EP2839717A2 - Elektrische heizvorrichtung, bauelement sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Elektrische heizvorrichtung, bauelement sowie verfahren zu deren herstellung

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EP2839717A2
EP2839717A2 EP13719273.8A EP13719273A EP2839717A2 EP 2839717 A2 EP2839717 A2 EP 2839717A2 EP 13719273 A EP13719273 A EP 13719273A EP 2839717 A2 EP2839717 A2 EP 2839717A2
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EP
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electrically conductive
conductive component
heating
layer
component
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EP13719273.8A
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Vasily Ploshikhin
Andrey Prihodovsky
Walter Schütz
Stefan Forero
Alexander Ilin
Helmut Bleier
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FUTURECARBON GmbH
Original Assignee
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Universitat Bremen (BCCMS)
FUTURECARBON GmbH
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Publication date
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • Y10T29/49082—Resistor making
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Definitions

  • the present invention initially relates to an electric heater.
  • the present invention relates to a component with an electrical
  • Heating device and a method for producing an electrical
  • Heating device and / or a component Heating device and / or a component.
  • polyester films are usually coated with carbon pastes by standard printing techniques, and Cu contact sheets are spaced a certain distance along the surface
  • the flexible material can be purchased partly as a roll product.
  • Heating foils are relatively simple to produce, but the limitation to rectangular areas and the difficulty of heating complex curved surfaces have a disadvantageous effect.
  • Heating wires are normally laid meander-shaped, so that they fill the surface to be heated. This results in the possibility of any
  • Heating wires serially so in a kind of series connection this means complete failure of the heating system in case of damage such as breakage of the heating wire.
  • this type of current flow results in a considerable restriction of the geometries that can be realized with the heating system. The length of the current path must be kept constant over the entire heating surface of the heating system, since otherwise
  • the present invention has for its object to provide an electrical
  • a basic feature of the present invention is that a thermal spraying process is used to produce and place at least one electrically conductive component on the heating layer.
  • Another basic feature of the present invention is in particular an electric heating system with current flow perpendicular to the layer plane and / or current flow in the direction of the layer plane, which consists of at least one heating layer and at least one, for example by arc spraying, electrically conductive component, such as a contacting layer , as well as an automatable method for its production.
  • the contacting of the heating layer is effected by at least one, for example nationwide, electrically conductive component, for example a
  • the heating system according to the invention can be produced on an arbitrarily shaped, complex three-dimensional, for example, curved, surface.
  • the heating system according to the invention has a, compared with existing
  • Temperature distribution of the heating system according to the invention is very homogeneous over the entire heating surface. Furthermore, a corresponding manufacturing method for such a heating system is specified, which is characterized in particular
  • an electrical heating device comprising at least one first electrically conductive component, at least one heating layer and at least one second electrically conductive component, wherein the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component are produced by means of a thermal spraying method and / or are arranged on the heating layer.
  • the term arranging here also includes that the conductive component (s) are applied to the heating layer, or be connected to this.
  • This aspect of the invention relates in particular to the combination of thermal spraying and the heating layer.
  • the thermal spraying is in particular a
  • Component surface is not melted and thermally stressed only to a very limited extent.
  • an electrical heating device comprising at least a first electrically conductive component, at least one heating layer and at least one second electrically conductive component, wherein the electrically conductive
  • Components and the heating layer are arranged in relation to each other in such a way that a current flow perpendicular to the plane of the heating layer and / or in the direction of the plane of the heating layer is realized or realized.
  • various directions of the current flow are provided. In principle, this can take place in the direction of the plane of the heating layer, ie parallel to the plane of the heating layer. Or he takes place perpendicular to this.
  • the electrically conductive components for example corresponding electrodes, lie in the simplest embodiment at the edges, that is to say the edges, of the heating layer.
  • the heating layer is in particular a heatable coating.
  • strip-shaped electrically conductive components can be mounted anywhere within the heating layer. In the case of the vertical
  • the electrically conductive components such as the electrodes, under the entire surface below and be provided above the heating layer, so that the electrically conductive components need only overcome the predetermined by the thickness of the heating layer route.
  • an electric heater is provided.
  • This is a device by means of which components which are in contact with the heating device can be heated.
  • the heating device is designed as an electric heater.
  • the heating device is operated electrically, wherein in particular due to a current flow heat is generated.
  • a first and a second electrically conductive component are provided, via which this current flow is realized.
  • the electrically conductive components may, for example, be metallic, for example as metal layers,
  • a heating layer is provided.
  • the invention is not limited to specific embodiments of the electrically conductive components and the heating layer. Some preferred but not exclusive embodiments will be described in more detail below.
  • Components and the heating layer are arranged in a special way. These are according to the invention arranged in relation to each other such that a current flow perpendicular to the plane of the heating layer and / or in the direction of the plane
  • Heating layer is realized or feasible. This means that a kind
  • the first electrically conductive component is preferably an electrically conductive contacting layer and / or an electrically conductive, in particular
  • the electric conductive component may be formed as a metal layer. If the component is designed as a contacting layer, this can, for example, on a
  • Substrate element are applied, as described in particular in connection with the component according to the invention.
  • the component itself may be formed as such a substrate element.
  • a substrate element is, in particular, a carrier element which is suitable for carrying an electrical heating device. Basically, such is one
  • Substrate element not limited to certain sizes and / or shapes.
  • the second electrically conductive component may be formed as an electrically conductive contacting layer.
  • such an electrically conductive contacting layer can be formed in one or more layers. It is only important that the contacting layer is electrically conductive.
  • One way to selectively reduce mechanical stresses (in particular those that occur due to the different coefficients of thermal expansion during manufacture or operation) between the functional layers of the heating device and thus increase the life of the heating system is the, for example, metallic, contact layers
  • the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component can be formed across the surface. Full coverage means, in particular, that the contact elements cover or cover at least a partial area of the heating surface.
  • the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component may be formed in the form of an electrically conductive contacting pattern.
  • the invention is not limited to specific types and types of patterns. For example, a strip-shaped pattern can be realized.
  • the contacting layers can be produced as a kind of pattern, for example meander-like or formed. This will increase the flexibility of the
  • the functional layers are then in particular the heating layer and the two electrically conductive contacting layers.
  • the electrical current may, for example, flow parallel to the plane of the heating layer between the metal contacts.
  • the metal contacts may, for example, have contact patterns in the form of a comb structure. Electricity flows here between the bridges.
  • a simple variant provides two parallel contacts.
  • ring-shaped contacts may be provided.
  • electrically conductive components, such as contacting layers may be formed as rigid or flexible curved / curved surfaces. Also floating contacts are possible.
  • the contacts are parallel. These do not have to be straight. Contacts can be placed under or over the heating layer. Any other geometric arrangement of the contacts requires a local layer thickness adjustment of the heating layer, which is quite possible in particular with modern printing methods.
  • At least one first and at least second electrically conductive component may be formed as an electrode, wherein the
  • Electrodes have different potential level.
  • a particular embodiment of the invention relates to coatings with current flow parallel to the layer plane, that is in the direction of the layer plane.
  • no full-area electrodes are applied, for example injection-molded, but electrode patterns, for example electrode strips.
  • a rectangular surface can be equipped by contacting opposite edges. More complicated surfaces, for example curved in one or two directions with straight or curved edges, can be equipped with optimized electrodes.
  • Electrodes can be determined by experiments and / or by simulations. As described above, further, for example ring-shaped electrodes can be inserted into this arrangement. Another possible solution can be realized by two or more electrodes in regular, for example, comb-like geometries. In each of the aforementioned cases, the current flows within the layer plane, ie parallel to it, from one electrode to the other.
  • At least one first electrically conductive component and / or at least one second electrically conductive component may be designed such that different temperature ranges and / or heating zones in the heating layer can be realized or realized.
  • An advantage that results from this embodiment is that the arrangement of the conductive components of the heating current flow can be influenced in such a way that different temperature ranges
  • the heating layer may be at least partially formed as a carbon-based heating layer, in particular as a heating layer based on carbon nanomaterial or carbon micromaterial, for example in US Pat Form of a coating or impregnation. It is also conceivable that a kind of composition of carbon materials with carbon nanomaterials is used. Depending on the configuration, such heating layers consist in particular of a corresponding binder matrix and a carbon formulation tailored to the respective application. Due to the excellent conductivity high heat outputs can be realized with safe low voltage, in addition, a uniform heat radiation without so-called hot spots can be realized. For example, can
  • the heating layer is formed as a doped with carbon material plastic, for example, as a doped with carbon nanoparticles polymer.
  • first electrically conductive component, the heating layer and the second electrically conductive component may be sandwiched.
  • Conductive components formed as conductive contacting layers then serve as area-wide contacting of the heating layer. The so produced
  • Sandwich-shaped heating in which a current flow is ensured across the component surface, is characterized in particular by the fact that it can be generated on any surface geometry and topology, including on three-dimensional structures. This makes it possible to homogeneously heat even complex-formed components and structures.
  • the first electrically conductive component, the heating layer and the second electrically conductive component can preferably be connected to one another such that a current flow perpendicular to the coating plane of the heating device, in particular the heating layer, can be realized or realized and / or the first electrically conductive component is the heating layer and the second electrically conductive
  • Component are connected to each other such that the electrically conductive components are provided on the sides of the heating layer. In this case, the current flow takes place in the direction of the plane of the heating layer.
  • the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component can be structured graded.
  • the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component can be structured graded.
  • the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component can preferably be applied to the heating layer by means of an application method, in particular by means of an arc spraying method
  • Arc spraying is a thermal spraying process.
  • thermal spraying is a thermal spraying process.
  • Arc spraying also other thermal spraying used.
  • first and / or second conductive component such as the first and / or second contacting layer
  • the component according to the invention that is, the heating system according to the invention
  • Heating devices and / or the substrate element of the device according to the invention or substrates on which the heating layer or the substrate element is based) generate.
  • arc spraying in particular electrically conductive
  • Spray materials continuously at a certain angle to each other fed. An arc burns between the spray materials after ignition and melts the spray material.
  • the arc spraying is characterized in that two wires within the so-called spray burner by means of an arc (which can be generated in particular by applying an electric current) are melted.
  • the molten particles formed in this way are accelerated by a carrier gas flow and, after the flight phase, strike the substrate surface to be coated, where the metallic layer is formed by the solidification of the particles.
  • the adhesion mechanism can be based largely on a mechanical clamping, but partly also on a partial welding of the substrate surface and the layer-forming metal particles.
  • the temperature of the molten particles depends in each case on the melting temperature of the material used during thermal spraying (in particular electric arc spraying) and on spraying (i.e., spray material) and on the process parameters used, and has a direct influence on the
  • the process parameters are set such that a
  • Heating layer of the heating devices according to the invention and / or the
  • the process parameters are adjusted such that the temperature load of the substrate remains minimal, in particular that the temperature of the substrate during the thermal spraying (in particular the arc spraying) a maximum of 200 ° C (such as ⁇ 195 ° C, ⁇ 190 ° C, ⁇ 185 ° C, ⁇ 180 ° C, ⁇ 175 ° C, ⁇ 170 ° C, ⁇ 165 ° C, ⁇ 160 ° C, ⁇ 155 ° C, - ⁇ 150 ° C).
