DE112019001699T5

DE112019001699T5 - Flexible und dehnbare Heizungen von hoher Robustheit für Kraftfahrzeuganwendungen

Info

Publication number: DE112019001699T5
Application number: DE112019001699.7T
Authority: DE
Inventors: Driss Chabach; Cedric Amorosi
Original assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Current assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-12-24
Also published as: CN111937487B; US20210024116A1; CN111937487A; US11479286B2; WO2019185776A1

Abstract

Eine flexible elektrische Heizvorrichtung (10) umfasst eine planare flexible Trägerfolie (12), mindestens zwei elektrisch leitende Busleitungen (18, 20), die an einer Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12) angebracht sind, und mindestens ein elektrisches Heizelement (26), einschließend eine erste elektrisch leitende Elektrode (28) und eine zweite elektrisch leitende Elektrode (32), die elektrisch mit einer der Busleitungen (18, 20) verbunden sind. Jede Elektrode (28, 32) umfasst mindestens eine gekrümmte Kante (30, 34), wobei die gekrümmten Kanten (30, 34) der Elektroden sich in einem Abstand zueinander befinden und zueinander weisen. Das mindestens eine elektrische Heizelement (26) weist ferner eine widerstandsfähige Heizungsschicht (38) auf, die zumindest teilweise die gekrümmten Kanten (30, 34) der ersten Elektrode (28) und der zweiten Elektrode (32) überlappen, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zu bilden. Die gekrümmten Kanten (30, 34) sind so angeordnet, dass Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs zur ersten Elektrode (28) oder zur zweiten Elektrode (32) in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen (74, 76, 78) weisen, die in der planaren flexiblen Trägerfolie (12) liegen, wobei eine (74) der orthogonalen Richtungen (74, 76, 78) parallel zu einer Kante (16) der planaren flexiblen Trägerfolie (12) ausgerichtet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine flexible elektrische Heizvorrichtung, insbesondere zur Kraftfahrzeuganwendung, und ein elektrisch beheiztes Fahrzeuglenkrad, umfassend mindestens eine solche flexible elektrische Heizvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Die Verwendung von Heizvorrichtungen ist in der Kraftfahrzeugindustrie weit verbreitet, um einen Passagierkomfort zu bieten, zum Beispiel durch Beheizen eines Fahrzeuginnenraums im Allgemeinen und/oder von Passagiersitzen und/oder in einem Fahrzeuglenkrad direkt nach dem Starten eines Fahrzeugmotors unter kalten Bedingungen.
Eine Anforderung für solche Heizvorrichtungen besteht darin, dass sie für den Fahrzeugbenutzer unbemerkt bleiben sollten, wenn sie nicht in Betrieb sind. Durch diese Anforderung fällt die Verwendung von herkömmlichen Heizdrähten im Allgemeinen aus. Es wurden im Stand der Technik alternative Lösungen vorgeschlagen, bei denen Folienheizelemente eingesetzt werden, d. h. Heizelemente mit der Erscheinung einer dünnen flexiblen Folie oder eines dünnen flexiblen Films.
Zum Beispiel beschreibt die Internationale Anmeldung WO 2015/024909 A1 eine Folienheizung für eine Flächenheizung. Die Folienheizung umfasst eine erste und eine zweite spiralförmige widerstandsfähige Heizspur, die in einer ersten bzw. einer zweiten Schicht ausgebildet ist, die einer flachen oder gekrümmten Oberfläche entspricht. Jede von der ersten und der zweiten widerstandsfähigen Heizspur hat eine Mitte und mindestens ein äußeres Ende. Eine elektrisch isolierende Schicht ist zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet. Die elektrisch isolierende Schicht umfasst eine Öffnung, die einen elektrischen Weg aufnimmt, durch den die erste und die zweite widerstandsfähige Heizspur elektrisch miteinander verbunden sind. Die Folienheizung ist mit dem Betrieb bei einer geringeren Temperatur kompatibel. Auf Grund ihrer Spiralform können die Heizspuren dicht über der gesamten Heizfläche im Wesentlichen ohne Kreuzungen geführt werden. Eine wesentlich gleichförmigere Temperaturverteilung kann somit erreicht werden.
Die Geometrie eines herkömmlichen Fahrzeuglenkrads stellt höhere Ansprüche an eine „unbemerkte“ Installation am Lenkrad als eine ebene oder leicht gekrümmte Oberfläche, da trotz der gekrümmten Oberfläche keine Falten vorhanden sein dürfen. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass ein Heizelement eine möglichst große Oberfläche des Lenkrads bedecken sollte.
Eine Lösung insbesondere für eine Lenkradheizung ist in der Internationalen Anmeldung WO 2016/096815 A1 beschrieben, in der ein planarer flexibler Träger zur Verwendung in einer Lenkradheizung und/oder - erfassung vorgeschlagen wird. Der planare Träger, der zur Montage an einem Kranz eines Lenkrads ohne Falten eingesetzt werden kann, umfasst einen Abschnitt von planarer flexibler Folie von grob rechteckiger Form mit zwei Längsseiten und zwei seitlichen Seiten. Eine Länge B der seitlichen Seiten beträgt das 0,96- bis 1,00-fache des Umfangs des Kranzes. Eine Anzahl von N Ausschnitten pro Längeneinheit ist auf jeder der Längsseiten vorgesehen, wobei sich die Ausschnitte einer Seite versetzt relativ zu entgegengesetzten Ausschnittsabschnitten auf der gegenüberliegenden Seite befinden.
