DE10309207A1 - Heizleiter mit Ummantelung - Google Patents

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Jean-Pierre Bamy Bamy
Jörg Penning
Markus Walper
Bernhard Görlich
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WET Automotive Systems AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizleiter mit einem metallischen Leiter (2) und einer Ummantelung (4) aus Kunststoff. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß die Ummantelung (4) einen thermisch aktivierbaren Kleber (6) beinhaltet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizleiter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Stand der Technik
  • Aus DE 3703939 ist ein Heizelement mit einem textilen Träger mit einem darauf angeordneten Heizleiter bekannt. Dieses Heizelement wird mit kleinen Aufklebern aus selbstklebender Folie auf Silikonpapier und später an seinem endgültigen Einsatzort fixiert. Nachteilig ist hierbei, daß viele verschiedene Materialien verwendet werden und die Handhabung zeitaufwendig ist.
  • Aus DE 20117812 ist ein Heizwiderstand bekannt, der auf einem Träger aus temperaturaktivierbarem Kleber angeordnet ist. Hier kann nachteilig sein, daß eine Oberfläche mit Klebstoff bedeckt wird, die viel größer ist als eigentlich erforderlich.
  • Aus EP 1049355 ist ein Heizleiter bekannt, der an einem Gitter aus Schmelzkleber angeordnet ist. Dieses Gebilde wird auf einem Träger durch großflächiges Aufsprühen eines Flüssighaftklebers fixiert. Nachteilig ist hierbei, daß mindestens zwei verschiedene Klebstoffe benutzt werden.
    •
  • Gegenstand der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Heizleiter mit den Merkmalen des Anspruches 1. Ein Heizleiter nach Anspruch 1 ermöglicht einen Einbau des Heizleiters unter sparsamem Einsatz von Kleber, und ohne daß Personen bei Weiterverarbeitung des Heizleiters mit klebrigen oder flüssigen Substanzen in Kontakt kommen.
  • Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 gewährleisten eine einfache Herstellbarkeit bei gleichzeitig feuersicherem Betrieb des Heizelementes.
  • Die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 gewährleisten, daß Bruchstellen, welche in der Kleberummantelung auftreten könnten, nicht zur Verletzung umgebender Teile, insbesondere von Oberflächen berührter Teile führen.
  • Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 gewährleisten eine ausreichende elektrische Isolation des Heizleiters gegenüber dem Benutzer.
  • Ein Heizleiter nach Anspruch 8 ist besonders dünn und flexibel. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen entnehmbar.
    •
  • Figuren
  • Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:
  • 1 Querschnitt durch einen Heizleiter
  • 2 Draufsicht auf einen Heizleiter auf einem textilen Träger
  • 3 Ausschnitt aus einem oberflächennahen Bereich eines zu beheizenden Objektes mit einem Heizleiter im Querschnitt
  • 4 Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizleiters
  • 5 Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Heizleiters
  • Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt einen Heizleiter 1. Dieser besitzt einen metallischen Leiter 2. Dieser ist vorzugsweise aus einem oder mehreren Strängen miteinander verdrillter Metallfilamente hergestellt.
  • Der metallische Leiter 2 ist von einer Ummantelung 4 aus Kunststoff umgeben. Diese Ummantelung 4 ist im vorliegenden Beispiel aus einer Schicht aufgebaut. Diese Schicht besteht im wesentlichen aus einem thermisch aktivierbaren Kleber 6. Unter termisch aktivierbar wird in diesem Dokument verstanden, daß der Kleber oberhalb einer Aktivierungstemperatur klebrig ist und unterhalb dieser Aktivierungstemperatur nicht klebrig ist, aber bestehende Anhaftungen aufrecht erhält. Der Kleber ist vorzugsweise ein Copolyamid. Der Kleber ist unterhalb einer Erweichungstemperatur fest. Er ist jedoch auch im festen Zustand vorzugsweise weich und dehnfähig, um bei einem Bruch der Ummantelung 4 scharfen Kanten zu vermeiden.