  • Temperature stress of the substrate may have the strength of the electrical Stream (by means of which the arc is generated), the pressure of the carrier gas, the speed of travel (that is, the speed with which is moved during the thermal spraying of the spray gun relative to the substrate or the substrate relative to the spray gun) and the spray distance (ie the distance between the spray nozzle of the spray gun to the next point of
  • a low current intensity for example 30-100 A, such as 30-95 A, 30-90 A, 30-80 A, 35-75 A, 40-70 A, 45-70 A
  • an average carrier gas pressure for example, 1, 0 - 3.0 bar, such as 1, 1 - 2,9 bar, 1, 2 - 2,8 bar, 1, 3 - 2,7 bar, 1, 4 - 2,6 bar, 1, 5 to 2.5 bar
  • a high speed of passage for example> 450 mm / s, such as> 460 mm / s,> 470 mm / s,> 480 mm / s,> 490 mm / s,> 500 mm / s, > 510 mm / s,> 520 mm / s,> 530 mm / s,> 540 mm / s,> 550 mm / s,> 560 mm / s,> 570
  • the layer morphology and properties of the on the substrate in particular the heating layer of the heating devices according to the invention and / or the
  • Nozzle geometries of the spray burner can be influenced.
  • Nozzle geometries also allow the use of a so-called
  • Thermal expansion coefficients occur during manufacture or during operation) between the functional layers of the heating devices according to the invention and / or the component according to the invention and thus reduce the life of the heating devices according to the invention and / or of the invention
  • Arc spraying consists in the ability to combine two different spray materials and thus to produce so-called pseudo alloys.
  • multi-layered layers such as the first and / or second conductive component, in particular the first and / or second contacting layer, the heating devices according to the invention and / or the component according to the invention
  • the heating devices according to the invention and / or the component according to the invention can thus a smooth transition of the properties between the individual materials (such for example between the substrate element and the first conductive component and / or between the first and / or second conductive component and the heating layer).
  • the first layer is a layer of zinc. This has the function to reduce occurring mechanical stresses.
  • the second layer consists of a so-called pseudo alloy of zinc and copper. This is generated (that is, manufactured and / or arranged) by the fact that during thermal spraying various spray materials (for example, a wire made of a metal or an alloy and another wire of another metal or alloy). For example, a zinc wire and copper wire may be used simultaneously to produce a pseudo alloy layer of zinc and copper.
  • various spray materials for example, a wire made of a metal or an alloy and another wire of another metal or alloy.
  • a zinc wire and copper wire may be used simultaneously to produce a pseudo alloy layer of zinc and copper.
  • Multilayer system a copper layer is generated. As a result, a good electrical contact can be ensured. It is of course also possible to build in this way multilayer systems consisting of three or more spray materials (for example, a multi-layer system of one layer Zn, Sn and Cu).
  • all conductive materials in particular those which may be present in wire form, such as corresponding metals (for example copper, zinc, tin, aluminum, silver) are suitable as spray materials which can be used in the thermal spraying process (in particular the arc spraying process) ) or corresponding alloys (for example brass).
  • corresponding metals for example copper, zinc, tin, aluminum, silver
  • corresponding alloys for example brass
  • Materials that have high electrical conductivity such as copper, brass, aluminum or silver.
  • the layer thicknesses of the layers produced by thermal spraying ie, produced and / or arranged (such as, for example, the first and / or second conductive component, in particular the first and / or second
  • Contacting layer, the heating devices according to the invention and / or the component according to the invention) are in the range of 0.05 - 0.5 mm. Depending on
  • Component according to the invention (that is, the heating system according to the invention) can be influenced thereby also the flexibility of the overall system.
  • Suitable substrates for thermal spraying are both electrically conductive and electrically insulating materials.
  • Electrically conductive materials can be, for example, steel, aluminum or copper.
  • thermoplastic or thermosetting polymers or ceramic materials can be used.
  • thermoplastic polymers such as polypropylene (PP), expanded polypropylene (EPP), polystyrene (PS), expanded polystyrene (EPS)
  • PP polypropylene
  • EPP expanded polypropylene
  • PS polystyrene
  • EPS expanded polystyrene
  • This particle temperature is advantageously always less than or equal to
  • the procedure for coating such temperature-sensitive substrates consists in the production of a first metallic layer of a spray material having a melting temperature, the maximum of 300 ° C (for example, a maximum of 290 ° C, a maximum of 280 ° C, a maximum of 270 ° C, a maximum of 260 ° C. , maximum 250 ° C, maximum 240 ° C, maximum 230 ° C, maximum 220 ° C, maximum 210 ° C, maximum 200 ° C) above the temperature load of the substrate (eg zinc, melting temperature: 419.5 ° C).
  • This first layer serves to protect the substrate material from a further influence of temperature.
  • a layer of any desired metallic spray material for example copper;
  • Multilayer systems as described above, build.
  • the construction of the heating device according to the invention in particular with superimposed functional layers in the form of contacting layers and a heating layer different variants are possible, for example, a flexible film-based heating system, a direct structure of the heating system on non-electrically conductive structures with complex
  • Three-dimensional geometries, or a direct structure of the heating system on electrically conductive structures with complex three-dimensional geometries are possible.
  • the present invention relates to the combination of thermally sprayed contacts and a heatable coating.
  • An embodiment of the invention relates to the flow of current perpendicular to the layer plane.
  • a component comprising at least one electrical according to the invention as described above
  • Heating device so that reference is made in this respect to the above statements to the heater and incorporated by reference. Furthermore, a substrate element is provided, on which the heating device is arranged.
  • the substrate element may be formed as a three-dimensional structure.
  • three-dimensional structures even complicatedly constructed three-dimensional structures, can be heated.
  • the structure of the heating device according to the invention can be carried out on a substrate element in the form of a film-like carrier material.
  • the advantage of this design is that in this way a flexible heating system can be generated, which can be adapted to the particular application individually.
  • substrate films in this variant especially polymer films into consideration.
  • a metallic foil as a carrier material.
  • the structure of a first contacting layer is eliminated, since the electrically conductive substrate itself can act as a full-area contact.
  • this embodiment of the heating device according to the invention consists of
  • the heating system can be produced on the one hand in any arbitrarily shaped surface
  • the heating system according to the invention in this embodiment can also be produced as a roll, which can be brought into the desired shape by cutting. Due to the flexibility of the heating system thus two-dimensionally curved structures can be heated.
  • the heating device according to the invention is constructed directly on a solid, nonconductive support structure, for example a plastic component.
  • a solid, nonconductive support structure for example a plastic component.
  • the first electrically conductive component of the heating device may be formed as a substrate element of the component.
  • Embodiment results, for example, by the use of electrically conductive structures or components as a carrier for the invention
  • Producing an electrical heating device and / or for producing a component which is characterized by the following steps:
  • a) a first electrically conductive component is manufactured or provided; b) a heating layer is arranged on the first electrically conductive component;
  • the heating layer is disposed on the second electrically conductive component; e) the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component are produced by means of a thermal spraying process and / or arranged on the heating layer, and / or the electrically conductive components and the heating layer are arranged in relation to each other such that a current flow perpendicular to the plane of the heating layer and / or towards the plane of the
  • Heating layer is realized or is feasible.
  • this condition
  • Heating device and / or for producing a component which is characterized by the following steps: a) providing or providing a first electrically conductive component; b) disposing a heating layer on the first electrically conductive component; c) preparing or providing a second electrically conductive component; d) arranging the second electrically conductive component at the heating layer, wherein the first electrically conductive component and / or the second electrically conductive component are produced and / or arranged on the heating layer by means of a thermal spraying method, and / or the electrically conductive components and the heating layer are arranged in relation to one another such that a current flow perpendicular to the plane of the heating layer and / or in the direction of the plane of the heating layer is realized or can be realized.
  • the method is preferably designed for producing an electric heater according to the invention as described above and / or for producing a component according to the invention as described above, so that reference is made in full and to the relevant statements above.
  • the first electrically conductive component can be applied to a substrate element, in particular by means of a coating method, preferably by means of a thermal spraying method, such as an arc spraying method, in particular an arc spraying method, as described above for the
  • a contacting layer for example a metal layer
  • the substrate element itself, to which the heating device is applied as electrically conductive
  • the heating layer here a layer which can be heated by electric current, may be applied to the first electrically conductive layer by means of an application method
  • Component are applied, in particular by means of a spraying method, a roll method or a doctor blade method.
  • the second electrically conductive component is applied to the heating layer by means of an application method, in particular by means of a thermal spraying method, such as an arc spraying method, in particular an arc spraying method, as described above for the Heating devices of the first and second aspects according to the invention has been described.
  • Contacting can be applied at room temperature. Many other electrical contacts are not suitable for high temperatures (e.g., 500 ° C) because they are glued on, for example, and the adhesive used is not
  • Room temperature are applied.
  • the method is of particular interest for high temperature applications where contacts can no longer be adhered or burn-in of conductive pastes at 600-900 ° C is not feasible.
  • it is possible to apply high temperature contacts at room temperature, which is a considerable advantage. Good adhesion exists throughout the temperature range.
  • an inventive invention as described above
  • the electric heater according to the present invention and / or the component according to the present invention and / or the manufacturing method according to the present invention can be used in many fields of application. Examples include the following applications:
  • Figure 2 shows a homogeneous heating of any shape through the
  • FIG. 3 shows a flexible foil-based heating device
  • Figure 4 shows a heater for non-electrically conductive
  • FIG. 5 shows a heating device for electrically conductive substrate elements with complex geometries
  • FIG. 6 shows various patterns of electrically conductive
  • Figure 7 shows an embodiment of the two-sided contacting a
  • Figure 8 shows the targeted stress relief by multilayer systems
  • Substrate element 11 has. Furthermore, the component has an electrical heating device 20.
  • the electrical heating device 20 has a first conductive component 21 in the form of a contacting layer, a heating layer 22, and a second conductive component 23 in the form of a contacting layer.
  • the heating device 20 according to the invention is over a series of
  • this metallic contacting layer is the method of so-called arc spraying, which belongs to the group of thermal
  • Component 23 for example, a metallic contacting layer 23, applied to the heating layer 22.
  • the method steps are shown in FIG.
  • the contact layers produced serve as blanket contacting of the heating layer 22.
  • the sandwich-type heating produced in this way in which a current flow is ensured transversely to the component surface, is characterized by the fact that it can be applied to any surface geometry and topology, including three-dimensional
  • Exemplary Embodiment 1 Flexible, Film-based Heating System
  • Heating device on a film-like substrate element 11 as a carrier material.
  • the advantage of this design is that in this way a flexible heating system can be generated, which can be adapted to the particular application individually.
  • substrate films in this variant especially polymer films into consideration.
