DE112014002248T5

DE112014002248T5 - Flüssigkeitsresistentes Heizlelement

Info

Publication number: DE112014002248T5
Application number: DE112014002248.9T
Authority: DE
Inventors: Jack Barfuss; Pedro Antunez; Rafat Iqbal Syed; Zoran Panic; Edmundo Flores Gonzalez Ricardo; Wayne Swoyer Kaufmann
Original assignee: Gentherm Canada Ltd
Current assignee: Gentherm Canada Ltd
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-01-28
Also published as: KR101774798B1; JP2016518007A; JP6198934B2; KR20150135498A; CN105165112B; US20140326708A1; WO2014191836A2; US10314111B2; CN105165112A; WO2014191836A3

Abstract

Ein verbessertes Heizelement (10), das Folgendes umfasst: (a) einen elektrisch isolierten Widerstands-Heizdraht (14); (b) ein flexibles Substrat (16), das den elektrisch isolierten Widerstands-Draht (14) trägt; (c) eine oder mehrere elektrische Verbindungen (18) für eine Betriebskomponente des Heizelements (10), wobei die elektrische Verbindung (18) zumindest zwei Drähte (12) umfasst, die miteinander verbunden sind; (d) einen Abstandshalter (26), der den Abstand zwischen den zumindest zwei Drähten (12), die zu der elektrischen Verbindung (18) verlaufen, steuert; wobei zumindest ein Teil der elektrischen Verbindung (18), einschließlich des Abstandshalters (26) in einer geschrumpften wärmeschrumpfbaren Ummantelung (20) eingekapselt ist, die zumindest eine Masse aus Heißkleber (22) im Inneren der Ummantelung (20) umfasst, sodass die elektrische Verbindung (18) von dem Eindringen von Flüssigkeit isoliert wird.

