrical contact in the crossing areas, which apart from the enormous manufacturing effort, an undefined electrical resistance and thus an undefined heating power of such an electric surface heating element has resulted. In addition, there is a considerable problem with corrosion when contacting the heating cords on the thin wires in practical use, as z. B. may occur when used in conjunction with seat heaters or the like.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Flächenheizelement auszubilden, welches industriell einfach herstellbar ist, eine hohe sphärische Verformbarkeit und Dehnbarkeit aufweist, um sich an unterschiedlichste Konturen anzupassen, bei Leiterbrüchen und Alterung keine Hot-Spots verursacht und welches in Folge unempfindlich gegen thermische und vor allem mechanisch Beanspruchung ist. Eine weitere Aufgabe wird darin gesehen, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines derartigen elektrischen Flächenheizelements vorzuschlagen.In contrast, It is an object of the present invention to form an electric surface heating element, which is industrially easy to produce, a high spherical Deformability and ductility has to adapt to a variety of Contours to adapt, with conductor breaks and aging none Hot spots caused and which in consequence insensitive to thermal and, above all, mechanical stress. Another task is seen therein, a suitable method for producing a to propose such electric surface heating.

Diese Aufgabe wird bezüglich des elektrischen Flächenheizelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 19 und 20. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is with respect to the electric surface heating element solved with the features of claim 1. In terms of of the method, this object is achieved with the features of claims 19 and 20. Advantageous embodiments are Subject of the dependent claims.

Gemäß Anspruch 1 ist das elektrische Flächenheizelement wenigstens bereichsweise als mittels einer Strickmaschine gestricktes Heizgestrick mit wenigstens einem flexiblen elektrischen Heizleiter als Strickgarn ausgebildet. Ein derartiges auf einer Strickmaschine gestricktes Heizgestrick zeichnet sich durch eine besonders gute sphärische Verformbarkeit bzw. Dehnbarkeit aus, das auf einfache Weise an unterschiedlichste Konturen angepasst werden kann und damit für vielfältigste Anwendungen geeignet ist. Zudem kann ein derartiges Heizgestrick mittels einer Strickmaschine schnell und einfach und damit auch preiswert herstellt werden.According to claim 1, the electric surface heating element at least partially as by means of a knitting knitted knitted fabric with at least a flexible electrical heating conductor designed as a knitting yarn. Such knitted on a knitting machine knitted fabric is characterized by a particularly good spherical deformability or extensibility, in a simple way to a variety of Contours can be adjusted and therefore most diverse Applications is suitable. In addition, such a heating knit by means of a knitting machine fast and easy and therefore also be made inexpensively.

Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mit einem derartigen Heizgestrick aufgrund des strickmaschinenbedingten regelmäßigen Maschenverbundes eine undefinierte elektrische Kontaktierung zuverlässig und funktionssicher vermieden wird, so dass die Heizleistung eines derartigen erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizelementes zuverlässig ausgelegt und bestimmt werden kann.One Another advantage of this solution according to the invention is that with such a heating knit due to the knitting machine-related regular stitch group an undefined electrical contact reliable and is reliably avoided, so that the heating power of such inventive electric surface heating element can be reliably designed and determined.

Ein weiterer besonderer Vorteil eines derartigen erfindungsgemäßen Heizgestrickes liegt somit insbesondere auch darin, dass die Maschen des Heizgestrickes eine Vielzahl von regelmäßigen, im wesentlichen gleichen Maschenreihen ausbilden, wobei die Maschen Ω-förmig miteinander verschlungen sind. Durch dieses Ω-förmige Verschlingen der Maschen zu einem Heizgestrick kann im Unterschied zu gewebten, geflochtenen oder anders ausgebildeten Maschenwaren die geforderte Flexibilität, Dehnbarkeit und sphärische Verformbarkeit eines erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizelementes funktionssicher, einfach und preiswert zur Verfügung gestellt werden.One Another particular advantage of such invention Heizgestrickes is therefore also in particular that the stitches of heating knit a variety of regular, form substantially the same courses, the mesh Ω-shaped entwined with each other. Through this Ω-shaped Gobbling the mesh into a heated knit can be unlike woven, braided or otherwise formed knitwear required flexibility, ductility and spherical Deformability of an electrical according to the invention Surface heating element reliable, simple and inexpensive to provide.

