DE112019007984T5

DE112019007984T5 - Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE112019007984T5
Application number: DE112019007984.0T
Authority: DE
Inventors: Yan Liu
Original assignee: Gentherm GmbH
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2023-01-05
Also published as: JP7372467B2; WO2021120156A1; US20230031194A1; CN114867637B; JP2023503680A; KR20220074963A; CN114867637A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung (10), insbesondere für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein Trägerelement (12); und eine elektrisch leitfähige Fadenanordnung (14), die auf dem Trägerelement (12) fixiert ist, wobei die Fadenanordnung (14) eine Mehrzahl von Fadenabschnitten (16a-16p) umfasst, wobei jeder Fadenabschnitt (16a-16p) eine Mehrzahl von Fadenschlaufen (18a-18e, 20a-20e) hat und wobei eine Mehrzahl von Fadenabschnitten (16a-16p) der Fadenanordnung (14) nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sodass die Fadenabschnitte (16a-16p) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sich mehrmals überkreuzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung, insbesondere für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein Trägerelement und eine elektrisch leitfähige Fadenanordnung, die an dem Trägerelement befestigt ist, wobei die Fadenanordnung eine Mehrzahl von Fadenabschnitten umfasst, wobei jeder Fadenabschnitt eine Mehrzahl von Fadenschlaufen hat.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Fahrzeugsitz mit mindestens einem Polster und einer Heizvorrichtung zum Beheizen einer Benutzerkontaktfläche des Polsters.
Die Anforderungen, die Benutzer an die Heizvorrichtungen ihrer Fahrzeugsitze stellen, steigen stetig an. Außerdem ist es notwendig, dass solche Heizvorrichtungen kostengünstig hergestellt werden können und in einer energieeffizienten Weise betrieben werden können. Auf der einen Seite sollten moderne Fahrzeugsitze dazu fähig sein, schnell aufgeheizt zu werden, und auf der anderen Seite soll das Aufheizen für den Benutzer bequem erfolgen, während gleichzeitig eine hohe Betriebszuverlässigkeit gewährleistet wird. Ferner soll die Erzeugung elektromagnetischer Felder vermieden und eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer von dem Hersteller garantiert werden. Heizvorrichtungen sollten dazu fähig sein, mit unterschiedlichen Leistungsdichten betrieben werden können, sodass sie in einem großen Bereich von Anwendungsmöglichkeiten eingesetzt werden können.
Die Heizvorrichtungen, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind, können die genannten Anforderungen nur teilweise erfüllen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heizvorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich mindestens einer der erwähnten Eigenschaften verbessert ist.
Die Aufgabe wird erfüllt durch eine Heizvorrichtung der eingangs erwähnten Art, wobei eine Mehrzahl von Fadenabschnitten der Fadenanordnung der Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sodass die Fadenabschnitte der Fadenanordnung, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sich mehrmals überkreuzen.
Die Erfindung nutzt den Umstand, dass die Zuverlässigkeit und die Betriebsdauer einer solchen Heizvorrichtung durch ein fehlertolerantes Legemuster der verwendeten Fäden verbessert werden kann. Aufgrund der Fadenabschnitte, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind und die einander mehrmals überkreuzen, führt ein Fadenbruch oder eine andere Beschädigung des Fadens nicht länger zu einem großflächigen oder vollständigen Versagen des Heizvorrichtung. Im Fall eines Versagens kann aufgrund der vielfältigen Überkreuzungspunkte der Fadenabschnitte, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, eine Redundanz verwendet werden. Die Redundanz verhindert im Wesentlichen eine Funktionsstörung im Fall einer Beschädigung des Fadens. Die Fadenabschnitte, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, erstrecken sich mindestens abschnittweise nicht-parallel und/oder asymmetrisch. Die Fadenabschnitte, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, können zueinander spiegelsymmetrisch sein und/oder können einen umgekehrten Verlauf mindestens in einem bestimmten Bereich haben. Die Fadenschlaufen der Fadenabschnitte können zum Beispiel Fadenwindungen von mindestens 90 Grad, insbesondere von mindestens 135 Grad, sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fadenschlaufen der Fadenabschnitte Fadenwindungen von 180 Grad.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung berühren sich die Fadenabschnitte der Fadenanordnung, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, innerhalb einer Mehrzahl von Überkreuzungsbereichen. Die Überkreuzungsbereiche sind vorzugsweise zwischen den Fadenschlaufen der Fadenabschnitte angeordnet. Alternativ oder zusätzlich dazu können Überkreuzungsbereiche in dem Verlauf einer Fadenschlaufe vorhanden sein. Aufgrund der Fadenkontakte in den Überkreuzungsbereichen kann eine elektrische Kontaktierung der Fadenabschnitte bewerkstelligt werden, sodass die Fadenabschnitte in eine Mehrzahl von Fadenabschnitten aufgeteilt sind, wobei sich jeder Fadenabschnitt zwischen zwei Kontaktpunkten erstreckt. Dies führt zu dem Vorteil, dass nur ein abschnittsweises Fadenversagen auftritt, wenn ein Faden beschädigt wird. Ein großflächiges Versagen der Heizeinrichtung aufgrund eines beschädigten Fadenabschnitts oder aufgrund einiger weniger beschädigter Fadenabschnitte wird wirksam verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung berühren die Fadenabschnitte der Fadenanordnung, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, einander entlang Fadenkontaktpfaden innerhalb der Überkreuzungsbereiche. In dem Bereich eines Fadenkontaktpfads erstrecken sich die einander berührenden Fadenabschnitte vorzugsweise parallel zueinander. Die Fadenkontaktpfade sind vorzugsweise zwischen den Fadenschlaufen angeordnet.