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Heizelemente und genauer Sitzheizungselemente, die eine Flüssigkeitsresistenz aufweisen.
Stand der Technik
In vielen im Handel erhältlichen Heizelementen gibt es typischerweise zumindest einen Verlegungswiderstandsdraht, der auf einem flexiblen Substrat angebracht ist, das mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Bei der Beaufschlagung mit Spannung entsteht Wärme. Solche Heizelemente sind als Sitzheizungen oder Lenkradheizungen besonders für Anwendungen im Automobilbereich geeignet.
Bei vielen Anwendungen im Automobilbereich ist es wichtig, dass solche Heizelemente flüssigkeitsresistent sind. Außerdem können Heizelemente in Anwendungen im Schifffahrtsbereich wie auf Booten verwendet werden und können Gischt, Nässe durch Wellen, nasser Badekleidung, nassen Handtüchern oder dergleichen oder einer Kombination davon ausgesetzt sein. Dies ist wichtig, um eine potentielle Korrosion zu verhindern. Es ist ebenfalls wichtig, dadurch Kurzschlüsse oder Störungen des Heizelements zu verhindern.
Trotz aller Anstrengungen besteht bis zum heutigen Tag noch immer Bedarf an Heizelementen und insbesondere an Sitz- und/oder Lenkradheizungen, die einen relativ hohen Grad an Flüssigkeitsresistenz aufweisen. Ein Beispiel eines Versuchs zur Herstellung eines Heizelements, das fluidresistent ist, kann in US-Patent Nr. 8.492.608 gefunden werden, dessen Lehren hierin zu allen Zwecken ausdrücklich durch Verweis aufgenommen wurden.
Zusammenfassung
Die hierin beschriebenen Lehren erfüllen den obigen Bedarf durch Bereitstellen einer verbesserten Heizelementkonstruktion, die das Element flüssigkeitsresistent macht. In einem Aspekt kann das verbesserte Heizelement (z.B. für ein Fahrzeug und/oder eine Heizung für die Schifffahrt) einen Widerstands-Heizdraht; ein flexibles Substrat, das den Draht mit Widerstand trägt; eine elektrische Verbindung für eine Betriebskomponente des Heizelements, wobei die elektrische Verbindung zumindest zwei Drähte umfasst, die miteinander verbunden sind; und einen Abstandshalter umfasst, der den Abstand zwischen den Drähten, die zu der Verbindung verlaufen, steuert; und wobei zumindest ein Teil des Heizelements in einer geschrumpften wärmeschrumpfbaren Ummantelung (d.h. mit einem wiederherstellbaren Durchmessern) mit zumindest einer Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung eingekapselt ist. Die zumindest zwei Drähte können über eine Klebestreifenschicht, die gegebenenfalls flüssigkeitsresistent sein kann, fest mit dem flexiblen Substrat verklebt sein.
Die hierin beschriebenen Lehren stellen Folgendes bereit: (a) einen elektrisch isolierten Widerstands-Heizdraht; (b) ein flexibles Substrat, das den elektrisch isolierten Widerstands-Draht trägt; (c) eine oder mehrere elektrische Verbindungen für eine Betriebskomponente des Heizelements, wobei die elektrische Verbindung zumindest zwei Drähte umfasst, die miteinander verbunden sind; (d) einen Abstandshalter, der einen Abstand zwischen den zumindest zwei Drähten, die zur elektrischen Verbindung verlaufen, steuert; wobei zumindest ein Teil der elektrischen Verbindung, einschließlich des Abstandshalters, in einer geschrumpften wärmeschrumpfbaren Ummantelung eingekapselt ist, die zumindest eine Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung umfasst, so dass die elektrische Verbindung vor dem Eindringen von Flüssigkeit geschützt ist. Die hierin beschriebenen Lehren stellen ein Heizelement bereit, das Folgendes umfasst: (a) einen oder mehrere Heizdrähte, (b) einen oder mehrere Temperaturregler; (c) einen oder mehrere Thermostate; (d) einen oder mehrere Spannungsdrähte, einen oder mehrere Abfühldrähte oder beides; und wobei der eine oder die mehreren der Heizdrähte; der eine oder die mehreren der Temperaturregler; der eine oder die mehreren der Thermostate; und der eine oder die mehreren Spannungsdrähte, der eine oder die mehreren Abfühldrähte oder beide jeweils eine oder mehrere freiliegende und nicht elektrisch isolierte Heizverbindungen umfassen; (e) einen oder mehrere Abstandshalter, die zwischen zwei oder mehreren der einen oder der mehreren der freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen angeordnet sind; (f) eine oder mehrere schrumpfbare wasserdichte Schläuche oder Schrumpfschläuche, einschließlich jeder anderen Isolationseinheiten oder Materialien, die über jede der einen oder der mehreren der freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen und dem einen oder mehreren Abstandshaltern aufgebracht werden, so dass eine elektrisch isolierte Heizverbindung zwischen zwei oder mehreren des einen oder der mehreren Heizdrähte, des einen oder der mehreren Temperaturreglern und des einen oder der mehreren Thermostate und/oder des einen oder der mehreren Spannungsdrähte, des einen oder der mehreren Abfühldrähte oder einer Kombination daraus gebildet wird; und wobei das Heizelement in Bezug auf die umgebenden Elemente und die Umwelt isoliert wird, wenn die eine oder mehrere der freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen einen vollständigen und geschlossenen elektrischen Schaltkreis bildeen.
Verfahren zur Herstellung des Heizelements können Platzieren der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung auf einer elektrischen Verbindung aus zumindest zwei Drähten und Erhitzen der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber, sodass die Ummantelung rund um die elektrische Verbindung zusammenschrumpft und verursacht, dass der Heißkleber rund um die elektrische Verbindung fließt (und gegebenenfalls zumindest teilweise in die elektrische Verbindung eindringt) und die elektrische Verbindung einkapselt, wobei die elektrische Verbindung bei Abkühlen auf Raumtemperatur flüssigkeitsresistent ist.
Die vorliegenden Lehren umfassen ein Verfahren, das ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements der hierin beschriebenen Lehren bereitstellt, das Anbringen des Abstandshalters an einem oder mehreren Drähten und Positionieren des Abstandshalters in der richtigen Position, Ausbilden einer elektrischen Leitung zwischen den Drähten, Platzieren der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung auf einer elektrischen Verbindung aus zumindest zwei Drähten und Erhitzen der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber, sodass die Ummantelung rund um die elektrische Verbindung zusammenschrumpft und verursacht, dass der Heißkleber rund um die elektrische Verbindung fließt (und gegebenenfalls zumindest teilweise in die elektrische Verbindung eindringt) und die elektrische Verbindung einkapselt, wobei die elektrische Verbindung bei Abkühlen auf Raumtemperatur flüssigkeitsresistent ist. Die gesamte Konstruktion kann innerhalb einer wasserundurchlässigen Barriere eingekapselt sein. Beispielsweise kann eine flüssigkeitsundurchlässige Beschichtung oder eine andere Schicht auf der Konstruktion abgeschieden oder anderweitig aufgebracht werden.
Beschreibung der Zeichnungen
1a zeigt Drahtverbindungen vor der Verkapselung mit einem Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren.
1b zeigt Drahtverbindungen nach der Verkapselung mit einem Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren.
2 zeigt ein Beispiel für einen Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren, in dem das innere Volumen mit Heißkleber gefüllt ist, wodurch die elektrische Verbindung eingekapselt wird.
3 zeigt ein Beispiel dafür, wie dichte Verbindungen an einem flexiblen Substrat angebracht werden können.
4 zeigt ein Beispiel für Drahtverbindungen und einen Abstandshalter, um die Drähte zu trennen, wenn die Drähte mit einem Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren eingekapselt sind.
5 zeigt Drahtverbindungen und einen beispielhaften Abstandshalter nach der Verkapselung mit einem Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren.
6 zeigt die beispielhaften Drähte und einen Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch entlang Linie 6-6 aus 5, in der das innere Volumen mit einem Heißkleber gefüllt ist, wodurch die Drähte eingekapselt werden.
7 zeigt beispielhafte Drähte, einen Abstandshalter und Mehrkomponenten-Schrumpfschlauch entlang Linie 7-7 aus 5.