Gemäß einer bevorzugten konkreten Ausgestaltung weist das Heizgestrick eine Vielzahl von durch einen elektrischen Heizleiter ausgebildeten Heiz-Strickmaschenreihen auf, die voneinander jeweils durch wenigstens eine aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildete Isolator-Strickmaschenreihe getrennt sind. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Ausgestaltung, bei der jeweils abwechselnd eine Isolator-Strickmaschenreihe auf eine Heiz-Strickmaschenreihe folgt. Ein derartiger Aufbau eignet sich insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit Einsatzfällen, bei denen das elektrische Heizelement einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist, z. B. bei einer Verwendung als Sitzheizung in Fahrzeugsitzen. Durch diese Anordnung der Heiz-Strickmaschenreihen kann bei solchen Anwendungsfällen eine Beabstandung der einzelnen Maschenreihen zueinander auf einfache Weise sichergestellt werden, so dass die einzelnen Heiz-Strickmaschenreihen nicht miteinander in zufälligen Kontakt gelangen. Dadurch wird die Brandgefahr durch z. B. lokale Erhöhung des elektrischen Widerstandes zuverlässig vermieden.According to one preferred specific embodiment, the Heizgestrick a Variety of Heiz-Strickmaschenreihen formed by an electric heating conductor on, each by at least one of an electrically not insulator knit mesh formed of conductive material separated are. Particularly preferred here is an embodiment in which alternately an insulator knit stitch row on a heating-knit stitch row follows. Such a structure is particularly suitable for use in conjunction with use cases where the electric heating element a high mechanical stress is exposed, z. B. at a use as a seat heater in vehicle seats. Through this Arrangement of the heating knit stitch rows can in such applications a spacing of the individual courses to each other in a simple Be ensured, so that the individual heating knitting mesh rows do not get into random contact with each other. Thereby the risk of fire by z. B. local increase of the electrical Resistant reliably avoided.

Um insbesondere maßgeschneiderte elektrische Flächenheizelemente mit z. B. numerisch gesteuerten Strickmaschinen herstellen zu können ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heiz-Strickmaschenreihen durch einen einzigen Heizleiter und/oder dass die Isolator-Strickmaschenreihen durch ein einziges Isolatorgarn gestrickt sind. Dabei geht bevorzugt der Heizleiter einer ersten Heiz-Strickmaschenreihe in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere randseitig, in eine durch wenigstens eine Isolator-Strickmaschenreihe von der ersten Heiz-Strickmaschenreihe räumlich getrennte zweite Heiz-Strickmaschenreihe über. Analog dazu kann zusätzlich, aber auch alternativ vorgesehen sein, dass das Isolatorgarn einer ersten Isolator-Strickmaschenreihe in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere randseitig, in eine durch wenigstens eine Heiz-Strickmaschenreihe von der ersten Isolator-Strickmaschenreihe räumlich getrennte zweiten Isolator-Strickmaschenreihe übergeht.Around in particular customized electric surface heating elements with z. B. to produce numerically controlled knitting machines is preferably provided that the heating-knit stitch rows through a single heating conductor and / or that the insulator knitting courses through a single insulator yarn are knitted. It is preferred that Heating conductor of a first heating-knit mesh in a predetermined range, in particular at the edge, in one by at least one insulator knit stitch row spatially separated second from the first heating-knit mesh row Heating knit stitch row over. Similarly, in addition, but alternatively be provided that the insulator yarn a first insulator knit stitch row in a predetermined area, in particular at the edge, in one by at least one heating knit stitch row spatially separated second from the first insulator knit stitch row Insulator knit stitch row goes over.

Für den Fall, dass das elektrische Flächenheizelement keinen derartigen, zu einer Relativbewegung der Strickmaschenreihen führenden Belastung ausgesetzt ist, kann jedoch das gesamte Heizgestrick aus einem elektrisch isolierten Heizleiter und damit komplett aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein. In diesem Fall können grundsätzlich auch unterschiedliche Heizleiter, d. h. Heizleiter aus unterschiedlichen Materialien miteinander verstrickt werden. Beispielhafte Einsatzfälle für derartige insgesamt aus einem elektrisch leitenden Material hergestellte Heizgestricke sind z. B. der Formenbau zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, bei dem die elektrischen Heizelemente statisch in die Form durch die Matrix fixiert sind, oder die Luftfahrttechnik, z. B. in Verbindung mit der Enteisung von Rotorblättern oder Tragflächen. Ein weiterer statischer Einsatzfall ist beispielsweise die Verwendung derartiger elektrischer Flächenheizelemente in Verbindung mit medienführenden Rohrleitungen.For the case that the electric surface heating element no such leading to a relative movement of the knit courses However, the entire heating knit can be off an electrically insulated heating conductor and thus completely from one be made electrically conductive material. In this case, you can basically also different heating conductors, d. H. Heating conductor off different materials are entangled. exemplary Use cases for such a total of one Heizgestricke produced electrically conductive material are z. As the mold for the production of fiber composite components, at the static static electricity into the mold through the Matrix are fixed, or aviation technology, z. B. in connection with the deicing of rotor blades or wings. Another static application is, for example, the use such electrical surface heating in conjunction with media-carrying pipelines.