Ferner wird eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung bevorzugt, bei der eine Mehrzahl der Fadenabschnitte der Fadenanordnung, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, Carbon-Heizfadenabschnitte aus einem Carbon-Heizfaden oder aus einer Mehrzahl von Carbon-Heizfäden sind, die ein Carbon-Heizfadenfeld bilden. Vorzugsweise sind die Carbon-Heizabschnitte dazu konstruiert, Wärme zu erzeugen, wenn ein elektrischer Strom durch die Carbon-Heizfadenabschnitte fließt. Die Carbon-Heizfadenabschnitte erstrecken sich vorzugsweise entlang eines Heizpfads oder innerhalb einer Heizzone der Heizeinrichtung. Die Carbon-Heizfäden umfassen vorzugsweise eine oder mehrere Carbonfasern. Carbonfasern sind ein widerstandsfähiges und kostengünstiges Widerstands-Heizmaterial. Carbonfasern sind außerdem haltbar und verschleißfest. Aufgrund der hohen Fadendichte kann eine besonders hohe flächenspezifische Heizleistung im Bereich eines Carbon-Heizfadenfelds erreicht werden. Die Carbon-Heizfäden können zum Beispiel 200-tex- oder 67-tex-Garnfilamente umfassen. Die Carbon-Heizfäden können mehrere, zum Beispiel zwei, Garnfilamente zum Verringern des elektrischen Widerstands umfassen.
In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind eine Mehrzahl der Fadenabschnitte der Heizvorrichtung, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, metallische Kontaktfadenabschnitte aus einem metallischen Kontaktfaden oder aus einer Mehrzahl metallischer Kontaktfäden, die ein Kontaktfadenfeld für Carbon-Heizfäden bilden. Ein Kontaktfadenfeld dient als eine Elektrode für einen oder mehrere Carbon-Heizfäden der Heizvorrichtung. Deshalb wird vorgezogen, dass die Heizvorrichtung mindestens zwei Kontaktfadenfelder hat, die als Elektroden für einen oder mehrere Carbon-Heizfäden der Heizvorrichtung dienen. Die zwei oder mehr Kontaktfadenfelder können eine rechteckige, quadratische oder runde Grundform haben. Zusätzlich zu ihrer Elektrodenfunktion können die Kontaktfadenabschnitte auch eine Heizfunktion übernehmen, da sie während des Betriebs auch Wärme erzeugen. Die Kontaktfäden können Heizlitzen mit einer Mehrzahl metallischer Filamente sein. Aufgrund der hohen Fadendichte im Bereich eines Kontaktfadenfelds kann eine besonders hohe oberflächenspezifische Heizleistung in diesen Oberflächenabschnitten erreicht werden. Vorzugsweise hat das eine oder haben die mehreren Kontaktfadenfelder jeweils eine Mehrzahl von Fadenabschnitten, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind und einander mehrmals überkreuzen, sodass es eine große Anzahl von Kontaktpunkten zwischen überlappenden Fadenabschnitten gibt. Dies führt auch zu einer erhöhten Kontaktsicherheit für den Fall einer Fadenbeschädigung oder eines Fadenbruchs, da die Kontaktpunkte selbst nach einem Fadenbruch eine elektrisch leitfähige Verbindung im Wesentlichen über das gesamte Kontaktfadenfeld sicherstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung berühren die Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten eines Kontaktfadenfelds, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, jeweils einen oder mehrere Carbon-Heizfäden mehrmals. Der oder die mehreren Carbon-Heizfäden sind daher über das als eine Elektrode dienende Kontaktfadenfeld in Kontakt. Die Haupterstreckungsrichtung der Kontaktfadenabschnitte eines Kontaktfadenfelds erstreckt sich vorzugsweise quer zu der Haupterstreckungsrichtung des einen oder der mehreren kontaktierten Carbon-Heizfadenabschnitte. Die mehreren Kontakte zwischen dem einen oder den mehreren Carbon-Heizfäden und den Kontaktfadenabschnitten des Kontaktfadenfelds führen zu einem verringerten Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktfäden und den Carbon-Heizfäden.
