EP2988571A1 - Verfahren zur herstellung eines flexiblen heizsystems, flexibles heizsystem und verwendung - Google Patents

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EP2988571A1
EP2988571A1 EP15002472.7A EP15002472A EP2988571A1 EP 2988571 A1 EP2988571 A1 EP 2988571A1 EP 15002472 A EP15002472 A EP 15002472A EP 2988571 A1 EP2988571 A1 EP 2988571A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
electrical conductor
base material
flexible
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15002472.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Zimmermann
Andreas Röpert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FORSTER ROHNER AG
Interactive Wear AG
Original Assignee
FORSTER ROHNER AG
Interactive Wear AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2988571A1 publication Critical patent/EP2988571A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/002—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • A41D13/005—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment with controlled temperature
    • A41D13/0051—Heated garments
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/036—Heaters specially adapted for garment heating

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a flexible heating system, a flexible heating system, and a use of the flexible heating system.
  • Flexible heating systems are already used in many areas, such as heated clothing, e.g. to heat a jacket in the kidney, shoulder and chest area, or in the car interior, e.g. for a seat heater, used.
  • Such flexible heating systems consist of one or more heating elements, associated supply lines and connections to one or more power sources.
  • the necessary contact points or contacts between heating element (s) and connecting element (s) can greatly increase the effort and thus the cost of producing a heating system. This is the case in particular if several separate heating elements are produced by a potentially favorable method of production, as is customary, for example, in the textile industry, and subsequently have to be interconnected in a complicated manner. Furthermore, the necessary contact points or contacts form potential sources of error or weak points with regard to the long-term stability of the heating system. Furthermore, the contact points or contacts due to the necessary protection of the joints for the end user disturbing elements by hard components of otherwise soft and flexible material are clearly noticeable. It is therefore an object of the present invention to provide an improved method of manufacturing a flexible heating system which is simple, inexpensive and applicable to a variety of different end products. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an improved flexible heating system, which is simple and inexpensive to manufacture and which has a high long-term stability, and to indicate a corresponding use of the flexible heating system.
  • the flexible base material is, for example, a textile, a film or a fabric, in particular a fabric of polyester, nylon, cotton, corduroy, fleece, jeans, leather or artificial leather, or a combination thereof.
  • the flexible base material may in particular be elastic.
  • the flexible electrical conductor may e.g. a carbon fiber roving, a metal wire, in particular a wire of copper, nickel, silver, aluminum, stainless steel and / or alloys such as e.g. Nickel-chrome, brass, etc., include.
  • the flexible electrical conductor may also comprise stranded wire or threads of the above-mentioned materials. Typical strands for heating applications are e.g. Copper or brass strands of 10 to 60 wires, each about 0.02 to 0.1 mm in diameter.
  • the electrical conductor can be electrically connected to or at its ends by clamping, crimping, soldering, gluing or the like, in particular with a cable and / or with a current source.
  • the flexible electrical conductor may be insulated for protection. If the electrical conductor is insulated with an insulating layer, then this insulating layer is preferably designed such that it can be removed by suitable means at the end of the conductor in order to be able to contact the electrical conductor accordingly. If the electrical conductor is impressed or supplied with current by means of a current or voltage source, in particular by means of a battery or a rechargeable battery, the electrical conductor is heated as a result of the resistance against the current flow emanating from it.
  • the application of the electrical conductor to the base material can be done, for example, by applying, sewing, embroidering - in particular by embroidering with an industrial embroidery machine, in particular with a so-called Gross-Stick- or Schiffli embroidery machine - gluing, printing, laminating.
  • the electrical conductor can also be designed as an embroidery thread and thus embroidered directly onto the base material.
  • the heating system is formed by applying the electrical conductor to the base material such that one or more heating elements or heating pads and one or more connecting elements or supply lines are formed.
  • one or more heating elements or heating pads and one or more connecting elements or supply lines are formed.
  • a plurality of heating elements and one or more connecting elements are formed.
  • the term heating element or heating pad is understood to mean, in particular, an area, a section and / or an area of the heating system that is in the operating state, ie when connected and switched on power source, a certain minimum heating effect or heating power has.
  • connection element in each case comprises an associated supply line section or connection section of the flexible electrical conductor.
  • a supply section or connection section is understood to mean a section of the flexible electrical conductor which is used only for electrical connection between two heating elements or heating sections. Although produced in the operating state, the lead portion heat, but much less than the heating section. In contrast to the heating section of the supply line section is not used for targeted heating.
  • Heating systems can basically have any heating power.
  • heating systems in the operating state have a power of about 1 to 200 watts, in particular from about 2 to 120 watts, on.
  • mobile, battery-powered heating systems in the operating state have a power of about 2 to 20 watts.
  • Stationary or vehicle-mounted systems typically range in power from about 20 to 120 watts.
  • the heating system is designed such that the sum of the power of the heating elements in the operating state is at least 70%, more preferably at least 80% and most preferably at least 90% of the total power of the heating system.
  • the heating system is preferably designed such that the sum of the heating powers in the supply lines or connecting elements is preferably at most 30%, more preferably at most 20%, and most preferably at most 10% of the total output of the heating system.
  • heating element each includes an associated heating section of the flexible electrical conductor.
  • heating section is understood to mean a section of the flexible electrical conductor which is used for targeted heating.
  • the associated heating element also comprises a part of the base material.
  • the associated connecting element also comprises a part of the base material.
  • Each heating section of the electrical conductor is thus part of the associated heating element.
  • Each lead portion of the electrical conductor is thus part of the associated connection element.
  • the heater and lead sections preferably extend contiguously and alternately, i. Heating section - supply section - heating section, etc., over the applied on the base material electrical conductor.
  • the application of the flexible electrical conductor to the base material preferably takes place on the basis of a predetermined layout.
  • the layout specifies, for example, the size or area of the base material to which the flexible electrical conductor is to be applied.
  • the layout can specify distances between parts of the applied or applied electrical conductor depending on the location of the base material.
  • the layout dictates the exact course of the flexible electrical conductor on the base material.
  • the layout and thus the arrangement of the flexible electrical conductor on the base material are preferably designed such that there are sections or areas in which adjacent parts of the electrical conductor have a smaller distance than in other sections or areas.
  • Sections or areas in which adjacent parts of the electrical conductor have a relatively small spacing compared to the average spacing of adjacent parts of the electrical conductor, and thus a comparatively high heating effect or heating power, are also referred to as heating sections or heating areas.
  • Sections or areas in which adjacent parts of the electrical conductor have a relatively large spacing and thus a comparatively low heating effect or heating power compared to the average spacing of adjacent parts of the electrical conductor are also referred to as lead sections or lead areas, or also as Connection sections or connection areas called.
  • the flexible electrical conductor is loop-shaped and / or serpentine, in particular meander-shaped and / or spirally applied to the base material.
  • the density of the loops or spirals i. the number of loops per unit length, set the heating effect and / or predetermined.
  • the loop density, spiral density or the density of meandering arranged line sections is generally referred to as conductor density in the sense of this description.
  • the heating system is attached to an article to be heated, i. in the mounted state, the heating sections or heating areas have a relatively high conductor density and thus a high heating effect, whereas lead sections or lead areas have a comparatively low conductor density and thus a comparatively low heating effect.
  • heating effect is meant in particular the generated heating power per unit area.
  • the conductor density or the heating effect of feed sections is preferably at most 45%, more preferably at most 25%, even more preferably at most 15%, in particular at most 12%, of the conductor density or the heating effect of heating sections.
  • the distances between parts of the electrical conductor or the conductor density is preferably selected so that in the subsequent configuration, in particular cutting, laser and / or punching, the base material remains free sufficient base material can be sewn through or stitched through which safely Heating system eg by sewing or embroidering into a product to be heated.
  • the distances between parts of the electrical conductor and the conductor density are preferably chosen so that enough space for sewing flags remains.
  • the base material is further processed or configured, in particular cut, lasered and / or punched.
