DE2543907A1

DE2543907A1 - Elektrisch beheizte heizmatte

Info

Publication number: DE2543907A1
Application number: DE19752543907
Authority: DE
Inventors: Wilgot Ahs
Original assignee: Tocksfors Verkstads AB
Current assignee: Tocksfors Verkstads AB
Priority date: 1974-10-01
Filing date: 1975-10-01
Publication date: 1976-04-22
Also published as: JPS5182436A; FR2287143B3; NL7511493A; SE7412341L; FR2287143A1; AU8524575A; FI752721A; DD122170A5; NO753303L; DK440375A

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizmatte zum Anschluß an eine Niederspannungsquelle, z.B. an eine Akkumulatorenbatterie.

Die Erfindung ist in erster Linie zur Anwendung für einen Heizsitz für Fahrzeuge gedacht, obwohl auch andere Anwendungsmöglichkeiten, wie für beheizte Bekleidungsstücke, z,B, Schuhe, oder als Heizung für Akkumulatorenbatterien bestehen. Im letzteren Falle wird die Matte um die Batterie herumgelegt und die Elektroden werden mit den entgegengesetzten Polen der Batterie verbunden.

Heizsitze für Fahrzeuge weisen gewöhnlich eine Wicklung in Form eines Mäanders aus elektrischem Widerstandsmaterial auf,

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das durch den ganzen Sitz läuft, und welche Wicklung in ein elektrisch isolierendes, jedoch gut wärmeleitendes Material eingegossen ist. Die Enden der Wicklung sind mit der Fahrzeugbatterie verbunden. Solche Heizsitze für Fahrzeuge haben den Nachteil, daß eine Unterbrechung der Wicklung vorkommen kann, wodurch der Sitz für den beabsichtigten Zweck ungeeignet wird. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß der erfindungsgemäße Heizsitz in an sich bekannter Weise aus einer elastisch formbaren Platte aus einem elektrisch leitenden Widerstandsmaterial besteht und daß eine flexible Elektrode aus einem Material, das wesentlich besser leitend als das Widerstandsmaterial ist und aus einem engmaschigen Netz oder einem perforierten Streifen besteht, durch welche eine Verbindung mit einem niedrigen Obergangswiderstand mit dem Widerstandsmaterial über ihre ganze Fläche, die dem Widerstandsmaterial zugekehrt ist, in einem elektrisch gut leitenden Kontakt mit dem Widerstandsmaterial angeordnet und vorzugsweise längs zwei entgegengesetzten Seiten jedes Abschnitts eingebettet ist. Da der ganze Sitz aus einem Widerstandsmaterial besteht, in welchem der Strom im wesentlichen homogen in dem Bereich zwischen den Elektroden geleitet wird, haben verschiedene mechanische Beschädigungen des Sitzes im wesentlichen keinen Einfluß auf die Heizwirkung des Sitzes.

Wenn das Widerstandsmaterial so gewählt wird, daß es einen ziemlich hohen positiven Temperaturkoeffizienten bzw. Wärmebeiwert zumindest bei Temperaturen oberhalb eines bestimmten Temperaturniveaus hat, nimmt der Widerstand der Matte in diesem Temperaturbereich zu, was bedeutet, daß die erzielte Wirkung bei höheren Temperaturen infolge des höheren ohmschen Widerstands abnimmt, so daß die Matte nicht eine Temperatur oberhalb eines bestimmten Temperaturniveaus wegen der Wärmeableitung erreichen kann. Dies bedeutet, daß die

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Matte nicht überhitzt werden kann.

Es sind auch Heizmatten bekannt, bei welchen eine Platte aus einer elektrisch leitenden Gummimischung mit Elektroden an entgegengesetzten Seiten an eine Spannungsquelle zur elektrischen Beheizung angeschlossen werden kann, jedoch werden bei diesen Anordnungen die Elektroden durch zwei fadenförmige Leiter gebildet, die in dem Widerstandsmaterial angeordnet sind, was einen verhältnismässig hohen Übergangswiderstand zwischen dem fadenförmigen Leiter und dem Widerstandsmaterial zur Folge hat. Dies ist ungünstig, da auf diese Weise eine ungleichmässige Beheizung erhalten wird und eine verhältnismässig hohe Speisespannung erforderlich ist. Die Zusammensetzung des Widerstandsmaterials bei diesen bekannten Heizmatten ist ausserdem derart, daß diese Matten für den Anschluß an eine Netzspannung bestimmt sind. Solche Matten können ebenfalls nicht zur Beheizung von Sitzen für Kraftfahrzeuge verwendet werden.