Detaillierte Beschreibung
Die hierin vorgestellten Erklärungen und Darstellungen sollen andere Fachleute mit der Erfindung, ihren Grundlagen und ihrer praktischen Anwendung vertraut machen. Fachleute auf dem Gebiet können die Lehren in ihren vielen Formen adaptieren und anwenden, wie es den Anforderungen einer bestimmten Verwendung am besten entspricht. Dementsprechend sollen die speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren wie dargelegt nicht als die Lehren erschöpfend oder beschränkend ausgelegt werden. Der Schutzumfang der Lehren sollte deshalb nicht in Bezug auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte vielmehr unter Bezug auf die beigefügten Patentansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigt sind. Die Offenbarungen aller Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden hierin für alle Zwecke durch Verweis aufgenommen. Andere Kombinationen sind ebenfalls möglich, wie aus den folgenden Patentansprüchen hervorgeht, die auch hierbei durch Verweis in diese schriftliche Beschreibung aufgenommen sind.
Die vorliegenden Lehren beanspruchen Vorzug gegenüber US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 61/818,597, eingereicht am 2. Mai 2013 und 61/946,149, eingereicht am 28. Februar 2014, die beide hierin ausdrücklich in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke durch Verweis aufgenommen sind. Wie hierin verwendet, bezieht sich “flüssigkeitsresistent” auf eine Fähigkeit einer Konstruktion zur Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eintritt einer Flüssigkeit in Komponenten der Konstruktion wie sich durch detektierbare Stromlecks manifestiert. Beispielsweise weist ein flüssigkeitsresistentes Material in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren keine detektierbaren Stromlecks auf, wenn es in Wasser getaucht wird und einer Spannung von etwa 13,5 V und einem Strom von etwa 2,9 bis 3 Ampere (A) über einem Zeitraum von zumindest 48 h ausgesetzt wird.
Die hierin beschriebenen Lehren betreffen ein verbessertes Heizelement, einschließlich einer Betriebskomponente wie einem Widerstands-Heizdraht; einem flexiblen Substrat, das den Widerstands-Draht trägt; eine elektrische Verbindung für eine Betriebskomponente des Heizelements, wobei die elektrische Verbindung zumindest zwei Drähte umfasst, die miteinander verbunden sind; einen Abstandshalter, der den Abstand zwischen den Drähten steuert, wenn die Drähte hin zur Verbindung verlaufen; wobei das Heizelement zumindest teilweise in einer geschrumpften wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit zumindest einer Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung eingekapselt ist. Die zwei oder mehreren Drähte können sich in eine Ummantelung von derselben Seite der Ummantelung erstrecken. Vorzugsweise können sich die zwei oder mehrere der Drähte beide in dieselbe Seite einer Ummantelung erstrecken, sodass das eine Ende der Ummantelung vollständig abgedichtet ist. Die Drähte der Betriebskomponenten können zumindest zwei Drähte sein, die aus dem einen oder mehreren der elektrisch isolierten Widerstands-Heizdrähten und einem oder mehreren Spannungsquellendrähten, einem oder mehreren Anschlüssen mit negativem Wärmekoeffizienten, einem oder mehreren Sensordrähten, einem oder mehreren Thermostatanschlüssen, einem oder mehreren Steuerdrähten, einem oder mehreren Thermostatanschlüssen, einem oder mehreren Spannungsdrähten, einem Sensor mit negativem Temperaturkoeffizienten, einem Signaldraht, einem Thermostatdraht, einem Signaldraht oder jeder Kombination daraus ausgewählt sind. In einem bevorzugten Aspekt ist das Heizelement zur Verwendung als Heizung für ein Fahrzeug ausgelegt. Vorzugsweise kann die Heizung in einem Sitz, einem Lenkrad, einer Armlehne, einer Türverkleidung, dem Boden, der Wand, der Nackenstütze, dem Dachhimmel oder einer Kombination daraus platziert sein. Dementsprechend kann es ein flexibles Substrat umfassen, das ausgelegt ist, über einem Sitzpolster eines Fahrzeugs angebracht zu werden.
Das eine oder mehrere der Heizelemente können so funktionieren, dass sie bei Anwendung von Hitze Wärme erzeugen. Das eine oder mehrere der Heizelemente können so funktionieren, dass sie Wärme erzeugen, wenn sie im Wesentlichen in einem Fluid wie Wasser eingetaucht werden. Das eine oder mehrere der Heizelemente können vollständig in einem Fluid eingetaucht sein und können resistent gegenüber einem Stromverlust sein, nachdem sie 6 h lang oder mehr, 12 h oder mehr, vorzugsweise 24 h oder mehr, noch bevorzugter 48 h oder mehr oder sogar 100 h lang oder mehr ohne jeglichem Stromverlust eingetaucht wurden. Die Heizelemente, die elektrischen Verbindungen zwischen zwei oder mehr Drähten oder beide können resistent gegenüber einem Stromverlust sein, wie hierin besprochen. Wenn die Heizelemente, die von der Ummantelung bedeckten elektrischen Verbindungen oder beide beispielsweise einer Flüssigkeit ausgesetzt werden und eine Menge an Strom in der Flüssigkeit getestet wird, kann die Flüssigkeit für einen verlängerten Zeitraum frei von Strom sein, wie hierin besprochen.
Es wird vorgesehen, dass es zumindest zwei Drähte gibt, aus denen das Heizelement besteht. Die Drähte können eine oder mehrere elektrische Verbindungen bilden. Ein oder mehrere Drähte können so funktionieren, dass sie Wärme erzeugen und einer oder mehrere Drähte können so funktionieren, dass sie Spannung bereitstellen. Beispielsweise können elektrische Verbindungen zwischen Drähten existieren wie jenen, die aus einem Widerstands-Heizdraht (z.B. einem Draht mit negativem Temperaturkoeffizienten, einem Draht mit positivem Temperaturkoeffizienten, einem Widerstands-Draht oder einer Kombination daraus) und einem Spannungsdraht (z.B. einem Kabelbaumdraht), einem Anschluss mit negativem Wärmekoeffizienten und einem Sensordraht, einem Thermostatanschluss und einem Steuerdraht, einem Thermostatanschluss und einem Spannungsdraht, einem Sensor mit negativem Temperaturkoeffizienten, zwischen zwei Drahtbaumdrähten, zwischen zwei Widerstands-Heizdrähten oder jeder Kombination daraus ausgewählt sind. Vorzugsweise umfasst das Widerstands-Heizelement einen oder mehrere Drahtbaumdrähte, die mit einem oder mehreren Widerstands-Heizdrähten verbunden sind, und die Widerstands-Heizdrähte erzeugen Wärme, wenn sie durch die Drahtbaumdrähte mit Spannung beaufschlagt werden.
Die Drahtbaumdrähte können so funktionieren, dass sie Spannung, Signale, Steuerungen oder eine Kombination daraus bereitstellen. Die Drahtbaumdrähte können den Betrieb des Heizelements steuern. Die Drahtbaumdrähte können jeweils einzeln flüssigkeitsresistent sein. Vorzugsweise sind die Drahtbaumdrähte entlang ihren Längen resistent gegenüber einem Eindringen von Flüssigkeit, so dass kein weiteres flüssigkeitsresistentes Material oder das Aufbringen einer Flüssigkeitsresistenz vonnöten ist. Die Enden der Drahtbaumdrähte können, wenn sie zur Bildung einer Verbindung vorbereitet werden, eine Position für einen Flüssigkeitseinbruch schaffen. Die Enden der Drähte können wie hierin gelehrt unter Verwendung einer Ummantelung abgedichtet werden. Vorzugsweise können das Ende eines Drahtbaumdrahts und eines weiteren Drahts wie einem Widerstands-Heizdraht gleichzeitig von der Ummantelung abgedichtet werden.
Die Widerstands-Heizdrähte können so funktionieren, dass sie Wärme bei der Beaufschlagung mit Spannung erzeugen. Die elektrischen Komponenten-Drähte können so funktionieren, dass sie die Geräteausstattung, die elektrischen Komponenten oder beides des Heizelements mit Spannung beaufschlagen, sodass das Heizelement bei Beaufschlagen von Spannung gesteuert wird. Die Widerstands-Heizdrähte und/oder die elektrischen Komponenten-Drähte können entlang ihrer Länge resistent gegenüber dem Endringen von Flüssigkeit sein, dass kein weiteres flüssigkeitsresistentes Material oder das Aufbringen einer Flüssigkeitsresistenz vonnöten ist. Die Enden der Widerstands-Heizdrähte und/oder der elektrischen Komponentendrähte können, wenn sie für die Bildung einer Verbindung vorbereitet werden, eine Eintrittsstelle für Flüssigkeiten bilden. Die Enden der Widerstands-Heizdrähte und/oder der elektrischen Komponenten-Drähte können unter Verwendung einer Ummantelung, wie hierin gelehrt, abgedichtet werden.