  • the configuration of the base material takes place in such a way that the connecting elements are deformed in a simple manner after the configuration, in particular pulled apart and / or compressed or compressed and / or folded.
  • the effective length of each connecting element can be variably adjusted.
  • the connecting elements or supply lines each have a variable effective length.
  • the term "effective length" of a connecting element is understood in the sense of this description, the length and / or extent of the connecting element.
  • the term "effective length” has been chosen instead of simply "length” of the connection element in the context of this description. Both terms can be used synonymously. Even if the length or the effective length of a connecting element is variable, the length of the electrical conductor encompassed by the connecting element or the length of the supply line section of the electrical conductor encompassed by the connecting element is substantially constant. In the case of several heating elements, the effective length of a connecting element corresponds to the distance between two heating elements, which are connected to one another via the connecting element. Thus, it is possible to vary, adjust and / or adjust the positioning of the heating elements. In other words, the basic material is configured such that the distance between two heating elements and / or the positioning of the heating elements, in particular the positioning of the heating elements on an object to be heated, can be varied, adjusted and / or adjusted.
  • the heating system can be placed variably, for example on a final product to be heated.
  • the heating system or the heating elements of the heating system can be easily integrated into various products or applications by means of suitable cuts.
  • the heating system according to the invention or the heating system produced according to the invention can be used for different sizes of a single product, eg the sizes XS to XXL in jackets. Few layouts can cover a whole range Product groups such as jackets, vests, trousers, socks seat covers, ceilings, wall or interior trim, parts of industrial equipment, barrels, barrels, etc., cover.
  • the cohesive and provided with integrated leads manufacturing the heating system according to the invention allows the elimination of additional contacts or contact elements and / or connection elements between the individual heating elements and connecting elements or leads.
  • the manufacturing method of the invention is simple, efficient and inexpensive.
  • the ends of the electrical conductor can be connected to a power source.
  • the electrical conductor is applied in one piece, ie continuously or coherently, to the base material.
  • individual electrical conductors must be connected or interconnected via special contact or connection elements.
  • the heating sections and supply line sections or the heating elements and connecting elements fit together seamlessly, ie without additional connecting elements or contact elements. In this way, expensive and annoying connection elements or contact elements between individual heating elements can be avoided. This reduces the manufacturing costs and increases the wearing comfort as well as the long-term stability of the flexible heating system produced according to the invention.
  • the electrical conductor may for example be formed from one or more electrically conductive embroidery threads, which are embroidered on the base material.
  • the electrical conductor is formed from only one continuous embroidery thread and thus formed in one piece. If, according to another embodiment, the electrical conductor is composed of a plurality of embroidery threads, then the electrical conductor within the meaning of the present description also counts as being integral when the embroidery threads are or are embroidered on the base material in such a way, that they are electrically connected to each other or are in electrical contact with each other.
  • the configuring or processing of the base material comprises cutting, laser cutting and / or punching out of the base material.
  • the configuring, i. The cutting, laser cutting and / or punching of the base material is preferably carried out such that the connecting elements can be pulled apart and / or pulled together and / or folded
  • the heating elements and the connecting elements are formed by dividing or dividing the electrical conductor into the heating sections of the electrical conductor belonging to the heating elements and into the feed sections of the electrical conductor belonging to the connecting elements educated.
  • each heating element comprises a heating section of the electrical conductor and each connection element comprises a supply section of the electrical conductor.
  • the subdivision or subdivision of the electrical conductor does not mean that the electrical conductor is separated or disassembled into several parts, but that heating sections and supply line sections are defined along the electrical conductor. In other words, heating sections or supply line sections are assigned to the electrical conductor. The subdivision is carried out such that the heating sections have a higher heating effect than the supply line sections.
  • the heating sections have a higher conductor density than the supply line sections.
  • the heating sections may be formed with higher resistance, while the supply line sections are formed with lower resistance.
  • the specific electrical resistance of the heating sections of the electrical conductor may be greater than the electrical resistivity of the supply sections of the electrical conductor in that the electrical conductor in the heating sections has a smaller diameter or cross section than in the supply sections.
  • different materials may be used.
  • a higher-resistance material than for the supply line sections can be used.
  • the electrical conductor is composed of different materials, it may nevertheless be formed in one piece.
  • the different materials may have been welded together to the one-piece conductor, so that no additional contact elements or connecting elements are necessary for connecting.
  • the method according to the invention for producing a flexible heating system comprises assembling the heating system.
  • packaging means, in particular, an adaptation of the size or dimensions of the heating system.
  • the distances of the individual heating elements can be adjusted or adjusted.
  • the assembly of the heating system comprises a pulling apart, a squeezing and / or a folding of one or more connecting elements.
  • assembling involves adjusting the effective length of the connecting elements, e.g. based on data of a product to be heated.
  • the heating sections or the heating elements can be placed at a desired position, for example, a product to be heated.
  • a desired position for example, a product to be heated.
  • the method according to the invention for producing a flexible heating system prior to the step of configuring the base material comprises marking the heating elements and connecting elements.
  • the marking preferably comprises attaching cutting and / or fixing aids, in particular cutting auxiliary lines and / or sewing auxiliary lines, to the base material.
  • the marking of the heating elements and connecting elements advantageously facilitates the further processing steps, in particular the cutting, laser cutting or punching out of the base material.
  • the marking of the heating elements and connecting elements advantageously facilitates the further processing steps, in particular the cutting, laser cutting or punching out of the base material.
  • e.g. By sewing or embroidery flags or by an adhesive marking the subsequent attachment and / or integration of the heating system to or in a product to be heated significantly easier.
  • the connecting elements are preferably designed to be pulled apart and / or compressed or compressed and / or folded.
  • the deformable in this way connecting elements thus have a variable and / or adjustable effective length.
  • the respective Distances of the heating elements can be adjusted and thus adjusted according to the intended use or to the product to be heated.
  • the flexible heating system according to the invention requires no additional contact or connection elements between the individual heating elements of the heating system. Rather, in the heating system according to the invention, the heating sections and supply line sections or the heating elements and connecting elements in each case fit together seamlessly.
  • the elimination of additional contact or connection elements makes the heating system significantly cheaper to manufacture, purchase and maintenance.
  • the wearing comfort increases because additional contact or connection elements can interfere with or disturb a user.
  • the elimination of trouble-prone connection or contact elements gives a higher long-term stability.
  • the heating elements each have a greater heating effect than the connecting elements.
  • the heating sections of the electrical conductor are made of high-resistance materials and the supply line sections of the electrical conductor are formed of low-resistance materials.
  • the heating sections of the electrical conductor are formed of a higher-resistance material than the supply sections of the electrical conductor.
  • the heating system according to the invention further comprises one or more markings, in particular cutting, fixing and / or sewing aids or sewing flags, which are applied to the base material for marking cut lines and / or fixing lines, in particular stitching or sewing lines are.
  • the markings applied to the base material advantageously serve to easily integrate the flexible heating system into a product to be heated.
  • the base material is designed to be placed on a heated or heated product, sewn, embroidered, printed, glued, laminated and / or applied by means of Velcro, zipper and / or by means of one or more push buttons , In this way, the heating system can be integrated into the product to be heated.
  • a further independent aspect for achieving the object relates to the use of the flexible heating system according to the invention for heating heatable articles, in particular industrial products such as e.g. Products of the textile industry.
  • the inventive flexible heating system for heating at least parts of a garment (jacket, vest pants, sock, glove), a seat (car seat, seat cushions, seat covers), a blanket, a mattress, a wall or interior lining, parts of industrial plants, Tons, barrels, etc. are used.
  • the FIG. 1 shows an exemplary layout 30 for the arrangement of an electrical conductor 10 on a base material (in the FIG. 1 not shown) of the heating system according to the invention.
  • the integrally formed electrical conductor 10, in particular a heating wire or filament is, according to the predetermined layout 30 on a base material 5, in particular a textile, sewn or embroidered.
  • the electrical conductor 10 is advantageously applied to the base material in the form of a loop or serpentine, in particular meandering and / or helical.
  • effective heating elements in particular heating surfaces or heating pads, can be formed.
