DE20308113U1 - Elektrisches Flächenelement - Google Patents
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Abstract
Elektrisches Flächenelement zum elektrischen Heizen oder zur Stromableitung mit zumindest einem elektrischen Leitelement (1), welches zwischen Kontaktleitern (3) verlegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (3) schlauchförmig sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Flächenelement zum elektrischen Heizen oder zur Stromableitung. Das Flächenelement weist zumindest ein elektrisches Leitelement auf, welches zwischen Kontaktleitern verlegt ist. Das Flächenelement kann insbesondere bei einer Sitzheizung von Automobilsitzen verwendet werden. In diesem Fall ist es in den Automobilsitz eingenäht. Ferner kann das elektrische Flächenelement im antistatischen Bereich eingesetzt werden, wenn eine elektrostatische Aufladung von Gegenständen verhindert werden soll. Das elektrische Flächenelement dient in diesem Fall der Stromableitung.
- Herkömmliche elektrische Flächenelemente für Sitzheizungen bestehen aus einem Trägermaterial, elektrischen Leitern, die üblicherweise in das Trägermaterial eingearbeitet sind, und Kontaktleitern. Zwischen den Kontaktleitern und den Leitern in dem Trägermaterial besteht eine elektrische Verbindung, so dass Strom von den Kontaktleitern durch die Leiter zu dem weiteren Kontaktleiter fließen kann. Im Folgenden wird die Verbindung der Leiter mit dem Trägermaterial als elektrisches Leitelement bezeichnet. Herkömmlicherweise werden die Kontaktleiter auf solche elektrische Leitelemente ein- oder aufgelegt oder über ein Schusseintragungsverfahren eingebracht.
- In der
DE 41 01 290 C2 ist beispielweise ein elektrisches Heizflächenelement beschrieben, bei dem Kontaktleiter auf ein Trägerband aufgenäht oder als Borte eingewebt oder eingewirkt sind. Das so gebildete Kontaktband wird auf einem Flächenelement verlegt, das die Heizleiter enthält. Um eine möglichst gute Anpassungsfähigkeit an verschiedenen Sitzformen und Sitzbereiche zu erzielen, sind die Heizleiter sowie die Kontaktleiter in dem Kontaktband wellenförmig verlegt. - Weitere elektrische Flächenheizelemente sind in der
EP 0 532 468 A1 und derEP 0 463 516 A2 beschrieben. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Flächenelement der Eingangs genannten Art zu schaffen, das kostengünstig und einfach herstellbar ist und das sehr flexibel und knickfähig ist. Ferner soll es bei dem Flächenelement möglich sein, getrennt voneinander vorgesehene Leitelemente auf einfache Weise elektrisch zu verschalten.
- Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Flächenelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Das erfindungsgemäße elektrische Flächenelement ist dadurch gekennzeichnet, dass seine Kontaktleiter schlauchförmig sind. Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung eines schlauchförmigen Kontaktleiters fertigungstechnisch vorteilhaft ist. Er lässt sich sehr leicht mit dem elektrischen Leitelement verbinden. Diese Verbindung ist sehr flexibel. Ferner bleibt die elektrische Kontaktierung zwischen dem schlauchförmigen Kontaktleiter und dem Leitelement auch dann bestehen, wenn sehr kleine Knickwinkel auftreten. Außerdem ist ein schlauchförmiger Kontaktleiter sehr kostengünstig als Meterware beziehbar.
- Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des elektrischen Flächenelements enthalten die schlauchförmigen Kontaktleiter Metallfäden, -fasern, -drähte und/oder Mischungen aus Metall und textilem Fasermaterial. Der Kontaktleiter kann dabei aus Metalldrähten, -fäden oder -litzen gestrickt, geflochten oder gehäkelt sein. Ferner kann der Kontaktleiter aus Fasermaterial einerseits und Metalldrähten, -fäden oder -litzen andererseits gestrickt, gehäkelt oder geflochten sein.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des elektrischen Heizelements ist der Kontaktleiter aus sich abwechselnden leitenden und nichtleitenden Fäden gestrickt, gehäkelt oder geflochten. Das Flächenelement umfasst in diesem Fall mehrere Leitelemente, die im Bereich der Kontaktleiter im Wesentlichen senkrecht zu diesen verlaufen. Die Leitelemente werden abwechselnd von einem leitenden und einem nichtleitenden Faden des Kontaktleiters kontaktiert. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Verschaltungen der Leitelemente realisieren. Beispielweise können die Leitelemente parallel oder in Reihe geschaltet werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des elektrischen Flächenheizelements sind die schlauchförmigen Kontaktleiter auf das Leitelement aufgenäht. Beispielweise können die Kontaktleiter auf das Leitelement durch Einfachsteppstich, Zick-Zack-Stich, 3-Stich-ZZ-Stich oder Kettenstich aufgenäht sein. Andere artverwandte Nähverfahren sind jedoch auch mög lich. Durch diese Befestigung der Kontaktleiter an dem Leitelement kann eine sehr flexible feste und dauerhaft elektrische Verbindung sichergestellt werden.
