DE3334744A1

DE3334744A1 - Heizvorrichtung und verfahren dieselbe herzustellen

Info

Publication number: DE3334744A1
Application number: DE19833334744
Authority: DE
Inventors: Tommy 73400 Hallstahammar Fredriksson
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1983-09-26
Publication date: 1984-04-12
Also published as: SE8205712L; SE8205712D0

Description

Heizvorrichtung und Verfahren dieselbe herzustellen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung für flexible Flächenelemente, z. B. Kraftfahrzeugsitze. Eine solche Vorrichtung ist durch SE-A-7713 250s4 vorbekannt, wobei eine als elektrisches Widerstandselement dienende Metallfolienschleife zwischen zwei Kunststoffolien, die Abschwächungen in Form von langgestreckten Schlitzen mit zwischenliegenden Materialbrücken aufweisen, so bemessen, daß diese bei starker Belastung der Folienelemente bersten, angeordnet ist. Dadurch wird gewährleistet, daß genannte Metallfolienschlei fe bei Anwendung unversehrt bleibt, so daß der Stromkreis nicht unterbrochen wird. Bei eiher Ausführungsform dieser Heizvorrichtung sind die Kunststoffolien an ihrer jeweiligen Befestigungsschicht in Form eines Kunststoffnetzes oder-eines Textilgewebes von dünner Struktur festgeklebt, wodurch Haltbarkeit und Abreibebeständigkeit noch mehr erhöht werden können.
Die Anfertigung bekannter Heizvorrichtung ist ziemlich kompliziert, indem die Folienelemente in an und für sich bekannter Weise in einem MehrstuFenverfahren hergestellt werden, das fotografische Erzeugung einer Schablone, Silkscreendruck von Schleifenmustern auf einer Metall folie (die auf einer Kunststoffolie liegt), Ätzung der Metallfolie für das Schleifenmuster sowie Auflegen der oberen Kunststoffolie umfaßt, so daß die Metailfolienschleife zwischen den beiden Kunststoffolien eingebettet liegt.
Weiterhin ist die Flexibilität des Folienelements durch die Dehnbarkeit der Kunststoffolie, u. a. innerhalb der Bereiche der queren Richtungsänderungen, begrenzt, wo selbst die Schleife danach strebt aus ihrer Ebene beim Ausziehen ausgerichtet zu werden.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde eine vereinfachte Erzeugungsmethode zu erzielen und dadurch eine Heizvorrichtung von weiterhin verbesserter Flexibilität zu erhalten.
Diese Aufgabe wird mit einer Heizvorrichtung und einer Herstellungsweise gemäß nachfolgendem Patentanspruch 1 bzw.4 gelöst. Zweckentsprechende weitere Merkmale gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird unterstehend, unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen, die den Erfindungsgedanken schematisch darstellen, näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt drei separate Schichten, die-in einer ersten Stufe zusammengelegt und in gewünschte Schleifenform gestanzt werden.
Fig. 2 zeigt einen Teil eines ausgestanzten Schleifenelements; Fig. 3 zeigt einen Teil des Schleifenelements und zwei umfassende Kunststoffnetz zur Zusammenfügung in einer anderen Herstellungsstufe; Fig. 4 zeigt die Fertige Heizvorrichtung mit zusammengeftigtem Kunststoffnetz, wobei die Schicht in einer Ecke zur besseren Veranschaulichkeit freigelegt ist; Fig. 5 zeigt in größerer Skala einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4; und Fig. 6 zeigt einen entsprechenden Schnitt wie in Fig. 5, der eine abgeänderte Ausführungsform darstellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird zuerst ein Schleifenelement, das aus einer Metallfolienschleife sowie oberen und unteren, elektrisch isolierenden Deckstreifen besteht, hergestellt, die die Metallfolien diecken und zum größten Teil dieselbe Konfiguration wie diese aufweisen. Gemäß eines vorgezogenen Verfahrens (siehe Fig. 1-3) geht man hierbei von drei Schichten (Bogen oder Bahnen) aus, nämlich eine obere Deckfolie l,vorzugsweise aus Kunststoff, z. B. Polyester oder Polyimid, eine Metallfolie 2, z. B. aus Aluminium, eine Nickel-, Kupfer- oder Zinklegierung, sowie eine unter Deckfolie 3, gleichfalls vorzugsweise aus Kunststoff bestehend. Die drei Schichten 1, 2, 3 werden zwecks besserer Anheftung untereinander, eventuell mit Hilfe eines Klebemittels, zusammengelegt und gemeinsam mit einem nicht gezeigten Stanzwerkzeug in gewünschter Schleifenform gestanzt. Ein Teil des auf diese Weise ausgestanzten Schleifenelements 4 wird in Fig. 2 schematisch gezeigt.