  • the loop shape also allows the formation of flexible, ie variable in length and / or adjustable, supply or connecting elements which electrically connect the heating elements together.
  • the ends 10a and 10b of the electrical conductor or heating wire 10 applied to the base material can be connected to a power source, for example a battery or a rechargeable battery. If current flows through the electrical conductor or heating wire 10, it heats up and releases the heat to its surroundings.
  • a power source for example a battery or a rechargeable battery. If current flows through the electrical conductor or heating wire 10, it heats up and releases the heat to its surroundings.
  • the layout 30 of the heating system according to the invention is designed such that, apart from the connection of the ends 10a and 10b of the electrical conductor 10 with a power source, no contact points or contacts on the electrical conductor 10 are necessary. This is ensured by the fact that the electrical conductor or heating wire 10 in one piece, that is formed continuously without interruption and thus no disturbing and vulnerable connection elements between the different heating elements are required. This greatly reduces the manufacturing and maintenance costs. At the same time, the wearing comfort of the heating system is increased, for example when the heating system is integrated into a garment, since there are no hard pressure points that result from such connection contacts, more.
  • FIG. 2 shows the layout 30 of FIG. 1 with example defined heating sections 12 and supply sections 14 of the electrical conductor 10.
  • the defined or formed by the heating sections 12 heating surfaces or heating pads, for example, to a specific with the heating system to be heated product, such as a garment such as a jacket or vest, be coordinated.
  • a specific with the heating system to be heated product such as a garment such as a jacket or vest
  • be coordinated Like in the FIG. 2
  • the conductor spacing ie the distance between parts of the electrical conductor 10
  • in the region of the heating sections 12 is slightly lower than in the region of the supply line sections 14.
  • the heating effect or heating power of the heating sections 12 is higher than that of the supply line sections 14th
  • FIG. 3 shows in a schematic representation of the applied to the base material 5, integrally formed, electrical conductor 10 according to the layout of FIG. 1 or 2 . Furthermore, in the FIG. 3 schematically shows lines along which is cut for the subsequent processing or configuration of the base material.
  • the in the FIG. 3 Lines shown may be fictitious or may be provided with markings.
  • markings In the embodiment of FIG. 3 are marks, in particular a cutting auxiliary line 22 and a sewing auxiliary line 24, which can be attached to the base material 5 by suitable methods in the manufacturing process.
  • the cutting auxiliary line 22 serves as a default or orientation aid for cutting, laser cutting and / or punching out the base material in order to make the effective length of the connecting elements of the heating system according to the invention variable.
  • the sewing auxiliary line 24 is used for mounting or introducing the heating system or the heating pads into a product.
  • the sewing guide 24 provides an orientation aid at which points easily and safely, ie without damaging the electrical conductor, can be sewn.
  • the sewing guides 24 are thus used to sew the heating pads into a product, making sure that it is only sewn where there is no injury to the heating wire.
  • the guides can also be embroidered so that it is then stick guides 24. This is particularly useful if the electrical conductor 10 is embroidered on the base material 5 or embroidered.
  • FIG. 4a shows a schematic front view of an embroidered heating filament 10, while the FIG. 4b the corresponding rear view shows.
  • the sewing or embroidery threads 15 can have a clearly visible color, ie in a color that is high in contrast to the base material 5, in order to mark during further processing, in particular the manufacture, in which area, if possible, not to be sewn.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the heating system 100 according to the invention according to a preferred embodiment. Compared to the previous figures, the base material 5 was cut to size.
  • the heating system 100 produced in this way comprises heating elements 16 and connecting elements 18.
  • the connecting elements 18 electrically connect two heating elements to one another and thus provide supply lines of the heating elements 16.
  • both the heating elements 16 and the connecting elements 18 are formed by the integrally formed electrical conductor, the transition between the heating elements 16 and the connecting elements 18 takes place seamlessly, i. without additional contact and / or connection elements.
  • the heating elements 16 include an associated heating portion of the electrical conductor 10 and an associated portion of the cut base material 5.
  • the connection elements 18 comprise an associated lead portion of the electrical conductor 10 and an associated portion of the cut base material 5. The heating elements 16 and Connecting elements 18 thus extend alternately over the electrical conductor 10 applied to the base material 5.
  • the connecting elements 18 can be pulled apart, so that a variable placement of the individual heating elements 16 is possible.
  • the connecting elements 18 can also be easily pulled together or compressed to the initial state of the heating system restore. The cut is made such that, in contrast to the connecting elements 18, the heating elements 16 are not expandable or compressible. This ensures an adjustable constant heating effect of the heating elements 16.
  • the heating elements 16 can be adjusted in position variable to the product to be heated. So it is e.g. in a simple manner, the heating system 100 in garments of different clothing sizes, e.g. XS to XL, integrate. In particular, the layout 30 for the heating system 100 need not be changed for different sizes of a product. This facilitates the manufacture and reduces the associated costs.
  • FIG. 6a shows a schematic detail view of an exploded connecting element 18, which includes an associated lead portion of the electrical conductor 10 and an associated part or portion of the base material 5.
  • the connecting elements 18 can also be folded, as shown in the FIG. 6b is shown. By folding a longer connecting distance of the connecting element 18 is achieved. Preferably, when folding always to the back, ie to the side facing away from the electrical conductor 10 side of the base material 5, folded. Thus, it can be prevented that the connections lie directly on top of each other and that, for example, short circuits occur in the case of a non-insulated electrical conductor 10.
  • FIGS. 7a and 7b each show a schematic drawing for the exemplary arrangement of a heating system 100 according to the invention for heating the human body 50.
  • the Figure 7a which represents the front of the human body, shows two heating elements 16, which are arranged in the chest area, while the Connecting elements 18 are guided over the neck area to the back.
  • FIG. 7b which represents the back of the human body, shows two further heating elements 16, which are arranged in the kidney area.
  • a heating element 16 of the chest region and a heating element 16 of the kidney region are connected via a connecting element 18.
  • the connecting element 18 is correspondingly pulled apart, so that its effective length substantially corresponds to the distance of the chest region from the kidney region.
  • the two heating elements 16 in the kidney region are also connected via a connecting element 18 with an appropriately set or adapted effective length. It was already taken into account in the layout of the heating system that in principle the distance between the chest area to the kidney area is greater than the distance between the kidneys. Accordingly, the length of the lead portions of the connecting members 18 has been selected differently for the different areas.
  • the spacings of the heating elements 16 may be adjusted via the adjustable effective length of the connecting elements 18.
  • FIG. 8 shows the same layout as in the FIG. 1 shown. However, in comparison to those in the FIG. 2 shown definition of heating sections 12 and supply sections 14, the heating sections 12 and supply sections 14 according to the layout of FIG. 8 otherwise defined or distributed differently.
  • the exemplary layouts 30 shown in FIG FIGS. 1 and 8th may thus serve as a basis for the production of flexible heating systems 100 according to the invention, each having a different number of heating elements 16 and / or a different arrangement of the heating elements 16.
  • the different layouts 30 may be used for different products to be heated.
  • FIG. 9 shows another exemplary layout for the arrangement of a one-piece electrical conductor 10 on a base material 5.
  • the layout is designed regularly, ie, the conductor spacing for the loops of the electrical conductor 10 is substantially constant. If such a layout is used, a different number of heating elements 16, each having an identical surface heating power, can be produced by different cuts.
  • FIG. 10 shows an exemplary photo of an applied on a base material 5 electrical conductor 10 with dotted lines drawn or auxiliary cutting lines 22.
  • the cutting lines 22 are used for cutting, laser cutting and / or punching of the base material.
  • FIG. 11 shows photos of an exemplary, integrated in a garment heating system according to the invention from four different perspectives.
  • the Figures 12a and 12b each show photos of a front and rear view of a vest, in which a flexible heating system 100 according to the invention is integrated. While the FIG. 12a A size S vest is in the FIG. 12b a vest of size L, so a vest with a larger clothing size shown.
  • the connecting elements 18 are each set in such an effective length that the heating elements or heating pads 16 at predetermined locations of the vest arranged, in particular sewn or embroidered.
