DE102021101393A1 - heating device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (4) zur Beheizung eines Gegenstands in einem Fahrzeuginnenraum mit einem elektrisch kontaktierten Heizelement (7), das zwischen einem Träger und einer Oberflächenschicht (8) angeordnet ist, wobei im Heizelement (7) erzeugte Wärme über die Oberflächenschicht (8) abgegeben wird. Das Heizelement (7) besteht aus einer Farbschicht. The invention relates to a heating device (4) for heating an object in a vehicle interior, having an electrically contacted heating element (7) which is arranged between a carrier and a surface layer (8), the heat generated in the heating element (7) being transmitted via the surface layer (8 ) is delivered. The heating element (7) consists of a layer of paint.
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heating device according to the preamble of
Mit derartigen Heizeinrichtungen werden Gegenstände, insbesondere Innenflächen und Einrichtungen in Innenräumen von Fahrzeugen beheizt. Derartige Fahrzeuge können insbesondere von Kraftfahrzeugen gebildet sein, wobei die dort zu beheizenden Gegenstände insbesondere von Lenkrädern gebildet sein können. Die Heizeinrichtung bildet dann eine Lenkradheizung.Objects, in particular interior surfaces and facilities in interior spaces of vehicles, are heated with such heating devices. Such vehicles can in particular be formed by motor vehicles, in which case the objects to be heated there can be formed in particular by steering wheels. The heating device then forms a steering wheel heater.
Derartige Lenkräder weisen in bekannter Weise formstabile Grundkörper auf, die insbesondere in Form von Stahlrohren ausgebildet sein können. Auf diesem Grundkörper ist typischerweise als Träger eine harte, stabile Schaumstoffschicht aufgebracht. Auf diesem Träger sind Heizmetallwicklungen aufgebracht oder eingebracht, die das Heizelement der Lenkradheizung bilden. Die Heizmetallwicklungen bestehen beispielsweise aus Kupfer- oder Edelstahllegierungen. Auf dieses Heizelement ist eine zweite Schaumstoffschicht aufgebracht, die die Unterlage für eine Oberflächenschicht bildet, die aus Leder oder Kunststoff bestehen kann. Die zweite Schaumstoffschicht dient insbesondere dazu, dass die harten und unnachgiebigen Heizmetallausrichtungen nicht durch die Oberflächenschicht hindurch spürbar sind.Such steering wheels have, in a known manner, dimensionally stable base bodies which can be designed in particular in the form of steel tubes. A hard, stable foam layer is typically applied to this base body as a carrier. Heating metal windings, which form the heating element of the steering wheel heating, are applied or introduced to this carrier. The heating metal windings consist, for example, of copper or stainless steel alloys. A second foam layer is applied to this heating element, which forms the base for a surface layer which can be made of leather or plastic. The purpose of the second foam layer is to ensure that the hard and unyielding heating metal orientations are not felt through the surface layer.
Nachteilig bei einer derartigen Lenkradheizung ist deren relativ komplexer Aufbau.A disadvantage of such a steering wheel heater is its relatively complex structure.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Heizeinrichtung der eingangsgenannten Art bereitzustellen, welche bei einfachem konstruktivem Aufbau eine hohe Funktionalität aufweist.The invention is based on the object of providing a heating device of the type mentioned at the outset, which has a high level of functionality with a simple structural design.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.To solve this problem, the features of
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zur Beheizung eines Gegenstands in einem Fahrzeuginnenraum mit einem elektrisch kontaktierten Heizelement das zwischen einem Träger und einer Oberflächenschicht angeordnet ist, wobei im Heizelement erzeugte Wärme über die Oberflächenschicht abgegeben wird. Das Heizelement besteht aus einer Farbschicht.The invention relates to a heating device for heating an object in a vehicle interior, having an electrically contacted heating element which is arranged between a carrier and a surface layer, heat generated in the heating element being emitted via the surface layer. The heating element consists of a layer of paint.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die das Heizelement bildende Farbschicht einfach durch Aufbringen von Farbe am Träger angebracht werden kann, insbesondere in Form einer Beschichtung auf dem Träger. Das so ausgebildete Heizelement kann sich flexibel und einfach an unterschiedliche Geometrien anpassen, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Applikationen möglich ist.An essential advantage of the invention is that the color layer forming the heating element can be applied to the support simply by applying color, in particular in the form of a coating on the support. The heating element designed in this way can adapt flexibly and easily to different geometries, as a result of which adaptation to different applications is possible.
Die Farbschicht bildet dabei eine gleichmäßige, vorzugsweise homogene Schicht, die über ihre gesamte Fläche gleiche Heizeigenschaften gewährleistet.The color layer forms a uniform, preferably homogeneous layer that ensures the same heating properties over its entire surface.