Die elektrischen Komponenten können isoliert, eigenständig, wasserresistent oder eine Kombination daraus sein und umfassen einen oder mehrere Drähte, die sich daraus erstrecken, die isoliert, eigenständig, wasserresistent oder eine Kombination daraus sein können oder nicht. Die elektrischen Komponenten können ein Thermistor, ein Temperatursensor oder beides sein. Die elektrischen Komponenten können über die Ummantelung mit einem oder mehreren Drahtbaumdrähten verbunden sein, und ein oder mehrere Abstandshalter können sich zwischen den Drähten befinden, sodass nicht fluidresistente Abschnitte eines oder mehrerer Drähte vollständig innerhalb der Ummantelung eingekapselt sein können und vor einem Eindringen von Fluid geschützt sein können.
Vorzugsweise wird der Abstand zwischen den zumindest zwei Drähten, aus denen die Verbindungen des Heizelements bestehen, von einem oder mehreren Abstandshaltern gesteuert. Der eine oder mehrere der Abstandhalter funktionieren so, dass sie einen Abstand zwischen den Drähten erschaffen, was es einem Klebstoff im Inneren der Ummantelung ermöglicht, die Drähte unabhängig vollständig einzukapseln, um die Flüssigkeitsresistenz des Heizelements zu erhöhen, Hohlräume im Klebstoff zwischen den Drähten zu reduzieren und/oder auszuschließen oder eine Kombination daraus. Der eine oder mehrere der Abstandshalter können jede Größe, Form, Konfiguration oder eine Kombination daraus aufweisen, wobei der eine oder mehrere der Abstandshalter einen Spalt zwischen zwei oder mehreren benachbarten Drähten erzeugen. Der Abstandshalter kann sich entlang und/oder auf einem oder mehreren Drähten befinden, wobei die Position vorzugsweise nahe genug an der elektrischen Verbindung ist, um eine stabile Verbindung zwischen den Drähten zu ermöglichen, ohne dabei die Verbindung zu beeinträchtigen. Die Position des Abstandshalters kann vom Durchmesser des Drahts abhängen, wobei eine bevorzugte Position die Verbindung nicht beeinträchtigt. Der Abstandshalter kann aus einem nichtleitfähigen dielektrischen Material bestehen und ist vorzugsweise flexibel. Das Abstandshaltermaterial ist vorzugsweise ein Elastomer und biegsam. Der Abstandshalter kann ein Isolationsmaterial umfassen, das dasselbe Material sein kann wie das Isolationsmaterial auf dem einen oder mehreren der Drähte. Der Abstandshalter kann wärmefließbar, ausdehnbar, ein Klebstoff, bestehend aus demselben Material wie der Klebstoff der Ummantelung oder eine Kombination daraus sein. Der Abstandshalter kann so funktionieren, dass er den Klebstoff in der Ummantelung dabei unterstützt, eine flüssigkeitsresistente Verbindung von zwei oder mehr Drähten herzustellen.
Der Abstandshalter kann eine oder mehrere Öffnungen und/oder Ausschnitte aufweisen, um einen oder mehrere Drähte aufzunehmen. Die eine oder mehrere der Öffnungen und/oder Ausschnitte können im Allgemeinen zylindrisch, im Allgemeinen hohl, im Allgemeinen dazu in der Lage sein, zumindest einen Teil eines Drahts zu umgeben oder eine Kombination daraus. Die eine oder mehrere der Öffnungen können einen oder mehrere Drähte teilweise und/oder vollständig umgeben, um die Bildung einer flüssigkeitsresistenten Verbindung zu unterstützen. Der Abstandshalter kann vorzugsweise eine im Allgemeinen zylindrische Hülse sein, die zumindest einen Teil eines oder mehrere der Drähte umgibt. Vorzugsweise weist die im Allgemeinen zylindrische Hülse einen Innendurchmesser von etwa kleiner oder gleich des Außendurchmessers des Drahts auf, sodass der Abstandshalter, wenn dieser montiert wurde, eine enge Passform rund um den Draht aufweist. Vorzugsweise kann der Abstandshalter entlang eines oder mehrerer Drähte verschoben werden, um den Abstandshalter im Inneren der Ummantelung, des Heizelements oder beidem richtig zu positionieren.
Eine oder mehrere Ummantelungen können so funktionieren, dass sie eine oder mehrere flüssigkeitsresistente Verbindungen bilden, die eine oder mehrere elektrische Verbindungen zwischen zwei oder mehreren Drähten schützen. Die eine oder mehrere der Ummantelungen können ein oder mehrere offene Enden, ein offenes Ende, ein geschlossenes Ende oder eine Kombination daraus aufweisen. Vorzugsweise umfassen die eine oder mehrere der Ummantelungen ein offenes Ende zum Empfangen eines oder mehrerer Drähte und ein geschlossenes Ende zum Abdichten der Ummantelung. Die Ummantelung, die verwendet wird, um die eine oder mehrere der elektrischen Verbindungen und die Hülse einzukapseln, kann eine oder mehrere mit Klebstoff ausgekleidete flexible Wärmeschrumpfhülle umfassen. Die Ummantelung kann somit eine Außenschicht umfassen, die eine innere Klebstoffschicht aufweist wie eine Heißkleber-Schicht. Der Heißkleber kann jeder Klebstoff sein, der eine flexible Verbindung mit Gummi, Kunststoff, Metall oder einer Kombination daraus bilden kann. Der Heißkleber kann ein thermoplastisches Polymer sein, das einen Schmelzpunkt oder einen Erweichungspunkt aufweist, der über der Betriebstemperatur des Heizelements in der Nähe jeglicher eingekapselter Verbindungen liegt. Ein Beispiel für ein Material für den Heißkleber ist Ethylenvinylacetat. Der Heißkleber kann dadurch gekennzeichnet sein, dass er eine Schmelz- oder Erweichungstemperatur über etwa 65 °C aufweist (z.B. über etwa 75 °C oder sogar über 85 °C). Der Heißkleber kann dadurch gekennzeichnet sein, dass er eine Schmelz- oder Erweichungstemperatur unter der Temperatur aufweist, bei der die Ummantelung dem Wärmeschrumpfen unterzogen wird. Der Heißkleber kann ausreichend weich, geschmolzen, fließend oder eine Kombination daraus sein, sodass Hohlräume verhindert werden, jegliche Hohlräume, die vorhanden sind, gefüllt werden, die Ummantelung frei von offenen Hohlräumen ist, die einen Eintritt von Fluid erlauben oder eine Kombination daraus. Die Ummantelung kann eine maximale Verwendungstemperatur (d.h. eine Temperatur, bei der die Ummantelung und/oder der Heißkleiber erneut erweicht werden, sodass die Ummantelung ein zweites Mal zu schrumpfen beginnt und/oder der Heißkleber erweicht wird und/oder zu fließen beginnt) aufweisen. Die maximale Verwendungstemperatur kann bei etwa 100 °C oder mehr, vorzugsweise bei etwa 105 °C oder mehr, noch bevorzugter bei etwa 110 °C oder mehr oder am bevorzugtesten bei etwa 120 °C oder mehr liegen. Die Glasübergangstemperatur des Abstandshalters ist vorzugsweise eine Temperatur, die es dem Abstandshalter ermöglicht, einen angemessenen Abstand der Drähte aufrechtzuerhalten, auch wenn Wärme darauf verwendet wird, um den Klebstoff zu schmelzen. Eine gewisse Verformung aufgrund der Wärme ist möglich, obwohl bevorzugt wird, dass die Glasübergangstemperatur des Abstandshalters höher ist als die Schmelztemperatur des Heißklebers. Vorzugsweise schmilzt oder verformt sich der Abstandshalter aufgrund eines Aussetzens gegenüber dem Heißkleber nicht.
Die Ummantelung kann aus jedem Material hergestellt werden, das aus einem Polyolefin, einem Neopren, einem Polytetrafluorethylen oder jeder Kombination daraus ausgewählt ist. Die Außenschicht weist einen erweiterten Durchmesser auf, der so groß sein kann, dass der Innendurchmesser bei Anwendung von Wärme und danach bei Auskühlen (d.h. wiederhergestellter Durchmesser) um etwa die Hälfte oder sogar um etwa zumindest ein Drittel des ursprünglichen Innendurchmessers reduziert wird. Die Ummantelung kann eine ursprüngliche Wanddicke (vor Aussetzen gegenüber Wärme für das Wärmeschrumpfen) aufweisen, die etwa 1,5-mal oder etwa zweimal so hoch ist wie die endgültige Wanddicke (d.h. nach dem Wärmeschrumpfen). Die Außenschicht der Ummantelung kann um ein ausreichendes Maß zusammenschrumpfen, sodass die Ummantelung jegliche Hohlräume, offene Räume oder beides entfernen kann, sodass keine Flüssigkeiten in die Ummantelung eindringen können. Die Außenschicht der Ummantelung kann um ein ausreichendes Maß zusammenschrumpfen, sodass der erweichte Klebstoff jegliche Hohlräume und/oder offene Räume füllt.