In einer Ausführungsform trägt ein planarer, flexibler Träger, der ein Maximum der Kranzmantelfläche bedeckt, einen parallelen elektrischen Heizkreis und bildet so ein Heizelement. Zwei dieser Heizelemente sind auf dem Lenkradkranz angebracht, so dass ihre in Berührung stehenden Seiten aneinander anstoßen, und Kontakte des gleichen elektrischen Potentials stoßen auch an. Der planare flexible Träger besteht aus wärmestabilisierter 75 µm Polyesterfolie. Die Folie dient als ein Substrat für den elektrischen Polymerdickfilm-(PTF)-Heizkreis, der in drei Druckdurchgängen durch Flachbettdruck oder Rotationssiebdruck aufgebracht ist. Der parallele Stromkreis wird unter Verwendung eines stark leitfähigen PTF-Silbers für die Zuleitungen und zum Heizen und eines gering leitfähigen PTF-Rußschwarzes mit PTCR-Kennzeichen zum Heizen (PTCR - Positive Temperature Coefficient Resistivity) aufgebracht. Eine Druckdicke liegt typischerweise zwischen 5 und 15 µm. Das Dokument beschreibt auch die Verwendung einer dehnbaren planaren flexiblen Folie als planarer Träger zur weiteren Formungsverbesserung.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher wünschenswert, eine Heizvorrichtung bereitzustellen, insbesondere für Kraftfahrzeuganwendungen, mit mindestens einem flexiblen Heizelement und mit einer verbesserten Robustheit während der Installation und des Betriebs.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Herkömmliche elektrische Heizvorrichtungen sind oft derart gestaltet, dass elektrisch stark leitfähige Busleitungen BL mit widerstandsfähigen Heizelementen RH in paralleler Konfiguration (1) geschaltet sind, zum Beispiel über Stableitungen SL. Jegliche Kompressions-, Biege- und/oder Dehnungsbelastung, die von einem Bediener bei der Installation aufgebracht werden kann, zum Beispiel von einem Sitzinsassen bei einer Sitzheizvorrichtung, kann einen elektrischen Widerstand von einem oder mehreren widerstandsfähigen Heizelementen RH beeinträchtigen, so dass er sich auf Grund von gebildeten Rissen oder Sprüngen erhöht, was bis zu einem Ausmaß zu einer verringerten Heizenergie führt, das schließlich dazu führen kann, dass die elektrische Heizvorrichtung nicht funktionsfähig wird. Dies gilt insbesondere, wenn eine mechanische Belastung auf ein widerstandsfähiges Heizelement RH in einer Richtung D der Erstreckung des widerstandsfähigen Heizelements RH zwischen den elektrisch leitenden Stableitungen SL aufgebracht wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine flexible elektrische Heizvorrichtung gelöst, insbesondere zur Kraftfahrzeuganwendung, die eine planare flexible Trägerfolie, mindestens zwei elektrisch leitende Busleitungen, die an einer Oberfläche der flexiblen Trägerfolie angebracht sind, und mindestens ein elektrisches Heizelement umfasst. Das mindestens eine elektrische Heizelement schließt eine erste elektrisch leitende Elektrode, eine zweite elektrisch leitende Elektrode und mindestens eine widerstandsfähige Heizungsschicht, die an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie angebracht ist, ein.
Jede der Elektroden ist an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie angebracht und elektrisch mit einer der Busleitungen verbunden. Jede Elektrode umfasst mindestens eine gekrümmte Kante, und die gekrümmten Kanten der Elektroden befinden sich in einem Abstand zueinander und weisen zueinander. Die widerstandsfähige Heizungsschicht überlappt zumindest teilweise in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie die gekrümmten Kanten der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zu bilden.
Die gekrümmten Kanten sind derart angeordnet, dass, gesehen in Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie, Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs, die außerhalb des überlappenden Teils angeordnet sind, zur ersten Elektrode oder zur zweiten Elektrode in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen weisen, die in der planaren flexiblen Trägerfolie liegen, wobei eine der orthogonalen Richtungen parallel zu einer Kante der planaren flexiblen Trägerfolie ausgerichtet ist.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung ist besonders für Kraftfahrzeuganwendungen, d. h. zur Verwendung in Fahrzeugen, vorteilhaft. Der Begriff „Fahrzeug“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, soll insbesondere so verstanden werden, dass er Personenkraftwagen, LKWs, Zugeinheiten und Busse umfasst.
Der Ausdruck „widerstandsfähiger Verbindungsbereich“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, versteht sich insbesondere als ein Abschnitt der widerstandsfähigen Heizungsschicht, die tatsächlich elektrischen Strom führt, wenn die elektrische Heizvorrichtung in Betrieb genommen wird.
Es sei hier ferner angemerkt, dass die Begriffe „erste(r/s)”, „zweite(r/s)” usw. in dieser Anmeldung nur zu Unterscheidungszwecken verwendet werden und in keiner Weise eine Reihenfolge oder eine Priorität anzeigen oder vorwegnehmen sollen.
Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass Risse oder Sprünge, die in einer widerstandsfähigen Heizungsschicht mit einer Konfiguration ähnlich der in 1 gezeigten durch Aufbringen einer intolerabel hohen Biege- bzw. Dehnbelastung erzeugt werden, mit höherer Wahrscheinlichkeit in bevorzugten Richtungen in Bezug auf das Biegen, durch das diese verursacht werden, auftreten. Zum Beispiel ist das Auftreten von Rissen oder Sprüngen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Richtung eines Zug- oder Druckbelastungsfelds im Zusammenhang mit einem Biegen erstrecken, viel wahrscheinlicher als das Auftreten von Rissen oder Sprüngen, die sich parallel zu dieser Richtung erstrecken.