Ein wesentlicher Vorteil der Ausbildung des Heizelements im Vergleich zu Heizelementen in Form von Heizmetallwicklungen besteht darin, dass diese eine homogene Flächenschicht ausbildet. Demgegenüber bestehen die Heizmetallwicklungen aus starren Körpern wie Drähten oder Geflechten, die durch die Oberflächenschicht hindurch spürbar oder sichtbar sein können, sodass in diesem Fall eine zusätzliche Dämpfungsschicht zwischen Heizelementen und Oberflächenschichten vorgesehen werden muss, was die Konstruktion der Heizeinrichtung aufwändig gestaltet. Dieser zusätzliche Aufwand entfällt bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung.An essential advantage of the design of the heating element compared to heating elements in the form of heating metal windings is that this forms a homogeneous surface layer. In contrast, the heating metal windings consist of rigid bodies such as wires or braids that can be felt or seen through the surface layer, so that in this case an additional damping layer must be provided between the heating elements and the surface layers, which makes the construction of the heating device complex. This additional expense does not apply to the heating device according to the invention.
Das erfindungsgemäße Heizelement in Form der Farbschicht weist auch gegenüber Lackschichten wesentliche Vorteile auf. Farben weisen gegenüber Lacken generell geringere Bindemittelanteile und höhere Pigmentanteile auf. Durch die höheren Bindemittelanteile bilden Lacke harte Schichten auf, die äußerst begrenzte elastische Eigenschaften aufweisen. Bei mechanischen Belastungen, die in Fahrzeuginnenräumen insbesondere durch auftretende Temperaturunterschiede oder in Folge von Vibrationen bedingt sein können, besteht damit die Gefahr, dass dadurch der Kontakt des Heizelements zu elektrischen Kontaktierungen beeinträchtigt wird, wodurch die Funktionsfähigkeit der Heizeinrichtung beeinträchtigt wird.The heating element according to the invention in the form of the colored layer also has significant advantages over lacquer layers. Compared to paints, paints generally have lower amounts of binder and higher amounts of pigments. Due to the higher binder content, paints form hard layers that have extremely limited elastic properties. In the event of mechanical loads, which can be caused in vehicle interiors in particular by temperature differences occurring or as a result of vibrations, there is a risk that the contact of the heating element with electrical contacts will be impaired, thereby impairing the functionality of the heating device.
Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wird dieses Problem auf einfache Weise dadurch gelöst, dass das Heizelement von einer Farbschicht gebildet ist, welche derart elastisch verformbar und nachgiebig ist, so dass auch bei mechanischen Belastungen der Kontakt zu elastischen Kontaktierungen dauerhaft erhalten bleibt.In the case of the heating device according to the invention, this problem is solved in a simple manner in that the heating element is formed by a layer of paint which is elastically deformable and flexible in such a way that contact with elastic contacts is permanently maintained even under mechanical loads.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann in Fahrzeugen unterschiedlicher Art eingesetzt werden. Die Fahrzeuge können Schiffe, Flugzeuge oder auch Schienenfahrzeuge sein. Besonders vorteilhaft sind die Fahrzeuge von Kraftfahrzeugen gebildet.The heating device according to the invention can be used in vehicles of different types. The vehicles can be ships, airplanes or rail vehicles. The vehicles are particularly advantageously formed by motor vehicles.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dabei die Heizeinrichtung zur Beheizung von Innenausstattungen eines Fahrzeugs dienen.According to an advantageous embodiment, the heating device can serve to heat interior fittings of a vehicle.
Beispielsweise ist die Innenausstattung von der Innenseite einer Tür, einer Armauflage, einem Fahrzeughimmel, einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett gebildet.For example, the interior is formed by the inside of a door, an armrest, a headliner, a center console or a dashboard.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Heizeinrichtung zur Beheizung von Lenkmitteln eines Fahrzeugs eingesetzt. Je nach Ausbildung des Fahrzeugs können die Lenkmittel von Steuerknüppeln, Lenkstangen und dergleichen gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist das Lenkmittel ein Lenkrad.According to a further advantageous embodiment, the heating device according to the invention is used to heat the steering means of a vehicle. Depending on the design of the vehicle, the steering means can be formed by joysticks, steering rods and the like. The steering means is particularly advantageously a steering wheel.