Der erweiterte Innendurchmesser der Ummantelung kann jeder Durchmesser sein, so dass zwei oder mehr Drähte, die von einem oder mehreren Abstandshaltern getrennt werden, in die Ummantelung eingeführt werden können, so dass zwei oder mehr Drahtenden in die Ummantelung eingeführt und elektrisch verbunden werden können, die für eine wasserdichte Verbindung eine Verbindung bilden, aus der kein Strom leckt oder eine Kombination daraus. Der erweiterte Innendurchmesser der Ummantelung kann etwa 3 mm oder mehr, 5 mm oder mehr, 10 mm oder mehr, 20 mm oder mehr oder sogar 40 mm oder mehr betragen. Der wiederhergestellte Innendurchmesser kann etwa 0,5 mm oder mehr, etwa 1,0 mm oder mehr, etwa 1,5 mm oder mehr, etwa 2,0 mm oder mehr, etwa 5,0 mm oder mehr betragen. Die Ummantelung kann ein Verhältnis eines erweiterten Innendurchmessers zu einem wiederhergestellten Innendurchmesser aufweisen. Das Verhältnis zwischen dem erweiterten Innendurchmesser zu dem wiederhergestellten Innendurchmesser kann in etwa 1:2 oder weniger, etwa 1:2,5 oder weniger, etwa 1:3 oder weniger, etwa 1:4 oder weniger oder sogar etwa 1:5 oder weniger betragen (z.B. schrumpft auf 1/5 der ursprünglichen Größe). Der Schlauch kann ein Länge-zu-Schrumpfen-Verhältnis aufweisen. Je kürzer der Schlauch, desto stärker kann der Schlauch schrumpfen (d.h. je kürzer der Schlauch, desto stärker kann das Schrumpfen ausfallen, um eine fluidresistente Verbindung aus zwei oder mehr Drähten zu erzeugen). Der Durchmesser des Schlauchs kann um 0,1 mm oder mehr für jeden Zoll der Schlauchlänge schrumpfen. Das Länge-zu-Schrumpfen-Verhältnis kann etwa 10:1 oder mehr, etwa 5:1 oder mehr, etwa 10:3 oder mehr oder sogar etwa 5:2 oder mehr betragen.
Ein Beispiel für eine mit Klebstoff ausgekleidete flexible Wärmeschrumpfhülle, die in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren von Nutzen ist, ist im Handel von 3M^TM erhältlich, die als mit Klebstoff ausgekleidetes, durchsichtiges, halbfeste Polyolefinröhrchen verkauft wird. Die hierin enthaltene Lehre beinhaltet die Verwendung einer derartigen Hülle oder einer anderen Hülle mit im Wesentlichen ähnlichen Materialeigenschaften.
Die Länge der verwendeten Hülle reicht aus, um die elektrische Verbindung zu bedecken. Vorzugsweise ist sie zumindest 1,2-mal, 1,5-mal oder sogar zumindest zweimal oder dreimal so lang wie die Länge des freiliegenden Drahts für die elektrische Verbindung.
Beispielsweise weist die Hülle für eine freiliegende Drahtlänge von etwa einem Zentimeter (cm) in einer elektrischen Verbindung eine Länge von etwa 2 bis etwa 3 cm auf. Die Hülle ist so positioniert, dass sich die elektrische Verbindung in einer Zwischenposition im Inneren der Hülle befindet. Auf diese Art erstreckt sich ungefähr dieselbe Menge oder Länge des inneren Heißklebers entlang der Länge in ungefähr gleichen entgegengesetzten Richtungen.
Wünschenswerterweise sind die verwendeten Drähte entlang ihrer Länge im Wesentlichen isoliert, obwohl sie (z.B. an ihren Enden) an der elektrischen Verbindung, an der sie verbunden sind, freiliegen. Die Drähte können im Gegensatz zu dem freiliegenden Ende der Drähte unabhängig wasserfest, wasserabweisend, wasserundurchlässig oder eine Kombination daraus sein. Jeder Draht kann eines oder mehrere freiliegende Enden aufweisen. Beispielsweise kann ein Drahtbaumdraht eine erste Verbindung mit einem Widerstands-Heizdraht und eine zweite Verbindung mit einem Anschluss aufweisen und beide Verbindungen können mit den hierin beschriebenen Lehren gebildet werden, so dass die Verbindungen wasserdicht sind. Die Drähte können mit einer Abdeckung versehen sein. Die Abdeckung kann so funktionieren, dass sie die Drähte, die sich im Inneren der Abdeckung befinden, geschützt werden. Die Abdeckung kann aus demselben Material bestehen wie das Substrat. Die Abdeckung kann ein Klebestreifen sein. Die Abdeckung kann fluiddicht (d.h. wasserdicht), fluidabweisend (d.h. wasserabweisend), nichtwasserabsorbierend, nichtwasserdurchlässig, gewebt, nichtgewebt, auf Baumwollbasis, auf Polymerbasis, ein Polymer oder eine Kombination daraus sein. Die Abdeckung kann isolierend, flexibel oder beides sein. Die Drähte (z.B. Drahtbäume, Widerstands-Heizdrähte, Sensordrähte oder eine Kombination daraus) können jeweils eine Abdeckung umfassen, sie können sich im Inneren einer Abdeckung befinden oder beides.
Ein isolierter Widerstands-Heizdraht kann einen Widerstand von etwa 2.000 Ω/m oder mehr, etwa 5.000 Ω/m oder mehr, etwa 7.000 Ω/m oder mehr oder etwa 9.000 Ω/m oder mehr aufweisen. Der isolierte Widerstands-Heizdraht kann eine Temperatur von etwa 80 °C oder mehr, etwa 90 °C oder mehr oder etwa 100 °C oder mehr erzeugen, wenn er mit Spannung beaufschlagt wird. Der Isolationsdraht kann eine Temperatur von etwa 150 °C oder weniger, etwa 140 °C oder weniger oder etwa 130 ° oder weniger erzeugen, wenn er mit Spannung beaufschlagt wird. Ein Beispiel für einen isolierten Widerstands-Heizdraht kann von Totoku erworben werden, der als PVC-Heizdrähte und Heizelement verkauft wird. Die Drähte sind mit einem Substrat verbunden, die ein Muster bilden, sodass ein Heizelement gebildet wird. Die Drähte können in das Substrat eingenäht, aufgeklebt, aufgetackert, aufgenäht oder eine Kombination daraus sein.
Die Drähte können, abgesehen von den Enden, wenn sie mit dem Substrat verbunden sind, fluidresistent, fluidundurchlässig, eingekapselt oder eine Kombination daraus sein. Wie hierin besprochen, können die Enden der Drähte entlang eines Verbindungsdrahts in der Schrumpfhülle platziert werden und im Inneren der Hülle eingekapselt sein, sodass beide Drähte elektrisch verbunden sind und vor einem Fluideintritt geschützt sind. Zusätzlich dazu kann dieser Vorgang für die eine oder mehrere der Temperatursensorverbindungen, eine oder mehrere der Thermostatverbindungen oder eine Kombination aus beiden wiederholt werden, sodass die Verbindungen und der Temperatursensor, der Thermostat oder beide abgedichtet und fluidresistent sind. Das Abdichten der einen oder mehrerer der Verbindungen in dem gesamten Heizelement kann eine Heizung bilden, die, wenn sie einer Flüssigkeit ausgesetzt wird, gegenüber Stromlecks resistent ist. Das Heizelement und dazugehörige Verbindungen können, wenn sie einem Fluid ohne zusätzliche Verkapselungsmaterialien, Beschichtungen, Laminierungen oder einer Kombination daraus über dem gesamten oder über einem Teil des Heizelements, der Verbindungen oder beiden resistent gegenüber Stromlecks sein.
Es ist möglich, dass das Substrat und die elektrischen Verbindungen mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht eingekapselt sind. Beispielsweise kann zumindest ein Teil oder sogar im Wesentlichen das ganze Heizelement laminiert, beschichtet oder anderweitig mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht bedeckt sein. Beispielsweise kann ein Klebebandstreifen die elektrische Verbindung mit dem Substrat abdichten. Der Streifen kann gegebenenfalls aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material sein. Vorzugsweise sind das Substrat und die elektrischen Verbindungen frei von einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht, die sich über die Heizung, die Verbindungen, das Substrat, den Draht oder eine Kombination daraus erstreckt. Der eine oder mehrere der Streifen können die eine oder mehrere der elektrischen Verbindungen, eine oder mehrere Ummantelungen oder beide bedecken und die eine oder mehrere Ummantelungen mit den flexiblen Substraten verbinden. Der eine oder mehrere der Streifen können so funktionieren, dass sie die eine oder mehrere der Ummantelungen vor Beschädigungen schützen. Der eine oder mehrere der Streifen können so funktionieren, dass sie verhindern, dass eine oder mehrere der Ummantelungen von der einen oder mehreren elektrischen Verbindungen entfernt werden. Das Substrat, die Streifen oder beide können aus einem Vlies, einem nichtgewebten Material, einem gewebten Material, einem nichtfluidabsorbierenden Material oder einer Kombination daraus bestehen. Das Substrat kann ein Nylonvlies, ein PCC-Vlies oder beides sein. Das Substrat kann eine zufällige Faserverteilung aufweisen, kann extrudiert sein oder deine Kombination daraus. Die Heizung, alle Komponenten der Heizung, alle Materialien der Heizung oder eine Kombination daraus sind im Wesentlichen undurchlässig für eine Flüssigkeitsabsorption. Die Komponenten der Heizung, die Materialien der Heizung oder beide können nicht flüssigkeitsabsorbierend, nicht flüssigkeitserhaltend sein, nicht mit Flüssigkeiten reagieren, verändern sich nicht, wenn sie mit einem Fluid in Kontakt kommen oder eine Kombination daraus. Falls beispielweise Wasser auf die Heizung gegossen wird, weisen die Materialien der Heizung wie das Substrat oder die Vliesschicht das Wasser ab, sodass das Wasser von der Heizung abtropft und nicht von der Heizung aufgenommen wird.