  • a metallic foil as a carrier material. In this case, the first one does not apply
  • Process step ie the structure of the first electrically conductive component, since the electrically conductive substrate itself can act as a full-surface contact. On the substrate element 11 are then successively the first conductive
  • the advantage over conventional heating foils is that the component 10 can be produced as a heating system on the one hand in any arbitrarily shaped surface; On the other hand, the heating system according to the invention can also be produced in this embodiment as a roll, which by
  • Exemplary Embodiment 2 Direct Construction of the Heating System on Non-electrically Conductive Structures with Complex Three-Dimensional Geometries
  • the heating device 20 is mounted directly on a solid, nonconductive support structure which supports the
  • Substrate element 11 is, for example, a plastic component constructed.
  • the structure is analogous to the exemplary embodiment in FIG. 3, ie a total of 3 layers are produced on the substrate element 11 as a carrier structure.
  • the component 10 which may be a heating system
  • the component 10 can be produced directly on complex three-dimensionally shaped structures or components. This allows a very high adaptability to a variety of applications and represents a significant advantage over all heating systems available on the market.
  • Embodiment 3 Direct construction of the heating system on electrically conductive structures with complex three-dimensional geometries
  • a further exemplary embodiment, which is shown in FIG. 5, results from the use of electrically conductive structures or components as the substrate element 11 for the heating device 20 according to the invention.
  • the substrate element 1 itself as an electrically conductive component 21
  • Electricity input or contacting in the heating layer 22 to use This significantly reduces the production costs, since only one electrically conductive component 23 has to be produced.
  • the direct contact of the heater in the embodiments according to Figures 4 and 5 with the component to be heated allows optimal
  • the electrically conductive components for example the metallic contacting layers
  • the electrically conductive components can be produced as a kind of pattern, for example meandering.
  • FIG. As a result, the flexibility of the heating device according to the invention is increased. Furthermore you can Any differences in the thermal expansion coefficients are compensated by this contacting and resulting mechanical stresses between the functional layers can be reduced or avoided. Another advantage that results from this design is that through the
  • Arrangement of the contact surfaces of the heating current flow can be influenced such that different temperature ranges or heating zones can be realized in the area to be heated.
  • the properties, for example pore size, number of pores, of the resulting metallic layer are set in such a way that mechanical stresses can be compensated by a specific selection of the process parameters during thermal spraying of the contact layers.
  • Another way to selectively reduce mechanical stresses between the functional layers and thus increase the life of the heating system is to build up the metallic contact layers as a multilayer system of different materials.
  • FIGS. 9 to 12 show electrical heating devices with different contact geometries.
  • the current always flows parallel to the plane of the heating surface 22 between the electrically conductive components 21, 23 in the form of metal contacts, to which a potential difference P1-P2 is applied.
  • FIG. 9 shows a comb structure.
  • the electricity flows between the bars.
  • Such an embodiment is suitable for example for large areas, floor, wall, mold, machine / tool.
  • the heating layer also over the web ends out to the
  • corresponding conductive component which is for example a counter electrode
  • electrically conductive components which are for example electrodes
  • FIG. 10 shows a simple variant with two parallel contacts. Such a design is suitable for small to medium-sized areas, automotive, aerospace, mold, machine / tool.
  • Figure 11 shows a variant with ring-shaped contacts.
  • the current flows between the two ring electrodes.
  • This embodiment is suitable for example for vessels, machine / tool. However, there does not have to be a ring. It can also be used a full circle.
  • FIG. 12 shows a variant with rigid or flexible curved / arched surfaces, such as metal sheets, foils, textiles and the like.
  • This embodiment is suitable, for example, for applications which are described in connection with FIGS. 9 to 13. If one thinks of this embodiment further, one can imagine, for example, also at both ends or longitudinally contacted tube, such as by rolling.
  • FIG. 13 shows a variant with "floating" contacts for potential distribution in more complicated areas. Such a configuration is for example for floors in vehicles, such as rail vehicles, shipping, and the like, can be used. In the embodiment shown in Figure 13 may be connected to the
  • contacts inside tubes, vessels, hoses of any size can also be realized.
  • a requirement for a uniform thickness of the heating layer is that the contacts are parallel. These do not have to be straight. Contacts can be placed under or over the heating layer. Any other geometric arrangement of the contacts requires a local layer thickness adjustment of the heating layer, which is quite possible with modern printing methods.

Abstract

Es wird eine elektrische Heizvorrichtung (20) beschrieben, aufweisend wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente (21), wenigstens eine Heizschicht (22) sowie wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente (23). Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht (22) angeordnet ist/sind. Alternativ oder zusätzlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die elektrisch leitfähigen Komponenten (21, 23) und die Heizschicht (22) derart in Bezug zueinander angeordnet sind, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht (22) und/oder in Richtung der Ebene der Heizschicht (22) realisiert oder realisierbar ist. Zur Erzeugung eines Bauteils (10) kann eine solche Heizvorrichtung (20) bevorzugt an einem Substratelement (11) angeordnet werden. Weiterhin wird ein geeignetes Herstellungsverfahren beschrieben.

Description

Beschreibung
Elektrische Heizvorrichtung, Bauelement sowie Verfahren zu deren Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine elektrische Heizvorrichtung.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Bauteil mit einer elektrischen
Heizvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen
Heizvorrichtung und/oder eines Bauteils.
Gegenwärtig findet sich auf dem Markt eine ganze Reihe von Herstellern und
Anbietern von Heiztechnologien für flächige Anwendungen. Die Anwendungsgebiete von elektrischen Flächenheizungen sind sehr vielfältig und erstrecken sich unter anderem über die Industriebereiche Automotive-, Medizin- und Elektrotechnik. Auch im Bereich der Haustechnik werden Flächenheizungen, beispielsweise als Wandoder Fußbodenheizung, eingesetzt.
In der Regel handelt es sich bei den derzeit standardmäßig eingesetzten
Heizsystemen um verlegbare Heizfolien oder Heizdrähte. Im ersten Fall werden üblicherweise Polyesterfolien über Standarddruckverfahren mit Kohlenstoffpasten beschichtet, Cu-Kontakt-Bahnen in einem bestimmten Abstand entlang der
Folienbahnen aufgewalzt und das Ganze einlaminiert. Das flexible Material kann zum Teil als Rollenware bezogen werden. Heizfolien sind verhältnismäßig einfach in der Herstellung, die Beschränkung auf rechteckige Flächen und die Schwierigkeit, komplex gewölbte Flächen beheizen zu können, wirken sich jedoch nachteilig aus.
Heizdrähte werden im Normalfall mäanderförmig verlegt, so dass sie die zu beheizende Fläche ausfüllen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, beliebige
Flächen, auch komplex gewölbte/geformte, durch geschickte Verlegung des Drahtes verhältnismäßig homogen beheizen zu können. Ein Nachteil ist, dass jede neue Flächengeometrie ein gesondertes Design erfordert. Der große Nachteil der genannten Verfahren liegt in der Art des Stromflusses begründet. Sowohl bei Heizfolien als auch bei auf Heizdrähten basierenden
Systemen erfolgt der Stromfluss durch die Heizschicht beziehungsweise die
Heizdrähte seriell also in einer Art Reihenschaltung. Bei einem auf einem Heizdraht basierenden Heizsystem bedeutet dies den Komplettausfall des Heizsystems im Fall einer Beschädigung, etwa Bruch, des Heizdrahts. Bei Heizfolien ergibt sich durch diese Art des Stromflusses eine erhebliche Einschränkung der mit dem Heizsystem realisierbaren Geometrien. Die Länge des Stromwegs muss über die gesamte Heizfläche des Heizsystems konstant gehalten werden, da sich ansonsten
Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung ergeben. Dies bedeutet, dass mit Heizfolien nur einfache Geometrien, in der Regel rechteckförmig, realisiert werden können, beziehungsweise die Realisierung von komplexeren Geometrien mit einem erheblichen Designaufwand verbunden ist. Weiterhin existieren folienartige Heizsysteme, bei denen der Stromfluss wie bei der vorliegenden Erfindung senkrecht zur Dicke der Heizschicht erfolgt, das Heizsystem also als eine Art Parallelschaltung ausgebildet ist. Diese Heizsysteme sind jedoch nur für die Anwendung auf wenig gekrümmten, zweidimensionalen Flächen geeignet. Bei den genannten bestehenden Heizsystemen besteht die Kontaktierung der Heizschicht aus dünnen Metallfolien.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische
Heizvorrichtung bereitzustellen, mit der die genannten Nachteile vermieden werden können. Weiterhin soll ein entsprechend verbessertes Herstellungsverfahren bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 2, das Bauteil mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14 sowie das Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 17.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem der genannten Erfindungsaspekte beschrieben sind, stets auch im Zusammenhang mit den jeweils anderen Erfindungsaspekten, so dass das zu einem Erfindungsaspekt Gesagte vollumfänglich auch im Zusammenhang mit den anderen Erfindungsaspekten gilt. Hinsichtlich der Offenbarung zu einem der Erfindungsaspekte wird somit vollinhaltlich auch auf die Offenbarung zu den anderen Erfindungsaspekten Bezug genommen und verwiesen.
Ein grundlegendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein thermisches Spritzverfahren verwendet wird, um wenigstens eine elektrisch leitfähige Komponente herzustellen und an der Heizschicht anzuordnen. Ein weiteres grundlegendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein elektrisches Heizsystem mit Stromfluss senkrecht zur Schichtebene und/oder mit Stromfluss in Richtung der Schichtebene, das aus mindestens einer Heizschicht und mindestens einer, beispielsweise durch Lichtbogenspritzen erzeugten, elektrisch leitfähigen Komponente, etwa einer Kontaktierungsschicht, besteht, sowie ein automatisierbares Verfahren zu dessen Herstellung.
Vor diesem Hintergrund wird durch die vorliegende Erfindung ein neuartiger Aufbau für ein elektrisches Heizsystem realisiert, welches sich insbesondere durch folgende Spezifikationen gegenüber bereits bestehenden elektrischen Heizsystemen auszeichnet und abgrenzt: Der Stromfluss erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Heizsystem insbesondere in einer Art Parallelschaltung, also senkrecht zu der
Fläche der Heizschicht, und/oder in Richtung der Ebene der Fläche der Heizschicht. Die Kontaktierung der Heizschicht erfolgt durch mindestens eine, beispielsweise flächendeckende, elektrisch leitfähige Komponente, beispielsweise eine
Kontaktierungsschicht, welche bevorzugt durch Lichtbogenspritzen erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Heizsystem kann auf einer beliebig geformten, komplex dreidimensionalen, beispielsweise gekrümmten, Oberfläche hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Heizsystem weist eine, im Vergleich mit bestehenden
Heizsystemen, hohe Unempfindlichkeit gegen Beschädigungen auf. Die
Temperaturverteilung des erfindungsgemäßen Heizsystems ist über die gesamte Heizfläche sehr homogen. Weiterhin wird ein entsprechendes Herstellungsverfahren für ein derartiges Heizsystem angegeben, das sich insbesondere dadurch
auszeichnet, dass es in einem hohen Maße automatisierbar ist. Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Heizvorrichtung bereitgestellt, aufweisend wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente, wenigstens eine Heizschicht sowie wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente, wobei die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht angeordnet sind.