Zusätzlich ist eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung vorteilhaft, bei der das Kontaktfadenfeld mindestens teilweise versiegelt ist. Insbesondere ist das Kontaktfadenfeld teilweise oder vollständig mit einem Klebstoff versiegelt. Wenn die Heizvorrichtung eine Mehrzahl von Kontaktfadenfeldern hat, ist vorzugsweise jedes Kontaktfadenfeld mit einer Versiegelung versiegelt, die dem jeweiligen Kontaktfadenfeld zugewiesen ist, insbesondere mit einem Klebstoff. Das eine oder die mehreren Kontaktfadenfelder können von dem Versiegelungsmaterial abgedeckt sein. Das Versiegelungsmaterial wird vorzugsweise in einem flüssigen Zustand aufgebracht und trocknet nach dem Auftrag auf das eine oder die mehreren Kontaktfadenfelder. Wenn das Versiegelungsmaterial ein Klebstoff ist, wird die Verwendung eines Heißschmelzklebstoffs bevorzugt. Die Versiegelung schützt das eine oder die mehreren Kontaktfadenfelder gegen Korrosion und äußere Belastungen. Die Versiegelung kann zu einer feuchtigkeitsdichten und/oder gasdichten Versiegelung des einen oder der mehreren Kontaktfadenfelder führen.
In einer weiteren Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Heizvorrichtung eine Mehrzahl von Kontaktfadenfeldern, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei sich einer oder mehrere Carbon-Heizfäden, die mit den Kontaktfadenfeldern in Kontakt sind, zwischen diesen Kontaktfadenfeldern erstrecken. Die mit den Kontaktfadenfeldern in Kontakt stehenden und sich zwischen den Kontaktfadenfeldern erstreckenden Carbon-Heizfäden können eine im Wesentlichen geradlinige Haupterstreckungsrichtung haben und sich lokal zwischen den Kontaktfadenfeldern erstrecken, mit denen sie in Kontakt stehen. Die Carbon-Heizfäden können sich in einer mäandrierenden und/oder schlaufenartigen Weise entlang einer Haupterstreckungsrichtung erstrecken und/oder eines oder mehrere Carbon-Heizfadenfelder ausbilden. Alternativ dazu können die Carbon-Heizfäden, die mit den Kontaktfadenfeldern in Kontakt stehen und zwischen den Kontaktfadenfeldern verlaufen, eine mindestens teilweise umlaufende oder gebogene Haupterstreckungsrichtung haben, sodass die Carbon-Heizfäden auch durch Oberflächenbereiche verlaufen, die lokal nicht zwischen den Kontaktfadenfeldern sind. Zum Beispiel verlaufen die Carbon-Heizfäden entlang eines Randbereichs des Trägerelements und/oder verlaufen mindestens in Abschnitten um ein mittleres Segment des Trägerelements herum.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind mehrere Kontaktfadenfelder an voneinander beabstandeten Punkten auf dem Trägerelement angeordnet. Insbesondere hat die Heizvorrichtung exakt oder nur zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn Kontaktfadenfelder, die an voneinander beabstandeten Punkten auf dem Trägerelement angeordnet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind eine Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten, die von einem Kontaktfadenfeld kommen, gemeinsam gecrimpt. Die Crimpung ist vorzugsweise über einen elektrisch leitfähigen Anschlussleiter mit einer elektrischen Stromversorgungsvorrichtung verbunden. Das gemeinsame Crimpen der mehreren Kontaktfadenabschnitte führt zu einem erhöhten Korrosionswiderstand und verringerten Herstellungskosten. Der Crimppunkt kann vorzugsweise mit einem Klebstoff versiegelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind eines oder mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier erste Kontaktfadenfelder in einem ersten Bereich des Trägerelements angeordnet und sind eine oder mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier zweite Kontaktfadenfelder in einem zweiten Bereich des Trägerelements angeordnet. Vorzugsweise ist jedes erste Kontaktfadenfeld über einen oder mehrere Carbon-Heizfadenabschnitte und/oder eines oder mehrere Carbon-Heizfadenfelder mit einem zweiten Kontaktfadenfeld verbunden. Die ersten Kontaktfadenfelder sind über Kontaktfadenabschnitte vorzugsweise in Reihe geschaltet. Die Anzahl von Kontaktfadenabschnitten zwischen den ersten Kontaktfadenfeldern kann variieren. Insbesondere nimmt die Anzahl von Kontaktfadenabschnitten zwischen den ersten Kontaktfadenfeldern mit fortschreitender Reihenposition ab. Vorzugsweise sind die zweiten Kontaktfadenfelder über Kontaktfadenabschnitte in Reihe verbunden. Die Anzahl von Kontaktfadenabschnitten zwischen den zweiten Kontaktfadenfeldern kann variieren. Insbesondere nimmt die Anzahl von Kontaktfadenabschnitten zwischen den zweiten Kontaktfadenfeldern mit fortschreitender Reihenposition ab.