Selbstverständlich können grundsätzlich auch Heizgestricke hergestellt werden, die unterschiedlich ausgebildete Heizgestrickdichten aufweisen, so z. B. Heizgestrickbereiche die von Isolator-Maschenreihen durchzogen sind, während dagegen andere Heizgestrickbereiche vollständig aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein können.Of course can in principle also Heizgestricke produced be, which have different trained Heizgestrickdichten so z. B. Heizgestrickbereiche traversed by insulator loops while other heating knit areas are complete can be made of an electrically conductive material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Heizgestrickes kann dieses im Querschnitt betrachtet auch sandwichartig aufgebaut sein und eine Heizgestrick-Oberschicht, sowie eine Heizgestrick-Unterschicht aufweisen, zwischen denen wenigstens bereichsweise mindestens eine nicht leitende, isolierende Zwischenschicht angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist hierbei das Heizgestrick als Strickschlauch ausgebildet, in dessen Innenraum die wenigstens eine Zwischenschicht aufgenommen und angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau eines Heizgestrickes eignet sich insbesondere für diejenigen Einsatzfälle, bei denen das Heizgestrick z. B. als Halbzeug verwendet wird oder z. B. durch die übereinanderliegenden Schichten eine höhere Energiedichte erzielt werden soll. Außerdem kann damit insgesamt rationeller gefertigt werden, da z. B. randseitige Leiterstreifen wegfallen und die freien Heizleiterenden an eine Stromquelle angeschlossen werden können.According to one another preferred embodiment of an inventive Heizgestrickes this seen in cross-section also sandwiched be constructed and a Heizgestrick upper layer, and a Heizgestrick underlayer between which at least partially at least one non-conductive, insulating intermediate layer is arranged. Especially In this case, the heating knit is preferably designed as a knit hose, in the interior of which received at least one intermediate layer and arranged. Such a structure of a Heizgestrickes is suitable especially for those applications, in which the heating knit z. B. is used as a semi-finished or z. B. by the superimposed layers a higher Energy density is to be achieved. Besides, it can do that be made more rational overall because z. B. edge conductor strips eliminated and the free Heizleiterenden connected to a power source can be.

Der einen Strickgarn ausbildende wenigstens eine elektrische Heizleiter kann grundsätzlich als Einzeldraht ausgebildet sein. Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Heizgestrick wenigstens bereichsweise aus einem mit einem Isolatorgarn verlitzten oder verseilten oder ver- bzw. umschlungenen Heizleiter gebildet ist. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung kann der elektrische Heizleiter aus einer Vielzahl von, gegenüber dem gesamten Heizleiterquerschnitt dünnen – verlitzten oder parallel liegenden – Heizdrähten bzw. Heizfäden ausgebildet sein. Für eine Zugentlastung kann in den Heizleiter zudem auch eine zugentlastende Faser integriert sein. Die Heizdrähte oder Heizfäden sind zudem bevorzugt mit einer isolierenden Beschichtung versehen, und zwar insbesondere mit einer dünnen Lackbeschichtung. Die Ausbildung der elektrischen Heizleiter in dieser Form führt dazu, dass partielle Schadenstellen, wie z. B. Bruch eines Einzeldrahtes, nicht zu einer unerwünschten Widerstandserhöhung und damit zur Ausbildung eines sogenannten Hot-Spots führt. D. h., dass durch die Isolierung der parallelen Einzelleiter hier ein erhöhter Schutz für derartige Schadensfälle geboten wird und damit die Funktionssicherheit des elektrischen Flächenheizelementes gewährleistet ist.The one knitting yarn forming at least one electrical heating conductor may in principle be formed as a single wire. According to an alternative embodiment, however, it can also be provided that the heating knitted fabric is formed, at least in some areas, from a heating conductor that is stranded or stranded with an insulator yarn or wrapped or looped around. According to a further particularly preferred embodiment, the electrical Heating conductor of a plurality of, compared to the entire Heizleiterquerschnitt thin - stranded or parallel lying - heating wires or filaments be formed. For a strain relief can also be integrated in the heat conductor also a zugentlastende fiber. The heating wires or filaments are also preferably provided with an insulating coating, in particular with a thin lacquer coating. The formation of the electrical heating element in this form causes partial damage sites, such. B. breakage of a single wire, does not lead to an undesirable increase in resistance and thus to the formation of a so-called hot spots. D. h. That is provided by the isolation of the parallel individual conductors here increased protection for such cases of damage and thus the reliability of the electric surface heating is guaranteed.

Auch hier wird somit wiederum das erfindungsgemäße Prinzip der Vermeidung von unerwünschten Zufallskontakten sichtbar.Also Here again, therefore, the inventive Principle of avoiding unwanted random contacts visible, noticeable.

Weiter kann der elektrische Heizleiter grundsätzlich aus jedem geeigneten leitenden Material hergestellt sein. Bevorzugt ist der elektrische Heizleiter jedoch aus einem Kupfermaterial hergestellt, da Kupfer in bestimmten Temperaturbereichen hervorragende Regenerationseigenschaften bezüglich eventueller Fehlstellen aufweist.Further In principle, the electric heating element can be made from any one be made of suitable conductive material. Preferably, the electrical heating element, however, made of a copper material, Copper has excellent regeneration properties in certain temperature ranges regarding any defects.