Der Begriff Anordnen beinhaltet dabei auch, dass die leitfähige(n) Komponente(n) auf die Heizschicht aufgetragen werden, oder aber mit dieser verbunden werden.
Dieser Aspekt der Erfindung betrifft insbesondere die Kombination von thermischen Spritzen und der Heizschicht.
Beim thermischen Spritzen handelt es sich insbesondere um ein
Oberflächenbeschichtungsverfahren. Dabei werden insbesondere Zusatzwerkstoffe innerhalb oder außerhalb eines Spritzbrenners ab-, an- oder aufgeschmolzen. Die geschmolzenen Partikel werden beschleunigt und auf die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils aufgetragen, beispielsweise aufgeschleudert. Die
Bauteiloberfläche wird dabei nicht aufgeschmolzen und nur in sehr geringem Maße thermisch belastet.
Gemäß dem zweien Aspekt der Erfindung wird alternativ oder zusätzlich eine elektrische Heizvorrichtung bereitgestellt, aufweisend wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente, wenigstens eine Heizschicht sowie wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente, wobei die elektrisch leitfähigen
Komponenten und die Heizschicht derart in Bezug zueinander angeordnet sind, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht und/oder in Richtung der Ebene der Heizschicht realisiert oder realisierbar ist. Vorgesehen sind somit verschiedene Richtungen des Stromflusses. Grundsätzlich kann dieser in Richtung der Ebene der Heizschicht erfolgen, also parallel zur Ebene der Heizschicht. Oder aber er findet senkrecht zu dieser statt. Im ersten Fall liegen die elektrisch leitfähigen Komponenten, beispielsweise entsprechende Elektroden, in der einfachsten Ausführung an den Rändern, das heißt den Kanten, der Heizschicht. Bei der Heizschicht handelt es sich insbesondere um eine heizbare Beschichtung. Gegebenenfalls können aber auch streifenförmige elektrisch leitfähige Komponenten irgendwo innerhalb der Heizschicht angebracht sein. Im Fall des senkrechten
Stromflusses können die elektrisch leitfähigen Komponenten, beispielsweise die Elektroden, vollflächig unter- und oberhalb der Heizschicht vorgesehen sein, so dass die elektrisch leitfähigen Komponenten lediglich die durch die Dicke der Heizschicht vorgegebene Strecke überwinden müssen.
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Heizvorrichtung bereitgestellt. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung, mittels derer Bauteile, die mit der Heizvorrichtung in Kontakt stehen, beheizt werden können. Dabei ist die Heizvorrichtung als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet. Das bedeutet, dass die Heizvorrichtung elektrisch betrieben wird, wobei insbesondere aufgrund eines Stromflusses Wärme erzeugt wird. Dazu sind eine erste und eine zweite elektrisch leitfähige Komponente vorgesehen, über die dieser Stromfluss realisiert wird. Die elektrisch leitfähigen Komponenten können beispielsweise metallisch, etwa als Metallschichten,
ausgebildet sein. Weiterhin vorgesehen ist eine Heizschicht. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausführungsformen der elektrisch leitfähigen Komponenten sowie der Heizschicht beschränkt. Einige bevorzugte, jedoch nicht ausschließliche Ausführungsbeispiele werden im weiteren Verlauf näher beschrieben.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die elektrisch leitfähigen
Komponenten und die Heizschicht in besonderer Weise angeordnet sind. Diese sind erfindungsgemäß derart in Bezug zueinander angeordnet, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht und/oder in Richtung der Ebene der
Heizschicht realisiert oder realisierbar ist. Das bedeutet, dass eine Art
Parallelschaltung realisiert wird. Wie dies im Einzelnen geschehen kann, wird im weiteren Verlauf der Beschreibung anhand bevorzugter, jedoch nicht
ausschließlicher Beispiele näher erläutert.
Bevorzugt ist die erste elektrisch leitfähige Komponente als elektrisch leitfähige Kontaktierungsschicht und/oder als elektrisch leitfähiges, insbesondere
dreidimensionales Substratelement ausgebildet. Damit können auch beliebig dreidimensionale Strukturen beheizt werden. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Komponente als Metallschicht ausgebildet sein. Wenn die Komponente als Kontaktierungsschicht ausgebildet ist, kann diese beispielsweise auf einem
Substratelement aufgebracht werden, wie dies insbesondere im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil beschrieben ist. In anderer Ausgestaltung kann die Komponente selbst als ein solches Substratelement ausgebildet sein. Bei einem Substratelement handelt es sich insbesondere um ein Trägerelement, das geeignet ist, eine elektrische Heizvorrichtung zu tragen. Grundsätzlich ist ein solches
Substratelement nicht auf bestimmte Größen und/oder Formen beschränkt. In weiterer Ausgestaltung kann die zweite elektrisch leitfähige Komponente als elektrisch leitfähige Kontaktierungsschicht ausgebildet sein.
Beispielsweise kann eine solche elektrisch leitfähige Kontaktierungsschicht einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Wichtig ist lediglich, dass die Kontaktierungsschicht elektrisch leitend ist. Eine Möglichkeit, mechanische Spannungen (insbesondere diejenigen, die durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei der Herstellung oder im Betrieb auftreten) zwischen den funktionellen Schichten der Heizvorrichtung gezielt abzubauen und damit die Lebensdauer des Heizsystems zu erhöhen, ist es, die, beispielsweise metallischen, Kontaktschichten als
Mehrschichtsystem aus unterschiedlichen Werkstoffen aufzubauen. Durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe kann sowohl eine gute elektrische Kontaktierung als auch ein gezielter Spannungsabbau gewährleistet werden. Beispielhaft sei hier ein System aus den Werkstoffen Kupfer und Zink oder ein System aus den Werkstoffen Kupfer, Zinn und Zink genannt. Bevorzugt können die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente flächendeckend ausgebildet sein. Flächendeckend bedeutet dabei insbesondere, dass die Kontaktelemente zumindest eine Teilfläche der Heizfläche abdecken beziehungsweise bedecken. In weiterer Ausgestaltung kann die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente in Form eines elektrisch leitfähigen Kontaktierungsmusters ausgebildet sein. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Arten und Typen von Mustern beschränkt. Beispielsweise kann ein streifenförmiges Muster realisiert sein. In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung können die Kontaktierungsschichten als eine Art Muster, beispielsweise mäanderartig erzeugt werden oder ausgebildet sein. Hierdurch wird die Flexibilität des
erfindungsgemäßen Heizsystems erhöht. Weiterhin können eventuelle Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten durch diese Kontaktierung
ausgeglichen und daraus resultierende mechanische Spannungen zwischen den funktionellen Schichten vermindert oder vermieden werden. Bei den funktionellen Schichten handelt es sich dann insbesondere um die Heizschicht und die beiden elektrisch leitenden Kontaktierungsschichten.
Der elektrische Strom kann beispielsweise parallel zur Ebene der Heizschicht zwischen den Metallkontakten fließen. Die Metallkontakte können beispielsweise in Kontaktierungsmuster in Form einer Kammstruktur aufweisen. Strom fließt hier zwischen den Stegen. Eine einfache Variante sieht zwei parallele Kontakte vor. Auch können ringförmig angelegte Kontakte vorgesehen sein. Ebenso können elektrisch leitfähige Komponenten, beispielsweise Kontaktierungsschichten als starre oder flexible gewölbte/wölbbare Flächen ausgebildet sein. Auch schwebende Kontakte sind möglich.
Bei einer gleichmäßigen Dicke der Heizschicht ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontakte parallel sind. Diese müssen nicht gerade sein. Kontakte können unter oder über der Heizschicht angebracht werden. Jede andere geometrische Anordnung der Kontakte erfordert eine lokale Schichtdickenanpassung der Heizschicht, was aber insbesondere mit modernen Druckverfahren durchaus möglich ist.
In weiterer Ausgestaltung kann wenigstens eine erste und wenigstens zweite elektrisch leitfähige Komponente als Elektrode ausgebildet sein, wobei die
Elektroden unterschiedliches Potentialniveau aufweisen.
Eine besondere Ausführung der Erfindung bezieht sich auf Beschichtungen mit Stromfluss parallel zur Schichtebene, das heißt in Richtung der Schichtebene. Hierzu werden keine vollflächigen Elektroden aufgebracht, beispielsweise gespritzt, sondern Elektrodenmuster, beispielsweise Elektrodenstreifen. Beispielsweise kann eine rechteckige Fläche über Kontaktierung gegenüberliegender Kanten ausgestattet werden. Kompliziertere, beispielsweise in eine oder zwei Richtungen gekrümmte Flächen mit geraden oder gekrümmten Rändern, können mit optimierten Elektroden ausgestattet werden. Dabei ist man nicht auf zwei Elektroden beschränkt, es können vielmehr auch drei oder mehr Elektroden zum Einsatz kommen. Diese müssen im Betrieb auf mindestens zwei verschiedenen Potentialstufen liegen, beispielsweise kann eine positive Elektrode in der Mitte einer Fläche mit zwei negativen Elektroden an den Rändern der Fläche kombiniert werden. Es sind aber auch mehr als zwei Potentialstufen möglich, um beispielsweise in verschiedenen Teilen einer Fläche die spezifische Leistung unabhängig voneinander kontrollieren zu können. Optimale
Lage und Potentialniveaus für die Elektroden können durch Versuche und/oder durch Simulationen bestimmt werden. Wie weiter oben beschrieben können in diese Anordnung auch weitere, beispielsweise ringförmige Elektroden eingefügt werden. Eine weitere mögliche Lösung kann durch zwei oder mehrere Elektroden in regelmäßigen, beispielsweise kammartigen Geometrien realisiert werden. In jedem der vorgenannten Fälle fließt der Strom innerhalb der Schichtebene, also parallel dazu, von einer Elektrode zur anderen.
Die Ausführungen zu Substraten, Gradierung der Elektroden sowie der Aufbau der Elektroden aus mehreren Werkstoffen treffen auch auf diesen Aspekt der Erfindung zu. Ein Beispiel für diesen Aspekt der Erfindung ist mit einer später noch genauer beschriebenen Rohrbeheizung gegeben.
Bevorzugt kann wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente derart ausgebildet sein, dass unterschiedliche Temperaturbereiche und/oder Heizzonen in der Heizschicht realisiert oder realisierbar sind. Ein Vorteil der sich durch diese Ausführung ergibt ist, dass durch die Anordnung der leitfähigen Komponenten der Heizstromfluss derartig beeinflusst werden kann, dass unterschiedliche Temperaturbereiche
beziehungsweise Heizzonen in der zu beheizenden Fläche realisiert werden können.