Außerdem wird eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung bevorzugt, bei der die Carbon-Heizfäden, welche die Carbon-Heizfadenfelder umfassen, sich um das Trägerelement über einen Bereich von mindestens 90 Grad, vorzugsweise einen Bereich von 180 Grad, erstrecken. Eine Gruppe von Carbon-Heizfäden erstreckt sich vorzugsweise entlang einem äußeren Oberflächenbereich des Trägerelements.
Vorzugsweise erstreckt sich eine Gruppe von Carbon-Heizfäden entlang einem inneren Oberflächenabschnitt des Trägerelements.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind eine Mehrzahl von Carbon-Heizfadenabschnitten, die von einem Carbon-Heizfadenfeld kommen, gemeinsam gecrimpt. Die Crimpung ist vorzugsweise über einen elektrisch leitfähigen Anschlussleiter mit einer elektrischen Stromversorgungsvorrichtung verbunden. Das gemeinsame Crimpen mehrerer Carbon-Heizfadenabschnitte führt zu einem erhöhten Korrosionswiderstand und verringerten Herstellungskosten. Der Crimppunkt kann vorzugsweise mit einem Klebstoff versiegelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sind die Carbon-Heizfadenabschnitte und/oder die Kontaktfadenabschnitte selbst mit dem Trägerelement vernäht. Alternativ oder zusätzlich dazu sind die Carbon-Heizfadenabschnitte und/oder die Kontaktfadenabschnitte mittels eines eigenen Befestigungsfadens auf das Trägerelement aufgenäht. Die Carbon-Heizfadenabschnitte können auch mittels Kontaktfadenabschnitten, die mit dem Trägerelement vernäht sind, an dem Trägerelement befestigt werden. In diesem Fall können die Carbon-Heizfadenabschnitte auch selbst mit dem Trägerelement vernäht sein. Alternativ dazu können die Kontaktfadenabschnitte auch mittels auf dem Trägerelement aufgenähter Carbon-Heizfadenabschnitte auf dem Trägerelement fixiert werden. In diesem Fall können die Carbon-Heizfadenabschnitte auch selbst mit dem Trägerelement vernäht werden. Die Abstände zwischen den Löchern in den Nähten sind vorzugsweise kleiner als 3 mm, insbesondere kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt ungefähr 1 mm. In dem Bereich der Kontaktfadenfelder wird der Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktfadenabschnitten und den Carbon-Heizfäden verringert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist das Trägerelement eine flächige Materialschicht, insbesondere eine textile Materialschicht. Aufgrund der flächigen Konstruktion des Trägerelements kann das Trägerelement in der Nähe einer Benutzerkontaktfläche eines Polsters befestigt werden. Die textile Konstruktion des Trägerelements macht dieses durchlässig für Luft und/oder Feuchtigkeit. Alternativ dazu kann das Trägerelement auch als eine Folie konstruiert sein. Das Trägerelement ist vorzugsweise reißfest und/oder hat eine Mehrzahl von Löchern und/oder Ausnehmungen. Durch die Löcher oder Ausnehmungen kann eine beträchtliche Verringerung des Materials und/oder Gewichts erzielt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Fahrzeugsitz der eingangs erwähnten Art gelöst, wobei die erfindungsgemäße Heizvorrichtung des Fahrzeugsitzes gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen konstruiert ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung Bezug genommen.
Das Polster des Fahrzeugsitzes kann ein Sitzpolster der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes oder ein Rückenpolster der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert und näher beschrieben. Es zeigt:

1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung in einer Draufsicht;
2 einen ersten Fadenabschnitt der Fadenanordnung der in 1 dargestellten Heizvorrichtung;
3 einen zweiten Fadenabschnitt der Fadenanordnung der in 1 dargestellten Heizvorrichtung;
4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer schematischen Darstellung;
10 ein Polster eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in einer schematischen Darstellung;
11 ein weiteres Polster eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in einer schematischen Darstellung; und
12 ein weiteres Polster eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in einer schematischen Darstellung.

1 bis 3 zeigen eine Heizvorrichtung 10 für einen Fahrzeugsitz. Die Heizvorrichtung 10 kann an einem Polster des Fahrzeugsitzes befestigt oder in ein Polster eines Fahrzeugsitzes integriert werden.