Im nächstfolgenden Herstellungsmoment, siehe Fig. 3, legt man das Schleifenelement 4 zwischen eine untere, beständige, flexible Materialschicht 5 bzw. 6 von dünner Struktur, vorzugsweise ein Thermoplastnet-z, aus z. B. Polypropen, Polyäthylen oder Polyester, in Abhängigkeit von gewünschten Beständigkeits- und Dehnbarke i ts eigenschaften, oder aus den genannten Eigenschaften entsprechendem Textilmaterial. Wesentlich ist, daß die Materialschichten 5,6 für jeweilige Dehn- und Biegebeanspruchung unter elastischer Dehnung aufnehmen können.
In gewissen Fällen ist auch die Abreibebeständigkeit eine wesentliche Voraussetzung für gewünschte Lebenslänge.
Zur Fixierung der Materialschichten 5,6 und des zwischenliegenden Schleifenelements 4 werden die Materialschichten 5, 6 am gesamten Schleifenelement und an dessen beider Kanten entlang aneinander gefügt. Wie in Fig. 4 schematisch veranschaulicht, verläuft demnach eine Fuge 7a, 7b (ganzgezogene Linie in der Figur) parallel zu beiden Seiten des Schleifenelements 5. Die Fuge 7a bzw. 7b verläuft vorzugsweise, zumindestens am Hauptteil des Schleifenelements 4 entlang und richtet sich z. B.nach dessen meandergeformten Konfiguration.
So wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Vorrichtung auf an und für sich bekannte Weise mit Meanderschleifen versehen, die in zueinander winkelrechten Hauptrichtungen verlaufen, so daß in allen Richtungen eine gute Dehnbarkeit erhalten wird. Die Vorrichtung weist auch elektrische Zuleiter 9, 10 zur Stromspeisung der Metallfolienschleife 2, vorzugsweise über ein nichtgezeigtes Thermostat auf, welche die Vorrichtung auf angemessene Betriebstemperatur, z. B. 30-40°C, hält.
In Fig. 5 wird ein Querschnitt durch das Schleifenelement 4 und die umgebenden Materialschichten 5 und 6 gezeigt. Aus der Figur ist das Schleifenelement 4 zu sehen, das durch gemeinsames Ausstanzen von drei Schichten 1, 2 und 3 (vergleiche Fig. 1) hergestellt worden ist, so daß die Längskanten gerade sind und voreinander liegen. Das Schleifenelement 4 ist lose in senkrechter Richtung zwischen den Materialschichten 5 und 6 und seitwärts zwischen den Fugen 7a und 7b eingeschlossen. Der Spielraum in auf diese Weise gebildeten Kanälen kann nach Wunsch gewählt werden, ist aber vorzugsweise so, daß das Schleifenelement 4 etwas aus seiner Ebene bei Dehnung der gesamten Vorrichtung ausgerichtet werden kann. Der Abstand zwischen den Fugen 7a und 7b sollte jedoch so sein, daß das Schleifenelement 4 die ganze Zeit am Platz gehalten und ihm nicht erlaubt wird,sich mehr als höchstens eine Vierteldrehung in seinem Kanal zu drehen.
In Fig. 6 wird eine geänderte Ausführungsform gezeigt, die umständlicher herzustellen ist, aber eine bessere elektrische Isolierung der Metallfolienschleife 2 ergibt. In diesem Fall sind die Deckstreifen 1 und 3 seitwärts außerhalb der Metallfolienschleife 2 herausgezogen und miteinander an 8a und 8b vereinigt worden, so daß die elektrisch leitende Metallfolienschleife 2 völlig zwischen den elektrisch isolierenden Deckschichten 1 und 3 eingeschlossen ist. Im Gegensatz zu vorbekannten Ausführungen dienen jedoch diese Deckschichten nicht als Trageschichten, sondern nur als Isolierungsorgane. Die mechanischen Trage- und Zusammenhaltungsfunktionen werden völlig durch die äußeren Materialschichten 5 und 6 besorgt. Das Schleifenelement 4' nach Fig.' 6 kann selbstverständlich auf konventionelle Weise durch Ätzung der Metallfolie'nschleife und nachfolgender Stanzung der Deck folien, ein Stück außerhalb der Metallfolienschleifenkanten erzeugt werden; prinzipiell ist es auch möglich, zuerst ein Schleifenelement 4 herzustellen, sowie es im Anschluß an Fig. 1 und 2 beschrieben steht, und danach die Kanten mit einem Kantenstreifen aus elektrisch isolierendem Material zu belegen.
Die Fugen 7a und 7b werden am einfachsten durch Schweißen1 d. h. durch Applizieren von Wärme und Druck erzeugt, so daß die Materialien zusammengeschmelzt werden. Am einfachsten schweißt man mit einem warmen Werkzeug mit einem den Fugen 7a und 7b entsprechenden Schleifenmuster. Obgleich Schweißen das einfachste Zusammenfügungsverfahren sein dürfte, können die Fugen 7a und 7b im Prinzip auch durch Zusammenleimen oder besonders, wenn die Materialschichten 5 und 6 aus Textilmaterial bestehen, mit Hilfe von Säumen zustande kommen. Die Fugen sollten wie verlaufende Linien längs der Kanten des Schleifenelements hergestellt werden, können aber ebenfalls aus dicht verteilten Punktfugen bestehen. Gleichfalls können kleinere Unterbrechungen in den Fugen vorkommen, wie z.B. zwischen verschiedenen, komplementären Schweißwerkzeugen.