Besonders zum Beheizen von Sitzen für Fahrzeuge, bei welchen eine niedrige Spannung aus der Fahrzeugbatterie an die Elektroden angeschlossen wird und bei welchen ausserdem Interesse daran besteht, den Stromverbrauch auf das geringstmögliche Maß zu halten, ist der auftretende Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem Widerstandsmaterial ein großer Nachteil, besonders, da der Widerstand des Widerstandsmaterials für den gleichen erzeugten Effekt viel niedriger sein muß, da der Effekt ist P = V²/R, und dies macht den Einfluß des Übergangswiderstandes zu einem Nachteil für Niederspannungsmatten« Ein hoher Übergangswiderstand kann ferner zur Folge haben, daß im wesentlichen nur der Bereich um die Elektroden herum erwärmt wird und daß daher keine wesentliche Beheizung des Sitzes erhalten wird, da die Spannung über das Widerstandsmaterial selbst niedrig wird. Die Elektroden müssen daher so gestaltet werden, daß dieser Nachteil nicht auf-

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tritt. Das Material der Elektroden und das Widerstandsmaterial müssen daher derart sein, daß keine chemische Verbindung zwischen diesen von solcher Art entsteht, daß an den Elektroden eine isolierende oder schlecht leitende Schicht erhalten wird. Bei Versuchen wurde festgestellt, daß ein Widerstandsmaterial von der folgenden Zusammensetzung die gewünschten Eigenschaften für dieses Material ergibt:

Im Material enthaltene Stoffe Gewichtsteile

100	0 -	300
100 -	0 -	50
	5 -	80
	5	1,5
o,	5
	2
1,	8
	8
o,	8
o,
o,

Kautschukpolymerisat (z.B. Äthylen-Propylen-Dienmonomer)

Halbleitender Ruß (Kohlenstoff) Dioctylphthalat (Weichmacher) Öl auf Paraffinbasis (z„B. FLEXON 87 6) Stearinsäure

Vulkanisiermittel, bestehend aus Zinkoxid

Schwefel

Dibenzothiadisulfid Zinkdiathylthiocarbamat Zinkdimethyldithiocarbamat Zinkdibutyldithiocarbamat

Das Vulkanisiermittel kann durch andere für das Polymerisat geeignete Mittel ersetzt werden. Es wurde festgestellt, daß Elektroden aus Messing oder Phosphorbronze für dieses Material gut geeignet sind, da diese Materialien nicht so leicht eine chemische Verbindung mit dem im Vulkanisiermittel enthaltenen Schwefel bilden, wie dies bei reinem Kupfer der Fall wäre. Es wurden ferner Versuche mit Elektroden aus Gold, Silber und Aluminium durchgeführt, jedoch hat sich erwiesen, daß Messing oder Phosphorbronze die weitaus besten Materialien für den vorerwähnten Zweck sind.

Die erfindungsgemäße Heizmatte wird vorzugsweise so herge-

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stellt, daß die Elektroden zwischen zwei Schichten bzw. Platten des Widerstandsraaterials längs von zwei entgegengesetzten Seiten dieser Platten eingesetzt werden, worauf die ganze Vorrichtung unter hohem Druck erhitzt werden, so daß die Elektroden in das Widerstandsmaterial vulkanisiert und die Platten durch Vulkanisieren verbunden werden.

Die Platte aus Widerstandsmaterial braucht nicht homogen zu sein, sondern kann Perforationen haben, z.B. in Form von Längsnuten, die sich zwischen den Elektroden und durch diese erstrecken, die vorzugsweise in einem gewissen Abstand von den Elektroden enden. Da eine gewisse Luftzirkulation durch diese Perforationen stattfinden kann, können diese zu einer Erhöhung des Benutzungskomforts beitragen, wenn die erfindungsgemäße Heizmatte z.B. zum Beheizen von Sitzen für Fahrzeuge oder Bekleidungsstücke verwendet wird.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schaiüldliche Ansicht, teilweise im Schnitt, eines beheizten Sitzes für Fahrzeuge mit einer erfindungsgemäßen Heizmatte mit Anschluß an die Fahrzeugbatterie, die schematisch dargestellt ist;

Fig. 2 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Heizmatte an einer Elektrode an dem einen Anschlußende zur Verbindung mit dem einen Pol einer Batterie und

Fig. 3 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines Heizsitzes für Fahrzeuge.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Heizsitz für Fahrzeuge

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auf einem Fahrzeugsitz 1 üblicher Art dargestellt. Natürlich können der Heizsitz und der Sitz bei der Herstellung aus einem Stück angefertigt werden. Der Heizsitz besteht aus zwei Teilen, nämlich aus der Stütze 2 für den Rücken und aus dem Sitz 3, und jeder Teil besteht bei der gezeigten Ausführungsform aus zwei Schichten bzw. Lagen 4· und 5, die aufeinander gelegt, miteinander verschweißt oder verleimt und aus einem elektrisch leitenden Widerstandsmaterial hergestellt sind. Dieses Material soll elastisch und formbar sein und vorzugsweise ein Gemisch aus Kautschuk und Graphit enthalten.