Die Farbschicht bildet eine über ihre gesamte Fläche elektrisch leitfähige Schicht. Vorteilhaft enthält die Farbschicht hierzu elektrisch leitfähige Partikel die insbesondere aus Carbon Fasern und Partikeln, Graphit und/oder metallischen Werkstoffen bestehen.The color layer forms an electrically conductive layer over its entire surface. For this purpose, the colored layer advantageously contains electrically conductive particles which consist in particular of carbon fibers and particles, graphite and/or metallic materials.
Demgegenüber bestehen der Träger und die Oberflächenschicht, die an die Farbschicht angrenzen, aus elektrisch isolierenden, das heißt nicht leitfähigen Werkstoffen. Der Träger, der insbesondere als Trägerschicht ausgebildet sein kann, besteht vorteilhaft aus Kunststoff, insbesondere aus einem Schaumstoff. Die Oberflächenschicht kann ebenfalls aus einem Kunststoff bestehen. Insbesondere dann, wenn die Heizeinrichtung zur Beheizung eines Lenkmittels wie eines Lenkrads dient, kann die Oberflächenschicht auch aus Leder bestehen.In contrast, the carrier and the surface layer, which border on the color layer, consist of electrically insulating, ie non-conductive, materials. The carrier, which can in particular be designed as a carrier layer, advantageously consists of plastic, in particular of a foam. The surface layer can also consist of a plastic. In particular when the heating device is used to heat a steering means such as a steering wheel, the surface layer can also consist of leather.
Die elektrische Kontaktierung, die dem von der Farbschicht gebildeten Heizelement zugeordnet ist, dient generell zur Stromzufuhr zum Heizelement. Dadurch wird das Heizelement erwärmt und gibt Wärme auch an die Oberflächenschicht nach außen ab.The electrical contact, which is assigned to the heating element formed by the color layer, is generally used to supply electricity to the heating element. As a result, the heating element is heated and also gives off heat to the surface layer to the outside.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zur elektrischen Kontaktierung der Farbschicht Kontaktierungsmittel vorgesehen.According to an advantageous embodiment, contacting means are provided for electrical contacting of the colored layer.
Insbesondere sind die Kontaktierungsmittel in Vertiefungen des Trägers gelagert. Die Farbschicht ist in eine dieser Vertiefungen eingebracht.In particular, the contacting means are mounted in depressions in the carrier. The color layer is introduced into one of these depressions.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Kontaktierungsmittel in Form von metallischen Kontaktierungsspiralen ausgebildet.According to a particularly advantageous embodiment, the contacting means are designed in the form of metallic contacting spirals.
Um auf diese Weise die Kontaktierungsmittel mit der Farbschicht elektrisch leitend zu verbinden, werden zunächst die Kontaktierungsmittel in die Vertiefungen des Trägers eingeführt. Dann wird auf dem Träger die Farbschicht aufgebracht. Hierzu wird flüssige Farbe durch Besprühen oder mit Hilfsmitteln wie Pinseln in flüssiger Form auf den Träger aufgetragen. Da die Farbe flüssig ist, sickert diese in die Vertiefungen ein und umschließt die Kontaktierungsmittel vorzugsweise allseitig. Nach Trocknen der Farbe liegt dann die in die Vertiefungen eingebrachte Farbe dicht und großflächig an den Kontaktierungsmitteln an und sorgt damit für eine gute und dauerhafte leitfähige Verbindung der Kontaktierungsmittel mit der Farbschicht.In order to connect the contacting means to the colored layer in an electrically conductive manner in this way, the contacting means are first introduced into the recesses of the carrier. Then the color layer is applied to the carrier. For this purpose, liquid paint is applied in liquid form to the carrier by spraying or using tools such as brushes. Since the paint is liquid, it seeps into the depressions and preferably encloses the contacting means on all sides. After the paint has dried, the paint applied to the depressions lies tightly and extensively on the contacting means and thus ensures a good and permanent conductive connection of the contacting means with the paint layer.
Die in die Vertiefungen eingebrachte Farbe bildet lokale Verdickungen der Farbschicht, die für eine äußerst stabile Kontaktierung der Farbschicht mit den Kontaktierungsmitteln sorgen. Insbesondere sind aufgrund der nachgiebigen elastischen Eigenschaften der Farbschicht die Kontaktierungen stabil gegen mechanische Belastungen.The color introduced into the depressions forms local thickenings of the color layer, which ensure extremely stable contacting of the color layer with the contacting means. In particular, due to the resilient elastic properties of the paint layer, the contacts are stable against mechanical loads.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 : Ausführungsbeispiel eines Lenkrads mit integrierter Heizeinrichtung. -
2 : Querschnittdarstellung des Lenkrads im Bereich A von1 . -
3 : Längsschnittdarstellung des Lenkrads im Bereich B von1 . -
4 : Ausführungsbeispiel einer Innenausstattung eines Fahrzeugs mit integrierter Heizeinrichtung.