Die Erfindung basiert ferner auf der Erkenntnis, dass durch Bilden der elektrisch leitenden Elektroden und der mindestens einen widerstandsfähigen Heizungsschicht auf die vorgeschlagene Weise, um eine widerstandsfähige Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in einer Vielzahl von allgemeinen Richtungen bereitzustellen, es möglich ist, widerstandsfähige Verbindungen zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode selbst bei einem Auftreten eines Risses oder Sprungs auf Grund einer aufgebrachten mechanischen Belastung beizubehalten. Dadurch hat eine Erhöhung eines elektrischen Widerstands in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Risse eine weniger bedeutende Auswirkung auf den Gesamtwiderstand der Verbindung. Der Widerstand parallel zu jeglichen auftretenden Rissen oder Sprüngen wird nämlich nur geringfügig oder gar nicht beeinträchtigt. Die elektrische Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt somit einen elektrischen Widerstand dar, der weniger anfällig ist, starke Schwankungen durch eine aufgebrachte Biege-/Dehnbelastung aufzuweisen, so dass die Robustheit der flexiblen elektrischen Heizvorrichtung im Wesentlichen verbessert werden kann.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die gekrümmte Kante der ersten Elektrode und/oder die gekrümmte Kante der zweiten Elektrode als mehrere Kanten von nacheinander angeordneten Geraden ausgebildet sein können, die in Reihe verbunden sind, um einen polygonalen Weg zu errichten, wodurch eine Annäherung an eine gekrümmte Kante gegeben ist.
Vorzugsweise umfasst die flexible elektrische Heizvorrichtung mehrere elektrische Heizelemente, wobei die mehreren elektrischen Heizelemente in Untersätze von elektrischen Heizelementen unterteilt sind, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die leitenden Elektroden eines Untersatzes von elektrischen Heizelementen durch dieselbe elektrische Leitung elektrisch mit einer der Busleitungen verbunden sind. Auf diese Weise können durch die flexible elektrische Heizvorrichtung größere Bereiche abgedeckt und gleichmäßig erwärmt werden. Zumindest bei manchen Ausführungsformen kann die elektrische Leitung auch als eine Stichleitung bezeichnet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der elektrischen Heizvorrichtung ist die gekrümmte Kante der ersten Elektrode als ein Kreisbogen eines ersten Radius ausgebildet, und die gekrümmte Kante der zweiten Elektrode ist als ein Kreisbogen eines zweiten Radius ausgebildet, der größer als der erste Radius ist. Die Kreisbögen sind auf eine im Wesentlichen konzentrische Weise angeordnet. Der zweite Kreisbogen bildet einen Mittelwinkel, der um mindestens 30 % größer als $180 ° - 2 arcsin (\frac{R_{1}}{R_{2}})$
ist, wobei R₁ und R₂ den ersten Radius bzw. den zweiten Radius bezeichnen. Die Kreisbögen sind symmetrisch um eine Richtung angeordnet, die parallel zu einer Kante der planaren flexiblen Trägerfolie angeordnet ist. Auf diese Weise können widerstandsfähige Verbindungen zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode im Falle eines Auftretens eines Risses oder Sprungs auf Grund des Aufbringens einer intolerabel hohen mechanischen Belastung wirksam beibehalten werden, und eine verbesserte Robustheit der elektrischen Heizvorrichtung kann erreicht werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der elektrischen Heizvorrichtung verlaufen die gekrümmte Kante der ersten Elektrode und die gekrümmte Kante der zweiten Elektrode zumindest teilweise parallel zueinander. Dadurch können widerstandsfähige Verbindungen zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in mehreren allgemeinen Richtungen hergestellt werden, und somit können einige der widerstandsfähigen Verbindungen mit hoher Wahrscheinlichkeit beibehalten werden, falls ein Riss oder ein Sprung auftritt, nachdem eine intolerabel hohe mechanische Belastung aufgebracht wurde.
Vorzugsweise umfasst jede von der ersten elektrisch leitenden Elektrode und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode mehrere aufeinander folgende gekrümmte Kanten von abwechselnder Krümmung, die so angeordnet sind, dass sie parallel zueinander verlaufen, um ein welliges Muster zu bilden. Auf diese Weise können elektrische Heizelemente mit der oben beschriebenen Robustheit in Bezug auf das Aufbringen einer intolerabel hohen mechanischen Belastung bereitgestellt werden, die in der Lage sind, einen größeren Bereich zu bedecken und zu heizen.
Vorzugsweise ist die planare flexible Trägerfolie dehnbar. Der Begriff „dehnbar“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, versteht sich derart, dass die planare flexible Trägerfolie des mindestens einen elektrischen Heizelements von einem Bediener bei der Installation oder von einem Benutzer der elektrischen Heizvorrichtung, zum Beispiel einem Fahrzeugsitzinsassen, um einen Betrag zwischen 1 % und 3 %, vorzugsweise bis zu 4 % und am meisten bevorzugt bis zu 5 % einer mechanisch unbelasteten Erstreckungslänge gedehnt werden kann. Durch Einsetzen einer dehnbaren planaren flexiblen Trägerfolie kann die flexible elektrische Heizvorrichtung besonders vorteilhaft in Anwendungen mit großen Oberflächenkrümmungen verwendet werden, wie einem Fahrzeuglenkrad. In solchen Anwendungen kann das mindestens eine elektrische Heizelement auf eine Weise installiert werden, die in einem hohen Maß an eine Oberflächenkontur eines zu heizenden Objekts angepasst ist, und es kann eine ausgezeichnete Wärmeübertragung zum Objekt ermöglicht werden.
Vorzugsweise umfasst mindestens eine der ersten elektrisch leitenden Elektrode und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode mindestens eines von Silber oder Kupfer. Auf diese Weise kann die Heizfunktion an dem mindestens einen elektrischen Heizelement konzentriert werden, wenn die elektrische Heizvorrichtung in Betrieb genommen wird.