Zur elektrischen Kontaktierung und Stromversorgung eines elektrischen Flächenheizelementes können grundsätzlich jegliche geeignete Kontaktelemente und Stromquellen vorgesehen sein. In der einfachsten Ausführungsform kann jeder elektrische Heizleiter eines Heizgestrickes grundsätzlich mit seinen beiden Enden an eine Stromquelle angeschlossen werden. Bevorzugt, insbesondere in Verbindung mit matten- oder plattenförmigen Heizgestricken, die z. B. eine quadratische oder rechteckige Struktur aufweisen, können wenigstens zwei voneinander beabstandete Leiterstreifen vorgesehen sein, die mit dem sich zwischen den Leiterstreifen erstreckenden Heizgestrick wenigstens in Teilbereichen elektrisch gekoppelt und an eine Stromquelle angeschlossen sind.to electrical contacting and power supply of an electrical Surface heating element can basically be provided any suitable contact elements and power sources. In the simplest embodiment, each electrical heating conductor a Heizgestrickes basically with both ends be connected to a power source. Preferred, in particular in conjunction with mat or plate-shaped heating knit, the z. B. have a square or rectangular structure, can at least two spaced conductor strips be provided with the extending between the conductor strips Heizgestrick electrically coupled at least in some areas and are connected to a power source.

Insbesondere in Verbindung mit sicherheitskritischer Anwendung, wie z. B. im Automobilbau, empfiehlt sich zudem das Betreiben eines derartigen elektrischen Flächenheizelementes mit einer Kleinschutzspannung.Especially in conjunction with safety-critical application, such. In the Automotive engineering, it is also recommended to operate such an electrical Surface heating element with a miniature protective voltage.

Wie bereits zuvor ausgeführt, kann als Strickmaschine sowohl eine Flachstrickmaschine als auch eine Rundstrickmaschine zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz einer Rundstrickmaschine, da mit dieser mehrsystemig gearbeitet werden kann und sich Schlauchgeometrien herstellen lassen. Solche Schlauchgestricke können durch Aufschneiden zudem auch auf einfachste Weise zu einem flächigen, einlagigen Heizgestrick weiter verarbeitet werden. Besonders vorteilhaft hinsichtlich Herstellungsaufwand und Herstellungsgeschwindigkeit ist die Herstellung des Heizgestrickes auf einer mehrsystemigen Rundstrickmaschine, mittels der während des Strickvorgangs eine der Anzahl der Systeme entsprechende Anzahl von Strickgarnen zugeführt wird, wobei wenigstens einer der Strickgarne durch einen flexiblen elektrischen Heizleiter oder Heizleiterstrang gebildet ist. Insbesondere können mit einer derartigen mehrsystemigen Rundstrickmaschine sehr gut unterschiedliche Strickgarne, nämlich z. B. ein Heizleiter und ein Isolator als Strickgarne, zugeführt und miteinander verstrickt werden.As previously stated, can be used both as a knitting machine a flat knitting machine as well as a circular knitting machine for use come. Particularly advantageous is the use of a circular knitting machine, because you can work with this multi-system and create tube geometries to let. Such tubular fabrics can be cut open also in the simplest way to a flat, single-layered Heating knit be further processed. Particularly advantageous in terms of manufacturing costs and production speed is the production of the heating knit on a multi-system circular knitting machine, by means of the knitting operation is a number corresponding to the number of systems supplied by knitting yarns, wherein at least one the knitting yarns by a flexible electrical heating conductor or Heizleiter strand is formed. In particular, with such a multi-system circular knitting machine very good different knitting yarns, namely z. B. a heating conductor and an insulator as knitting yarns, fed and entangled with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The The invention will be described in greater detail below with reference to a drawing explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 schematisch eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bahnförmig ausgebildeten, rechteckförmigen, erfindungsgemäßen Heizgestricks mit seitlichen Leiterstreifen, 1 1 is a schematic plan view of a section of a web-shaped, rectangular heating knit according to the invention with lateral conductor strips;

2 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt eines Teilbereichs des Heizgestricks nach 1 mit einer detaillierteren Darstellung der Ω-förmig miteinander verschlungenen Maschen des Heizgestricks, 2 schematically an enlarged section of a portion of Heizgestricks after 1 with a more detailed representation of the Ω-shaped entangled meshes of the heating knit,

3 schematisch einen Teilquerschnitt durch einen seitlichen Randbereich mit Leiterstreifen, 3 schematically a partial cross section through a lateral edge region with conductor strips,

4a schematisch einen vergrößerten Querschnitt durch einen Heizleiter mit einer Vielzahl von miteinander z. B. verlitzten oder parallelen Heizdrähten, 4a schematically an enlarged cross-section through a heating element with a plurality of z. B. stranded or parallel heating wires,

4b schematisch in vergrößerter Darstellung einen Heizdraht mit Lackbeschichtung, 4b schematically in an enlarged view a heating wire with lacquer coating,

4c schematisch eine Darstellung gemäß 4a mitsamt einer zugentlastenden Faser, 4c schematically a representation according to 4a together with a strain-relieving fiber,

5 einen schematischen Querschnitt durch einen Rundstrickschlauch als Heizgestrick mit im Innenraum aufgenommener isolierender Zwischenlage, und 5 a schematic cross section through a circular knitting tube as Heizgestrick with recorded in the interior insulating liner, and

6 eine alternative Ausgestaltung eines Heizgestricks, wobei die Leiterstreifen durch durchgehende Heizleiter ersetzt sind. 6 an alternative embodiment of a Heizgestricks, wherein the conductor strips are replaced by continuous heating conductors.