Die Heizvorrichtung 10 umfasst ein Trägerelement 12. Das Trägerelement 12 ist eine flächige textile Materialschicht. Durch Konstruieren der Trägerschicht 12 als eine flächige Materialschicht kann das Trägerelement 12 in der Nähe einer Benutzerkontaktfläche des Polsters befestigt werden. Die textile Konstruktion des Trägerelements 12 stellt eine Durchlässigkeit für Luft und Feuchtigkeit sicher, was von dem Benutzer des Fahrzeugsitzes als komfortsteigernd empfunden wird.
Eine elektrisch leitfähige Fadenanordnung 14 ist auf dem Trägerelement 12 fixiert. Die Fadenanordnung 14 hat eine Mehrzahl, nämlich zwei, Fadenabschnitte 16a, 16b, die auf das Trägerelement 12 genäht sind. Die Fadenabschnitte 16a, 16b haben jeweils eine Mehrzahl von Fadenschlaufen 18a-18e, 20a-20e. Die Fadenschlaufen 18a-18e, 20a-20e sind Fadenwindungen, die sich über 180 Grad erstrecken.
Die Fadenabschnitte 18a, 18b der Fadenanordnung 14 sind nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet, sodass die Fadenabschnitte 16a, 16b, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sich mehrere Male überkreuzen.
Die Fadenabschnitte 18a, 18b der Fadenanordnung 14, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, berühren einander in einer Mehrzahl von Kreuzungsbereichen 22a-22d. Die Kreuzungsbereiche 22a-22d sind zwischen den Fadenschlaufen 18a-18e, 20a-20e der Fadenabschnitte 16a, 16b angeordnet. In dem vorliegenden Fall berühren sich die Fadenabschnitte 18a, 18b der Fadenanordnung 14, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, entlang eines Fadenkontaktpfads innerhalb der Kreuzungsbereiche 22a-22d. Die Fadenschlaufen 18a-18e des Fadenabschnitts 16a und die Fadenschlaufen 20a 20e des Fadenabschnitts 16b sind einander gegenüber angeordnet und haben eine entgegengesetzte Ausrichtung und einen spiegelsymmetrischen Verlauf. Folglich erstrecken sich die Fadenabschnitte 16a, 16b, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, abschnittsweise nicht-parallel zueinander. Das Nahtmuster, das durch die Fadenabschnitte 16a, 16b definiert wird, kann kostengünstig hergestellt werden und ermöglicht ein energieeffizientes Bereitstellen einer hohen Heizleistung. Die Mehrzahl von Kreuzungspunkten garantiert auch eine erhöhte Betriebs- und Funktionszuverlässigkeit, da ein Fadenbruch oder ein Fadenschaden nicht zu einem Ausfall der gesamten Heizvorrichtung 10 führt.
4 zeigt eine Heizvorrichtung 10 mit einem metallischen Kontaktfaden 26 und einem Carbon-Heizfaden 28. Der metallische Kontaktfaden 26 ist ein Litzen-Leiter mit einer Mehrzahl von Metallfilamenten. Die metallische Kontaktfaden 26 umfasst eine Mehrzahl metallischer Kontaktfadenabschnitte 16a-16d, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, wobei die Kontaktfadenabschnitte 16a 16d ein Kontaktfadenfeld 32 definieren. Der Carbon-Heizfaden 28 wird mittels des Kontaktfadenfelds 32 auf dem Trägerelement 12 befestigt und mit diesem in elektrischen Kontakt gebracht. Das Kontaktfadenfeld 32 dient daher als eine Elektrode für den Carbon-Heizfaden 28.
Die Kontaktfadenabschnitte 16a-16d sind auf das Trägerelement 12 aufgenäht, sodass der Carbon-Heizfaden 28 über eine Naht auf dem Trägerelement 12 fixiert ist. Ferner haben die Kontaktfadenabschnitte 16a-16d jeweils eine Mehrzahl von Fadenschlaufen und schneiden einander mehrere Male, sodass es mehrere Kontaktpunkte zwischen den einzelnen Kontaktfadenabschnitten 16a-16d gibt. Ferner berühren die Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten 16a-16d des Kontaktfadenfelds 32, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, die beiden im Wesentlichen zueinander parallelen Carbon-Heizfadenabschnitte 30a, 30b des Carbon-Heizfadens 28 mehrere Male. Der Kontaktwiderstand zwischen dem Kontaktfaden 26 und dem Carbon-Heizfaden 28 wird auf diese Weise verringert. Aufgrund der hohen Fadendichte im Bereich des Kontaktfadenfelds 32 wird lokal in diesem Bereich eine besonders hohe flächenspezifische Heizleistung realisiert.