Vorzugsweise umfasst mindestens eine von der ersten elektrisch leitenden Elektrode und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode gehärtete elektrisch leitende Tinte. Elektrisch leitende Tinten sind im Handel erhältlich. Auf diese Weise wird eine Anwendung von äußerst präzisen, kostengünstigen Herstellungsverfahren, wie Siebdruck und Tintenstrahldruck, erleichtert, was zu geringen Fertigungstoleranzen führt, insbesondere bei Abmessungen in der Richtung senkrecht zur Oberfläche der planaren flexiblen Trägerfolie. Vorzugsweise umfasst die gehärtete elektrisch leitende Tinte mindestens eines von Silber oder Kupfer. Im Allgemeinen könnten jedoch andere metallbasierte Tinten eingesetzt werden, die den Fachleuten als geeignet erscheinen.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine widerstandsfähige Heizungsschicht mindestens eines von Rußschwarz, Graphit, Graphen und einem Material, das eine elektrische Widerstandsfähigkeit mit einem positiven Temperaturkoeffizienten aufweist. Auf diese Weise kann eine wirksame Heizfunktion der mindestens einen widerstandsfähigen Heizungsschicht gewährleistet werden.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine widerstandsfähige Heizungsschicht gehärtete widerstandsfähige Tinte. Elektrisch widerstandsfähige Tinten mit einem positiven Temperaturkoeffizienten sind ohne weiteres im Handel erhältlich. Die elektrisch widerstandsfähige Tinte kann durch Siebdruck oder Tintenstrahldruck oder durch irgendein anderes Verfahren aufgebracht werden, welches den Fachleuten geeignet erscheint.
In bevorzugten Ausführungsformen der elektrischen Heizvorrichtung ist die planare flexible Trägerfolie zum großen Teil aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von Kunststoffmaterialien, die durch Polyethylenterephthalat PET, Polyimid PI, Polyetherimid PEI, Polyethylennaphthalen PEN, Polyoxymethylen POM, Polyamid PA, Polyphthalamid PPA, Polyetheretherketon PEEK und Kombinationen von mindestens zwei dieser Kunststoffmaterialien gebildet ist.
Der Begriff „zum großen Teil“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, versteht sich insbesondere als gleich oder mehr als 50 %, mehr bevorzugt mehr als 70 % und am meisten bevorzugt mehr als 80 % Volumen und soll einen Teil von 100 % einschließen, d. h. die planare flexible Trägerfolie ist vollständig aus dem ausgewählten Kunststoffmaterial gefertigt.
Diese Kunststoffmaterialien können eine leichte Herstellung ermöglichen, und es können haltbare, kostengünstige elektrisch isolierende Lagen mit geringen Fertigungstoleranzen als planare flexible Trägerfolien bereitgestellt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die planare flexible Trägerfolie von einer länglichen rechteckigen Form. Lange Kanten der planaren flexiblen Trägerfolie sind in einer Richtung der mechanischen Belastung, die während der Installation oder des Betriebs erwartet wird, angeordnet, und die eine der orthogonalen Richtungen ist parallel zu kurzen Kanten der planaren flexiblen Trägerfolie ausgerichtet. Solche Ausführungsformen sind vorteilhaft für Anwendungen mit einer großen Oberflächenkrümmung einsetzbar, wie einem Fahrzeuglenkrad.
Ein Seitenverhältnis der planaren flexiblen Trägerfolie kann von 1:3 bis zu 1:20 variieren. Dadurch kann eine einstückige Installation einer flexiblen elektrischen Heizvorrichtung an langen und dünnen Objekten, und insbesondere einem Fahrzeuglenkrad, ermöglicht werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisch beheiztes Fahrzeuglenkrad vorgesehen. Das Fahrzeuglenkrad umfasst mindestens eine Ausführungsform der offenbarten flexiblen elektrischen Heizvorrichtung. Mindestens eine Oberfläche eines Fahrzeuglenkradkranzes ist mit der mindestens einen flexiblen elektrischen Heizvorrichtung mit einer Abdeckung von mindestens 80 % bedeckt.
Die Vorteile, die im Zusammenhang mit der offenbarten elektrischen Heizvorrichtung vorgestellt werden, gelten auch für das elektrisch beheizte Fahrzeuglenkrad.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen offensichtlich und werden durch diese erklärt.
Es soll herausgestrichen werden, dass die Merkmale und Maße, die in der vorstehenden Beschreibung individuell detailliert angegeben sind, miteinander auf jede technisch bedeutende Weise kombiniert werden können und weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Die Beschreibung kennzeichnet und spezifiziert die Erfindung insbesondere in Verbindung mit den Figuren.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen, wobei:

1 schematisch eine herkömmliche elektrische Heizvorrichtung mit mehreren Heizelementen veranschaulicht,
2 schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht,
3 schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung gemäß der Erfindung mit Heizelementen einer alternativen Ausführung veranschaulicht, und
4 schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung gemäß der Erfindung mit Heizelementen einer weiteren alternativen Ausführung veranschaulicht.

Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
2 veranschaulicht schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung 10 gemäß der Erfindung. Die flexible elektrische Heizvorrichtung 10 ist zur Verwendung in einer Kraftfahrzeuganwendung ausgelegt, und in der vorliegenden Ausführungsform insbesondere zur Verwendung in einem beheizten Lenkrad eines als Personenkraftwagen ausgeführten Fahrzeugs.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung 10 umfasst eine planare flexible Trägerfolie 12, die vollständig aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, das in der vorliegenden Ausführungsform durch Polyimid (PI) mit einer Dicke von zum Beispiel 25 µm und einer Breite von zum Beispiel 40 mm gebildet ist. Die planare flexible Trägerfolie 12 ist von einer länglichen rechteckigen Form mit zwei parallelen langen Kanten 14 und zwei parallelen kurzen Kanten 16.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung 10 weist zwei elektrisch leitende Busleitungen 18, 20 zum Bereitstellen von elektrischem Strom von einer elektrischen Stromquelle 80 auf. Die zwei elektrisch leitenden Busleitungen 18, 20 verlaufen parallel zu den langen Kanten 14 der planaren flexiblen Trägerfolie 12. Elektrisch leitende Stichleitungen 22, 24, die sich nach innen erstrecken, sind abwechselnd mit einer der elektrisch leitenden Busleitungen 18, 20 über eine Erstreckungslänge der planaren flexiblen Trägerfolie 12 verbunden. Die elektrisch leitenden Busleitungen 18, 20 und die elektrisch leitenden Stichleitungen 22, 24 umfassen gehärtete elektrisch leitende Tinte, die in der vorliegenden Ausführungsform Silber enthält. Die elektrisch leitende Tinte wurde auf die planare flexible Trägerfolie 12 durch Anwenden eines Siebdruckprozesses, gefolgt von einem Schritt des Härtens der Tinte, abgegeben. Auf diese Weise wurden die elektrisch leitenden Busleitungen 18, 20 und die elektrisch leitenden Stichleitungen 22, 24 an einer Oberfläche der flexiblen Trägerfolie 12 angebracht.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung 10 umfasst mehrere elektrische Heizelemente 26. Untersätze 25 der elektrischen Heizelemente 26, die jeweils fünf elektrische Heizelemente 26 umfassen, sind beabstandet in einem Zwischenraum zwischen zwei aufeinander folgenden Stichleitungen 22, 24 angeordnet. Die elektrischen Heizelemente 26 eines Untersatzes 25 sind abwechselnd umgedreht, um eine gleichmäßige Erwärmung zu erreichen.