In jeden Teil sind zwei Elektroden 6 und 7 zwischen den Lagen längs entgegengesetzten Seiten eingesetzt. Jede Elektrode besteht aus einem engmaschigen Netz, das bei sechs im Schnitt dargestellt ist, oder aus einem perforierten Streifen, das im Schnitt bei 7 gezeigt ist, aus einem elektrisch gut leitenden flexiblen Material, wie Messing oder Phosphorbronze. An seiner Aussenseite ist das Widerstandsmaterial vorzugsweise mit einem elektrisch isolierenden Überzug beschichtet, um zu verhindern, daß Strom zwischen den Elektroden durch den Körper der den Sitz benutzenden Person hindurchtritt.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, die eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, eines Anschlußendes am Heizsitz zeigt, ist das Widerstandsmaterial auf der einen Seite der Elektrode dünner als der Teil, der um diese herum liegt. Ein Teil der Elektrode ist um die Kante des dünneren Teils des Widerstandsmaterials gefaltet und mit einer ANP-Verbindung herkömmlicher Art befestigt, die aus einer vollständig gebogenen Scheibe aus elektrisch gut leitendem Material besteht, das um die Kante der Platte herum angebracht ist und durch Stifte, die in die Platte eingreifen, in der Lage gehalten wird. Ein Leiter zum Anschluß an den einen Pol der Batterie geht von dem

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Anschluß aus.

Wie in Fig· 1 gezeigt, sind die beiden Teile des Sitzes miteinander parallelgeschaltet und mit der Fahrzeugbatterie in Reihenschaltung mit einem auf dem Sitz angeordneten Thermostaten verbunden. Jeder Teil kann natürlich auch in Reihe geschaltet und je ein Thermostat auf dem jeweiligen Teil vorgesehen sein und diese Reihenschaltungen können parallelgeschaltet und mit der Fahrzeugbatterie verbunden sein.

In Fig« 3 ist eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizmatte in Form eines Heizsitzes für Fahrzeuge gezeigt, bei welcher die Stütze für den Rücken mit Längsnuten versehen ist, die sich zwischen den Elektroden 6,7 und durch diese erstrecken und in einem kurzen Abstand von jeder Elektrode enden.

Anstelle der in Fig. 2 gezeigten Verbindung ist es auch möglich, einen isolierten Leiter mit jeder Elektrode zu verlöten und diese isolierten Leiter, die in dem Widerstandsmaterial verlaufen, aus dem Sitz an einer geeigneten Stelle für den Anschluß an eine Fahrzeugbatterie herauszuführen. Die andere Verbindung des Heizsitzes ist in ähnlicher Weise wie die Verbindung nach Fig. 1 hergestellt.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind verschiedene Abänderungsformen möglich.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche :

Elektrisch beheizte Heizmatte für den Anschluß an eine Niederspannungsquelle, z.B. an eine Akkumulatorenbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß diese in an sich bekannter Weise aus einer elastischen formbaren Platte (·+, 5) aus einem elektrisch leitenden Widerstandsmaterial besteht, sowie für den Anschluß an die Batterie aus zwei flexiblen Elektroden (6, 7), die durch ein engmaschiges Netz (6) oder einen perforierten Streifen (7) gebildet werden, welche Elektroden aus einem Material hergestellt sind, das besser leitet als das Widerstandsmaterial und engen Kontakt mit dem Widerstandsmaterial längs entgegengesetzten Seiten der Platte bilden und vorzugsweise in diesem eingebettet sind, und daß die Zusammensetzung des Widerstandsmaterials ziemlich homogen ist und das Widerstandsmaterial sowie das Elektrodenmaterial so gewählt sind, daß diese Materialien keine Neigung haben, eine elektrisch nichtleitende chemische Verbindung miteinander zu bilden und einen gut haftenden Kontakt miteinander haben können und daher einen niedrigen Übergangswiderstand aufweisen.

Heizmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte aus zwei Lagen (4, 5) aus Widerstandsmaterdal hergestellt ist, die aufeinandergelegt und miteinander verschweißt oder verleimt sind, und daß die besser leitenden Elektroden (6, 7) zwischen die Lagen vor dem Verschweissen oder Verleimen eingesetzt worden sind.

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3. Heizmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial einen positiven Temperaturkoeffizienten bzw. Wärmebeiwert zumindest oberhalb einer bestimmten Temperatur hat.

4. Heizmatte nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial in jeder Platte ein Gemisch aus Kautschuk und halbleitendem Ruß in den Anteilen 1:1-1: 3 enthält und ferner Vulkanisiermittel enthält, und daß die Elektroden in das Widerstandsmaterial vulkanisiert sind und Vorzugsweise aus Messing oder PHosphorbronze bestehen.

5. Heizmatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial ausserdem enthält Dioctylphthalat, Öl auf Ik'affinbasis, Stearinsäure, vorzugsweise in den Anteilen (0 - 50): (0 - 80) : (0,5 - 1,5) je 100 Einheiten Kautschuk.

6. Heizmatte nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus Widerstandsmaterial perforiert ist.

7. Heizsitz für Fahrzeuge nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Längsnuten, die sich vorzugsweise zwischen den Elektroden und durch diese erstrecken, in jeder Platte aus Widerstandsmaterial vor-

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gesehen sind, welche vorzugsweise in einem kurzen Abstand von den Elektroden enden.

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