Die hierin beschriebenen Lehren berücksichtigen auch ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements einschließlich Schritte zum Anbringen des Abstandshalters an einem oder mehreren Drähten und Positionieren des Abstandshalters in der richtigen Position, Bilden einer Verbindung zwischen den zwei oder mehreren Drähten, Platzieren der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung auf einer elektrischen Verbindung aus zumindest zwei Drähten und Erhitzen der wärmeschrumpfbaren Ummantelung (z.B. auf eine Temperatur über etwa 110 °C oder sogar über 120 °C) mit der Masse aus Heißkleber, sodass die Ummantelung rund um die elektrische Verbindung zusammenschrumpft und verursacht, dass der Heißkleber rund um die elektrische Verbindung fließt (und gegebenenfalls zumindest in einen Teil der elektrischen Verbindung eindringt) und diese einkapselt, wobei die elektrische Verbindung bei Abkühlen auf Raumtemperatur flüssigkeitsresistent ist. Eine oder mehrere Abstandshalter können mit einem ersten Draht und mit einem zweiten Draht gleichzeitig, in Reihe oder beides verbunden werden. Der eine oder mehrere der Abstandshalter können auf einem oder mehreren der zwei oder mehr Drähten zur selben Zeit eingebaut werden, zu der auch die Drähte ins Innere einer Ummantelung eingeführt werden. Die zwei oder mehr Drähte können zusammen gecrimpt, miteinander verdreht werden oder beides, um die elektrische Verbindung zu bilden. Das Crimpen, Verdrehen oder beides der zwei oder mehr Drähte kann durchgeführt werden, während die Abstandshalter auf die Drähte angebracht werden, nachdem die Abstandshalter angebracht wurden oder beides. Die Abstandshalter können die Bildung der elektrischen Verbindungen unterstützen. Der Platzierungsschritt kann ein Bereitstellen eines Doppelschichtkörpers, einschließlich einer wärmeschrumpfbaren Außenschicht, die als Reaktion auf eine Anwendung von Wärme schrumpft, und einer Innenschicht, die einen Heißkleber umfasst, der als Reaktion auf die Anwendung von Wärme fließt. Die eine oder mehrere der Ummantelungen können geschrumpft werden, bevor oder nachdem die Drähte mit dem flexiblen Substrat verbunden werden/wurden, ein Klebestreifen aufgebracht wird/wurde, das Heizelement ausgebildet wird/wurde oder eine Kombination daraus. Wie aus dem obigen anerkannt wird kann das Verfahren ein Anbringen durch Kleben der zumindest zwei Drähte an dem flexiblen Substrat unter einer undurchlässigen Schicht umfassen.
Die schrumpfenden wasserfesten Schläuche oder Schrumpfschläuche, einschließlich jeder anderer Isolationseinheiten oder Materialien wie Schmelzkleber oder härtende Polymerdichtungsmittel (z.B. Silikone oder jegliche andere Elastomere) können auf freiliegende und nicht elektrisch isolierten elektrische Heizverbindungen oder auf Verbindungen von elektrischen Heizschaltungskomponenten (z.B. Temperaturregler und Thermostate) aufgebracht werden. Die schrumpfenden wasserdichten Schläuche und/oder Schrumpfschläuche werden so auf die nicht elektrisch isolierten Schaltungskomponenten aufgebracht, dass ein vollständiger und geschlossener elektrischer Schaltkreis gebildet wird und alle elektrisch nicht isolierten Komponenten der Heizung in Bezug auf umgebende Elemente und die Umwelt (z.B. eine Flüssigkeit wie Wasser; Salzwasser; verschüttete Flüssigkeiten wie Kaffee, Tee, Limonaden; feste Materialien (z.B. freiliegende Drähte, elektrisch leitfähige Autobestandteile wie ein Autokörper, andere Komponenten, die die elektrische Leistung und/oder Sicherheit der Heizung beeinträchtigen können oder eine Kombination daraus); oder eine Kombination daraus) isoliert werden.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten 1a–7, um die Lehren weiter auszuführen, ist ein Heizelement 10 dargestellt. 1 zeigt ein Heizelement 10 mit einer Vielzahl von Drahtbaumdrähten 12, einschließlich eines Widerstands-Heizdrahts 14 auf einem flexiblen Substrat 16 (z.B. ein Textilsubstrat wie ein Vlies). Elektrische Verbindungen 18 verbinden zwei oder mehr Drähte wie einen Drahtbaumdraht 12 mit einem Widerstands-Heizdraht 14. Ein Temperatursensor 30 umfasst zwei Drähte 12, die mit entgegengesetzten Drähten 12 verbunden sind, sodass ein Schaltkreis vervollständigt wird.
1B zeigt eine wärmegeschrumpfte Ummantelung 20 mit einem Heißkleber (nicht dargestellt) in dessen Inneren, der die elektrischen Verbindungen umgibt und diese vor Flüssigkeiten schützt. Die Ummantelung 20 umgibt die Drahtbaumdrähte 12 sowie die Widerstands-Heizdrähte 14 und die Verbindungen, die dazwischen gebildet wurden. Die Ummantelung 20 bildet ebenfalls eine Verbindung zwischen zwei Drahtbaumdrähten 12, die einen Temperatursensor 30 verbinden. Die Widerstands-Heizdrähte 13 sind mit dem flexiblen Substrat 16 verbunden und bilden das Heizelement 10.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ummantelung 20, die mit Heißkleber 22 gefüllt ist, die einen Drahtbaumdraht 12 und einen Widerstands-Heizdraht 14 einkapselt.
3 zeigt einen Klebestreifen 24, der klebend verbunden ist, um die eingekapselten elektrischen Verbindungen und die Ummantelung 20 zu bedecken und diese ferner vor Flüssigkeiten zu schützen. Der Klebestreifen 24 ist mit dem flexiblen Substrat 16 verbunden und schließt die Drahtbaumdrähte 12, die Widerstands-Heizdrähte 14 und den Temperatursensor 30 sandwichartig ein.
4 zeigt eine Ummantelung 20, die einen Drahtbaumdraht 12 mit einem Widerstands-Heizdraht 14 verbindet. Die elektrische Verbindung 18 verbindet den Drahtbaumdraht 12 und den Widerstands-Heizdraht 14 elektrisch sowie physikalisch und ein Abstandshalter 26 ist an einem der Drähte angebracht, der einen Raum zwischen dem Drahtbaumdraht 12 und dem Widerstands-Heizdraht 14 bildet. Die wärmegeschrumpfte Ummantelung 20 mit einem Klebstoff 22 umgibt die elektrischen Verbindungen und den Drahtbaumdraht 12 und den Widerstands-Heizdraht 14 und schützt diese vor Flüssigkeiten.
5–7 zeigen ferner die Ummantelung 20 und elektrische Verbindungen 18. Wie in 5 dargestellt ist, verbindet eine elektrische Verbindung 18 den Drahtbaumdraht 12 mit einem Widerstands-Heizdraht 14. Die wärmegeschrumpfte Ummantelung 20 mit einem Klebstoff 22 in ihrem Inneren umgibt die elektrische Verbindung 18, den Drahtbaumdraht 12 und den Widerstands-Heizdraht 14. Ein Abstandshalter 26 befindet sich zwischen dem Drahtbaumdraht 12 und dem Widerstands-Heizdraht 14 (obwohl sich der Abstandshalter auch zwischen anderen Drähten befinden kann) und erzeugt einen Spalt dazwischen, um zu ermöglichen, dass der Klebstoff 22 die Drähte umgibt, während Hohlräume 28 minimiert werden, in denen die Drähte nicht in Kontakt mit dem Klebstoff 22 sind. Wie dargestellt, gibt es einen Hohlraum 28 in Richtung eines Einlasses der Ummantelung 20 und ein Hohlraum 28 besteht in Richtung der elektrischen Verbindungen 18.
6 zeigt einen Schnitt, der entlang Linie 6-6 aus 5 durchgeführt wurde, um den Drahtbaumdraht 12 und den Widerstands-Heizdraht 14 zu zeigen, die einzeln von dem Klebstoff 22 im Inneren der zusammengeschrumpften Ummantelung 20 als Resultat dessen eingekapselt sind, dass der Abstandshalter 26 (siehe 5) einen angemessenen Abstand zwischen dem Drahtbaumdraht 12 und dem Widerstands-Heizdraht 14 bereitstellt, um zu ermöglichen, dass der Klebstoff 22 zwischen dem Drahtbaumdraht 12 und dem Widerstands-Heizdraht 14 fließt.
7 zeigt einen Schnitt, der entlang einer Linie 7-7 aus 5 durchgeführt wurde, um die Gegenwart des Abstandhalters 26, der einen Abstand zwischen den Drähten 12 bereitstellt, und Klebstoff 22 rund um einer Außenseite des Drahtbaumdrahts 12 und des Widerstands-Heizdrahts 14 zu zeigen.
Beispiele