  • the heating system 100 may include one or more temperature sensors for measuring the local temperature (s) and a control unit that controls the power supply so that the garment reaches a predetermined temperature at least locally.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems, ein flexibles Heizsystem und eine Verwendung des flexiblen Heizsystems. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:
- Bereitstellen eines flexiblen Grundmaterials (5);
- Aufbringen eines flexiblen und zum Heizen geeigneten elektrischen Leiters (10) auf das Grundmaterial (5) derart, dass ein oder mehrere Heizelemente (16) und ein oder mehrere Verbindungselemente (18) gebildet werden, wobei jedes Heizelement (16) jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt (12) des elektrischen Leiters (10) umfasst und jedes Verbindungselement (18) jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt (14) des elektrischen Leiters (10) umfasst;
- Konfigurieren des Grundmaterials (5) derart, dass die Verbindungselemente (18) verformt werden können, um eine effektive Länge jedes Verbindungselementes (18) einzustellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems, ein flexibles Heizsystem und eine Verwendung des flexiblen Heizsystems.
  • Flexible Heizsysteme werden bereits in vielen Bereichen wie beheizbare Bekleidung, z.B. um eine Jacke im Nieren-, Schulter- und Brustbereich zu erwärmen, oder im Auto-Innenbereich, z.B. für eine Sitzheizung, verwendet. Solche flexiblen Heizsysteme bestehen aus einem oder mehreren Heizelementen, dazugehörigen Zuleitungen und Anschlüssen zu einer oder mehrerer Stromquellen. Zur Herstellung eines Heizsystems können bekanntermaßen mehrere separate Heizelemente über Verbindungselemente miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungselemente über entsprechende Kontaktstellen bzw. Kontaktierungen an die Heizelemente angebracht werden
  • Die notwendigen Kontaktstellen bzw. Kontaktierungen zwischen Heizelement(en) und Verbindungselement(en) können jedoch den Aufwand und damit die Kosten der Herstellung eines Heizsystems stark nach oben treiben. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn mehrere separate Heizelemente durch eine potentiell günstige Herstellweise, wie sie z.B. in der Textilindustrie üblich ist, gefertigt werden und nachher aufwendig zusammengeschaltet werden müssen. Ferner bilden die notwendigen Kontaktstellen bzw. Kontaktierungen potentielle Fehlerquellen bzw. Schwachstellen hinsichtlich der Langzeitstabilität des Heizsystems. Des Weiteren stellen die Kontaktstellen bzw. Kontaktierungen auf Grund des notwendigen Schutzes der Verbindungsstellen für den Endnutzer störende Elemente dar, indem harte Bestandteile eines sonst weichen und flexiblen Materials deutlich spürbar sind. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems anzugeben, welches einfach, kostengünstig und im Hinblick auf eine Vielzahl verschiedener Endprodukte anwendbar ist. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes flexibles Heizsystem, welches einfach und kostengünstig herzustellen ist und welches eine hohe Langzeitstabilität aufweist, sowie eine entsprechende Verwendung des flexiblen Heizsystems anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unteransprüche.
  • Ein erster unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, insbesondere biegsamen, Heizsystems, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen eines flexiblen Grundmaterials;
    • Aufbringen eines flexiblen und zum Heizen geeigneten elektrischen Leiters auf das Grundmaterial derart, dass ein oder mehrere Heizelemente und ein oder mehrere Verbindungselemente gebildet werden, wobei jedes Heizelement jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt des elektrischen Leiters umfasst und jedes Verbindungselement jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters umfasst;
    • Konfigurieren des Grundmaterials derart, dass die Verbindungselemente verformt werden können, um eine effektive Länge jedes Verbindungselementes einzustellen.
  • Das flexible Grundmaterial ist beispielsweise ein Textil, eine Folie oder ein Stoff, insbesondere ein Stoff aus Polyester, Nylon, Baumwolle, Cord, Fleece, Jeans, Leder bzw. Kunstleder, oder eine Kombination davon. Das flexible Grundmaterial kann insbesondere elastisch sein.
  • Der flexible elektrische Leiter kann z.B. ein Kohlefaser-Roving, einen Metalldraht, insbesondere einen Draht aus Kupfer, Nickel, Silber, Aluminium, Edelstahl und/oder Legierungen wie z.B. Nickel-Chrom, Messing, usw., umfassen. Der flexible elektrische Leiter kann auch Litze oder Zwirne aus den oben genannten Materialien umfassen. Typische Litzen für Heizanwendungen sind z.B. Kupfer oder Messinglitzen aus 10 bis 60 Drähten mit je etwa 0.02 bis 0.1 mm Durchmesser. Vorzugsweise lässt sich der elektrische Leiter an bzw. mit seinen Enden durch Klemmen, Crimpen, Löten, Kleben o.ä., insbesondere mit einem Kabel und/oder mit einer Stromquelle, elektrisch verbinden. Der flexible elektrische Leiter kann zum Schutz eine Isolierung aufweisen. Falls der elektrische Leiter mit einer Isolationsschicht Isoliert ist, so ist diese Isolationsschicht vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie sich mit geeigneten Mitteln am Ende des Leiters entfernen lässt, um den elektrischen Leiter entsprechend kontaktieren zu können. Wird dem elektrischen Leiter mittels einer Strom- bzw. Spannungsquelle, insbesondere mittels einer Batterie oder eines Akkus, Strom aufgeprägt bzw. zugeführt, so erwärmt sich der elektrische Leiter als Folge des von ihm ausgehenden Widerstands gegen den Stromfluss.
  • Das Aufbringen des elektrischen Leiters auf das Grundmaterial kann beispielsweise durch ein Auflegen, Aufnähen, Aufsticken - insbesondere durch Aufsticken mit einer industriellen Stickmaschine, insbesondere mit einer sogenannten Gross-Stick- oder Schiffli-Stickmaschine -, Aufkleben, Aufdrucken, Laminieren usw. erfolgen. Der elektrische Leiter kann auch als Stickfaden ausgebildet sein und somit direkt auf das Grundmaterial gestickt werden.
  • Das Heizsystem wird durch Aufbringen des elektrischen Leiters auf das Grundmaterial derart gebildet, dass ein oder mehrere Heizelemente bzw. Heizpads und ein oder mehrere Verbindungselemente bzw. Zuleitungen gebildet werden. Insbesondere werden eine Vielzahl von Heizelementen und ein oder mehrere Verbindungselemente gebildet. Unter Heizelement bzw. Heizpad wird im Sinne dieser Beschreibung insbesondere ein Bereich, ein Abschnitt und/oder eine Fläche des Heizsystems verstanden, der/die im Betriebszustand, d.h. bei angeschlossener und eingeschalteter Stromquelle, eine bestimmte minimale Heizwirkung bzw. Heizleistung aufweist.
  • Jedes Verbindungselement umfasst jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt bzw. Verbindungsabschnitt des flexiblen elektrischen Leiters. Unter Zuleitungsabschnitt bzw. Verbindungsabschnitt wird im Sinne dieser Beschreibung ein Abschnitt des flexiblen elektrischen Leiters verstanden, der lediglich zur elektrischen Verbindung zwischen zwei Heizelementen bzw. Heizabschnitten verwendet wird. Zwar erzeugt im Betriebszustand auch der Zuleitungsabschnitt Wärme, aber deutlich weniger als der Heizabschnitt. Im Gegensatz zum Heizabschnitt wird der Zuleitungsabschnitt nicht zum gezielten Heizen verwendet.