Bevorzugt kann die Heizschicht zumindest bereichsweise als eine auf Kohlenstoff basierende Heizschicht, insbesondere als eine auf Kohlenstoff-Nanomaterial oder Kohlenstoff-Mikromaterial basierende Heizschicht ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Beschichtung oder einer Imprägnierung. Auch ist es denkbar, dass eine irgendwie geartete Zusammensetzung aus Kohlenstoffmaterialien mit Kohlenstoff- Nanomaterialien zum Einsatz kommt. Je nach Ausgestaltung bestehen solche Heizschichten insbesondere aus einer entsprechenden Bindermatrix und einer auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmten Kohlenstoffformulierung. Aufgrund der hervorragenden Konduktivität können hohe Heizleistungen mit ungefährlicher Niederspannung realisiert werden, wobei zudem eine gleichmäßige Wärmestrahlung ohne so genannte Hot Spots realisiert werden kann. Beispielsweise kann
vorgesehen sein, dass die Heizschicht als ein mit Kohlenstoffmaterial dotierter Kunststoff ausgebildet ist, beispielsweise als ein mit Kohlenstoff-Nanopartikeln dotiertes Polymer.
Beispielsweise können die erste elektrisch leitfähige Komponente, die Heizschicht und die zweite elektrisch leitfähige Komponente sandwichartig ausgebildet sein. Als leitfähige Kontaktierungsschichten ausgebildete leitfähige Komponenten dienen dann als flächendeckende Kontaktierung der Heizschicht. Die so erzeugte
sandwichförmige Heizung, bei der ein Stromfluss quer zur Bauteiloberfläche gewährleistet wird, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie auf jeder Flächengeometrie und -topologie, also auch auf dreidimensionalen Strukturen, generierbar ist. Dadurch wird es möglich, auch komplexgeformte Bauteile und Strukturen homogen zu beheizen.
Bevorzugt kann die erste elektrisch leitfähige Komponente, die Heizschicht und die zweite elektrisch leitfähige Komponente derart miteinander verbunden sein, dass ein Stromfluss senkrecht zur Beschichtungsebene der Heizvorrichtung, insbesondere der Heizschicht, realisiert oder realisierbar ist und/oder dass die erste elektrisch leitfähige Komponente, die Heizschicht und die zweite elektrisch leitfähige
Komponente derart miteinander verbunden sind, dass die elektrisch leitfähigen Komponenten an den Seiten der Heizschicht vorgesehen sind. In diesem Fall erfolgt der Stromfluss in Richtung der Ebene der Heizschicht.
Es ist denkbar, dass die Kontaktierung der Heizschicht durch das Aufbringen von Kontaktierungsflächen, beispielsweise das Aufspritzen von Kontaktierungsflächen mittels Lichtbogenspritzen, nur an den Seiten der zu beheizenden Fläche erfolgt. In diesem Fall besteht beispielsweise die Möglichkeit, Rohre oder rohrähnliche
Strukturen auf der Innenseite mit einer Heizschicht zu versehen und die
Kontaktierung dieser Heizschicht an den offenen Enden dieses Rohres aufzubringen. Hierdurch können solche Strukturen einfach und effizient beheizt werden.
Bevorzugt kann die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente gradiert aufgebaut sein. Um die Entwicklung von mechanischen Spannungen zwischen den funktionellen Schichten während der Herstellung und während des Betriebs der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung zu minimieren beziehungsweise zu vermeiden, besteht die Möglichkeit die
Kontaktierungsschichten gradiert aufzubauen. Das heißt, dass durch eine gezielte Auswahl der Verfahrensparameter beim thermischen Aufbringen, beispielsweise Spritzen, der Kontaktschichten die Eigenschaften, beispielsweise Porengröße, Porenanzahl und dergleichen, der resultierenden Schicht derart eingestellt werden, dass mechanische Spannungen kompensiert werden können.
Bevorzugt kann die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente mittels eines Auftragverfahrens, insbesondere mittels eines Lichtbogen-Spritzverfahrens auf der Heizschicht aufgebracht
sein/werden. Bei dem Lichtbogen-Spritzen handelt es sich um ein thermisches Spritzverfahren. Natürlich sind gemäß der vorliegenden Erfindung neben dem
Lichtbogen-Spritzverfahren auch andere thermische Spritzverfahren einsetzbar.
Prinzipiell eignen sich zur Erzeugung der elektrisch leitfähigen Komponente
(insbesondere der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente, wie der ersten und/oder zweiten Kontaktierungsschicht) der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils (das heißt des erfindungsgemäßen Heizsystems) alle thermischen Spritzverfahren, sofern sich durch diese metallische Werkstoffe verarbeiten und somit metallische Schichten auf unterschiedlichen
Substraten (insbesondere der Heizschicht der erfindungsgemäßen
Heizvorrichtungen und/oder dem Substratelement des erfindungsgemäßen Bauteils oder Substraten, auf die die Heizschicht oder das Substratelement basiert) erzeugen lassen. Beim Lichtbogenspritzen werden insbesondere elektrisch leitende
Spritzwerkstoffe kontinuierlich unter einem bestimmten Winkel aufeinander zugeführt. Zwischen den Spritzwerkstoffen brennt nach dem Zünden ein Lichtbogen und schmilzt den Spritzwerkstoff ab.
Beispielweise zeichnet sich das Lichtbogenspritzen dadurch aus, dass zwei Drähte innerhalb des so genannten Spritzbrenners mittels eines Lichtbogens (der insbesondere durch Anlegen eines elektrischen Stromes erzeugt werden kann) aufgeschmolzen werden. Die auf diese Weise entstehenden schmelzflüssigen Partikel werden durch einen Trägergasstrom beschleunigt und treffen nach der Flugphase auf die zu beschichtende Substratoberfläche auf, wo durch die Erstarrung der Partikel die metallische Schicht ausgebildet wird. Der Haftungsmechanismus kann dabei größtenteils auf einer mechanischen Verklammerung beruhen, teilweise jedoch auch auf einer teilweisen Verschweißung der Substratoberfläche und den schichtbildenden Metallpartikeln. Die Temperatur der schmelzflüssigen Partikel ist jeweils von der Schmelztemperatur des beim thermischen Spritzen (insbesondere Lichtbogenspritzen) eingesetzten und zu verspritzenden Werkstoffes (d.h. Spritzwerkstoffes) und von den eingesetzten Prozessparametern abhängig und hat einen direkten Einfluss auf die
Temperaturbelastung für das zu beschichtende Substrat.
Vorteilhafterweise werden die Prozessparameter derart eingestellt, dass eine
Schädigung oder Zerstörung des eingesetzten Substrats (insbesondere der
Heizschicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder dem
Substratelement des erfindungsgemäßen Bauteils oder Substraten, auf die die Heizschicht oder das Substratelement basiert) bei der Herstellung und/oder
Anordnung der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente (wie der ersten und/oder zweiten Kontaktierungsschicht) der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils vermieden wird. Beispielweise werden die Prozessparameter derart eingestellt, dass die Temperaturbelastung des Substrates minimal bleibt, insbesondere, dass die Temperatur des Substrates während des thermischen Spritzens (insbesondere des Lichtbogenspritzens) maximal 200°C (wie < 195°C, < 190°C, < 185°C, < 180°C, < 175°C, < 170°C, < 165°C, < 160°C, < 155°C, -ί 150°C) beträgt. Weitere Prozessparameter, die einen Einfluss auf die
Temperaturbelastung des Substrats haben können, sind die Stärke des elektrischen Stromes (mit Hilfe dessen der Lichtbogen erzeugt wird), der Druck des Trägergases, die Überfahrgeschwindigkeit (das heißt die Geschwindigkeit, mit der während des thermischen Spritzens der Spritzbrenner relativ zum Substrat oder das Substrat relativ zum Spritzbrenner bewegt wird) und der Spritzabstand (das heißt der Abstand zwischen der Spritzdüse des Spritzbrenners bis zum nächsten Punkt der
Substartoberfläche, gemessen längs der Spritzstrahlachse). Vorteilhafterweise werden zum thermischen Spritzen eine geringe Stromstärke (beispielsweise 30 - 100 A, wie 30 - 95 A, 30 - 90 A, 30 - 80 A, 35 - 75 A, 40 - 70 A, 45 - 70 A), ein mittlerer Trägergasdruck (beispielsweise 1 ,0 - 3,0 bar, wie 1 ,1 - 2,9 bar, 1 ,2 - 2,8 bar, 1 ,3 - 2,7 bar, 1 ,4 - 2,6 bar, 1 ,5 - 2,5 bar), eine hohe Überfahrgeschwindigkeit (beispielsweise > 450 mm/s, wie > 460 mm/s, > 470 mm/s, > 480 mm/s, > 490 mm/s, > 500 mm/s, > 510 mm/s, > 520 mm/s, > 530 mm/s, > 540 mm/s, > 550 mm/s, > 560 mm/s, > 570 mm/s, > 580 mm/s, > 590 mm/s, > 600 mm/s) und ein Spritzabstand im Bereich von 50 - 400 mm (beispielweise 60 - 390 mm, wie 70 - 380 mm, 80 - 360 mm, 90 - 350 mm, 100 - 300 mm, 105 - 290 mm, 110 - 280 mm, 120 - 270 mm, 25 - 260 mm, 130 - 250 mm) verwendet.
Zum Beispiel kann die Herstellung und/oder Anordnung der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente (wie der ersten und/oder zweiten Kontaktierungsschicht) der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils bei einer Stromstärke von 30 - 80 A, einem Trägergasdruck von 1 ,5 - 2,5 bar, einer Überfahrgeschwindigkeit von > 500 mm/s und einem Spritzabstand von 100 - 300 mm erfolgen. Die Schichtmorphologie und -eigenschaften der auf dem Substrat (insbesondere der Heizschicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder dem
Substratelement des erfindungsgemäßen Bauteils) durch thermisches Spritzen (insbesondere Lichtbogenspritzen) erzeugten Schichten (insbesondere metallischen Schichten) können weiterhin durch den Einsatz verschiedener Trägergasarten (beispielsweise Druckluft, Stickstoff, Argon) und/oder verschiedener
Düsengeometrien des Spritzbrenners beeinflusst werden. Spezielle
Düsengeometrien ermöglichen dabei auch den Einsatz eines sogenannten
Sekundärgasstroms, welcher sich vor allem auf die Größe und Geschwindigkeit der schmelzflüssigen Spritzpartikel auswirkt. Mittels des thermischen Spritzverfahrens (insbesondere des Lichtbogen- Spritzverfahrens) können in vorteilhafter Weise metallischen Schichten mit gradierten Eigenschaften auf verschiedenen Substraten erzeugt (das heißt hergestellt und/oder angeordnet) werden. Insbesondere ist es durch die Herstellung und/oder Anordnung der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente (wie der ersten und/oder zweiten Kontaktierungsschicht) der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils als Mehrschichtsystem (zum Beispiel aus unterschiedlichen Spritzwerkstoffen) möglich, gezielt mechanische Spannungen (insbesondere diejenigen, die durch die unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten bei der Herstellung oder im Betrieb auftreten) zwischen den funktionellen Schichten der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils abzubauen und damit die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen
Bauteils zu erhöhen.