In der 1 ist lediglich schematisch und beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizelementes 1 gezeigt, das als bevorzugt mittels einer mehrsystemigen Rundstrickmaschine gestricktes Heizgestrick 2 ausgebildet ist. Die 2 zeigt einen schematischen Ausschnitt mit vergrößerter Detaildarstellung, aus der ersichtlich ist, dass das Heizgestrick abwechselnd durch einen elektrischen Heizleiter gebildete Heiz-Strickmaschenreihen 3 sowie durch einen Isolator gebildete Isolator-Strickmaschenreihen 4 aufweist. Als Isolator kann z. B. ein Glasfaser-, Kunststoff- oder Naturfaserfaden zum Einsatz gelangen, während der Heizleiter bevorzugt aus einem Kupferdraht oder -litze gebildet ist, was nachfolgend noch näher erläutert wird.In the 1 is merely schematic and exemplary of a possible embodiment of an electric surface heating element according to the invention 1 shown as preferred by means of one more systemic circular knitting machine knitted heating knitted fabric 2 is trained. The 2 shows a schematic detail with enlarged detail, from which it can be seen that the Heizgestrick alternately formed by an electric heating conductor Heiz-Strickmaschenreihen 3 and insulator knit stitches formed by an insulator 4 having. As an insulator z. As a glass fiber, plastic or natural fiber thread used, while the heating element is preferably formed of a copper wire or strand, which will be explained in more detail below.

Das Strickmuster des Heizgestricks 2 ist hier so vorgegeben, dass auf jede Heiz-Strickmaschenreihe 3 eine Isolator-Strickmaschenreihe 4 folgt, wobei die einzelnen Maschen des Heizgestricks 2 wie dies insbesondere aus der 2 sehr gut ersichtlich ist, Ω-förmig miteinander dergestalt verschlungen sind, dass die beiden Schenkelbereich 5, 6 einer Masche 7 jeweils den Augenbereich 8 der in Schenkelrichtung davor liegenden Masche 7 einer unmittelbar angrenzenden Strickmaschenreihe von oben her durchgreifen und nach unten um die angrenzenden Schenkelbereiche 5, 6 der durchgriffenen Masche 7 herum zu den unmittelbar links und rechts von der Ausgangsmasche liegenden Maschen 7 der gleichen Strickmaschenreihe geführt sind bzw. in diese übergehen. Die Verschlingung erfolgt für sämtliche Maschen 7 des Heizgestricks 2 in der gleichen Art und Weise und ist die typische Strickverschlingung eines auf einer Strickmaschine erzeugten Gestricks. Durch diese Maschenform bzw. -geometrie wird ein elektrisches Flächenheizelement 1 ausgebildet, das eine sehr gute Dehnbarkeit und sphärische Verformbarkeit aufweist und sich somit an unterschiedlichste Konturen und Formgebungen bzw. an vielfältigste Einsatzbedingungen auf einfache Weise anpassen bzw. für diese einsetzen lässt. Außerdem werden Zufallskontakte der einzelnen Heizleiter vermieden, wodurch keine undefinierte, stochastische elektrische Widerstände entstehen können und damit folglich kein undefiniertes Heizverhalten.The knitting pattern of the heating knit 2 is set here so that on each heating knit stitch row 3 an insulator knit stitch row 4 follows, with the individual stitches of Heizgestricks 2 like this particular from the 2 is very well visible, Ω-shaped entwined with each other in such a shape that the two leg area 5 . 6 a mesh 7 each eye area 8th the loop lying in the thigh direction 7 an immediately adjacent knit stitch row from the top and down to the adjacent leg areas 5 . 6 the seized mesh 7 around to the stitches immediately to the left and right of the starting stitch 7 the same knit stitch row are passed or pass into this. The entangling takes place for all stitches 7 of the heating knit 2 in the same way and is the typical knitting of a knitted fabric produced on a knitting machine. This mesh shape or geometry becomes an electric surface heating element 1 formed, which has a very good extensibility and spherical deformability and thus adapt to different contours and shapes or to a variety of conditions in a simple way or can be used for this. In addition, random contacts of the individual heating conductors are avoided, whereby no undefined, stochastic electrical resistances can arise and consequently no undefined heating behavior.