  • Heizsysteme können grundsätzlich jede beliebige Heizleistung aufweisen. Vorzugsweise weisen Heizsysteme im Betriebszustand eine Leistung von etwa 1 bis 200 Watt, insbesondere von etwa 2 bis 120 Watt, auf. Typischerweise weisen mobile, batteriebetriebene Heizsysteme im Betriebszustand eine Leistung von etwa 2 bis 20 Watt auf. Stationäre oder Fahrzeug-gebundene Systeme liegen typischerweise in einem Leistungsbereich von etwa 20 bis 120 Watt. Vorzugsweise ist das Heizsystem derart ausgelegt, dass die Summe der Leistungen der Heizelemente im Betriebszustand mindestens 70%, noch bevorzugter mindestens 80% und am bevorzugtesten mindestens 90% der Gesamtleistung des Heizungssystems beträgt. Dementsprechend ist das Heizsystem vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Summe der Heizleistungen in den Zuleitungen bzw. Verbindungselementen vorzugsweise maximal 30%, noch bevorzugter maximal 20% und am bevorzugtesten maximal 10% der Gesamtleistung des Heizsystems beträgt.
  • Jedes Heizelement umfasst jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt des flexiblen elektrischen Leiters. Unter Heizabschnitt wird im Sinne dieser Beschreibung ein Abschnitt des flexiblen elektrischen Leiters verstanden, der zum gezielten Heizen verwendet wird.
  • Im Unterschied zum Heizabschnitt umfasst das zugehörige Heizelement auch einen Teil des Grundmaterials. Entsprechend umfasst im Unterschied zum Zuleitungsabschnitt bzw. Verbindungsabschnitt das zugehörige Verbindungselement auch einen Teil des Grundmaterials. Jeder Heizabschnitt des elektrischen Leiters ist somit Teil des zugehörigen Heizelements. Jeder Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters ist somit Teil des zugehörigen Verbindungselementes. Die Heizungs- und Zuleitungsabschnitte erstrecken sich vorzugsweise zusammenhängend und abwechselnd, d.h. Heizabschnitt - Zuleitungsabschnitt - Heizabschnitt usw., über den auf das Grundmaterial aufgebrachten elektrischen Leiter.
  • Das Aufbringen des flexiblen elektrischen Leiters auf das Grundmaterial erfolgt vorzugweise auf Basis eines vorbestimmten Layouts. Das Layout gibt z.B. die Größe bzw. die Fläche des Grundmaterials vor, auf die der flexible elektrische Leiter aufgebracht werden soll. Zudem kann das Layout Abstände zwischen Teilen des aufzubringenden bzw. aufgebrachten elektrischen Leiters in Abhängigkeit vom Ort des Grundmaterials vorgeben. Insbesondere gibt das Layout den genauen Verlauf des flexiblen elektrischen Leiters auf dem Grundmaterial vor. Das Layout und damit die Anordnung des flexiblen elektrischen Leiters auf dem Grundmaterial sind vorzugsweise derart gestaltet, dass es Abschnitte bzw. Bereiche gibt, in denen benachbarte Teile des elektrischen Leiters einen geringeren Abstand aufweisen als in anderen Abschnitten bzw. Bereichen. Abschnitte bzw. Bereiche, in denen benachbarte Teile des elektrischen Leiters einen, im Vergleich zum durchschnittlichen Abstand benachbarter Teile des elektrischen Leiters, relativ geringen Abstand und damit eine vergleichsweise hohe Heizwirkung bzw. Heizleistung aufweisen, werden auch als Heizabschnitte bzw. Heizbereiche bezeichnet. Abschnitte bzw. Bereiche, in denen benachbarte Teile des elektrischen Leiters einen, im Vergleich zum durchschnittlichen Abstand benachbarter Teile des elektrischen Leiters, relativ großen Abstand und damit eine vergleichsweise niedrige Heizwirkung bzw. Heizleistung aufweisen, werden auch als Zuleitungsabschnitte bzw. Zuleitungsbereiche, oder auch als Verbindungsabschnitte bzw. Verbindungsbereiche bezeichnet.
  • Vorzugsweise wird der flexible elektrische Leiter schleifenförmig und/oder schlangenförmig, insbesondere mäanderförmig und/oder spiralförmig auf das Grundmaterial aufgebracht. Somit kann über die Dichte der Schleifen bzw. Spiralen, d.h. der Anzahl von Schleifen bzw. Spiralen pro Einheitslänge, die Heizwirkung eingestellt und/oder vorbestimmt werden. Die Schleifendichte, Spiraldichte oder die Dichte mäanderförmig angeordneter Leitungsabschnitte wird im Sinne dieser Beschreibung allgemein auch als Leiterdichte bezeichnet. Wenn das Heizsystem an einen zu beheizenden Gegenstand angebracht ist, d.h. im montierten Zustand, weisen die Heizabschnitte bzw. Heizbereiche eine relativ hohe Leiterdichte und damit eine hohe Heizwirkung auf, wohingegen Zuleitungsabschnitte bzw. Zuleitungsbereiche eine vergleichsweise geringe Leiterdichte und damit eine vergleichsweise geringe Heizwirkung aufweisen. Mit dem Begriff Heizwirkung ist insbesondere die erzeugte Heizleistung pro Einheitsfläche gemeint. Vorzugsweise beträgt im montierten Zustand die Leiterdichte bzw. die Heizwirkung von Zuleitungsabschnitten maximal 45%, mehr bevorzugt maximal 25%, noch mehr bevorzugt maximal 15%, insbesondere maximal 12%, der Leiterdichte bzw. der Heizwirkung von Heizabschnitten.
  • Die Abstände zwischen Teilen des elektrischen Leiters bzw. die Leiterdichte wird vorzugsweise so gewählt, dass beim anschließenden Konfigurieren, insbesondere Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen, des Grundmaterials genügend freies Grundmaterial stehen bleibt, durch welches gefahrlos durchgenäht bzw. durchgestickt werden kann, um das Heizsystem z.B. durch Aufnähen oder Aufsticken in ein zu beheizendes Produkt zu integrieren. Zudem werden die Abstände zwischen Teilen des elektrischen Leiters bzw. die Leiterdichte vorzugweise so gewählt, dass genügend Platz für Nähfahnen bleibt.
  • Schließlich wird das Grundmaterial weiter bearbeitet bzw. konfiguriert, insbesondere zugeschnitten, ausgelasert und/oder ausgestanzt. Das Konfigurieren des Grundmaterials erfolgt derart, dass die Verbindungselemente nach dem Konfigurieren in einfacher Weise verformt, insbesondere auseinandergezogen und/oder zusammengerückt bzw. zusammengedrückt und/oder gefaltet, werden können. Auf diese Weise kann die effektive Länge jedes Verbindungselementes variabel eingestellt werden. Mit anderen Worten weisen die Verbindungselemente bzw. Zuleitungen jeweils eine variable effektive Länge auf. Unter dem Begriff "effektive Länge" eines Verbindungselementes wird im Sinne dieser Beschreibung die Länge und/oder Ausdehnung des Verbindungselementes verstanden. Um die Länge des Verbindungselementes von der Länge des von dem Verbindungselement umfassten Zuleitungsabschnitts des elektrischen Leiters zu unterscheiden, wurde im Rahmen dieser Beschreibung der Begriff "effektive Länge" anstatt einfach "Länge" des Verbindungselementes gewählt. Beide Begriffe können aber synonym verwendet werden. Auch wenn die Länge bzw. die effektive Länge eines Verbindungselementes variabel ist, so ist die Länge des von dem Verbindungselement umfassten elektrischen Leiters bzw. die Länge des von dem Verbindungselement umfassten Zuleitungsabschnitts des elektrischen Leiters im Wesentlichen konstant. Bei mehreren Heizelementen entspricht die effektive Länge eines Verbindungselementes dem Abstand zweier Heizelemente, welche über das Verbindungselement miteinander verbunden sind. Somit ist es möglich, die Positionierung der Heizelemente zu variieren, anzupassen und/oder einzustellen. Mit anderen Worten erfolgt das Konfigurieren des Grundmaterials derart, dass der Abstand zweier Heizelemente und/oder die Positionierung der Heizelemente, insbesondere die Positionierung der Heizelemente auf einem zu beheizenden Gegenstand, variiert, angepasst und/oder eingestellt werden kann.
  • Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, ein in der Anwendung räumlich verteiltes Heizsystem durch ein geeignetes Design sehr kompakt und damit effizient und kostengünstig herzustellen. Die Heizelemente können, beispielsweise auf einem zu beheizenden Endprodukt, variabel platziert werden. Insbesondere können das Heizsystem bzw. die Heizelemente des Heizsystems durch geeignete Schnitte leicht in verschiedene Produkte bzw. Applikationen integriert werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße bzw. das erfindungsgemäß hergestellte Heizsystem für verschiedene Größen eines einzigen Produkts, z.B. die Größen XS bis XXL bei Jacken, verwendet werden. Wenige Layouts können eine ganze Bandbreite an Produktgruppen wie z.B. Jacken, Westen, Hosen, Socken Sitzbezüge, Decken, Wand oder Innenraumverkleidungen, Teile von Industrieanlagen, Tonnen, Fässer, etc., abdecken. Die zusammenhängende und mit integrierten Zuleitungen versehene Fertigung des erfindungsgemäßen Heizsystems ermöglicht den Wegfall von zusätzlichen Kontaktierungen bzw. Kontaktelementen und/oder Anschlusselementen zwischen den einzelnen Heizelementen und Verbindungselementen bzw. Zuleitungen. Somit ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einfach, effizient und kostengünstig.
  • Zum Betrieb des Heizsystems können die Enden des elektrischen Leiters mit einer Stromquelle verbunden werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der elektrische Leiter einstückig, d.h. durchgängig bzw. zusammenhängend auf das Grundmaterial aufgebracht. Somit ist es nicht erforderlich, dass einzelne elektrische Leiter über spezielle Kontakt- bzw. Anschlusselemente verbunden oder zusammengeschaltet werden müssen. Bei einem einstückig aufgebrachten elektrischen Leiter fügen sich jeweils die Heizabschnitte und Zuleitungsabschnitte bzw. die Heizelemente und Verbindungselemente nahtlos, d.h. ohne zusätzliche Anschlusselemente bzw. Kontaktelemente, aneinander. Auf diese Weise können teure und störende Anschlusselemente bzw. Kontaktelemente zwischen einzelnen Heizelementen vermieden werden. Dies reduziert die Herstellungskosten und erhöht den Tragekomfort sowie auch die Langzeitstabilität des erfindungsgemäß hergestellten flexiblen Heizsystems. Der elektrische Leiter kann z.B. aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Stickfäden gebildet sein, die auf das Grundmaterial aufgestickt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Leiter aus nur einem durchgehenden Stickfaden gebildet und somit einstückig ausgebildet. Setzt sich der elektrische Leiter gemäß einer anderen Ausführungsform aus mehreren Stickfäden zusammen, so zählt der elektrische Leiter im Sinne der vorliegenden Beschreibung ebenfalls noch als einstückig ausgebildet, wenn die mehreren Stickfäden derart auf das Grundmaterial aufgestickt sind bzw. werden, dass sie elektrisch miteinander verbunden sind bzw. elektrisch miteinander in Kontakt stehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems umfasst das Konfigurieren bzw. Bearbeiten des Grundmaterials ein Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials. Das Konfigurieren, d.h. das Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials, erfolgt vorzugsweise derart, dass die Verbindungselemente auseinandergezogen und/oder zusammengerückt und/oder gefaltet werden können
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems werden die Heizelemente und die Verbindungselemente durch ein Auf- bzw. Unterteilen des elektrischen Leiters in die zu den Heizelementen zugehörigen Heizabschnitte des elektrischen Leiters und in die zu den Verbindungselementen zugehörigen Zuleitungsabschnitte des elektrischen Leiters gebildet. Somit umfasst jedes Heizelement einen Heizabschnitt des elektrischen Leiters und jedes Verbindungselement umfasst einen Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters. Das Auf- bzw. Unterteilen des elektrischen Leiters bedeutet nicht, dass der elektrische Leiter in mehrere Teile getrennt oder zerlegt wird, sondern dass entlang des elektrischen Leiters Heizabschnitte und Zuleitungsabschnitte definiert werden. Mit anderen Worten werden dem elektrischen Leiter Heizabschnitte bzw. Zuleitungsabschnitte zugeordnet. Das Unterteilen erfolgt derart, dass die Heizabschnitte eine höhere Heizwirkung aufweisen als die Zuleitungsabschnitte. Beispielsweise weisen die Heizabschnitte eine höhere Leiterdichte auf als die Zuleitungsabschnitte. Alternativ oder zusätzlich können die Heizabschnitte hochohmiger ausgebildet sein, während die Zuleitungsabschnitte niederohmiger ausgebildet sind. Beispielsweise kann der spezifische elektrische Widerstand der Heizabschnitte des elektrischen Leiters größer sein als der spezifische elektrische Widerstand der Zuleitungsabschnitte des elektrischen Leiters, indem der elektrische Leiter in den Heizungsabschnitten einen kleineren Durchmesser bzw. Querschnitt aufweist als in den Zuleitungsabschnitten. Alternativ oder zusätzlich können auch unterschiedliche Materialien verwendet werden. Insbesondere kann für die Heizabschnitte ein hochohmigeres Material als für die Zuleitungsabschnitte verwendet werden. Auch wenn sich in diesem Fall der elektrische Leiter aus unterschiedlichen Materialien zusammensetzt, so kann er dennoch einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise können die unterschiedlichen Materialen zu dem einstückigen Leiter zusammengeschweißt worden sein, so dass keine zusätzlichen Kontaktelemente bzw. Anschlusselemente zum Verbinden notwendig sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems ein Konfektionieren des Heizsystems.
  • Unter Konfektionieren wird im Sinne dieser Beschreibung insbesondere ein Anpassen der Größe bzw. der Abmessungen des Heizsystems verstanden. So können durch das Konfektionieren des Heizsystems die Abstände der einzelnen Heizelemente angepasst bzw. eingestellt werden.
  • Das Konfektionieren des Heizsystems umfasst ein Auseinanderziehen, ein Zusammenrücken bzw. Zusammendrücken und/oder ein Falten eines oder mehrerer Verbindungselemente. Mit andern Worten umfasst das Konfektionieren ein Einstellen der effektiven Länge der Verbindungselemente, z.B. auf Basis von Daten eines zu beheizenden Produktes.
  • Durch das Konfektionieren können somit die Heizabschnitte bzw. die Heizelemente an eine gewünschte Position, z.B. eines zu beheizendes Produktes, platziert werden. Somit ist es vorteilhafterweise möglich, dass das erfindungsgemäße bzw. erfindungsgemäß hergestellte flexible Heizsystem für Produkte unterschiedlicher Größen bzw. Abmessungen, beispielsweise Kleidungsstücke in den Größen XS bis XL, eingesetzt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems vor dem Schritt des Konfigurierens des Grundmaterials ein Markieren der Heizelemente und Verbindungselemente. Das Markieren umfasst vorzugsweise ein Anbringen von Schnitt- und/oder Fixierhilfen, insbesondere Schnitt-Hilfslinien und/oder Näh-Hilfslinien, auf das Grundmaterial.
  • Das Markieren der Heizelemente und Verbindungselemente erleichtert vorteilhafterweise die weiteren Bearbeitungsschritte, insbesondere das Zuschneiden, Auslasern bzw. Ausstanzen des Grundmaterials. Außerdem kann z.B. durch Näh- bzw. Stickfahnen oder durch eine Klebemarkierung das nachträglich Anbringen und/oder Integrieren des Heizsystems an bzw. in ein zu beheizendes Produkt deutlich erleichtert werden.
  • Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein flexibles Heizsystem umfassend:
    • ein flexibles Grundmaterial;
    • einen flexiblen, vorzugsweise einstückig ausgebildeten, und zum Heizen geeigneten elektrischen Leiter, welcher auf das Grundmaterial aufgebracht ist, wobei die Enden des elektrischen Leiters mit einer Stromquelle verbindbar sind;
    • ein oder mehrere Heizelemente und ein oder mehrere Verbindungselemente, wobei jedes Heizelement jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt des elektrischen Leiters umfasst und jedes Verbindungselement jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters umfasst, und wobei
    die Verbindungselemente ausgelegt sind, verformt zu werden, so dass jedes Verbindungselement eine einstellbare effektive Länge aufweist.