5 zeigt eine Heizvorrichtung 10, wobei der Kontaktfaden 26 insgesamt sechs Kontaktfadenabschnitte 16a-16f hat, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind. Die Kontaktfadenabschnitte 16a-16f haben jeweils eine Mehrzahl von Fadenschlaufen. Die Fadenabschnitte 16a-16f sind derart angeordnet, dass sie einander in einer Weise überlappen, dass sie sich mehrere Male schneiden. Die Kontaktfadenabschnitte 16a-16f definieren ein Kontaktfadenfeld 32, das auf das Trägerelement 12 aufgenäht ist. Ein Carbon-Heizfaden 28 ist mittels des aufgenähten Kontaktfadens 26 auf dem Trägerelement 12 fixiert. Der Carbon-Heizfaden 28 hat vier Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30d, die sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Die Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten 16a-16f des Kontaktfadenfelds 32, die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, berühren die Mehrzahl von Heizfadenabschnitten 30a-30d mehrere Male.
6 zeigt eine Heizvorrichtung 10 mit zwei Kontaktfadenfeldern 32a, 32b, die elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Die Kontaktfadenfelder 32a, 32b sind über die Kontaktfadenabschnitte 16e, 16f miteinander verbunden. Das Kontaktfadenfeld 32a dient zum Kontaktieren der Carbon-Heizfadenabschnitte 30f-30h. Das Kontaktfadenfeld 32b dient zum Kontaktieren der Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30e. Die Kontaktfadenabschnitte 16a-16d, die von dem Kontaktfadenfeld 32b kommen, sind gemeinsam an dem Crimppunkt 34 gecrimpt. Der Crimppunkt 34 ist durch eine Versiegelung 40 gegen Korrosion geschützt und mittels eines elektrisch leitfähigen Anschlussleiters 36 mit einer elektrischen Stromversorgungsvorrichtung verbunden.
7 zeigt eine Heizvorrichtung 10 mit einem Kontaktfadenfeld 32. Die Kontaktfadenabschnitte 16a-16f, die von dem Kontaktfadenfeld 32 kommen, sind an dem Crimppunkt 34 gemeinsam gecrimpt.
Das Kontaktfadenfeld 32 dient zum elektrischen Kontaktieren von Carbon-Heizfadenabschnitten 30a-30j. In diesem Fall sind die Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30j auch nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet und definieren ein Carbon-Heizfadenfeld 38. Die Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30j sind dazu konfiguriert, Wärme zu erzeugen. Das Carbon-Heizfadenfeld 38 ist in einer Heizzone des Trägerelements 12 angeordnet. Die Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30j umfassen zum Beispiel eine Mehrzahl von Carbonfasern. Aufgrund der hohen Fadendichte im Bereich des Kontaktfadenfelds 38 kann hier eine besonders hohe flächenspezifische Heizleistung realisiert werden. Die Carbon-Heizfadenabschnitte 30a-30j können Teil eines Carbon-Heizfadens 28 oder einer Mehrzahl von Carbon-Heizfäden sein. Der eine oder die mehreren Carbon-Heizfäden können zum Beispiel 67-tex-Garn-Filamente oder 200-tex-Garn-Filamente umfassen.
8 zeigt eine Heizvorrichtung 10 mit einem linken Heizflügel und einem rechten Heizflügel. Die Kontaktfadenabschnitte, die zu den Kontaktfadenfeldern 32a, 32b führen, sind an dem Crimppunkt 34a gecrimpt. Der Crimppunkt 34a ist durch eine Versiegelung 40a versiegelt und mit einem Anschlussleiter 36a verbunden. Die Carbon-Heizfäden des linken Heizflügels werden über die Kontaktfadenfelder 32a, 32b kontaktiert. Die Kontaktfadenabschnitte, die zu den Kontaktfadenfeldern 32c, 32d führen, sind an dem Crimppunkt 34b gecrimpt. Der Crimppunkt 34b ist durch eine Versiegelung 40b versiegelt und mit einem Anschlussleiter 36b verbunden. Die Carbon-Heizfäden des rechten Heizflügels werden über die Kontaktfadenfelder 32c, 32d kontaktiert.
9 zeigt eine Heizvorrichtung 10, bei der die Kontaktfadenfelder 32a, 32b mit einer Klebstoff-Versiegelung 42a, 42b versiegelt sind. Zum Versiegeln wurde ein Heißschmelzklebstoff auf die Kontaktfadenfelder 32a, 32a im fließfähigen Zustand aufgebracht. Nach dem Trocknen des Heißschmelzklebstoffs bieten die Versiegelungen 42a, 42b Schutz für die Kontaktfadenfelder 32a, 32b gegen Korrosion und äußere Belastungen. Die Versiegelungen 42a, 42b versiegeln die Kontaktfadenfelder 32a, 32b in einer feuchtigkeitsdichten und gasdichten Weise.