  • 2 zeigt einen Heizleiter 1 gemäß 1, der wellenförmig auf einem textilen Träger 8 fixiert ist. Diese Fixierung geschieht vorzugsweise durch den Kleber 6 der Ummantelung 4. Falls beabsichtigt ist, den Träger 8 am endgültigen Einsatzort wieder zu entfernen, ist es vorteilhaft, daß der Heizleiter 1 nur partiell, nämlich in Teilbereichen 10, mit dem Träger 8 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, daß der Träger ein grobmaschiges Textil ist. Dadurch gibt es nur teilweise Berührungen zwischen dem Heizleiter 1 und dem Träger 8. Solche Teilbereiche 10 sind jeweils an den Berührungsstellen von Heizleiter 1 und den Fasern des textilen Trägers 8 angeordnet.
  • Der Träger könnte jedoch auch eine gestanzte oder genoppte Folie oder ein Vlies, insbesondere ein Nadelvlies, sein. Die berührten Teilbereiche wären bei einem Vlies die aus der Oberfläche des Vlieses abstehenden Faserspitzen.
  • Im Heizbetrieb fließt ein Betriebsstrom von einem Ende des Heizleiters 1 zu seinem anderen Ende. Der Betriebsstrom ist vorteilhafterweise so gewählt, daß die Heiztemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Kebers 6 liegt. Es kann jedoch auch ein Kleber gewählt werden, der sich bei Heiztemperatur verflüchtigt.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem oberflächennahen Teil eines beheizten Objektes. An einer Oberfläche 12 beispielsweise eines Fahrzeugsitzes sind ein oder mehrere Heizleiter 1 – im Querschnitt dargestellt – angeordnet. Diese Anordnung kann durch die vorliegende Erfindung sehr flexibel gestaltet sein. Im vorliegenden Fall ist der Heizleiter 1 in ein unter der Oberfläche 12 angeordnetes Schaumpolster integriert, beispielsweise durch Einschäumen. Dabei wird flüssiger Schaum auf die Oberfläche 12 und die Heizleiter 1 aufgebracht. Dadurch erreicht man eine oberflächennahe Einbettung der Heizleiter 1 in das Polster 14 und eine enge, kleberfreie und luftdurchlässige Verbindung zwischen Oberfläche 12 und Polster 14. Der Träger 8 kann mit eingeschäumt oder – wie hier – vorher entfernt sein.
  • Die Heizleiter 1 können jedoch auch direkt auf der Oberfläche 12 verlegt sein. Dies kann durch einfaches Auflegen von Oberfläche 12, Heizleiter 1 und Schaumpolster 14 aufeinander bewirkt werden.
  • In einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte die erfindungsgemäße Heizlitze auch eine Ummantelung aus zwei Schichten aufweisen. Eine erste, innere Schicht dient der elektrischen Isolation. Eine zweite, äußere Schicht ist aus Kleber und dient der Haftvermittlung zwischen Heizleiter und seiner Umgebung.
  • Die Ummantelung könnte auch eine inhomogene Verteilung von klebenden und isolierenden Bestandteilen aufweisen. Die inhomogen verteilten isolierenden Bestandteile ergeben dabei ein isolierendes, unregelmäßiges, den Leiter zu seiner Umgebung beabstandendes Gitter. Die klebenden Bestandteile ergeben ein komplementäres, klebendes, den Leiter an seiner Umgebung fixierendes Gitter.
  • Die Ausführungsform des Heizleiters von 4 zeigt einen Entlastungsstrang 20. Er ist aus flexiblem Material, z.B. Polyamid. Der Entlastungsstrang 20 kann aus einem Stück oder aus mehreren parallelen, miteinander vereinigten Fasern bestehen.
  • Spiralförmig um den Entlastungsstrang 20 ist ein metallischer Leiter 2 angeordnet. Er wird durch den Entlastungsstrang 20 von mechanischen Lasten freigehalten. Er kann daher ganz für seine Heizfunktion optimiert werden. Der metallische Leiter 2 kann daher je nach Anwendungsfall einen runden oder einen flachen, bandartigen Querschnitt aufweisen.
  • Die Anordnung aus metallischem Leiter 2 und Entlastungsstrang 20 ist insgesamt zumindest teilweise von einer klebefähigen Ummantelung 4 wie zuvor beschrieben umgeben.
  • Die Ausführungsform des Heizleiters von 5 weist einen metallischen Leiter 2 auf, der eine Vielzahl von Leitersträngen 22 besitzt.