Wie dies aus den 1 und 2 weiter lediglich äußerst schematisch ersichtlich ist, kann das hier lediglich eine beispielhafte rechteckige Ausgestaltung aufweisende elektrische Flächenheizelement 1 randseitige Leiterstreifen 9, 10 aufweisen. Wie dies wiederum aus der 3 lediglich für den Leiterstreifen 9 gezeigt ist, können die Leiterstreifen z. B. durch zwei Leiterfolien, Flachleiter oder Drahtgeflechte 9a, 9b gebildet sein, die zwischen sich einen Randkantenbereich 11 des Heizgestricks aufnehmen und dadurch mit den jeweiligen endseitigen Maschen 7 der durch einen Heizleiter gebildeten Heiz-Strickmaschenreihen 3 in einer flächigen Anlage- und Kontaktverbindung stehen. Die Kontaktierung zwischen den Heizleitern 11 und den Leitestreifen 9a, 9b kann durch Verschlingen, Schweißen, Löten, Crimpen oder dergleichen erfolgen. Der Leiterstreifen 10 kann identisch ausgebildet sein. Alternativ dazu ist aber auch jede andere Kontaktierung möglich, z. B. eine Kontaktierung mit nur einer einzigen Leiterfolie. Auch können, insbesondere bei durchgehend verstricktem Heizleiter (ohne Unterbrechungen desselben) die Enden desselben kontaktiert und an eine Stromquelle angeschlossen werden.Like this from the 1 and 2 further only is extremely schematically apparent, the only here an exemplary rectangular configuration having electric surface heating 1 peripheral conductor strips 9 . 10 exhibit. Like this in turn from the 3 only for the conductor strip 9 is shown, the conductor strips z. B. by two conductor foils, flat conductor or wire mesh 9a . 9b be formed, which between them a marginal edge area 11 absorb the Heizgestricks and thereby with the respective end-side mesh 7 the Heiz-Strickmaschenreihen formed by a heat conductor 3 in a flat contact and contact. The contact between the heating conductors 11 and the leader strip 9a . 9b can be done by entanglement, welding, soldering, crimping or the like. The conductor strip 10 can be identical. Alternatively, but any other contact is possible, for. B. a contact with only a single conductor foil. Also, especially with continuously entangled heating conductor (without interruptions thereof), the ends thereof may be contacted and connected to a power source.

Wie dies in der 2 lediglich äußerst schematisch und strichliert eingezeichnet ist, werden die Leiterstreifen 9, 10 mit den beiden Polen einer hier nicht im Detail dargestellten Stromquelle verbunden, wodurch das elektrische Flächenheizelement 1 mit Strom versorgt wird, der die Aufheizung des Heizgestricks 2 und damit des elektrischen Flächenheizelementes 1 bewirkt. Die Spannungsquelle ist bevorzugt eine Kleinschutzspannung mit Gleich- oder Wechselstrom. Sie kann aber z. B. bei Flächenheizungen in Verbindung mit Faserverbundwerkstoffen auch höhere Spannungen haben, und zwar überall dort, wo es die Sicherheit erlaubt.Like this in the 2 is shown only very schematically and dashed, the conductor strips 9 . 10 connected to the two poles of a power source not shown in detail here, whereby the electric surface heating element 1 is powered, which is heating the Heizgestricks 2 and thus the electric surface heating element 1 causes. The voltage source is preferably a miniature protective voltage with direct or alternating current. But you can z. B. in surface heating in conjunction with fiber composites also have higher voltages, and wherever it allows security.

In der bevorzugten Ausführungsform sind die Heiz-Strickmaschenreihen 3 durch ein leitendes Metall, insbesondere ein Kupfermaterial, gebildet, so dass bevorzugt auch die Leiterstreifen 9, 10 bzw. wenigstens eine der beispielsweise Leiterfolien 9a, 9b aus einem derartigen Material aufgebaut ist.In the preferred embodiment, the heating knit courses are 3 formed by a conductive metal, in particular a copper material, so that preferably also the conductor strips 9 . 10 or at least one of the example conductor foils 9a . 9b is constructed of such a material.

Beispielsweise kann ein derartiges Heizgestrick 2, wie bereits oben erwähnt, auf einer mehrsystemigen Rundstrickmaschine hergestellt werden, die während des Strickvorgangs den einen ersten Strickgarn ausbildenden Heizleiter und andererseits den einen zweiten Strickgarn ausbildenden Isolator zuführt. Während dieses Strickvorgangs wird von der Rundstrickmaschine ein Strickschlauch als Heizgestrick gestrickt, der z. B. aufgeschnitten werden kann und dann im Sinne der 1 und der 2 ein einlagiges Heizgestrick 2 bzw. elektrisches Flächenheizelement 1 ausbildet.For example, such a heating knit 2 as already mentioned above, are produced on a multi-system circular knitting machine which during the knitting operation feeds the heating conductor forming a first knitting yarn and on the other hand the insulator forming a second knitting yarn. During this knitting process, a knit hose is knitted by the circular knitting machine as a heating knit, the z. B. can be cut open and then in the sense of 1 and the 2 a single-layer heating knit 2 or electric surface heating element 1 formed.