Alle elektrischen Heizelemente 26 der elektrischen Heizvorrichtung 10 haben eine identische Ausführung. Daher ist es ausreichend, die Merkmale der elektrischen Heizelemente 26 beispielhaft anhand eines der elektrischen Heizelemente 26 zu beschreiben, das in 2 in einer vergrößerten Ansicht veranschaulicht ist.
Jedes elektrische Heizelement 26 weist eine erste elektrisch leitende Elektrode 28 und eine zweite elektrisch leitende Elektrode 32 auf, die an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie 12 angebracht und über eine der Stichleitungen 22, 24 elektrisch mit einer der Busleitungen 18, 20 verbunden sind. Die erste Elektrode 28 und die zweite Elektrode 32 umfassen gehärtete elektrisch leitende Tinte, die in der vorliegenden Ausführungsform Silber enthält, und wurden durch Anwenden eines ähnlichen Siebdruckprozesses wie bei den elektrisch leitenden Busleitungen 18, 20 und Stichleitungen 22, 24 hergestellt.
Jede von der ersten Elektrode 28 und der zweiten Elektrode 32 des elektrischen Heizelements 26 umfasst eine gekrümmte Kante 30, 34. Die gekrümmte Kante 30 der ersten Elektrode 28 ist als Kreisbogen eines ersten Radius R₁ ausgebildet, und die gekrümmte Kante 34 der zweiten Elektrode 32 ist als ein Kreisbogen eines zweiten Radius R₂ ausgebildet, der größer ist als der erste Radius R₁. Die Kreisbögen sind auf eine im Wesentlichen konzentrische Weise angeordnet. Der Kreisbogen eines zweiten Radius R₂ bildet einen Mittelwinkel α, der um mindestens 30 % größer als $180 ° - 2 arcsin (\frac{R_{1}}{R_{2}})$
ist, nämlich um 250 %. Die Kreisbögen sind symmetrisch um eine Richtung 36 angeordnet, die parallel zu den langen Kanten 14 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 angeordnet ist. Auf diese Weise befinden sich die gekrümmten Kanten 30, 34 der Elektroden 28, 32 in einem Abstand zueinander und zueinander weisend. Ferner verlaufen die gekrümmte Kante 30 der ersten Elektrode 28 und die gekrümmte Kante 34 der zweiten Elektrode 32 teilweise parallel zueinander.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Kreisbögen auf eine im Wesentlichen konzentrische Weise angeordnet. In alternativen Ausführungsformen können jedoch Mitten der Kreisbögen derart versetzt sein, dass die gekrümmte Kante der ersten Elektrode und die gekrümmte Kante der zweiten Elektrode nicht parallel verlaufen.
Jedes elektrische Heizelement 26 weist eine widerstandsfähige Heizungsschicht 38 auf, die an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie 12 angebracht ist. Die widerstandsfähige Heizungsschicht 38 überlappt die gekrümmte Kante 30 der ersten Elektrode 28 und die gekrümmte Kante 34 der zweiten Elektrode 32 teilweise in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie 12, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zwischen der ersten Elektrode 28 und der zweiten Elektrode 32 zu bilden. Die widerstandsfähige Heizungsschicht 38 umfasst gehärtete elektrisch widerstandsfähige Tinte, die in der vorliegenden Ausführungsform Rußschwarz enthält und durch Anwenden eines Siebdruckprozesses, gefolgt von einem Schritt des Härtens der elektrisch widerstandsfähigen Tinte, hergestellt wurde.
Auf diese Weise sind die gekrümmte Kante 30 der ersten Elektrode 28 und die gekrümmte Kante 34 der zweiten Elektrode 32 derart angeordnet, dass, gesehen in Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie 12, die mit der Zeichnungsschicht von 2 zusammenfällt, Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs, die außerhalb des überlappenden Teils angeordnet sind, in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen 74, 76, 78 zur ersten Elektrode 28 oder zur zweiten Elektrode 32 weisen. Die drei zueinander orthogonalen Richtungen 74, 76, 78 liegen in der planaren flexiblen Trägerfolie 12 (das elektrische Heizelement 26 ist als ein 2D-Objekt anzusehen). Dies ist beispielhaft in 2 für eine Stelle des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs veranschaulicht. Eine Richtung 74 der drei orthogonalen Richtungen 74, 76, 78 ist parallel zu den kurzen Kanten 16 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 ausgerichtet.