-
1 : Exemplary embodiment of a steering wheel with an integrated heating device. -
2 : Cross-sectional view of the steering wheel at area A of1 . -
3 : Longitudinal sectional view of the steering wheel in area B of1 . -
4 : Exemplary embodiment of an interior fitting of a vehicle with an integrated heating device.
Die Lenkradheizung, das heißt die Heizeinrichtung 4 weist als Heizelement 7 eine Farbschicht auf, die auf die Oberfläche der Trägerschicht 6 als Beschichtung aufgebracht ist. Die Farbschicht weist eine homogene Schichtdicke auf und erstreckt sich über die gesamte Oberfläche der Trägerschicht 6.The steering wheel heater, that is to say the
Die Farbschicht ist elektrisch leitfähig. Hierzu weist die die Farbschicht bildende Farbe elektrisch leitfähige Partikel auf, die insbesondere aus Carbon Fasern und Partikeln, Graphit und/oder metallischen Werkstoffen bestehen. Die Farbschicht ist als Beschichtung auf die Trägerschicht 6 aufgebracht.The color layer is electrically conductive. For this purpose, the paint forming the paint layer has electrically conductive particles, which consist in particular of carbon fibers and particles, graphite and/or metallic materials. The colored layer is applied to the
Auf die getrocknete, ausgehärtete Farbschicht wird eine Oberflächenschicht 8 aufgebracht, die im vorliegenden Fall aus Leder besteht. Generell kann die Oberflächenschicht 8 auch aus Kunststoff bestehen.A surface layer 8, which consists of leather in the present case, is applied to the dried, hardened color layer. In general, the surface layer 8 can also consist of plastic.
Zur elektrischen Kontaktierung des Heizelements 7 verlaufen in den Speichen 2 des Lenkrads 1 nicht dargestellte elektrische Zuleitungen, die mit Kontaktierungsmitteln leitend verbunden sind. Die Kontaktierungsmittel sind wiederum mit der Farbschicht leitend verbunden. Durch eine Bestromung der Farbschicht wird diese erwärmt. Die Farbschicht gibt dann die generierte Wärme über die Oberflächenschicht 8 nach außen ab, wodurch die Heizwirkung der Heizeinrichtung 4 erzielt wird.For electrical contacting of the heating element 7 run in the
Ein Beispiel für die elektrische Kontaktierung der Farbschicht zeigt
Wie
In dieser Vertiefung 9 verläuft eine Kontaktierungsspirale 10, die das Kontaktierungsmittel bildet. Die Kontaktierungsspirale 10 besteht aus einem metallischen Werkstoff.A contacting
Auf die Oberseite der Trägerschicht 6 wird zur Ausbildung der Farbschicht flüssige Farbe aufgetragen. Dabei sickert die Farbe in die Vertiefung 9, füllt diese vollständig aus und umschließt die Kontaktierungsspirale 10 allseitig. Nach Trocknen und Aushärten der Farbe bildet diese eine Farbschicht auf der Trägerschicht 6 und bildet in den Bereichen der Vertiefungen 9 lokale Verbreiterungen aus, die die jeweilige Kontaktierungsspirale 10 umschließen, wodurch ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen der Kontaktierungsspirale 10 und der Farbschicht dargestellt wird.Liquid paint is applied to the top of the
Die Innenausstattung 11 kann von der Innenseite einer Tür, einer Armauflage, einer Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs gebildet sein.The
Im vorliegenden Fall ist die Innenausstattung 11 von einem Fahrzeughimmel ausgebildet.
Auf die Trägerschicht 6 ist als Beschichtung die leitfähige Farbschicht als Heizelement 7 aufgebracht. Auf die Farbschicht ist eine Oberflächenschicht 8 aus Kunststoff aufgebracht.The conductive paint layer is applied as a heating element 7 to the
Analog zur Ausführungsform gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- (1)(1)
- Lenkradsteering wheel
- (2)(2)
- Speichespoke
- (3)(3)
- Lenksäulesteering column
- (4)(4)
- Heizeinrichtungheating device
- (5)(5)
- Grundkörperbody
- (6)(6)
- Trägerschichtbacking layer
- (7)(7)
- Heizelementheating element
- (8)(8th)
- Oberflächenschichtsurface layer
- (9)(9)
- Vertiefungdeepening
- (10)(10)
- Kontaktierungsspiralecontact spiral
- (11)(11)
- Innenausstattunginterior design
- (12)(12)
- Dachroof
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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- DE 102013004327 B4 [0005]DE 102013004327 B4 [0005]
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