In Verbindung mit einem derartigen Strickschlauch ist es aber auch möglich, wie dies in der 5 lediglich äußerst schematisch dargestellt ist, dass der Strickschlauch 12 als solcher das Heizgestrick 2 ausbildet und, bezogen auf die Bildebene der 5, eine Heizgestrick-Oberschicht 13 und eine Heizgestrick-Unterschicht 14 aufweist, zwischen denen eine Zwischenlage 15 aus einem isolierenden Material, z. B. einem Vlies oder dergleichen, eingebracht ist. Durch die isolierende Zwischenlage 15 wird analog zu der einlagigen bzw. einschichtigen Ausbildung des Heizgestricks 2 der 1 und 2 mit einer Isolator-Strickmaschenreihe 4 vermieden, dass verschiedene Heizgestrickbereiche übereinander zum Liegen kommen und so durch entsprechende mechanische Beanspruchung aneinander reiben und beschädigt werden können. Dadurch wird die Gefahr einer Funktionsstörung durch z. B. mechanische Beschädigung der einzelnen Gestrickbereiche bzw. einzelner Maschenbereich und damit verbundene Kurzschlüsse, die wiederum zu Hot-Spots führen können, zuverlässig vermieden.In connection with such a knit hose, but it is also possible, as in the 5 only extremely schematically shows that the knit hose 12 as such the heating knit 2 training and, based on the image level of 5 , a heating knit upper layer 13 and a heating knit underlayer 14 between which an intermediate layer 15 made of an insulating material, for. As a nonwoven or the like is introduced. Through the insulating liner 15 becomes analogous to the single-layer or single-layered design of Heizgestricks 2 of the 1 and 2 with an insulator knit stitch row 4 avoided that different Heizgestrickbereiche come to rest on top of each other and so by appropriate mechanical stress rub against each other and can be damaged. This will be the Danger of malfunction by z. As mechanical damage to the individual fabric areas or individual mesh area and associated short circuits, which in turn can lead to hot spots, reliably avoided.

Letztere Aussage gilt insbesondere für solche Verwendungsarten, bei denen eine solche mechanische Beanspruchung grundsätzlich auftreten kann, z. B. in Verbindung mit einem eine Sitzheizung ausbildenden elektrischen Flächenheizelement 1. Für andere mehr „statische” Verwendungsarten dagegen, z. B. als Heizung im Kunststoff-Formenbau, können grundsätzlich aber übereinanderliegende und/oder aneinander angrenzende Heizleiterschichten vorgesehen sein. Dadurch können auch die beiden Leiterstreifen 9, 10 der vorherigen Ausführungsformen entfallen, da die Kontaktierung direkt über die freien Heizleiterenden erfolgen kann.The latter statement applies in particular to those types of use in which such a mechanical stress can generally occur, for. B. in conjunction with a seat heating forming electric Flächenheizelement 1 , For other more "static" uses, however, z. B. as a heater in the plastic mold, but basically one above the other and / or adjacent Heizleiterschichten can be provided. This also allows the two conductor strips 9 . 10 The previous embodiments omitted, since the contact can be made directly over the free Heizleiterenden.

Wie dies aus der eine vergrößerte Detaildarstellung zeigenden 4a zudem weiter ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemäßer Heizleiter 16, der z. B. mittels einer Rundstrickmaschine zu einem Heizgestrick 2 verstrickt wird, einen Aufbau auf, der durch eine Vielzahl von gegenüber dem Heizleiterdurchmesser erheblich dünneren Heizdrähten 17 aufgebaut ist. Diese Heizdrähte 17 sind z. B. miteinander durch Verlitzen zu Strängen verbunden. Die Heizdrähte 17, von denen einer in einer ebenfalls vergrößerten Darstellung in der 4b gezeigt ist, weist bevorzugt einen Kern aus einem leitenden Material, z. B. aus Kupfer auf, der von einer Lackbeschichtung 18 umgeben ist, um die Heizdrähte 17 und damit den Heizleiter 16 insgesamt unempfindlicher gegen mechanische Beschädigungen zu machen.As shown by the enlarged detail 4a furthermore, it can be seen, has a heating conductor according to the invention 16 , the z. B. by means of a circular knitting machine to a knitted fabric 2 entangled, a structure that by a variety of compared to the Heizleiterdurchmesser significantly thinner heating wires 17 is constructed. These heating wires 17 are z. B. connected to each other by stranding strands. The heating wires 17 of which one in an also enlarged view in the 4b is shown, preferably comprises a core of a conductive material, for. B. made of copper, that of a paint coating 18 is surrounded to the heating wires 17 and thus the heating conductor 16 altogether insensitive to mechanical damage.

In der 4c ist schließlich schematisch eine Variante gezeigt, bei der in den Heizleiter 16 zudem eine zugentlastende Faser 19 integriert ist.In the 4c Finally, a variant is shown schematically in which in the heating conductor 16 In addition, a strain-relieving fiber 19 is integrated.

Das in der 1 gezeigte Heizgestrick 2 kann aber auch mittels eines einzigen durchgehenden Strickgarns gestrickt sein. Hierdurch können entsprechend der 6 die beiden Leiter 9 und 10 entfallen.That in the 1 shown heating knit 2 but can also be knitted by means of a single continuous knitting yarn. This can be done according to the 6 the two leaders 9 and 10 omitted.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0463516 B1 [0003, 0003]
- DE 3416596 A1 [0004]

Claims

Electric surface heating element, characterized in that the electric surface heating element ( 1 ) at least in regions as knitted by a knitting machine knitted fabric ( 2 ) with at least one, a knitting yarn forming, flexible electrical heating conductor ( 16 ) is trained.