10 zeigt ein Polster einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes mit einer Heizvorrichtung 10. In einem unteren Bereich hat die Heizvorrichtung 10 vier Kontaktfadenfelder 32a-32d, die an spezifischen Punkten auf dem textilen Trägerelement 12 angeordnet sind.
Die mit den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d in Kontakt stehenden Carbon-Heizfäden erstrecken sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d, wobei die Kontaktfadenfelder 32a, 32d voneinander beabstandet sind. Die mit den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d in Kontakt stehenden Carbon-Heizfäden bilden zwei Carbon-Heizfadenfelder 38c, 38d in einem oberen Bereich des Trägerelements 12. Die sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d erstreckenden Carbon-Heizfäden verlaufen entlang der seitlichen äußeren Bereiche und einem oberen äußeren Bereich des Trägerelements 12 und daher nicht entlang der direkten Verbindungsachse zwischen den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d.
Die mit den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c in Kontakt stehenden Carbon-Heizfäden erstrecken sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c, wobei die Kontaktfadenfelder 32b, 32c voneinander beabstandet sind. Die mit den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c in Kontakt stehenden Carbon-Heizfäden bilden zwei Carbon-Heizfadenfelder 38a, 38b in einem mittleren Bereich des Trägerelements 12. Die sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c erstreckenden Carbon-Heizfäden verlaufen entlang eines inneren Bereichs des Trägerelements und sind von den mit den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d in Kontakt stehenden Carbon-Heizfäden umgeben. Die sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c erstreckenden Carbon-Heizfäden erstrecken sich ebenfalls nicht entlang der direkten Verbindungsachse zwischen den Kontaktfadenfeldern 32b, 32c.
Die in dem äußeren Bereich des Trägerelements 12 verlaufenden Carbon-Heizfäden und die in dem inneren Bereich des Trägerelements 12 der in 11 dargestellten Heizvorrichtung 10 verlaufenden Carbon-Heizfäden sind über die Kontaktfadenfelder 32e, 32f elektrisch leitfähig miteinander verbunden. Die Heizvorrichtung 10 hat daher insgesamt sechs Kontaktfadenfelder 32a-32f, die an spezifischen Punkten auf dem Trägerelement 12 angeordnet sind. Aufgrund der zusätzlichen Kontaktierung des Carbon-Heizfadenabschnitte wird die Heizleistung des Heizvorrichtung 10 erhöht und zusätzlich eine erhöhte Zuverlässigkeit erreicht.
Die in 12 dargestellte Heizvorrichtung 10 hat drei Kontaktfadenfelder 32a-32c, die auf der linken Seite des Trägerelements 12 angeordnet sind, und drei Kontaktfadenfelder 32d-32f, die auf der rechten Seite des Trägerelements 12 angeordnet sind. Eine Mehrzahl von Carbon-Heizfadenabschnitten 30a-30f, die ein Carbon-Heizfadenfeld 38a ausbilden, erstrecken sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32a, 32d, wobei die Kontaktfadenfelder 32a, 32d voneinander beabstandet sind. Das Kontaktfadenfeld 32a ist über die vier Kontaktfadenabschnitte 16a-16d mit dem Crimppunkt 34a verbunden. Das Kontaktfadenfeld 32d ist über die vier Kontaktfadenabschnitte 16i-16l mit dem Crimppunkt 34b verbunden.
Das Kontaktfadenfeld 32b ist über die zwei Kontaktfadenabschnitte 16e, 16f mit dem Kontaktfadenfeld 32a verbunden. Das Kontaktfadenfeld 32e ist über die zwei Kontaktfadenabschnitte 16m, 16n mit dem Kontaktfadenfeld 32d verbunden. Eine Mehrzahl von Carbon-Heizfadenabschnitten 30g-30l, die ein Carbon-Heizfadenfeld 38b bilden, erstrecken sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32b, 32e, die voneinander beabstandet sind.
Das Kontaktfadenfeld 32b ist über die Kontaktfadenabschnitte 16g, 16h mit dem Kontaktfadenfeld 32c verbunden. Das Kontaktfadenfeld 32e ist über die zwei Kontaktfadenabschnitte 16o, 16p mit dem Kontaktfadenfeld 32f verbunden. Eine Mehrzahl von Carbon-Heizfadenabschnitten 30m-30o, die ein Carbon-Heizfadenfeld 38c bilden, erstrecken sich zwischen den Kontaktfadenfeldern 32c, 32f, die voneinander beabstandet sind.