Die planare flexible Trägerfolie 12 ist dehnbar. Die 25 µm Polyimidfolie hat eine Breite von 40 mm und kann um einen Betrag von 5 % gedehnt werden, indem eine Kraft von etwa 90 N aufgebracht wird. In einer Anwendung wird die planare flexible Trägerfolie 12 der flexiblen elektrischen Heizvorrichtung 10 derart angeordnet, dass die langen Kanten 14 parallel zu einer Richtung zu erwartender mechanischer Belastung angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration treten höchstwahrscheinlich Risse oder Sprünge in einer Richtung auf, die senkrecht zu den langen Kanten 14 ist. Ein schlimmster Fall wäre das Auftreten eines solchen Risses in dem widerstandsfähigen Verbindungsbereich, der durch den Scheitel der ersten Elektrode 28 verläuft. Der große Mittelwinkel α des zweiten Kreisbogens bietet ausreichend Reserve zum Beibehalten einer widerstandsfähigen Verbindung zwischen der ersten Elektrode 28 und der zweiten Elektrode 32.
In den 3 und 4 sind alternative mögliche Ausführungsformen der flexiblen elektrischen Heizvorrichtung gemäß der Erfindung schematisch in der gleichen Ansicht wie in 2 veranschaulicht. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden nachstehend nur Unterschiede zwischen den verschiedenen Ausführungsformen beschrieben.
3 veranschaulicht schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung 40 gemäß der Erfindung mit elektrischen Heizelementen 42 einer alternativen Ausführung.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung 40 umfasst mehrere elektrische Heizelemente 42. Untersätze 41 der elektrischen Heizelemente 42, die jeweils vier elektrische Heizelemente 42 umfassen, sind beabstandet in einem Zwischenraum zwischen den zwei aufeinander folgenden Stichleitungen 22, 24 angeordnet. Die elektrischen Heizelemente 42 eines Untersatzes 41 sind abwechselnd umgedreht, um eine gleichmäßige Erwärmung zu erreichen.
Alle elektrischen Heizelemente 42 der elektrischen Heizvorrichtung 40 sind wiederum identisch bezeichnet, und Merkmale von elektrischen Heizelementen 42 werden beispielhaft anhand eines der elektrischen Heizelemente 42, das in 3 in einer vergrößerten Ansicht gezeigt ist, beschrieben.
Eine erste elektrisch leitende Elektrode 44 des elektrischen Heizelements 42 hat die Form eines Viertelkreises und eines Halbkreises von entgegengesetzter Krümmung, die in Reihe verbunden sind, wobei das Ende des Viertelkreises der ersten Elektrode 44 über eine der Stichleitungen 24 elektrisch mit einer der Busleitungen 20 verbunden ist. Eine zweite elektrisch leitende Elektrode 48 des elektrischen Heizelements 42 hat die Form eines Viertelkreises und eines Halbkreises von entgegengesetzter Krümmung, die in Reihe verbunden sind, wobei das Ende des Viertelkreises der zweiten Elektrode 48 über eine andere der Stichleitungen 24 elektrisch mit einer anderen der Busleitungen 18 verbunden ist. Ein Radius des Viertelkreisteils und ein Radius des Halbkreisteils der ersten Elektrode 44 ist größer als ein Radius des Viertelkreisteils und ein Radius des Halbkreisteils der zweiten Elektrode 48. Die erste Elektrode 44 und die zweite Elektrode 48 können durch den gleichen Siebdruckprozess unter Verwendung des gleichen Materials wie in der Ausführungsform gemäß 2 hergestellt werden.
Die erste Elektrode 44 umfasst eine gekrümmte Kante 46, die durch eine Innenkante des Halbkreisteils gebildet ist. Die zweite Elektrode 48 umfasst eine gekrümmte Kante 50, die durch eine Außenkante des Halbkreisteils gebildet ist. Die Radien der Viertelkreisteile und die Radien der Halbkreisteile sind so ausgelegt, dass sich die gekrümmten Kanten 46, 50 der Elektroden 44, 48 in einem Abstand zueinander und zueinander weisend befinden. Ferner verlaufen die gekrümmte Kante 46 der ersten Elektrode 44 und die gekrümmte Kante 50 der zweiten Elektrode 48 parallel zueinander.
Jedes elektrische Heizelement 42 weist eine widerstandsfähige Heizungsschicht 52 auf, die teilweise die Innenkante des Halbkreisteils der ersten Elektrode 44 und die Außenkante des Halbkreisteils der zweiten Elektrode 48 überlappt, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zwischen der ersten Elektrode 44 und der zweiten Elektrode 48 zu bilden. Die widerstandsfähige Heizungsschicht 52 kann durch den gleichen Siebdruckprozess unter Verwendung des gleichen Materials wie in der Ausführungsform gemäß 2 hergestellt werden.
Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs, die außerhalb des Überlappungsteils angeordnet sind, weisen zur ersten Elektrode 44 oder zur zweiten Elektrode 48 in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen 74, 76, 78, die in der planaren flexiblen Trägerfolie 12 liegen, wobei eine der drei orthogonalen Richtungen 74, 76, 78 parallel zu den kurzen Kanten 16 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 ausgerichtet sind.
Risse oder Sprünge in der widerstandsfähigen Heizungsschicht 52 auf Grund des Aufbringens einer intolerabel großen Belastung in einer Richtung 36 parallel zu den langen Kanten 14 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 treten höchstwahrscheinlich in einer Richtung auf, die senkrecht zu den langen Kanten 14 liegt. Wie ohne weiteres aus 3 ersichtlich ist, bietet die widerstandsfähige Heizschicht 52 in diesem Fall ausreichend Reserve zum Beibehalten einer widerstandsfähigen Verbindung zwischen der ersten Elektrode 44 und der zweiten Elektrode 48.
4 veranschaulicht schematisch eine flexible elektrische Heizvorrichtung 60 gemäß der Erfindung mit elektrischen Heizelementen 62 einer weiteren alternativen Ausführung.