Ein besonderer Vorteil des thermischen Spritzverfahrens (insbesondere des
Lichtbogen-Spritzverfahrens) besteht in der Möglichkeit, zwei unterschiedliche Spritzwerkstoffe zu kombinieren und somit sogenannte Pseudolegierungen zu erzeugen. Insbesondere bei mehrschichtig aufgebauten Schichten (wie zum Beispiel der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente, insbesondere der ersten und/oder zweiten Kontaktierungsschicht, der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils) kann damit ein sanfter Übergang der Eigenschaften zwischen den einzelnen Werkstoffen (wie zum Beispiel zwischen dem Substratelement und der ersten leitfähigen Komponente und/oder zwischen der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente und der Heizschicht) realisiert werden.
Als Beispiel wird an dieser Stelle ein Schichtsystem aus den Spritzwerkstoffen Kupfer und Zink genannt. Als erste Lage wird eine Schicht aus Zink erzeugt. Diese hat die Funktion, auftretende mechanische Spannungen abzubauen. Die zweite Lage besteht aus einer sogenannten Pseudolegierung aus Zink und Kupfer. Diese wird dadurch erzeugt (das heißt hergestellt und/oder angeordnet), dass beim thermischen Spritzen verschiedenartige Spritzwerkstoffe (zum Beispiel ein Draht aus einem Metall oder einer Legierung und ein weiterer Draht aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung) gleichzeitig eingesetzt werden. Beispielsweise können gleichzeitig ein Zink-Draht und Kupfer-Draht verwendet werden, um eine Schicht einer Pseudolegierung aus Zink und Kupfer zu erzeugen. Als dritte Lage des
Schichtsystems wird eine Kupfer-Schicht erzeugt. Hierdurch kann eine gute elektrische Kontaktierung gewährleistet werden. Es ist natürlich auch möglich, auf diese Art und Weise Mehrschichtsysteme aufzubauen, die aus drei oder mehr Spritzwerkstoffen bestehen (beispielsweise ein Mehrschichtsystem aus je einer Schicht Zn, Sn und Cu).
Als Spritzwerkstoffe, die in dem thermischen Spritzverfahren (insbesondere dem Lichtbogen-Spritzverfahren) eingesetzt werden können, eigenen sich prinzipiell alle leitfähigen Werkstoffe, insbesondere diejenigen, die in Drahtform vorliegen können, wie entsprechende Metalle (zum Beispiel Kupfer, Zink, Zinn, Aluminium, Silber) oder entsprechende Legierungen (zum Beispiel Messing). Vorteilhaft sind natürlich
Werkstoffe, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wie Kupfer, Messing, Aluminium oder Silber.
Die Schichtdicken der durch thermisches Spritzen erzeugten (das heißt hergestellten und/oder angeordneten) Schichten (wie zum Beispiel der ersten und/oder zweiten leitfähigen Komponente, insbesondere der ersten und/oder zweiten
Kontaktierungsschicht, der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des erfindungsgemäßen Bauteils) liegen im Bereich von 0,05 - 0,5 mm. Je nach
Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen und/oder des
erfindungsgemäßen Bauteils (das heißt des erfindungsgemäßen Heizsystems) kann dadurch auch die Flexibilität des Gesamtsystems beeinflusst werden.
Als Substrat für das thermische Spritzen (insbesondere das Lichtbogen-Spritzen) eignen sich sowohl elektrisch leitfähige als auch elektrisch isolierende Werkstoffe. Elektrisch leitfähige Werkstoffe können beispielsweise Stahl, Aluminium oder Kupfer darstellen. Als elektrisch isolierende Werkstoffe können thermoplastische oder duroplastische Polymere oder keramische Werkstoffe eingesetzt werden. Hierbei ist anzumerken, dass mittels des thermischen Spritzverfahrens (insbesondere des Lichtbogen-Spritzverfahrens) auch vergleichsweise niedrigschmelzende, temperatursensible und/oder geschäumte thermoplastische Polymere (wie zum Beispiel Polypropylen (PP), expandiertes Polypropylen (EPP), Polystyrol (PS), expandiertes Polystyrol (EPS)) mit metallischen Schichten versehen werden können. Dies wird dadurch möglich, dass die Temperaturbelastung des Substrats im
Wesentlichen von der Temperatur der schmelzflüssigen Spritzpartikel abhängig ist. Diese Partikeltemperatur ist vorteilhafterweise stets kleiner oder gleich der
Schmelztemperatur des eingesetzten Spritzwerkstoffes. Die Vorgehensweise zur Beschichtung solcher temperatursensiblen Substrate besteht in der Erzeugung einer ersten metallischen Schicht aus einem Spritzwerkstoff, der eine Schmelztemperatur aufweist, die maximal 300°C (beispielweise maximal 290°C, maximal 280°C, maximal 270°C, maximal 260°C, maximal 250°C, maximal 240°C, maximal 230°C, maximal 220°C, maximal 210°C, maximal 200°C) über der Temperaturbelastung des Substrates liegt (z.B. Zink; Schmelztemperatur: 419,5 °C). Diese erste Schicht dient dazu, den Substratwerkstoff vor einer weiteren Temperatureinwirkung zu schützen. Auf diese erste metallische Schicht kann in einem weiteren Verfahrensschritt ein Schicht aus einem beliebigen metallischen Spritzwerkstoff (z.B. Kupfer;
Schmelztemperatur: 1084,6°C) erzeugt werden. Die Wärme der auf dem Substrat auftreffenden schmelzflüssigen Spritzpartikel aus dem zweiten Spritzwerkstoff wird dabei von der ersten metallischen Schicht aufgenommen und homogenisiert, wodurch eine thermische Schädigung des eigentlichen Substratwerkstoffes vermieden wird. Durch diese Vorgehensweise ist es auch möglich,
Mehrschichtsysteme, wie oben beschrieben, aufzubauen.
Durch den Aufbau der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, insbesondere mit übereinanderliegenden funktionellen Schichten in Form von Kontaktierungsschichten und einer Heizschicht sind unterschiedliche Ausführungsvarianten möglich, beispielsweise ein flexibles folienbasiertes Heizsystem, ein direkter Aufbau des Heizsystems auf nicht elektrisch leitenden Strukturen mit komplexen
dreidimensionalen Geometrien, oder ein direkter Aufbau des Heizsystems auf elektrisch leitenden Strukturen mit komplexen dreidimensionalen Geometrien.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Kombination von thermisch gespritzten Kontakten und einer heizbaren Beschichtung. Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf den Stromfluss senkrecht zur Schichtebene. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Bauteil bereitgestellt, aufweisend wenigstens eine wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße elektrische
Heizvorrichtung, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen zur Heizvorrichtung vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Weiterhin ist ein Substratelement vorgesehen, auf dem die Heizvorrichtung angeordnet ist.
Bevorzugt kann das Substratelement als dreidimensionale Struktur ausgebildet sein. Damit können beliebig ausgebildete, dreidimensionale Strukturen, auch kompliziert aufgebaute dreidimensionale Strukturen, beheizt werden.
Beispielsweise kann der Aufbau der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung auf einem Substratelement in Form eines folienartigen Trägerwerkstoffs erfolgen. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass auf diese Art ein flexibles Heizsystem generiert werden kann, welches dem jeweiligen Anwendungsfall individuell angepasst werden kann. Als Substratfolien kommen bei dieser Variante vor allem Polymerfolien in Betracht. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, eine metallische Folie als Trägerwerkstoff einzusetzen. In diesem Fall entfällt der Aufbau einer ersten Kontaktierungsschicht, da das elektrisch leitfähige Substrat selbst als vollflächige Kontaktierung fungieren kann. In dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung besteht der
Vorteil gegenüber konventionellen Heizfolien darin, dass das Heizsystem zum einen in jeder beliebig geformten Fläche hergestellt werden kann zum anderen kann das erfindungsgemäße Heizsystem in dieser Ausführung auch als Rollenware hergestellt werden, welche durch Zuschneiden in die gewünschte Form gebracht werden kann. Durch die Flexibilität des Heizsystems können somit zweidimensional gekrümmte Strukturen beheizt werden.
In anderer Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Heizvorrichtung direkt auf einer massiven, nichtleitfähigen Trägerstruktur, beispielsweise ein Kunststoffbauteil, aufgebaut. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass das Heizsystem direkt auf komplexen, dreidimensional geformten Strukturen oder Bauteilen erzeugt werden kann. Dies ermöglicht eine sehr hohe Anpassbarkeit an unterschiedlichste
Anwendungsfälle und stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber allen, auf dem Markt verfügbaren Heizsystemen dar. In weiterer Ausgestaltung kann die erste elektrisch leitfähige Komponente der Heizvorrichtung als Substratelement des Bauteils ausgebildet sein. Dieses
Ausführungsbeispiel ergibt sich beispielsweise durch den Einsatz von elektrisch leitfähigen Strukturen oder Bauteilen als Träger für die erfindungsgemäße
Heizvorrichtung. Hier ergibt sich die Möglichkeit, die Trägerstruktur selbst zur
Stromeinleitung, insbesondere zur Kontaktierung, in die Heizschicht zu nutzen. Dies reduziert den Herstellungsaufwand deutlich, da lediglich eine Kontaktschicht erzeugt werden muss.
Der direkte Kontakt des Heizsystems mit dem zu beheizenden Bauteil ermöglicht eine optimale Wärmeübertragung, wodurch Wärmeverluste vermieden werden und insgesamt die Energieeffizienz der Beheizung gesteigert wird. Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Herstellen einer elektrischen Heizvorrichtung und/oder zum Herstellen eines Bauteils bereitgestellt, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
a) es wird eine erste elektrisch leitfähige Komponente hergestellt oder bereitgestellt; b) es wird eine Heizschicht an der ersten elektrisch leitfähigen Komponente angeordnet;
c) es wird eine zweite elektrisch leitfähige Komponente hergestellt oder bereitgestellt; d) die Heizschicht wird an der zweiten elektrisch leitfähigen Komponente angeordnet; e) die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente werden mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht angeordnet, und/oder die elektrisch leitfähigen Komponenten und die Heizschicht werden derart in Bezug zueinander angeordnet, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht und/oder in Richtung der Ebene der
Heizschicht realisiert wird oder realisierbar ist. Insbesondere wird in diesem
erfindungsgemäßen Aspekt ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen
Heizvorrichtung und/oder zum Herstellen eines Bauteils bereitgestellt, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: a) Her- oder Bereitstellen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente; b) Anordnen einer Heizschicht an der ersten elektrisch leitfähigen Komponente; c) Her- oder Bereitstellen einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente; d) Anordnen der zweiten elektrisch leitfähigen Komponente an der Heizschicht, wobei die erste elektrisch leitfähige Komponente und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht angeordnet werden, und/oder die elektrisch leitfähigen Komponenten und die Heizschicht derart in Bezug zueinander angeordnet werden, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht und/oder in Richtung der Ebene der Heizschicht realisiert wird oder realisierbar ist.
Vorzugsweise ist das Verfahren zur Herstellung einer wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung und/oder zur Herstellung eines wie vorstehende beschriebenen erfindungsgemäßen Bauteils ausgebildet, so dass auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird.