Bezugszeichenliste

10: Heizvorrichtung
12: Trägerelement
14: Fadenanordnung
16a-16p: Fadenabschnitte
18a-18e: Fadenschlaufen
20a-20e: Fadenschlaufen
22a-22d: Kreuzungsbereiche
24a-24d: Fadenkontaktpfade
26: Kontaktfaden
28: Carbon-Heizfaden
30a-30o: Fadenabschnitte
32, 32a-32f: Kontaktfadenfelder
34, 34a, 34b: Crimpungen
36, 36a, 36b: Anschlussleiter
38, 38a-38d: Carbon-Heizfadenfelder
40, 40a-40c: Versiegelungen
42a, 42b: Versiegelungen

Claims

Heizvorrichtung (10), insbesondere für einen Fahrzeugsitz, umfassend: - ein Trägerelement (12); und - eine elektrisch leitfähige Fadenanordnung (14), die auf dem Trägerelement (12) fixiert ist; wobei die Fadenanordnung (14) eine Mehrzahl von Fadenabschnitten (16a-16p, 30a-30o) umfasst, wobei jeder Fadenabschnitt (16a-16p, 30a-30o) eine Mehrzahl von Fadenschlaufen (18a-18e, 20a-20e) hat; dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Fadenabschnitten (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14) nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sodass die Fadenabschnitte (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, sich mehrmals überkreuzen.
Heizvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenabschnitte (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, einander innerhalb einer Mehrzahl von Kreuzungsbereichen (22a-22d) berühren, wobei die Kreuzungsbereiche (22a-22d) vorzugsweise zwischen Fadenschlaufen (18a-18e, 20a-20e) der Fadenabschnitte (16a-16p, 30a-30o) angeordnet sind.
Heizvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenabschnitte (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, einander entlang Fadenkontaktpfaden (24a-24d) innerhalb der Kreuzungsbereiche (22a-22d) berühren.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Fadenabschnitten (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, Carbon-Heizfadenabschnitte (30a-30o) aus einem Carbon-Heizfaden (28) oder aus einer Mehrzahl von Carbon-Heizfäden (28) sind, die ein Carbon-Heizfadenfeld (38, 38a-38d) bilden.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Fadenabschnitte (16a-16p, 30a-30o) der Fadenanordnung (14), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, metallische Kontaktfadenabschnitte (16a-16p) aus einem metallischen Kontaktfaden (26) oder aus einer Mehrzahl metallischer Kontaktfäden (26) sind, die ein Kontaktfadenfeld (32, 32a-32f) für Carbon-Heizfäden (28) bilden.
Heizvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten (16a-16p) eines Kontaktfadenfelds (32, 32a-32f), die nebeneinander in einer überlappenden Weise angeordnet sind, jeweils einen oder mehrere Carbon-Heizfäden (28) mehrere Male berühren.
Heizvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfadenfeld (32, 32a-32f) mindestens teilweise versiegelt ist, insbesondere mit einem Klebstoff.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kontaktfadenfeldern (32, 32a-32f), die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei einer oder mehrere Carbon-Heizfäden (28), die mit den Kontaktfadenfeldern (32, 32a-32f) in Kontakt stehen, sich zwischen diesen Kontaktfadenfeldern (32, 32a-32f) erstrecken.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kontaktfadenfeldern (32, 32a-32f) an voneinander beabstandeten Punkten auf dem Trägerelement (12) angeordnet sind.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kontaktfadenabschnitten (16a-16p), die von einem Kontaktfadenfeld (32, 32a-32f) kommen, gemeinsam gecrimpt sind.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehr, insbesondere zwei, drei oder vier, erste Kontaktfadenfelder (32, 32a-32f) in einem ersten Bereich des Trägerelements (12) angeordnet sind und eines oder mehr, insbesondere zwei, drei oder vier, zweite Kontaktfadenfelder (32, 32a-32f) in einem zweiten Bereich des Trägerelements (12) angeordnet sind und jedes erste Kontaktfadenfeld (32, 32a-32f) über eines oder mehrere Carbon-Heizfadenfelder (38, 38a-38d) mit einem zweiten Kontaktfadenfeld (32, 32a-32f) verbunden ist.
Heizvorrichtung (10) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon-Heizfäden (28), aus denen die Carbon-Heizfadenfelder (38, 38a-38d) bestehen, sich um das Trägerelement (12) über einen Bereich von mindestens 90 Grad, vorzugsweise einen Bereich von 180 Grad, erstrecken.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Carbon-Heizabschnitten (30a-30o), die von einem Carbon-Heizfadenfeld (38, 38a-38d) kommen, gemeinsam gecrimpt sind.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon-Heizfadenabschnitte (30a-30o) und/oder die Kontaktfadenabschnitte (16a-16p) selbst mit dem Trägerelement (12) vernäht sind und/oder mittels eines eigenen Befestigungsfadens auf das Trägerelement (12) aufgenäht sind.
Heizvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) eine flächige Materialschicht, insbesondere eine Textilmaterialschicht, ist.
Fahrzeugsitz, umfassend: - mindestens ein Polster, und - eine Heizeinrichtung (10) zum Beheizen einer Benutzerkontaktfläche des Polsters; dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche konstruiert ist.