Die flexible elektrische Heizvorrichtung 60 umfasst mehrere elektrische Heizelemente 62, die gleichmäßig entlang der Richtung parallel zu den langen Kanten 14 der planaren Trägerfolie 12 beabstandet sind. Nur ein elektrisches Heizelement 62 der mehreren elektrischen Heizelemente 62 ist in 4 gezeigt.
Alle elektrischen Heizelemente 62 der elektrischen Heizvorrichtung 60 sind wiederum identisch ausgeführt, und Merkmale der elektrischen Heizelemente 62 werden beispielhaft anhand eines der elektrischen Heizelemente 62 beschrieben, von dem ein Ausschnitt in 4 in einer vergrößerten Ansicht gezeigt ist.
Eine erste elektrisch leitende Elektrode 64 des elektrischen Heizelements 62 hat die Form eines Viertelkreises, von vier Halbkreisen und eines weiteren Viertelkreises, die in Reihe verbunden sind, wobei sich Krümmungen des aufeinander folgenden Viertelkreises bzw. Halbkreises abwechseln. Das Ende des Viertelkreises der ersten Elektrode 64 ist über eine der Stichleitungen 24 elektrisch mit einer der Busleitungen 20 verbunden. Eine zweite elektrisch leitende Elektrode 68 des elektrischen Heizelements 62 hat die Form einer Viertelellipse, eines Halbkreises, einer Halbellipse, eines weiteren Halbkreises, einer weiteren Halbellipse und eines Viertelkreises, die in Reihe verbunden sind, wobei sich Krümmungen der aufeinander folgenden Viertelellipse, der Halbkreise, der Halbellipsen und des Viertelkreises abwechseln. Das Ende der Viertelellipse der zweiten Elektrode 68 ist über eine andere der Stichleitungen 22 elektrisch mit einer anderen der Busleitungen 18 verbunden. Die erste Elektrode 64 und die zweite Elektrode 68 können durch den gleichen Siebdruckprozess unter Verwendung des gleichen Materials wie in der Ausführungsform gemäß 2 hergestellt werden.
Jede von der ersten elektrisch leitenden Elektrode 64 und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode 68 umfasst mehrere aufeinander folgende gekrümmte Kanten 66, 70 von abwechselnder Krümmung, die so angeordnet sind, dass sie parallel zueinander verlaufen, um, durch eine geeignete Auswahl von Dimensionen der Viertelellipse, der Halbkreise, der Halbellipsen bzw. des Viertelkreises, ein welliges Muster zu bilden. Die gekrümmte Kante 66 der ersten elektrisch leitenden Elektrode 64 und die gekrümmte Kante 70 der zweiten elektrisch leitenden Elektrode 68 befinden sich in einem Abstand voneinander und zueinander weisend.
Jedes elektrische Heizelement 62 weist eine widerstandsfähige Heizungsschicht 72 auf, die teilweise die gekrümmten Kanten 66 der ersten Elektrode 64 und die gekrümmten Kanten 70 der zweiten Elektrode 68 überlappt, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zwischen der ersten Elektrode 64 und der zweiten Elektrode 68 zu bilden. Die widerstandsfähige Heizungsschicht 72 kann durch den gleichen Siebdruckprozess unter Verwendung des gleichen Materials wie in der Ausführungsform gemäß 2 hergestellt werden.
Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs, die außerhalb des Überlappungsteils angeordnet sind, weisen zur ersten Elektrode 64 oder zur zweiten Elektrode 68 in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen 74, 76, 78, die in der planaren flexiblen Trägerfolie 12 liegen, wobei eine 74 der drei orthogonalen Richtungen 74, 76, 78 parallel zu den kurzen Kanten 16 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 ausgerichtet ist.
Risse oder Sprünge in der widerstandsfähigen Heizungsschicht 72 auf Grund des Aufbringens einer intolerabel großen Belastung in einer Richtung parallel zu den langen Kanten 14 der planaren flexiblen Trägerfolie 12 treten höchstwahrscheinlich in einer Richtung auf, die senkrecht zu den langen Kanten 14 liegt. Wie ohne weiteres aus 4 ersichtlich ist, bietet die widerstandsfähige Heizschicht 72 in diesem Fall ausreichend Reserve zum Beibehalten einer widerstandsfähigen Verbindung zwischen der ersten Elektrode 64 und der zweiten Elektrode 68.
Während die Erfindung im Einzelnen in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind eine solche Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft, und nicht als einschränkend anzusehen; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Andere Varianten der offenbarten Ausführungsformen können von den Fachleuten bei der Ausführung der beanspruchten Erfindung, durch Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend“ oder „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und die unbestimmten Artikel „ein“, „eine“ oder „einer“ schließen keine Mehrheit aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in sich voneinander unterscheidenden Unteransprüchen aufgeführt sind, weist nicht darauf hin, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft genutzt werden kann. Keines der Bezugszeichen in den Ansprüchen soll als den Schutzbereich einschränkend ausgelegt werden.