- Schließlich ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Flächenelements möglich, die schlauchförmigen Kontaktleiter mit einem Gewebe des Leitelements zu vernetzen.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
-
1 zeigt das elektrische Flächenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, -
2 zeigt das in1 gezeigte elektrische Flächenelement in einem Schnitt entlang der Linie B–B, -
3 zeigt das in1 gezeigte elektrische Flächenelement in einem Schnitt entlang der Linie A–A, -
4a zeigt einen Querschnitt eines geflochtenen schlauchförmigen Kontaktleiters, -
4b zeigt einen Querschnitt eines gehäkelten schlauchförmigen Kontaktleiters, -
4c zeigt einen Querschnitt eines gestrickten schlauchförmigen Kontaktleiters, -
4d zeigt einen Querschnitt eines schlauchförmigen Kontaktleiters, der abwechselnd nach oben und unten geführte Metall- und Kunststofffäden aufweist, -
4e zeigt einen Querschnitt eines schlauchförmigen Kontaktleiters, in dem in dem Schlauchinnenraum Metallfäden befestigt sind, -
5 zeigt schematisch einen Längsschnitt des in4d gezeigten Kontaktleiters, bei dem nur die abwechselnd nach oben und unten geführten Metall- und Kunststofffäden gezeigt sind, -
6 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die in Reihe verschaltet sind, -
7 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die parallel verschaltet sind, -
8 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die in Gruppen verschaltet sind, -
9 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die auf andere Weise in Gruppen verschaltet sind, -
10 zeigt einen Querschnitt eines Kontaktleiters, wie er in4e gezeigt ist, der an dem Leitelement befestigt ist, -
11 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements mit einem Kontaktleiter gemäß der4d und der5 , und -
12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D–D der11 . - Die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen elektrischen Flächenelemente können als Heizflächenelemente zum elektrischen Beheizen von Automobilsitzen oder zur Stromableitung zum Verhindern einer elektrostatischen Aufladung verwendet werden. Gleichermaßen können sie bei anderen Anwendungen eingesetzt werden, die eine flächenmäßige Stromableitung oder Stromzufuhr über ein elektrisches Flächenelement erfordern. Die
1 bis3 zeigen den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des elektrischen Flächenelements. Es umfasst als Hauptbestandteile ein elektrisches Leitelement1 und zumindest zwei Kontaktleiter3 . Das elektrische Leitelement1 befindet sich zwischen zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Kontaktleitern3 . Strom kann somit von dem einen Kontaktleiter3 durch das Leitelement1 zu dem anderen Kontaktleiter3 fließen. An den Enden der Kontaktleiter können Anschlüsse für die Stromzu- und -abfuhr vorgesehen sein. - Das elektrische Leitelement
1 ist an sich bekannt. Es kann beispielweise ein textiles Flächenelement sein, in das elektrische Leiter, wie z.B. Karbonfasern oder Metallfäden, eingebracht sind. Derartige Leitelemente1 sind beispielweise in den eingangs erwähnten Druckschriften beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Ausbildung der Kontaktleiter3 sowie die Verbindung der Kontaktleiter3 mit dem Leitelement1 . - Die Kontaktleiter
3 sind am Rand des Leitelements1 auf die Ober- oder Unterseite aufgenäht. Hierbei können bekannte Nähverfahren verwendet werden. Als besonders bevorzugt hat sich ein Einfachsteppstich, ein Zick-Zack-Stich, ein 3-Stich-ZZ-Stich oder ein Kettenstich erwiesen. Die Kontaktleiter3 zeichnen sich dadurch aus, dass sie schlauchförmig sind. Dies bedeutet, dass sie im Querschnitt einen Ring bilden. Verschiedene Ausbildungen des Kontaktleiters3 sind in den4a bis4e gezeigt. Der in4a gezeigte Kontaktleiter ist ein geflochtener Schlauch. Der Schlauch kann beispielweise aus Metalldrähten, Metallfäden oder leitenden Litzen bestehen. -
4b zeigt einen Kontaktleiter aus einem gehäkelten Schlauch. Er kann sich beispielweise aus4 ,5 ,6 ,r oder8 Metalldrähten, -fäden oder -litzen zusammensetzen. Er kann außerdem eine Innenseele aufweisen. - In
4c ist ein Kontaktleiter3 aus einem gestrickten Schlauch gezeigt. Dieser Strickschlauch kann sich aus textilem Fasermaterial und einer Vielzahl von Metalldrähten, -fäden oder -litzen zusammensetzen. Die Anzahl der Metallfäden kann beispielweise in einem Bereich zwischen zwei und 16 liegen. -
4d zeigt eine Weiterbildung der in den4a bis4c gezeigten Kontaktleitern3 . Das Basismaterial dieses Kontaktleiters ist nichtleitend. Ferner sind in den Kontaktleiter3 leitende und nichtleitende Fäden eingebracht. In4d sind mit5 beispielweise leitende Metallfäden bezeichnet und mit6 nichtleitende Kunststofffäden. Diese Fäden5 und6 werden in dem Schlauch abwechselnd nach oben und unten geführt. In dem in5 gezeigten Längsschnitt ergibt sich somit, dass sich leitende und nichtleitende Bereiche abwechseln. Weiter unten wird erläutert, wie mit einem solchen Kontaktleiter3 mehrere getrennt voneinander vorgesehene elektrische Leitelemente1a miteinander verschaltet werden können. -