Es ist zu ersehen, daß die beschriebene Heizvorrichtung ungemein einfach herzustellen ist, hauptsächlich durch Stanzen und Schweißen, und dadurch zu bedeutend niedrigeren Kosten, als vorbekannte Vorrichtungen gleicher Art erzeugt werden können. Trotzdem kann dieser gute mechanische Eigenschaften, besonders verbesserte Flexibilität, gegeben werden. Diese kann daher vorteilhafterweise in vielerlei Zusammenhängen zum Heizen von weichem und dehnbarem Flächenmaterial, wie z.B. in Kraftfahrzeugsitzen, Kleidern, Kissen, Decken, Schlafsäcken usw., verwendet werden.
Die Erfindung kann geändert und auf vielfache Weise innerhalb des Rahmens der Erfindungsidee weiterentwickelt werden. Beispielsweise können die Materialschichten 5 und 6, sowie eventuell auch die Konfiguration des Schleifenelements 4, 4', besonders große Dehnbarkeit in einer Hauptrichtung und beschränkte Dehnbarkeit rechtwinklig zur Hauptrichtung, reinräumen.
Dieses kann mit Hilfe von Kunststoffnetzen mit hauptsächlich rombischen Netzmaschen, die ihre größte Ausstreckung rechtwinklig zur Hauptdehnrichtung aufweisen, erreicht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1) Heizvorrichtung aus einem elektrischen Widerstandselement in Form von mindestens einer Metallfolienschleife (2) bestehend, die zwischen zwei elektrisch isolierenden Deckfolien (1, 3) angebracht ist,.wobei die Metallfolienschleifen und die beiden Deckfolien zwischen zwei beständigen, flexiblen Materialschichten (5, 6) angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dieDeckfolien (1, 3) so ausgebildet sind, daß diese wesentlich die gleiche Konfiguration wie die Metallfolieschleife (2) aufweisen und dieselbe decken, und daß das aus Deckfolien und Metallschlinge gebildete Schleifenelement (4, 4') lose zwischen den Materialschichten (5, 6), die miteinander am ganzen Schleifenelement (4, 4') und dessen beider Kanten entlang zusammengefügt sind, eingeschlossen ist.
2) Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Materialschich-ten aus Kunststoffnetzen bestehen, dadilrch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnetze (5, 6) längs des Schleifenelements aneinander geschweißt (7a, 7b) sind.
3) Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißfugen (7a, 7b) wesentlich parallel zu beiden Kanten des Schleifenelements (4, 4') kontinuierlich verläuft.
4) Verfahren eine aus einem elektrischen Widerstandselement bestehende Heizvorrichtung herzustellen, welches Element in Form von mindestens einer Metallfolienschleife (2) ist, die zwischen zwei elektrisch isolierenden Deckfolien (1, 2) und zwei beständigen, flexiblen Materialschichten (5, 6) angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst ein Schleifenelement (4) erzeugt, das aus einer Metallfolienschleife (2) besteht, gedeckt von zwei gegenüberliegenden, von gleicher Konfiguration wie die Metallfolieschleife ausgebildeten Deckfolien (1, 3) und, daß die flexiblen Materialschichten (5, 6) auf beiden Seiten des Schleifenelements angebracht und am ganzen Schleifenelement (4) und dessen beider Kanten entlang aneinander zusammengefügt (7a, 7b) werden.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifenelement (4) dadurch hergestellt wird, daß eine Metallfolie (2) zwischen zwei Deckfolien (1, 3) gelegt und gemeinsam in gewünschte Konfiguration ausgestanzt wird.
6) Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Materialschichten (5,6) durch Schweißen (7a, 7b) zusammengefügt werden.
7) Verfahren naxh Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Materialschichten (5, 6) durch Kleben zusammengefügt werden.
8) Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Materialschichten (5,6) mit Hilfe von Säumen zusammengefügt werden.
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 4 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden flexiblen Materialschichten (5, 6) kontinuierlich (7a, 7b) wesentlich parallel zu den Kanten des Schleifenelements (4, 4') zusammengefügt werden.