Bezugszeichenliste

10: flexible elektrische Heizvorrichtung
12: planare flexible Trägerfolie
14: lange Kante
16: kurze Kante
18: elektrisch leitende Busleitung
20: elektrisch leitende Busleitung
22: elektrisch leitende Stichleitung
24: elektrisch leitende Stichleitung
25: Untersatz
26: elektrisches Heizelement
28: erste Elektrode
30: gekrümmte Kante
32: zweite Elektrode
34: gekrümmte Kante
36: Richtung
38: widerstandsfähige Heizungsschicht
40: flexible elektrische Heizvorrichtung
41: Untersatz
42: elektrisches Heizelement
44: erste Elektrode
46: gekrümmte Kante
48: zweite Elektrode
50: gekrümmte Kante
52: widerstandsfähige Heizungsschicht
60: flexible elektrische Heizvorrichtung
62: elektrisches Heizelement
64: erste Elektrode
66: gekrümmte Kante
68: zweite Elektrode
70: gekrümmte Kante
72: widerstandsfähige Heizungsschicht
74: orthogonale Richtung
76: orthogonale Richtung
78: orthogonale Richtung
80: elektrische Stromquelle
α: Mittelwinkel
BL: Busleitung
BL: Busleitung
RH: widerstandsfähiges Heizelement
D: Richtung
SL: Stichleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/024909 A1 [0004]
WO 2016/096815 A1 [0006]

Claims

Flexible elektrische Heizvorrichtung (10), insbesondere zur Kraftfahrzeuganwendung, umfassend - eine planare flexible Trägerfolie (12), - mindestens zwei elektrisch leitende Busleitungen (18, 20), die an einer Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12) angebracht sind, - mindestens ein elektrisches Heizelement (26), einschließend - eine erste elektrisch leitende Elektrode (28) und eine zweite elektrisch leitende Elektrode (32), wobei jede der Elektroden (28, 32) an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12) angebracht und elektrisch mit einer der Busleitungen (18, 20) verbunden ist und jede Elektrode (28, 32) mindestens eine gekrümmte Kante (30, 34) umfasst, und wobei sich die gekrümmten Kanten (30, 34) der Elektroden (28, 32) in einem Abstand zueinander befinden und zueinander weisen, und - mindestens eine widerstandsfähige Heizungsschicht (38), die an der Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12) angebracht ist, wobei die widerstandsfähige Heizungsschicht (38) in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12) die gekrümmten Kanten (30, 34) der ersten Elektrode (28) und der zweiten Elektrode (32) zumindest teilweise überlappt, um einen widerstandsfähigen Verbindungsbereich zwischen der ersten Elektrode (28) und der zweiten Elektrode (32) zu bilden, wobei die gekrümmten Kanten (30, 34) derart angeordnet sind, dass, gesehen in Richtung senkrecht zur Oberfläche der flexiblen Trägerfolie (12), Stellen des widerstandsfähigen Verbindungsbereichs, die außerhalb des überlappenden Teils angeordnet sind, zur ersten Elektrode (28) oder zur zweiten Elektrode (32) in Richtungen parallel zu mindestens drei zueinander orthogonalen Richtungen (74, 76, 78) weisen, die in der planaren flexiblen Trägerfolie (12) liegen, wobei eine (74) der orthogonalen Richtungen (74, 76, 78) parallel zu einer Kante (16) der planaren flexiblen Trägerfolie (12) ausgerichtet ist.
Elektrische Heizvorrichtung (10, 40) nach Anspruch 1, umfassend mehrere elektrische Heizelemente (26, 42), wobei die mehreren elektrischen Heizelemente (26, 42) in Untersätze (25, 41) von elektrischen Heizelementen (26, 42) unterteilt sind, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die leitenden Elektroden (28, 30, 44, 48) eines Untersatzes (25, 41) von elektrischen Heizelementen (26, 42) durch dieselbe elektrische Leitung (22, 24) mit einer der Busleitungen (18, 20) elektrisch verbunden sind.
Elektrische Heizvorrichtung (40) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gekrümmte Kante (46) der ersten Elektrode (44) als Kreisbogen eines ersten Radius gebildet ist und die gekrümmte Kante (50) der zweiten Elektrode (48) als Kreisbogen eines zweiten Radius gebildet ist, der größer als der erste Radius ist, und wobei die Kreisbögen auf im Wesentlichen konzentrische Art und Weise angeordnet sind und der zweite Kreisbogen einen Mittelwinkel (α) bildet, der um mindestens 30 % größer als 180° - 2 arcsin $(\frac{R_{1}}{R_{2}})$
ist; und wobei die Kreisbögen symmetrisch um eine Richtung angeordnet sind, die parallel zu einer Kante (14) der planaren flexiblen Trägerfolie (12) angeordnet ist.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gekrümmte Kante (30) der ersten Elektrode (28) und die gekrümmte Kante (34) der zweiten Elektrode (32) zumindest teilweise parallel zueinander verlaufen.
Elektrische Heizvorrichtung (60) nach Anspruch 1, wobei jede der ersten elektrisch leitenden Elektrode (64) und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode (68) mehrere aufeinander folgende gekrümmte Kanten (66, 70) von abwechselnder Krümmung umfasst, die so angeordnet sind, dass sie parallel zueinander verlaufen, um ein welliges Muster zu bilden.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare flexible Trägerfolie (12) dehnbar ist.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der ersten elektrisch leitenden Elektrode (28) und der zweiten elektrisch leitenden Elektrode (32) mindestens eines von Silber oder Kupfer umfasst.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine widerstandsfähige Heizungsschicht (38) mindestens eines von Rußschwarz, Graphit, Graphen und einem Material umfasst, das einen elektrischen spezifischen Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten hat.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare flexible Trägerfolie (12) zum großen Teil aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von Kunststoffmaterialien, die durch Polyethylenterephthalat PET, Polyimid PI, Polyetherimid PEI, Polyethylennaphthalen PEN, Polyoxymethylen POM, Polyamid PA, Polyphthalamid PPA, Polyetheretherketon PEEK und Kombinationen von mindestens zwei dieser Kunststoffmaterialien gebildet ist.
Elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die planare flexible Trägerfolie (12) von einer länglichen rechteckigen Form ist, wobei lange Kanten (14) der planaren flexiblen Trägerfolie (12) in einer Richtung der mechanischen Belastung, die während der Installation oder des Betriebs erwartet wird, angeordnet sind, und die eine (74) der orthogonalen Richtungen (74, 76, 78) parallel zu kurzen Kanten (16) der planaren flexiblen Trägerfolie (12) ausgerichtet ist.
Elektrisch beheiztes Fahrzeuglenkrad, umfassend mindestens eine flexible elektrische Heizvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Oberfläche eines Fahrzeuglenkradkranzes mit der mindestens einen flexiblen elektrischen Heizvorrichtung (10) mit einer Abdeckung von mindestens 80 % bedeckt ist.