  • Die Verbindungselemente sind vorzugsweise ausgelegt, um auseinandergezogen und/oder zusammengerückt bzw. zusammengedrückt und/oder gefaltet zu werden. Die auf diese Weise verformbaren Verbindungselemente weisen folglich eine variable und/oder einstellbare effektive Länge auf. Somit können die jeweiligen Abstände der Heizelemente eingestellt werden und damit entsprechend dem Verwendungszweck bzw. an das zu beheizende Produkt angepasst werden.
  • Darüber hinaus benötigt das erfindungsgemäße flexible Heizsystem im Gegensatz zu herkömmlichen flexiblen Heizsystemen keine zusätzlichen Kontakt- bzw. Anschlusselemente zwischen den einzelnen Heizelementen des Heizsystems. Vielmehr fügen sich bei dem erfindungsgemäßen Heizsystem die Heizabschnitte und Zuleitungsabschnitte bzw. die Heizelemente und Verbindungselemente jeweils nahtlos aneinander. Der Wegfall zusätzlicher Kontakt- bzw. Anschlusselemente macht das Heizsystem deutlich günstiger in der Herstellung, Anschaffung und Wartung. Zudem erhöht sich der Tragekomfort, da sich zusätzliche Kontakt- bzw. Anschlusselemente störend bzw. unangenehm bei einem Benutzer auswirken können. Auch ist durch den Wegfall störanfälliger Anschluss- bzw. Kontaktelemente eine höhere Langzeitstabilität gegeben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems weisen die Heizelemente jeweils eine größere Heizwirkung auf als die Verbindungselemente.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems sind die Heizabschnitte des elektrischen Leiters aus hochohmigen Materialien und die Zuleitungsabschnitte des elektrischen Leiters aus niederohmigen Materialien gebildet. Mit anderen Worten sind die Heizabschnitte des elektrischen Leiters aus einem hochohmigeren Material gebildet als die Zuleitungsabschnitte des elektrischen Leiters. Somit wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Heizabschnitte eine höhere Heizwirkung bzw. Heizleistung aufweisen als die Verbindungsabschnitte.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Heizsystems ferner eine oder mehrere Markierungen, insbesondere Schnitt-, Fixier- und/oder Nähhilfen bzw. Nähfahnen, welche auf dem Grundmaterial zum Kennzeichnen von Schnittlinien und/oder Fixierlinien, insbesondere Stick- bzw. Nählinien, aufgebracht sind.
  • Die auf das Grundmaterial aufgebrachten Markierungen dienen insbesondere vorteilhafterweise dazu, das flexible Heizsystem in ein zu beheizendes Produkt in einfacher Weise zu integrieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems ist das Grundmaterial ausgelegt, auf ein zu beheizendes bzw. beheizbares Produkt aufgelegt, aufgenäht, aufgestickt, aufgedruckt, aufgeklebt, laminiert und/oder mittels Klettverschluss, Reißverschluss und/oder mittels einem oder mehrerer Druckknöpfe aufgebracht zu werden. Auf diese Weise kann das Heizsystem in das zu beheizende Produkt integriert werden.
  • Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen flexiblen Heizsystems zum Beheizen von beheizbaren Gegenständen, insbesondere von Industrieprodukten wie z.B. Produkten der Textilindustrie. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße flexible Heizsystem zum Heizen von zumindest Teilen eines Kleidungsstückes (Jacke, Weste Hose, Socke, Handschuh), eines Sitzes (Autositz, Sitzkissen, Sitzbezüge), einer Decke, einer Matratze, einer Wand-oder Innenraumverkleidung, Teile von Industrieanlagen, Tonnen, Fässer, etc. verwendet werden.
  • Für die oben genannten weiteren unabhängigen Aspekte und insbesondere für diesbezügliche bevorzugte Ausführungsformen gelten auch die vor- oder nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des ersten Aspekts.
  • Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen zur Lösung der Aufgabe anhand der Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereit stellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die beschriebene technische Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher nicht nur für sich genommen sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann, und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die angefügten Zeichnungen lediglich das Konzept illustrieren und keine exakte Darstellung sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    zeigt ein beispielhaftes Layout für die Anordnung eines einstückigen elektrischen Leiters auf einem Grundmaterial des erfindungsgemäßen Heizsystems;
    Figur 2
    zeigt das Layout der Figur 1 mit beispielhaft definierten Heizabschnitten und Zuleitungsabschnitten des elektrischen Leiters;
    Figur 3
    zeigt schematisch den auf das Grundmaterial aufgebrachten elektrischen Leiter gemäß dem Layout der Figur 1 bzw. 2, wobei ferner Markierungen bzw. Hilfslinien auf das Grundmaterial aufgebracht sind;
    Figur 4a
    zeigt eine schematische Vorderansicht eines gestickten Heizdrahts bzw. Heizfadens;
    Figur 4b
    zeigt eine schematische Rückansicht des gestickten Heizdrahts bzw. Heizfadens von Figur 4a;
    Figur 5
    zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
    Figur 6a
    zeigt eine schematische Detailansicht eines auseinandergezogenen Verbindungselements;
    Figur 6b
    zeigt eine schematische Detailansicht eines gefalteten Verbindungselements;
    Figur 7a
    zeigt eine schematische Zeichnung zur beispielhaften Anordnung des erfindungsgemäßen Heizsystems am menschlichen Körper in einer Vorderansicht;
    Figur 7b
    zeigt eine schematische Zeichnung zur beispielhaften Anordnung des erfindungsgemäßen Heizsystems am menschlichen Körper in einer Rückansicht;
    Figur 8
    zeigt das Layout der Figur 1 mit definierten Heizelementen und Verbindungselementen gemäß einem zweiten Beispiel;
    Figur 9
    zeigt ein weiteres beispielhaftes Layout für die Anordnung eines einstückigen elektrischen Leiters auf einem Grundmaterial des erfindungsgemäßen Heizsystems;
    Figur 10
    zeigt ein Foto eines auf einem Grundmaterial aufgebrachten elektrischen Leiters mit punktiert eingezeichneten Schnittlinien zum Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials;
    Figur 11
    zeigt Fotos eines beispielhaften, in einem Kleidungsstück integrierten, erfindungsgemäßen Heizsystems aus vier unterschiedlichen Perspektiven;
    Figur 12a
    zeigt Fotos eines an einer Weste der Größe S integrierten erfindungsgemäßen Heizsystems in einer Vorder- und Rückansicht der Weste; und
    Figur 12b
    zeigt Fotos eines an einer Weste der Größe L integrierten erfindungsgemäßen Heizsystems in einer Vorder- und Rückansicht der Weste.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Layout 30 für die Anordnung eines elektrischen Leiters 10 auf einem Grundmaterial (in der Figur 1 nicht gezeigt) des erfindungsgemäßen Heizsystems. Der einstückig ausgebildete elektrische Leiter 10, insbesondere ein Heizdraht bzw. Heizfaden, wird gemäß dem vorgegebenen Layout 30 auf ein Grundmaterial 5, insbesondere ein Textil, aufgenäht oder aufgestickt. Der elektrische Leiter 10 wird vorteilhafterweise schleifen- bzw. schlangenförmig, insbesondere mäanderförmig und/oder spiralförmig, auf das Grundmaterial aufgebracht. Damit können einerseits effektive Heizelemente, insbesondere Heizflächen bzw. Heizpads, gebildet werden. Andererseits ermöglicht die Schleifenform auch das Ausbilden von flexiblen, d.h. in der Länge variablen und/oder einstellbaren, Zuleitungs- bzw. Verbindungselementen, welche die Heizelemente elektrisch miteinander verbinden.
  • Die Enden 10a bzw. 10b des auf das Grundmaterial aufgebrachten elektrischen Leiters bzw. Heizdrahts 10 können mit einer Stromquelle, beispielsweise einer Batterie oder einem Akku, verbunden werden. Fließt Strom durch den elektrischen Leiter bzw. Heizdraht 10, so erwärmt sich dieser und gibt die Wärme an seine Umgebung ab.