Proben, die in Übereinstimmung mit den vorliegenden Lehren hergestellt wurden, wiesen keine Stromlecks auf, wenn sie in Wasser eingetaucht wurden und einer Spannung von 13,5 V und einem ununterbrochenen Strom von 2,9 bis 3,0 Ampere (A) ausgesetzt wurden. Ein Stromleck, falls vorhanden, würde durch eine Zuleitung eines Amperemeters (d.h. vorzugsweise eines Milliamperemeters, um sogar kleinste Mengen an Strom zu messen), der in das Wasser eingeführt wird, detektierbar sein. Die Daten in der folgenden Tabelle 1 zeigen Ergebnisse, die von Wassereintauchtests über einen verlängerten Zeitraum hinweg erwartet werden. Tabelle 1

(Stunden)	Probe 1	Probe 2	Probe 3	Probe 4
Zeit keine Spannung, untergetaucht	119	89	66	44
Zeit unter Energiefluss, untergetaucht	72	60	45	23
Gesamtzeit unter Wasser	191	149	111	67

Wie hierin verwendet, sehen die Lehren sofern nicht anders angegeben vor, dass jedes Mitglied eines Geschlechts (Liste) von dem Geschlecht ausgeschlossen werden kann; und/oder jedes Mitglied einer Markush-Gruppierung kann aus der Gruppierung ausgeschlossen werden.
Sofern nicht anders angegeben, umfassen alle numerischen Werte, die hierin angeführt sind, alle Werte vom niedrigsten Wert bis zum höchsten Wert in Stufen von einer Einheit, vorausgesetzt, dass es eine Trennung von zumindest 2 Einheiten zwischen jedem unteren Wert und jedem höheren Wert gibt. Falls z.B. angegeben wird, dass die Menge einer Komponente, einer Eigenschaft oder eines Werts einer Prozessvariable wie z.B. Temperatur, Druck, Zeit und dergleichen z.B. von 1 bis 90 betrögt, vorzugsweise von 20 bis 80, noch bevorzugter von 30 bis 70, wird beabsichtigt, dass Zwischenbereichswerte wie (z.B. 15 bis 85, 22 bis 68, 43 bis 51, 30 bis 32 etc.) innerhalb der Lehren dieser Beschreibung fallen. Ähnlich dazu sind auch einzelne Zwischenwerte in den vorliegenden Lehren umfasst. Für Werte, die weniger betragen als eins, gelten 0,0001, 0,001, 0,01 oder 0,1, wie jeweils anwendbar, als eine Einheit. Dies sind nur Beispiele dessen, was im Speziellen beabsichtigt wird und alle möglichen Kombinationen von numerischen Werten zwischen dem niedrigsten Wert und dem höchsten Wert, die angegeben sind, sollen auf ähnliche Weise als ausdrücklich in dieser Anmeldung angegeben betrachtet werden.
Sofern nicht anderweitig angegeben umfassen alle Bereiche beide Endpunkte und alle Ziffern zwischen den Endpunkten. Die Verwendung von „etwa“ oder „in etwa“ in Verbindung mit einem Bereich betrifft beide Enden des Bereichs. Somit soll „etwa 20 bis 30“ „etwa 20 bis etwa 30“, einschließlich zumindest der angegebenen Endpunkte, abdecken.
Die Offenbarungen aller Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen sind zu Hilfszwecken durch Verweis aufgenommen. Der Begriff „besteht im Wesentlichen aus“ zur Beschreibung einer Kombination, soll die identifizierten Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte und solche anderen Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte umfassen, die die grundlegenden und neuen Charakteristika der Kombination nicht erheblich beeinträchtigen. Die Verwendung der Begriffe „umfassend“ oder „einschließlich“ zur Beschreibung von Kombinationen aus Elementen, Bestandteilen, Komponenten oder Schritten berücksichtigt hierin auch Ausführungsformen die aus den Elementen, Bestandteilen, Komponenten oder Schritten bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen.
Pluralelemente, -Bestandteile, -Komponenten oder -Schritte können durch ein einziges integriertes Element, einen Bestandteil, eine Komponente oder einen Schritt bereitgestellt werden. Alternativ dazu kann ein einzelnes integriertes Element, ein Bestandteil, eine Komponente oder ein Schritt in getrennte Pluralelemente, -Bestandteile, -Komponenten oder -Schritte aufgeteilt werden. Die Offenbarung von „ein“ oder „eine“ zur Beschreibung eines Elements, Bestandteils, einer Komponente oder eines Schritts soll zusätzliche Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte nicht von vornherein ausschließen.

