DE102013212831A1

DE102013212831A1 - Fahrzeug mit einer Flächenheizung

Info

Publication number: DE102013212831A1
Application number: DE201310212831
Authority: DE
Inventors: Peter Satzger; Eugen Feinmann; Robert HERBOLZHEIMER
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: DE102013212831B4

Abstract

Fahrzeug mit einer Flächenheizung, wobei die Flächenheizung mindestens zwei flächig hinter- oder übereinander angeordnete Flächenheizelemente aufweist, wobei mindestens eines der Flächenheizelemente unabhängig von dem anderen Flächenheizelement ein- bzw. ausschaltbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Flächenheizung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Flächenheizungen für Fahrzeuge sind z. B. aus der DE 199 04 076 A1 , DE 10 2008 050 669 A1 oder der WO 2005/115055 A1 bekannt.
Flächenheizungen können hinter bzw. in Dekorelementen von Fahrzeugen, z. B. hinter bzw. in Türverkleidungen, angeordnet werden. Zur Steuerung der Wärmeleistung wäre eine Pulsweitemodulation (PWM-Ansteuerung) denkbar. Eine „PWM-Ansteuerung” kann aufgrund der relativ hohen Ströme jedoch zu elektrischen Störfeldern führen. Alternativ dazu könnte die „Heizspannung” über einen Linearregler geregelt werden, was jedoch relativ kostenintensiv ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flächenheizung für Fahrgasträume von Fahrzeugen zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und die eine stufenweise Heizleistungsverstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Kern der Erfindung besteht in einer Flächenheizung, die mindestens zwei flächig hinter- oder neben- oder übereinander angeordnete Flächenheizelemente aufweist, wobei mindestens eines der Flächenheizelemente unabhängig von dem anderen Flächenheizelement oder unabhängig von den anderen Flächenheizelementen ein- bzw. ausschaltbar ist.
Aus Kostengründen ist vorgesehen, dass die einzelnen Flächenheizelemente ausschließlich ein- bzw. ausschaltbar sind, dass sie hinsichtlich ihrer individuellen Heizleistungsabgabe aber nicht (stufenlos oder in Stufen) steuerbar oder regelbar sind.
Soll nur wenig geheizt werden, wird lediglich ein Flächenheizelement eingeschaltet. Besteht größerer Heizbedarf, so wird z. B. ein dahinter angeordnetes weiteres Flächenheizelement zugeschaltet. Sofern drei oder mehr Flächenheizelemente hintereinander oder nebeneinander oder übereinander angeordnet sind, können bei Bedarf entsprechend mehr Flächenheizelemente zugeschaltet werden. Die einzelnen Flächenheizelemente sind also „schichtweise” hinter- oder übereinander angeordnet oder nebeneinander, z. B. in Streifen.
Gemäß der Erfindung sollen die einzelnen Flächenheizelemente eine möglichst geringe Wärmekapazität haben. Flächenheizelemente gemäß der Erfindung weisen daher vorzugsweise eine Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 0,5 mm auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes der Flächenheizelemente zwei voneinander beabstandete Kontaktstreifen aufweist, die über eine elektrisch leitende Schicht („Widerstands- oder Heizschicht”) miteinander verbunden sind. Die Kontaktstreifen können z. B. ganz oder überwiegend aus Kupfer hergestellt sein.
Die elektrisch leitende (Strahler-)Schicht kann zumindest teilweise aus Carbonfasern oder aus einem anderen elektrisch leitenden Material bestehen. Alternativ dazu kann die elektrisch leitende Schicht zur Strahlungserzeugung auch durch einen auf ein Trägermaterial aufgebrachten elektrisch leitenden Lack gebildet sein.
Sofern die elektrisch leitende Schicht und die Kontaktstreifen auf einer Trägerschicht angeordnet sind, können die elektrisch leitende Schicht und/oder die Kontaktstreifen auf die Trägerschicht aufgedampft, auflaminiert oder in an derer Weise aufgebracht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die einzelnen Flächenheizelemente elektrisch voneinander isoliert. Einzelne Flächenheizelemente können hintereinander geschachtelt angeordnet und jeweils durch eine Isolationsfolie o. ä. elektrisch voneinander isoliert sein oder nebeneinander, z. B. in Streifen angeordnet sein.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass ein erstes Flächenheizelement auf einer Vorderseite eines folienartigen Isolations- bzw. Trägersubstrats und ein zweites Flächenheizelement auf einer Rückseite desselben folienartigen Isolations- oder Trägersubstrats angeordnet ist.
An die einzelnen Kontaktstreifen kann jeweils mindestens ein Draht angelötet oder in anderer Weise elektrisch damit verbunden sein. Über die Drähte wird das betreffende Flächenheizelement mit Strom versorgt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die durch mindestens zwei Flächenheizelemente gebildete Flächenheizung zwischen einer thermisch isolierenden Schicht und einer Dekorschicht des Fahrzeugs angeordnet ist. Die thermisch isolierende Schicht soll sicherstellen, dass möglichst wenig Wärme in die Fahrzeugkomponente hinein, in der die Flächenheizung angeordnet ist, abgegeben wird. Sofern es sich bei der Flächenheizung um eine in einer Fahrzeugtür angeordnete Flächenheizung handelt, soll die thermisch isolierende Schicht sicherstellen, dass Wärme primär in den Fahrgastraum hinein, durch die Dekorschicht abgegeben wird, nicht aber in die Tür hinein.
Zusätzlich zu der thermisch isolierenden Schicht kann eine Reflektorschicht zwischen der thermisch isolierenden Schicht und der Flächenheizung angeordnet sein, wodurch sich die Wärmeabstrahlung in den Fahrgastraum hinein weiter verbessert und Wärmeverluste verringert werden. Die Reflektorschicht kann z. B. durch eine Aluminiumfolie oder durch eine andere, Infrarotstrahlung gut reflektierende Schicht gebildet sein.
1 zeigt das Grundprinzip in schematischer Darstellung.
1 zeigt eine Flächenheizung 1, die aus zwei übereinander angeordneten Flächenheizelementen 2, 3 besteht. Jedes der Flächenheizelemente 2, 3 weist ein Trägersubstrat 4 bzw. 5 auf. Auf dem Trägersubstrat 4 des Flächenheizelements 2 sind zwei Kontaktstreifen 6, 7 angeordnet. Die Kontaktstreifen 6, 7 sind voneinander beabstandet und über eine elektrisch leitende Schicht 8, die z. B. Carbonfasern enthalten kann, miteinander verbunden. Die beiden Kontaktstreifen 6, 7 sind jeweils über Anschlussdrähte 9, 10 mit einer elektrischen Energiequelle verbunden.
Vorzugsweise sind die beiden Flächenheizelemente 2, 3 sehr dünn ausgebildet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Dicke D des Flächenheizelements 2 kleiner als 1 mm ist und z. B. 0,4 mm beträgt.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Flächenheizelemente biegeelastisch sind. Dadurch ist es möglich, eine derartige Flächenheizung 1 an nahezu beliebige Bauteilkonturen, wie z. B. die Rückseite einer Türinnenverkleidung eines Fahrzeugs anzupassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19904076 A1 [0002]
DE 102008050669 A1 [0002]
WO 2005/115055 A1 [0002]

