EP1705957B1

EP1705957B1 - Elektrischer Heizleiter

Info

Publication number: EP1705957B1
Application number: EP20050006168
Authority: EP
Inventors: Reiner Berger
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: WET Automotive Systems AG
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-03-21
Also published as: EP1705957A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizleiter, insbesondere für eine Sitzheizung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
Ein aus der japanischen Patentanmeldung 2000077172 A bekannter elektrischer Heizleiter umfasst einen Innenstrang aus Glasfaser, um den ein Widerstandsdraht mit einem speziellen Widerstandstemperaturkoeffizienten gewickelt ist. Diese Anordnung wird von einer Isolierschicht aus Silikon abgedeckt. Mittels dieses Aufbaus soll eine Verbesserung des Temperaturanstiegs und ein geringerer Energieverbrauch erreicht werden.
Wenn ein solches Heizelement beispielsweise in einer Sitzheizung verwendet werden würde, wäre es zahlreichen Wechselbelastungen ausgesetzt, die zu einem Bruch des Außenstranges und somit zu einem Versagen des Heizelements führen können. An der auftretenden Bruchstelle kann es zu einer Funkenentstehung kommen, die zu einer Beschädigung des umgebenden Materials führen kann. Die Isolierschicht fixiert die Außenstränge auf dem Innenstrang, so dass sich die Außenstränge bei einer Biegung des Heizelements nicht bewegen können und somit einer erhöhten Zugkraft ausgesetzt werden, die ebenfalls zu einer Beschädigung führen kann. Schließlich ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Heizelements wegen der erforderlichen Außenisolierung aufwendig.
Aus der EP 1507 905 B1 ist ein elektrischer Heizleiter bekannt, der einen Innenstrang aus drei verdrehten Filamentgarnen aus Edelstahlfasern umfasst. Um den Innenstrang ist ein Außenstrang gewickelt, der von einem Kern und einer Außenschicht gebildet wird, die aus Kupfer besteht. Die Außenschicht steht in elektrischem Kontakt mit dem Innenstrang und hat einen niedrigeren spezifischen Widerstand als die Edelstahlfasern. Die US 2005/0040158 A1 beschreibt einen Heizleiter mit einem Innenstrang aus Polyamid um den ein metallischer Leiter mit einer Vielzahl von Leitersträngen gewickelt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln einen elektrischen Heizleiter mit hoher Zuverlässigkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Heizleiter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch den Innenstrang des erfindungsgemäßen Heizleiters wird eine hohe mechanische Stabilität gewährleistet. Der Außenstrang sorgt für eine gute elektrische Leitfähigkeit. Der nur gering leitfähige Innenstrang kann im Falle eines Versagens des Außenstranges zumindest eine beschränkte Funktionsfähigkeit des Heizleiters aufrechterhalten. Darüber hinaus wird ein Auftreten von Funken an einer möglicherweise auftretenden Bruchstelle ausgeschlossen. Durch die abschnittsweise Isolierung kann sowohl die Temperaturverteilung gesteuert als auch eine Abnutzung an besonders beanspruchten Stellen verhindert werden.
Der Innenstrang ist vorzugsweise aus Edelstahl und der Außenstrang aus Kupfer gebildet.
Der Innenstrang und/oder der Außenstrang können aus einem oder mehreren Filamenten gebildet sein. Wenn sie aus mehreren Filamenten gebildet sind, ist es bevorzugt, diese wenigstens abschnittsweise gegeneinander zu isolieren.
Die Einzelisolierung der Filamente gegeneinander erhöht die Sicherheit gegen Funkenbildung, da sich die elektrischen Ströme nicht punktuell durch eine Verengung an einer Bruchstelle zwängen müssen, sondern die verbleibenden Leiterfilamente über ihre gesamte Länge gleichmäßig und mit einem geringeren Strom beaufschlagt werden.
Die Isolierung kann von einem Lack, insbesondere einem Polyurethanlack, oder von einer Lackschicht gebildet werden.
Eine ausreichende elektrische Verbindung zwischen dem Innenstrang und dem Außenstrang wird ermöglicht, wenn diese wenigstens an ihren Enden miteinander in Kontakt stehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Fig. 1 erläutert, die schematisch einen erfindungsgemäßen elektrischen Heizleiter zeigt.
Der Heizleiter 10 umfasst einen Innenstrang 12, der aus mehreren Einzelfasern 13 aus Edelstahl besteht. Um den Innenstrang 12 sind zwei Außenstränge 14, 16 gegenläufig spiralförmig gewunden. Die Außenstränge 14, 16 bestehen jeweils aus Kupferfilamenten, die mit einer Lackschicht beschichtet sind (ICU-Wire-Filamente). Die Außenstränge 14, 16 sind lose um den Innenstrang 12 gewunden, damit sich die Einzelfilamente der Außenstränge 14, 16 etwas um den Innenstrang 12 bewegen können. Die Enden des Innenstrangs 12 und der Außenstränge 14, 16 sind miteinander kontaktiert (nicht gezeigt). Da die Außenstränge 14, 16 aus Kupfer gebildet sind, haben sie eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit, als der aus Edelstahl gebildete Innenstrang 12. Der Innenstrang 12 hat dahingegen eine wesentlich höhere Zugfestigkeit und Biegewechselfestigkeit, als die Außenstränge 14, 16. Der Innenstrang 12 kann somit höhere Kräfte aufnehmen, während die Außenstränge 14, 16 für den Heizeffekt zuständig sind. Der Heizleiter 10 weist deshalb insgesamt eine hohe Dauerfestigkeit auf und ist auch bei einem Bruch eines oder mehrerer Außenstränge 14, 16 funktionsfähig, da der Stromfluss über den schlecht leitfähigen Innenstrang 12 aufrechterhalten werden kann.

Claims

Elektrischer Heizleiter mit wenigstens einem Innenstrang (12) und wenigstens einem elektrisch leitfähigen Außenstrang (14, 16), der um den Innenstrang (12) gewunden ist, wobei
- der Innenstrang (12) elektrisch leitfähig ist, wobei er eine geringere spezifische Leitfähigkeit aufweist als der Außenstrang (14, 16), und

- der Innenstrang (12) aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Zugfestigkeit und/oder höhere Biegewechselfestigkeit aufweist als das Material aus dem der Außenstrang (14, 16) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstrang (12) gegenüber dem Außenstrang (14, 16) wenigstens abschnittsweise isoliert ist.
Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstrang (12) aus Stahl, vorzugsweise Edelstahl, und der Außenstrang (14, 16) aus Kupfer gebildet ist.
Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstrang (12) und/oder der Außenstrang (14, 16) aus einem Filament gebildet ist.
Heizleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstrang (12) und/oder der Außenstrang (14, 16) aus mehreren Filamenten gebildet ist.
Heizleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Filamente des Innenstrangs (12) und/oder des Außenstrangs (14, 16) wenigstens abschnittsweise gegeneinander isoliert sind.
Heizleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung von einem Lack, insbesondere einem Polyurethanlack, oder von einer Oxidschicht gebildet ist.
Heizleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstrang (12) und der Außenstrang (14, 16) wenigstens an ihren Enden miteinander in Kontakt stehen.