Es gilt zu verstehen, dass die obige Beschreibung beispielhaft und nicht beschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen sowie viele Anwendungen neben den bereitgestellten Beispielen sind Fachleuten bei Durchlesen der obigen Beschreibung ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte deshalb nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte unter Bezugnahme auf die beigefügten Patentansprüche, zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, auf die solche Patentansprüche ein Recht haben, bestimmt werden. Die Offenbarungen aller Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen sind für alle Zwecke durch Verweis aufgenommen. Das Auslassen irgendeines Aspekts des Gegenstands, der hierin offenbart ist, in den nachstehenden Patentansprüchen ist kein Ausschluss eines solchen Gegenstands, noch sollte angenommen werden, dass die Erfinder einen solchen Gegenstand nicht als Teil des offenbarten erfinderischen Gegenstands betrachten.

Element

10	Heizelement
12	Drähte
14	Widerstands-Heizdraht
16	flexibles Substrat
18	elektrische Verbindungen
20	Ummantelung
22	Heißkleber
24	Klebestreifen
26	Abstandshalter
28	Hohlräume

30	Temperatursensor

Claims

Verbessertes Heizelement (10), das Folgendes umfasst: a. einen elektrisch isolierten Widerstands-Heizdraht (14); b. ein flexibles Substrat (16), das den elektrisch isolierten Widerstandsdraht (14) trägt; c. eine oder mehrere elektrische Verbindungen (18) für eine Betriebskomponente des Heizelements (10), wobei die eine oder mehreren der elektrischen Verbindungen (18) zumindest zwei Drähte (12) umfassen, die miteinander verbunden sind; d. einen Abstandshalter (26), der den Abstand zwischen den zumindest zwei Drähten (12), die zu der einen oder den mehreren elektrischen Verbindungen (18) verlaufen, steuert; wobei zumindest ein Teil der einen oder mehreren der elektrischen Verbindungen (18), einschließlich des Abstandshalters (26), in einer geschrumpften wärmeschrumpfbaren Ummantelung (20) eingekapselt ist, die zumindest eine Masse aus Heißkleber innerhalb der Ummantelung (20) umfasst, sodass die elektrische Verbindung (18) von einem Eindringen von Flüssigkeit isoliert wird.
Heizelement nach Anspruch 1, wobei das Heizelement (10) eine Sitzheizung oder eine Lenkradheizung für ein Fahrzeug ist.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zumindest zwei Drähte (12) aus dem einen oder aus den mehreren elektrisch isolierten Widerstands-Heizdrähten (14) und einem oder mehreren Spannungsquellendrähten, einem oder mehreren Anschlüssen mit negativem Wärmekoeffizienten, einem oder mehreren Sensordrähten, einem oder mehreren Thermostatanschlüssen, einem oder mehreren Steuerdrähten, einem oder mehreren Thermostatanschlüssen, einem oder mehreren Spannungsdrähten, einem Sensor mit negativem Temperaturkoeffizienten, einem Signaldraht, einem Thermostatdraht, einem Signaldraht oder jeder Kombination daraus ausgewählt sind.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Heißkleber (22) dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Schmelz- oder Erweichtemperatur von über ungefähr 45 °C aufweist.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Ummantelung (20) aus einem Material besteht, das aus einem Polyolefin, einem Neopren, einem Polytetrafluorethylen oder jeder Kombination daraus ausgewählt ist.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Klebebandstreifen (24) die elektrische Verbindung (18) mit dem Substrat (16) abdichtet.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zumindest zwei Drähte (12) im Wesentlichen entlang ihrer Länge isoliert sind und an der elektrischen Verbindung (18), an der sie miteinander verbunden sind, freiliegen.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Substrat (16) und die elektrischen Verbindungen mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht ummantelt sind.
Heizelement nach Anspruch 8, wobei die flüssigkeitsundurchlässige Schicht ein Klebestreifen ist.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Heizelement (10) frei von einer Einkapselungsschicht ist, die eine Flüssigkeitsbarriere auf dem gesamten Heizelement bildet.
Heizelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Heizelement (10) fluidresistent ist, sodass das Heizelement keinen Kurzschluss, Stromleck oder beides aufweist, wenn ein Fluid das Heizelement berührt.
Heizelement (10) das Folgendes umfasst: a. einen oder mehrere Heizdrähte (14), b. einen oder mehrere Temperaturregler (30); c. einen oder mehrere Thermostate (30); d. einen oder mehrere Spannungsdrähte (12), einen oder mehrere Abfühldrähte (12), oder beides; und wobei der eine oder die mehreren der Heizdrähte; der eine oder die mehreren der Temperaturregler; der eine oder die mehreren der Thermostate; und der eine oder die mehreren der Spannungsdrähte, der eine oder die mehreren der Abfühldrähte oder beide jeweils eine oder mehrere freiliegende und nicht elektrisch isolierte Heizverbindungen umfassen; e. einen oder mehrere Abstandshalter (26), die zwischen zwei oder mehreren der einen oder der mehreren der freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen angeordnet sind; f. ein oder mehrere schrumpfende wasserdichte Schläuche oder Schrumpfschläuche (20), einschließlich jeglicher anderer Isolationseinheiten oder Materialien, die über jede der einen oder der mehreren der freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen und den einen oder mehreren der Abstandshalter aufgebracht werden, sodass eine elektrisch isolierte Heizverbindung zwischen zwei oder mehr des einen oder der mehreren der Heizdrähte, des einen oder der mehreren Temperaturregler und des einen oder der mehreren Thermostate und/oder des einen oder der mehreren Spannungsdrähte, des einen oder der mehreren Abfühldrähte oder einer Kombination daraus gebildet wird; und wobei die eine oder die mehreren freiliegenden und nicht elektrisch isolierten Heizverbindungen einen vollständigen und geschlossenen elektrischen Schaltkreis erzeugen und wobei das Heizelement in Bezug auf die umgebenden Elemente und die Umwelt isoliert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Heizelements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das Anbringen des Abstandshalters an einem oder mehreren Drähten und Positionieren des Abstandshalters in der geeigneten Position, Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen den Drähten, Platzieren der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber im Inneren der Ummantelung auf einer elektrischen Verbindung aus zumindest zwei Drähten und Erhitzen der wärmeschrumpfbaren Ummantelung mit der Masse aus Heißkleber umfasst, sodass die Ummantelung rund um die elektrische Verbindung zusammenschrumpft und verursacht, dass der Heißkleber rund um die elektrische Verbindung fließt (und gegebenenfalls zumindest teilweise in die elektrische Verbindung eindringt) und diese einkapselt, wobei die elektrische Verbindung bei Abkühlen auf Raumtemperatur flüssigkeitsresistent wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei der Platzierungsschritt Bereitstellen eines Doppelschichtkörpers, einschließlich einer wärmeschrumpfbaren Außenschicht, die als Reaktion auf eine Anwendung von Wärme schrumpft und einer Innenschicht, die einen Heißkleber umfasst, der als Reaktion auf die Anwendung von Wärme fließt, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Verfahren Anbringen der zumindest zwei Drähte an dem flexiblen Substrat durch Verkleben unter einer undurchlässigen Schicht und Erhitzen der Ummantelung umfasst, sodass die Ummantelung schrumpft, der Klebstoff schmilzt, oder beides.