4e zeigt eine weitere Ausbildung eines Kontaktleiters3 , der aus einem geflochtenen, gehäkelten, gestrickten Schlauch besteht, in dem im Inneren zusätzliche Metallfäden5 eingebracht sind. - Die
6 bis9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von elektrischen Flächenelementen, bei denen mehrere elektrische Leitelemente1a getrennt voneinander vorgesehen sind. Sie werden über mehrere Kontaktleiter3 miteinander verbunden, so dass verschiedene elektrische Schaltungen realisiert werden können. - In
6 ist eine Reihenschaltung zwischen den vier beispielhaft dargestellten Leitelementen1a realisiert. In7 ist eine Parallelschaltung der Leitelemente1a realisiert. Schließlich sind in den8 und9 verschiedene Gruppenschaltungen der Leitelemente1a verwirklicht. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Stromfluss I jeweils durch die Pfeile schematisch dargestellt. - Die Verbindung eines Kontaktschlauchs mit einem Leitelement ist schematisch im Querschnitt in
10 dargestellt. Als Kontaktleiter wurde der mit Bezug zu4e erläuterte Schlauch dargestellt. Er ist durch die Naht2 auf das Leitelement1 aufgenäht. Dabei kontaktiert der Schlauch3 im unteren Bereich das elektrische Leitelement1 . Auf diese Weise kann Strom von dem Kontaktleiter3 zum Leitelement1 und umgekehrt fließen. - In den
11 und12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements gezeigt, bei dem der mit Bezug zu4d und5 erläuterte Kontaktleiter verwendet wird. Durch die Verwendung dieses Kontaktleiters3 kann beispielweise nur jedem zweiten elektrischen Leitelement1a Strom zugeführt werden. In Längsrichtung des Kontaktleiters3 entspricht nämlich der Bereich, bei dem sich der Metallfaden5 unten, d.h. benachbart zu dem Leitelement1a , befindet, der Breite des Leitelements1a , wie es in dem in12 gezeigten Querschnitt zu erkennen ist. Diesen Leitelementen1a wird über die Metallfäden5 Strom zugeführt. Jedes zweite Leitelement1a kontaktiert nur den nichtleitenden Kunststofffaden6 , so dass diesen Leitelementen1a kein Strom zugeführt wird. - Schließlich kann der schlauchförmige Kontaktleiter
3 auch so hergestellt werden, dass die elektrischen Kontaktbereiche über die Herstellungstechnik nach oben und unten oder seitlich variabel in der Länge und Breite verlegt werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktbereiche zur leitenden Fläche des Leitelements1 nicht extra isoliert werden müssen. Auf diese Weise können auch Reihen- oder Parallelschaltungen über die Länge des elektrischen Flächenelements realisiert werden.
Claims (9)
- Elektrisches Flächenelement zum elektrischen Heizen oder zur Stromableitung mit zumindest einem elektrischen Leitelement (
1 ), welches zwischen Kontaktleitern (3 ) verlegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (3 ) schlauchförmig sind. - Elektrisches Flächenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Kontaktleiter (
3 ) Metallfäden und/oder Metallfasern und/oder Metalldrähte und/oder Mischungen aus Metall und textilem Fasermaterial enthalten. - Elektrisches Flächenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktleiter (
3 ) aus Metalldrähten, -fäden (5 ) oder -litzen geflochten, gestrickt oder gehäkelt ist. - Elektrisches Flächenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktleiter (
3 ) aus Fasermaterial einerseits und Metalldrähten, -fäden (5 ) oder -litzen andererseits gestrickt, gehäkelt oder geflochten ist. - Elektrisches Flächenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktleiter (
3 ) aus sich abwechselnden leitenden (5 ) und nichtleitenden Fäden (6 ) gestrickt, gehäkelt oder geflochten ist. - Elektrisches Flächenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement mehrere Leitelemente (
1a ) umfasst, die im Bereich der Kontaktleiter (3 ) im Wesentlichen senkrecht zu diesen verlaufen, und dass die Leitelemente (1a ) abwechselnd von einem leitenden (5 ) und einem nichtleitenden Faden (6 ) des Kontaktleiters (3 ) kontaktiert sind. - Elektrisches Flächenelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Kontaktleiter (
3 ) auf das Leitelement (1 ) aufgenäht sind. - Elektrisches Flächenelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Kontaktleiter (
3 ) auf das Leitelement (1 ) durch Einfachsteppstich, Zick-Zack-Stich, 3-Stich-ZZ-Stich oder Kettenstich2 aufgenäht sind. - Elektrisches Flächenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Kontaktleiter (
3 ) mit einem Gewebe des Leitelements (1 ) vernetzt sind.
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