Claims

Fahrzeug mit einer Flächenheizung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung (1) mindestens zwei flächig hinter- oder über- oder nebeneinander angeordnete Flächenheizelemente (2, 3) aufweist, wobei mindestens eines der Flächenheizelemente (2, 3) unabhängig von dem anderen Flächenheizelement (2, 3) ein- bzw. ausschaltbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung der Flächenheizung (1) ausschließlich durch Einschalten oder Ausschalten der einzelnen Flächenheizelemente (2, 3) einstellbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Flächenheizelemente eine Dicke (D) von höchstens 1 mm aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizelemente (2, 3) elastisch verformbar sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Flächenheizelemente zwei voneinander beabstandete Kontaktstreifen (6, 7) aufweist, die über eine elektrisch leitende Schicht (8) miteinander verbunden sind.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstreifen ganz oder überwiegend aus Kupfer bestehen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht Carbonfasern enthält.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Flächenheizelemente (2, 3) elektrisch voneinander isoliert sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Flächenheizelement auf einer Vorderseite eines folienartigen Isolationssubstrats und ein zweites Flächenheizelementauf auf einer Rückseite desselben folienartigen Isolationssubstrats angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Kontaktstreifen mit mindestens einem elektrisch leitenden Draht (9, 10) verbunden ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung (1) zwischen einer thermisch isolierenden Schicht und einer Dekorschicht des Fahrzeugs angeordnet ist.
Fahrzeug nach Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der thermisch isolierenden Schicht und der Flächenheizung (1) eine Reflektorschicht angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizung (1) in einer Fahrzeugtür angeordnet ist.