Bevorzugt kann die erste elektrisch leitfähige Komponente auf ein Substratelement aufgebracht werden, insbesondere mittels eines Auftragverfahrens, bevorzugt mittels eines thermischen Spritzverfahrens, etwa eines Lichtbogen-Spritzverfahrens, insbesondere eines Lichtbogen-Spritzverfahrens, wie es vorstehend für die
erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen des ersten und zweiten Aspekts beschrieben wurde. In diesem Schritt zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung wird auf ein beliebiges Trägersubstrat eine Kontaktierungsschicht, beispielsweise eine Metallschicht, aufgebracht. In anderer Ausgestaltung kann das Substratelement selbst, auf das die Heizvorrichtung aufgebracht wird, als elektrisch leitfähige
Komponente ausgebildet sein. Bevorzugt kann die Heizschicht, hier eine durch elektrischen Strom beheizbare Schicht, mittels eines Auftragverfahrens auf die erste elektrisch leitfähige
Komponente aufgebracht werden, insbesondere mittels eines Sprüh-Verfahrens, eines Roll-Verfahrens oder eines Rakel-Verfahrens. In weiterer Ausgestaltung kann die zweite elektrisch leitfähige Komponente mittels eines Auftragverfahrens auf die Heizschicht aufgebracht wird, insbesondere mittels eines thermischen Spritzverfahrens, etwa eines Lichtbogen-Spritzverfahrens, insbesondere eines Lichtbogen-Spritzverfahrens, wie es vorstehend für die erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen des ersten und zweiten Aspekts beschrieben wurde.
Für die gesamte Erfindung ist als Vorteil gegenüber anderen Lösungen zur
Kontaktierung hervorzuheben, dass hochtemperaturfähige elektrische
Kontaktierungen bei Raumtemperatur aufgebracht werden können. Viele andere elektrische Kontaktierungen sind für hohe Temperaturen (z.B. 500 °C) nicht geeignet, weil sie beispielsweise aufgeklebt sind und der verwendete Klebstoff keine
ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweist. Andere Lösungen, beispielsweise Leitlacke auf anorganischer Basis, müssen bei hoher Temperatur gesintert werden, um ihre Eigenschaften zu erzielen. Dagegen sind die thermisch gespritzten
Kontaktierungen bis zu sehr hohen Temperaturen stabil, können aber bei
Raumtemperatur aufgebracht werden. Das Verfahren ist insbesondere interessant für Hochtemperaturanwendungen, wenn Kontakte nicht mehr aufgeklebt werden können oder ein Einbrennen von Leitpasten bei 600-900°C nicht machbar ist. Im vorliegenden Fall kann man hochtemperaturfähige Kontakte bei Raumtemperatur aufbringen, was ein erheblicher Vorteil ist. Eine gute Haftung existiert im gesamten Temperaturbereich. Bevorzugt ist ferner eine wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße
Heizvorrichtung und/oder eine wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Bauteil und/oder ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines oder mehrere in den Ansprüchen, der Beschreibung, den Figuren sowie den Beispielen genannte(s) Merkmal(e) vorgesehen ist.
Die elektrische Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder das Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich in sehr vielen Anwendungsgebieten einsetzen. Zu nennen sind beispielsweise folgende Anwendungen:
Formenbau
• Beheizung von Formen zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen Automotive
• Sitzheizung • Seitenwandheizung
Luft- und Raumfahrttechnik
• Einsatz zur Enteisung von Tragflächen
Windenergieanlagen
· Heizbeschichtung von Windflügeln zur Vorbeugung von Eisbildung
Schienenverkehr
• Beheizung von Führerstand und Fahrgastzelle
• Seitenwandheizung
Haustechnik
· Fußboden- bzw. Wandheizung
• Heizung für sanitäre Anlagen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Verfahrenschritte zum Aufbau einer erfindungsgemäßen
elektrischen Heizvorrichtung;
Figur 2 eine homogene Beheizung beliebiger Formen durch die
Erzeugung der Heizvorrichtung direkt auf einem komplex geformten Bauteil;
Figur 3 eine flexible, folienbasierte Heizvorrichtung;
Figur 4 eine Heizvorrichtung für nicht elektrisch leitfähige
Substratelemente mit komplexen Geometrien;
Figur 5 eine Heizvorrichtung für elektrisch leitfähige Substratelemente mit komplexen Geometrien;
Figur 6 verschiedene Bemusterungen von elektrisch leitfähigen
Komponenten;
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel für die beidseitige Kontaktierung einer
Heizschicht durch thermisches Lichtbogen-Spritzen;
Figur 8 den gezielten Spannungsabbau durch Mehrschichtsysteme; und
Figuren 9 bis 13 Ausführungsbeispiele für verschiedene
Kontaktierungsgeometrien. In den Figuren ist ein erfindungsgemäßes Bauteil 10 dargestellt, welches ein
Substratelement 11 aufweist. Weiterhin verfügt das Bauteil über eine elektrische Heizvorrichtung 20. Die elektrische Heizvorrichtung 20 verfügt über eine erste leitfähige Komponente 21 in Form einer Kontaktierungsschicht, eine Heizschicht 22, sowie eine zweite leitfähige Komponente 23 in Form einer Kontaktierungsschicht.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 20 wird über eine Folge von
Beschichtungsvorgängen aufgebaut. Die Funktionalität wird dabei durch die
Kombination von mindestens einer Heizschicht 22, basierend auf mit Kohlenstoff- Nanopartikeln dotierten Polymeren, und einer Kontaktierung dieser Heizschicht 22 durch wenigstens eine, flächendeckend aufgebrachte zweite leitfähige Komponente 23 in Form einer Metallschicht erreicht.
Zur Erzeugung dieser metallischen Kontaktierungsschicht kommt das Verfahren des sogenannten Lichtbogenspritzens, welches zu der Gruppe der thermischen
Spritzverfahren zählt, zum Einsatz.
Im ersten Schritt zur Herstellung eines entsprechenden Bauteils 10 wird auf ein beliebiges Substratelement 11 , beispielsweise ein Trägersubstrat, eine erste elektrisch leitfähige Komponente 21 , beispielsweise eine metallische
Kontaktierungsschicht, mittels Lichtbogenspritzen aufgebracht. Im Anschluss wird eine, durch elektrischen Strom beheizbare Beschichtung, die Heizschicht 22, auf die erzeugte leitfähige Komponente 21 , aufgetragen. Der Auftrag dieser Heizschicht 22 kann durch verschiedene Auftragsverfahren, wie beispielsweise Sprühen, Aufrollen oder Rakeln, erfolgen. Im dritten Verfahrensschritt wird eine zweite leitfähige
Komponente 23, beispielsweise eine metallische Kontaktierungsschicht 23, auf die Heizschicht 22 aufgetragen. Die Verfahrensschritte sind in Figur 1 dargestellt.
Die erzeugten Kontaktierungsschichten dienen als flächendeckende Kontaktierung der Heizschicht 22. Die so erzeugte sandwichförmige Heizung, bei der ein Stromfluss quer zur Bauteiloberfläche gewährleistet wird, zeichnet sich dadurch aus, dass sie auf jeder Flächengeometrie und -topologie, also auch auf dreidimensionalen
Strukturen, generierbar ist. Dadurch wird es möglich, auch komplexgeformte Bauteile und Strukturen homogen zu beheizen, wie beispielhaft in Figur 2 gezeigt ist. Durch den Aufbau des erfindungsgemäßen Bauteils beziehungsweise der
erfindungsgemäßen Heizvorrichtung mit übereinanderliegenden funktionellen
Schichten sind prinzipiell drei unterschiedliche Ausführungsvarianten möglich:
1. Flexibles folienbasiertes Heizsystem
2. Direkter Aufbau des Heizsystems auf nicht elektrisch leitenden Strukturen mit komplexen dreidimensionalen Geometrien
3. Direkter Aufbau des Heizsystems auf elektrisch leitenden Strukturen mit
komplexen dreidimensionalen Geometrien
Die genannten Ausführungsvarianten werden im Folgenden kurz beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1 : Flexibles, folienbasiertes Heizsvstem
In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt der Aufbau der
erfindungsgemäßen Heizvorrichtung auf einem folienartigen Substratelement 11 als Trägerwerkstoff. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass auf diese Art ein flexibles Heizsystem generiert werden kann, welches dem jeweiligen Anwendungsfall individuell angepasst werden kann. Als Substratfolien kommen bei dieser Variante vor allem Polymerfolien in Betracht. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, eine metallische Folie als Trägerwerkstoff einzusetzen. In diesem Fall entfällt der erste
Verfahrensschritt, also der Aufbau der ersten elektrisch leitfähigen Komponente, da das elektrisch leitfähige Substrat selbst als vollflächige Kontaktierung fungieren kann. Auf dem Substratelement 11 werden dann nacheinander die erste leitfähige
Komponente 21 , die Heizschicht 22 und die zweite leitfähige Komponente 23 aufgebracht.
In dieser Ausführung besteht der Vorteil gegenüber konventionellen Heizfolien darin, dass das Bauteil 10 als Heizsystem zum einen in jeder beliebig geformten Fläche hergestellt werden kann; zum anderen kann das erfindungsgemäße Heizsystem in dieser Ausführung auch als Rollenware hergestellt werden, welche durch
Zuschneiden in die gewünschte Form gebracht werden kann. Durch die Flexibilität des Heizsystems können somit zweidimensional gekrümmte Strukturen beheizt werden. Ausführungsbeispiel 2: Direkter Aufbau des Heizsystems auf nicht elektrisch leitenden Strukturen mit komplexen dreidimensionalen Geometrien
In dieser Ausführung gemäß Figur 4 wird die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 20 direkt auf einer massiven, nichtleitfähigen Trägerstruktur, welche das
Substratelement 11 darstellt, beispielsweise ein Kunststoffbauteil, aufgebaut. Der Aufbau erfolgt dabei analog zum Ausführungsbeispiel in Figur 3, es werden also insgesamt 3 Schichten auf dem Substratelement 11 als Trägerstruktur erzeugt.
Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass das Bauteil 10, bei dem es sich um ein Heizsystem handeln kann, direkt auf komplexen, dreidimensional geformten Strukturen oder Bauteilen erzeugt werden kann. Dies ermöglicht eine sehr hohe Anpassbarkeit an unterschiedlichste Anwendungsfälle und stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber allen, auf dem Markt verfügbaren Heizsystemen dar. Ausführungsbeispiel 3: Direkter Aufbau des Heizsystems auf elektrisch leitenden Strukturen mit komplexen dreidimensionalen Geometrien
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Figur 5 dargestellt ist, ergibt sich durch den Einsatz von elektrisch leitfähigen Strukturen oder Bauteilen als Substratelement 11 für die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 20. Hier ergibt sich die Möglichkeit, das Substratelement 1 selbst als elektrisch leitfähige Komponente 21 zur
Stromeinleitung beziehungsweise Kontaktierung in die Heizschicht 22 zu nutzen. Dies reduziert den Herstellungsaufwand deutlich, da lediglich eine elektrisch leitfähige Komponente 23 erzeugt werden muss. Der direkte Kontakt der Heizvorrichtung in den Ausführungsvarianten gemäß den Figuren 4 und 5 mit dem zu beheizenden Bauteil ermöglicht eine optimale
Wärmeübertragung, wodurch Wärmeverluste vermieden werden und insgesamt die Energieeffizienz der Beheizung gesteigert wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung können die elektrisch leitfähigen Komponenten, beispielsweise die metallischen Kontaktierungsschichten als eine Art Muster, beispielsweise mäanderartig erzeugt werden. Verschiedene Ausführungsbeispiele sind in Figur 6 dargestellt. Hierdurch wird die Flexibilität der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung erhöht. Weiterhin können eventuelle Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten durch diese Kontaktierung ausgeglichen und daraus resultierende mechanische Spannungen zwischen den funktionellen Schichten vermindert oder vermieden werden. Einer weiterer Vorteil, der sich durch diese Ausführung ergibt, ist, dass durch die
Anordnung der Kontaktflächen der Heizstromfluss derartig beeinflusst werden kann, dass unterschiedliche Temperaturbereiche beziehungsweise Heizzonen in der zu beheizenden Fläche realisiert werden können.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kontaktierung der Heizschicht 22 durch das Aufspritzen von elektrisch leitfähigen Komponenten 21 , 23 in Form von
Kontaktierungsflächen mittels Lichtbogenspritzen nur an den Seiten der zu beheizenden Fläche in Form eines Substratelements 11 erfolgt. In diesen Fall besteht beispielsweise die Möglichkeit, Rohre oder rohrähnliche Strukturen auf der Innenseite mit einer Heizschicht 22 zu versehen und die Kontaktierung dieser Heizschicht 22 mittels Lichtbogenspritzen an den offenen Enden dieses Rohres aufzubringen. Hierdurch können solche Strukturen einfach und effizient beheizt werden. Ein entsprechendes Beispiel hierzu ist in Figur 7 dargestellt.
Um die Entwicklung von mechanischen Spannungen zwischen den funktionellen Schichten während der Herstellung und während des Betriebs der
erfindungsgemäßen Heizvorrichtung zu minimieren beziehungsweise zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, die metallischen Kontaktierungsschichten gradiert aufzubauen. Das heißt, dass durch eine gezielte Auswahl der Verfahrensparameter beim thermischen Spritzen der Kontaktschichten die Eigenschaften, beispielsweise Porengröße, Porenanzahl, der resultierenden metallischen Schicht derart eingestellt werden, dass mechanische Spannungen kompensiert werden können.
Eine weitere Möglichkeit, mechanische Spannungen zwischen den funktionellen Schichten gezielt abzubauen und damit die Lebensdauer des Heizsystems zu erhöhen, ist es, die metallischen Kontaktschichten als Mehrschichtsystem aus unterschiedlichen Werkstoffen aufzubauen. Durch die Auswahl geeigneter
Werkstoffe kann sowohl eine gute elektrische Kontaktierung als auch ein gezielter Spannungsabbau gewährleistet werden. Beispielhaft sei hier ein System aus den Werkstoffen Kupfer, Zinn und Zink genannt. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 8 dargestellt.
In den Figuren 9 bis 12 sind elektrische Heizvorrichtungen mit verschiedenen Kontaktgeometrien dargestellt. Der Strom fließt hier immer parallel zur Ebene der Heizfläche 22 zwischen den elektrisch leitfähigen Komponenten 21 , 23 in Form von Metallkontakten, an denen eine Potentialdifferenz P1-P2 anliegt.
In Figur 9 ist eine Kammstruktur dargestellt. Der Strom fließt zwischen den Stegen. Eine solche Ausgestaltung eignet sich beispielsweise für große Flächen, Fußboden, Wand, Formenbau, Maschinen-/Werkzeugbau. Selbstverständlich kann in anderer Ausgestaltung die Heizschicht auch über die Stegenden hinaus bis zur
entsprechenden leitfähigen Komponente, die beispielsweise eine Gegenelektrode darstellt, gezogen werden, so dass die Fläche zwischen den elektrisch leitfähigen Komponenten, bei denen es sich beispielsweise um Elektroden handelt, vollständig beschichtet ist.
Figur 10 zeigt eine einfache Variante mit zwei parallelen Kontakten. Eine solche Ausgestaltung eignet sich für kleine bis mittlere Flächen, Automobil, Luft- und Raumfahrt, Formenbau, Maschinen-/Werkzeugbau.
Figur 11 zeigt eine Variante mit ringförmig angelegten Kontakten. Der Stromfluss erfolgt zwischen den beiden Ringelektroden. Diese Ausgestaltung eignet sich beispielsweise für Gefäße, Maschinen-/Werkzeugbau. Es muss jedoch kein Ring vorliegen. Es kann auch ein vollflächiger Kreis verwendet werden.
Figur 12 zeigt eine Variante mit starren oder flexiblen gewölbten/wölbbaren Flächen, wie Bleche, Folien, Textilien und dergleichen. Diese Ausgestaltung eignet sich beispielsweise für Anwendungen, die im Zusammenhang mit den Figuren 9 bis 13 beschrieben sind. Denkt man dieses Ausführungsbeispiel weiter, kann man sich beispielsweise auch ein an beiden Enden oder längs kontaktiertes Rohr vorstellen, etwa durch Aufrollen. In Figur 13 ist eine Variante mit "schwebenden" Kontakten zur Potentialverteilung bei komplizierteren Flächen dargestellt. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise für Fußböden in Fahrzeugen, etwa Schienenfahrzeuge, Schifffahrt, und dergleichen, einsetzbar. Bei der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform kann an den
schwebenden Kontakten auch ein Potential anliegen.
Das Auftragen von Kontakten im Inneren von Röhren, Gefäßen, Schläuchen jeder Größe kann ebenfalls realisiert werden. Eine Forderung bei gleichmäßiger Dicke der Heizschicht ist, dass die Kontakte parallel sind. Diese müssen nicht gerade sein. Kontakte können unter oder über der Heizschicht angebracht werden. Jede andere geometrische Anordnung der Kontakte erfordert eine lokale Schichtdickenanpassung der Heizschicht, was aber mit modernen Druckverfahren durchaus möglich ist.
Bezugszeichenliste
10 Bauteil
11 Substratelement
20 Elektrische Heizvorrichtung
21 Erste elektrisch leitfähige Komponente (erste Kontaktierungsschicht)
22 Heizschicht
23 Zweite elektrisch leitfähige Komponente (zweite Kontaktierungsschicht)
P1 Potential
P2 Potential

Claims

Patentansprüche
Elektrische Heizvorrichtung (10), aufweisend wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ), wenigstens eine Heizschicht (22) sowie
wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente (23), wobei die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht (22) angeordnet ist/sind.
Elektrische Heizvorrichtung (20), insbesondere nach Anspruch 1 , aufweisend wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ), wenigstens eine Heizschicht (22) sowie wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige
Komponente (23), wobei die elektrisch leitfähigen Komponenten (21 , 23) und die Heizschicht (22) derart in Bezug zueinander angeordnet sind, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht (22) und/oder in Richtung der Ebene der Heizschicht (22) realisiert oder realisierbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) als elektrisch leitfähige
Kontaktierungsschicht und/oder als elektrisch leitfähiges, insbesondre dreidimensionales, Substratelement ausgebildet ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) als elektrisch leitfähige Kontaktierungsschicht ausgebildet ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) flächendeckend ausgebildet ist/sind.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) in Form eines elektrisch leitfähigen Kontaktierungsmusters ausgebildet ist/sind.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente (21 , 23) als Elektrode ausgebildet sind und dass die Elektroden unterschiedliches Potentialniveau aufweisen.
8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder wenigstens eine zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) derart ausgebildet ist/sind, dass unterschiedliche Temperaturbereiche und/oder Heizzonen in der Heizschicht realisiert oder realisierbar sind.
9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (22) zumindest bereichsweise als Kohlenstoff-basierte Heizschicht, insbesondere als Kohlenstoff-Nanomaterial- oder Kohlenstoff- Mikromaterial-basierte Heizschicht ausgebildet ist.
10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ), die Heizschicht (22) und die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) sandwichartig ausgebildet sind.
11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ), die Heizschicht (22) und die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) derart miteinander verbunden sind, dass ein Stromfluss quer zur Dicke der Heizvorrichtung (10) realisiert oder realisiert ist und/oder dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ), die Heizschicht (22) und die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) derart miteinander verbunden sind, dass die elektrisch leitfähigen
Komponenten (21 , 23) an den Seiten der Heizfläche (22) vorgesehen sind.
12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) gradiert aufgebaut sind.
13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) mittels eines Auftragverfahrens, insbesondere mittels eines Lichtbogen-Spritzverfahrens auf der Heizschicht aufgebracht ist/sind.
14. Bauteil (10), aufweisend wenigstens eine elektrische Heizvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 sowie ein Substratelement (11 ), auf dem die Heizvorrichtung angeordnet ist.
15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Substratelement (11 ) als dreidimensionale Struktur ausgebildet ist.
16. Bauteil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) der Heizvorrichtung (20) als
Substratelement (11 ) des Bauteils (10) ausgebildet ist.
17. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Heizvorrichtung (20) und/oder zum Herstellen eines Bauteils (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Her- oder Bereitstellen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente (21 ); b) Anordnen einer Heizschicht (22) an der ersten elektrisch leitfähigen
Komponente (21 );
c) Her- oder Bereitstellen einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente (23);
d) Anordnen der zweiten elektrisch leitfähigen Komponente (23) an der
Heizschicht (22);
wobei die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) und/oder die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) mittels eines thermischen
Spritzverfahrens hergestellt und/oder an der Heizschicht (22) angeordnet werden, und/oder die elektrisch leitfähigen Komponenten (21, 23) und die Heizschicht (22) derart in Bezug zueinander angeordnet werden, dass ein Stromfluss senkrecht zur Ebene der Heizschicht (22) und/oder in Richtung der Ebene der Heizschicht (22) realisiert wird oder realisierbar ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur
Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung (20) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 13 und/oder zur Herstellung eines Bauteils (10) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16 ausgebildet ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) auf ein Substratelement (11 )
aufgebracht wird, insbesondere mittels eines Auftragverfahrens, bevorzugt mittels eines Lichtbogen-Spritzverfahrens.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (22) mittels eines Auftragverfahrens auf die erste elektrisch leitfähige Komponente (21 ) aufgebracht wird, insbesondere mittels eines Sprüh-Verfahrens, eines Roll-Verfahrens oder eines Rakel-Verfahrens.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitfähige Komponente (23) mittels eines
Auftragverfahrens auf die Heizschicht (22) aufgebracht wird, insbesondere mittels eines Lichtbogen-Spritzverfahrens.
EP13719273.8A 2012-04-20 2013-04-19 Elektrische heizvorrichtung, bauelement sowie verfahren zu deren herstellung Active EP2839717B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012007945 2012-04-20
PCT/EP2013/001172 WO2013156162A2 (de) 2012-04-20 2013-04-19 Elektrische heizvorrichtung, bauelement sowie verfahren zu deren herstellung

Publications (2)

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