Surface heating element according to claim 1, characterized in that the stitches ( 7 ) of the heating knitted fabric ( 2 ) a plurality of courses ( 3 . 4 ) and are Ω-shaped entwined with each other.

Surface heating element according to claim 1 or 2, characterized in that the Heizgestrick ( 2 ) a plurality of by an electrical heating conductor ( 16 ) formed heating-knit mesh rows ( 3 ), each of which is separated from each other by at least one insulator knitted fabric row formed from a non-electrically conductive material (US Pat. 4 ) are separated.

Surface heating element according to claim 3, characterized in that alternately one insulator knit stitch row ( 4 ) on a heating-Strickmaschenreihe ( 3 ) follows.

Surface heating element according to claim 3 or 4, characterized in that the heating knit rows of mesh ( 3 ) by a single continuous heating conductor ( 16 ) and / or that the insulator knit rows ( 4 ) are knitted by a continuous insulator yarn.

Surface heating element according to claim 5, characterized in that the heating conductor ( 16 ) of a first heating-knit course ( 3 ) in a predetermined area, in particular at the edge, into a row of at least one insulator knit ( 4 ) from the first heating knit course ( 3 ) spatially separated second heating knit stitch row ( 3 ) passes over.

Surface heating element according to claim 5 or claim 6, characterized in that the insulator yarn of a first insulator knit stitch row ( 4 ) in a predetermined area, in particular at the edge, into a row of at least one heating knit ( 3 ) from the first insulator knit course ( 4 ) spatially separated second insulator knit stitch row ( 4 ) passes over.

Surface heating element according to claim 1 or 2, characterized in that the entire heating knitted fabric ( 2 ) of at least one electrical heating conductor ( 16 ) and thus made of an electrically conductive material.

Surface heating element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the Heizgestrick ( 2 ) is sandwiched in cross-section and a Heizgestrick upper layer ( 13 ) and a heating knit sublayer ( 14 ), between which at least partially at least one non-conductive, insulating intermediate layer ( 15 ) is arranged.

Surface heating element according to claim 9, characterized in that the heating knit ( 2 ) is formed as a knit hose, in the interior of which at least one insulating intermediate layer ( 15 ) is received and arranged.

Surface heating element according to one of claims 1 to 10, characterized in that the Heizgestrick ( 2 ) at least partially from one with an insulator yarn ( 20 ) stranded or stranded or entangled heating conductor ( 16 ) is formed.

Surface heating element according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one electrical heating conductor ( 16 ) of a plurality of contrast thin heating wires ( 17 ) is trained.

Surface heating element according to claim 12, characterized in that the individual heating wires ( 17 ) with an insulating coating ( 18 ) are provided, in particular provided with a paint coating.

Surface heating element according to claim 12 or claim 13, characterized in that in the electrical heating conductor ( 16 ) in addition to the heating wires ( 17 ) a strain-relieving fiber ( 19 ) or a zugentlastender thread is integrated.

Surface heating element according to one of claims 1 to 14, characterized in that the electrical heating conductor ( 16 ) is essentially made of a copper material.

Surface heating element according to one of claims 1 to 15, characterized in that the surface heating element ( 1 ) at least two spaced conductor strips ( 9 . 10 ), which is connected to the between the conductor strip ( 9 . 10 ) extending heating knitted fabric ( 2 ) are electrically coupled at least in some areas and can be connected to a power source.

Surface heating element according to one of claims 1 to 15, characterized in that each electrical heating conductor ( 16 ) of a heating knitted fabric ( 2 ) is connected with its two ends to a power source.

Surface heating element according to Ansprü 1 to 17, characterized in that the heating knit ( 2 ) Part of a in mold for the production of plastic parts, in particular of fiber reinforced plastic parts, integrated heating or component of a seat heater, preferably in the automotive industry, or part of a heater for de-icing of components, in particular in aeronautical engineering and here preferably of wings and / or rotor blades or Propellers, or part of a heater for heating and / or deicing of media-carrying piping is.

Method for producing a surface heating element according to one of claims 1 to 18, characterized in that the heating knitted fabric ( 2 ) is knitted on a multi-circuit circular knitting machine, by means of which a number of knitting yarns corresponding to the number of systems is fed during the knitting process, wherein at least one of the knitting yarns is fed through a flexible electrical heating conductor ( 16 ) is formed.

Method for producing a surface heating element according to one of claims 1 to 18, characterized in that the heating knitted fabric ( 2 ) is knitted on a numerically controlled flatbed knitting machine by means of which during the knitting operation a number of knitting yarns corresponding to the number of systems is supplied, wherein at least one of the knitting yarns is fed by a flexible electric heating conductor ( 16 ) is formed.