  • Zumindest ein Teil der Leiterstränge 22, vorzugsweise alle, ist jeweils einzeln für sich von einer elektrischen Isolationshülle 23 ummantelt. Dies verhindert bei Bruch eines einzelnen Leiterstranges 22 eine örtliche Überhitzung an der Bruchstelle. Da der vom beschädigten Leiterstrang geführte elektrische Strom nämlich nicht punktuell an der Bruchstelle auf andere Leiterstränge ausweichen kann, wird die Heizleistung des defekten Leiterstranges über die gesamte Länge des Heizleiters gleichmäßig auf die anderen Leiterstränge verteilt.
  • Der aus einer Vielzahl von Leitersträngen 22 bestehende metallische Leiter 2 ist insgesamt von einer Ummantelung 4 umgeben. Es wäre aber auch denkbar, den metallischen Leiter 2 in einer Ausführungsform gemäß 4 zu benutzen.

Claims (17)

  1. Heizleiter mit einem metallischen Leiter (2) und einer diesen zumindest teilweise umhüllenden Ummantelung (4) aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Ummantelung (4) aus einem thermisch aktivierbaren Kleber (6) besteht.
  2. Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (6) ein Copolyamid ist.
  3. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber unterhalb einer Erweichungstemperatur von unter 100 °C fest ist und/oder eine Schmelztemperatur zwischen 80 °C und 200 °C, vorzugsweise zwischen 130 °C und 180 °C, vorzugsweise zwischen 145 °C und 160 °C, aufweist.
  4. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ummantelung (4) im Durchschnitt maximal 0,2 mm, vorzugsweise maximal 0,1 mm, beträgt.
  5. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (6) auch bei normalen Umgebungstemperaturen, insbesondere zwischen –20 °C und +50 °C, vorzugsweise zwischen +20 °C und +25 °C, eine Dehnung bei Bruch von mehr als 100 %, vorzugsweise mehr als 200 %, vorzugsweise mehr als 400 %, aufweist.
  6. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (6) ein elektrischer Isolator ist, der der Ummantelung (4) des Leiters (2) vorzugsweise eine Durchschlagfestigkeit von mindestens 12 V verleiht, insbesondere mindestens 18 V, insbesondere mindestens 100 V, insbesondere mindestens 1000 V.
  7. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (4) Isolationsmaterial und Kleber (6) aufweist.
  8. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (4) aus einer einzigen Schicht gebildet ist.
  9. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber wiederholt aktivierbar ist.
  10. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an einem flächigen Träger (8), insbesondere aus Vlies, Textil, Schaum und/oder gelochter oder genoppter Folie angeordnet ist.
  11. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (1) mittels des ihn umhüllenden Klebers (6), welcher insbesondere im wesentlichen aus Polyurethan gebildet ist, an dem Träger (8), welcher insbesondere im wesentlichen aus Polyurethan gebildet ist, befestigt ist.
  12. Heizleiter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) eine bei Normaltemperatur, insbesondere zwischen –20 °C und +50 °C, vorzugsweise zwischen + 20 °C und +25 °C, klebende Oberfläche aufweist.
  13. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber sich bei Erwärmung über eine Verflüchtigungstemperatur hinaus und/oder über eine bestimmte Zeitdauer zumindest weitgehend verflüchtigt.
  14. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (1) unter der Oberfläche (12) eines von einem Benutzer berührten Bauteiles, insbesondere eines Fahrzeugteiles wie Fahrzeugsitz oder Lenkrad, angeordnet ist.
  15. Heizleiter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (1) in oberflächennahe Bereiche eines unter der berührten Oberfläche des Bauteiles angeordneten Schaumpolsters (14) angeordnet und insbesondere mit eingeschäumt ist.
  16. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Entlastungsstrang (20) – insbesondere mittig längs seiner Längsachse – zur Aufnahme mechanischer Zug- und/oder Biegelasten aufweist, und daß der metallische Leiter (2) mäandernd – insbesondere den Entlastungsstrang (20) spiralförmig umwindend – am Entlastungsstrang (20) angeordnet ist.
  17. Heizleiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter (2) mehrere – insbesondere parallel zu einander geschaltete – Leiterstränge (22) aufweist, welche gegeneinander elektrisch isoliert sind.
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