  • Das Layout 30 des erfindungsgemäßen Heizsystems ist derart gestaltet, dass, abgesehen von dem Anschluss der Enden 10a bzw. 10b des elektrischen Leiters 10 mit einer Stromquelle, keinerlei Kontaktstellen bzw. Kontaktierungen auf dem elektrischen Leiter 10 notwendig sind. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der elektrische Leiters bzw. Heizdraht 10 einstückig, d.h. durchgehend ohne Unterbrechung ausgebildet ist und somit keine störenden und anfälligen Anschlusselemente zwischen den verschiedenen Heizelementen erforderlich sind. Dies reduziert in hohem Maße die Herstellungs- und Wartungskosten. Gleichzeitig wird der Tragekomfort des Heizsystems erhöht, z.B. wenn das Heizsystem in ein Kleidungsstück integriert ist, da es keine harten Druckstellen, die von solchen Anschlusskontakten herrühren, mehr gibt.
  • Die Figur 2 zeigt das Layout 30 der Figur 1 mit beispielhaft definierten Heizabschnitten 12 und Zuleitungsabschnitten 14 des elektrischen Leiters 10. Die durch die Heizabschnitte 12 definierten bzw. gebildeten Heizflächen bzw. Heizpads können z.B. auf ein spezifisches mit dem Heizsystem zu beheizendes Produkt, z.B. ein Kleidungsstück wie eine Jacke oder Weste, abgestimmt sein. Wie in der Figur 2 zu erkennen, ist der Leiterabstand, d.h. der Abstand zwischen Teilen des elektrischen Leiters 10, im Bereich der Heizabschnitte 12 etwas geringer als im Bereich der Zuleitungsabschnitte 14. Somit ist die Heizwirkung bzw. Heizleistung der Heizabschnitte 12 höher als diejenige der Zuleitungsabschnitte 14.
  • Die Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung den auf das Grundmaterial 5 aufgebrachten, einstückig ausgebildeten, elektrischen Leiter 10 gemäß dem Layout der Figur 1 bzw. 2. Ferner sind in der Figur 3 schematisch Linien dargestellt, entlang derer für die anschließende Bearbeitung bzw. Konfiguration des Grundmaterials geschnitten wird. Die in der Figur 3 gezeigten Linien können fiktiv sein oder auch mit Markierungen versehen sein. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind Markierungen, insbesondere eine Schneide-Hilfslinie 22 und eine Näh-Hilfslinie 24, dargestellt, die durch geeignete Verfahren im Herstellungsprozess auf das Grundmaterial 5 angebracht werden können. Die Schneide-Hilfslinie 22 dient als Vorgabe bzw. Orientierungshilfe zum Schneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials, um die effektive Länge der Verbindungselemente des erfindungsgemäßen Heizsystems variabel zu machen. Die Näh-Hilfslinie 24 dient zum Auf- bzw. Einbringen des Heizsystems bzw. der Heizpads in ein Produkt. Insbesondere stellt die Näh-Hilfslinie 24 eine Orientierungshilfe dar, an welchen Stellen problemlos und gefahrlos, d.h. ohne den elektrischen Leiter zu beschädigen, genäht werden kann. Die Näh-Hilfslinien 24 dienen also zum Einnähen der Heizpads in ein Produkt, indem sie sicherstellen, dass nur dort genäht wird, wo es zu keiner Verletzung des Heizdrahtes kommen kann. Alternativ können die Hilfslinien auch aufgestickt werden, so dass es sich dann um Stick-Hilfslinien 24 handelt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn auch der elektrische Leiter 10 auf das Grundmaterial 5 aufgestickt ist bzw. aufgestickt wird.
  • Die Figur 4a zeigt eine schematische Vorderansicht eines gestickten Heizdrahts bzw. Heizfadens 10, während die Figur 4b die entsprechende Rückansicht zeigt. Der oder die Näh- bzw. Stickfäden 15 können eine gut sichtbare Farbe, d.h. in einer zu dem Grundmaterial 5 kontrastreichen Farbe, aufweisen, um bei der Weiterverarbeitung, insbesondere der Konfektion, zu markieren, in welchem Bereich möglichst nicht genäht werden soll.
  • Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizsystems 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Im Vergleich zu den vorangegangen Figuren, wurde das Grundmaterial 5 zugeschnitten. Das so hergestellte Heizsystem 100 umfasst Heizelemente 16 und Verbindungselemente 18. Die Verbindungselemente 18 verbinden jeweils zwei Heizelemente elektrisch miteinander und stellen somit Zuleitungen der Heizelemente 16 dar.
  • Da sowohl die Heizelemente 16 und die Verbindungselemente 18 durch den einstückig ausgebildeten elektrischen Leiter gebildet werden, erfolgt der Übergang zwischen den Heizelementen 16 und den Verbindungselementen 18 nahtlos, d.h. ohne zusätzlichen Kontakt- und/oder Anschlusselemente. Die Heizelemente 16 umfassen einen zugehörigen Heizabschnitt des elektrischen Leiters 10 und einen zugehörigen Teil bzw. Abschnitt des zugeschnittenen Grundmaterials 5. Die Verbindungselemente 18 umfassen einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters 10 und einen zugehörigen Teil bzw. Abschnitt des zugeschnittenen Grundmaterials 5. Die Heizelemente 16 und Verbindungselemente 18 erstrecken sich somit abwechselnd über den auf das Grundmaterial 5 aufgebrachten elektrischen Leiter 10.
  • Durch geeignete Schnitte, wie sie bei dem Heizsystem 100 der Figur 5 bereits erfolgt sind, können die Verbindungselemente 18 auseinandergezogen werden, so dass eine variable Platzierung der einzelnen Heizelemente 16 möglich ist. Die Verbindungselemente 18 können auch wieder in einfacher Weise zusammengerückt bzw. zusammengedrückt werden, um den Ausgangszustand des Heizsystems wiederherzustellen. Der Schnitt erfolgt derart, dass im Gegensatz zu den Verbindungselementen 18 die Heizelemente 16 nicht auseinanderziehbar bzw. zusammendrückbar sind. Dies gewährleistet eine regulierbare konstante Heizwirkung der Heizelemente 16.
  • Insgesamt ergibt sich somit ein Heizsystem 100, dessen Heizelemente 16 in ihrer Position variabel an das zu beheizende Produkt angepasst werden können. So ist es z.B. in einfacher Weise möglich, das Heizsystem 100 in Kleidungsstücke unterschiedlicher Konfektionsgrößen, z.B. XS bis XL, zu integrieren. Insbesondere muss nicht das Layout 30 für das Heizsystem 100 für unterschiedliche Größen eines Produktes geändert werden. Dies erleichtert die Herstellung und reduziert die damit verbundenen Kosten.
  • Die Figur 6a zeigt eine schematische Detailansicht eines auseinandergezogenen Verbindungselements 18, welches einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters 10 und einen zugehörigen Teil bzw. Abschnitt des Grundmaterials 5 umfasst.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Verbindungselemente 18 auch gefaltet werden, wie es in der Figur 6b dargestellt ist. Durch das Falten wird eine längere Verbindungsstrecke des Verbindungselements 18 erreicht. Vorzugsweise wird beim Falten immer zur Rückseite, d.h. zu der vom elektrischen Leiter 10 abgewandten Seite des Grundmaterials 5, gefaltet. Somit kann verhindert werden, dass die Verbindungen direkt aufeinander liegen und es z.B. bei einem nicht isolierten elektrischen Leiter 10 zu Kurzschlüssen kommt.
  • Die Figuren 7a und 7b zeigen jeweils eine schematische Zeichnung zur beispielhaften Anordnung eines erfindungsgemäßen Heizsystems 100 zum Wärmen des menschlichen Körpers 50.
  • Die Figur 7a , welche die Vorderseite des menschlichen Körpers darstellt, zeigt zwei Heizelemente 16, die im Brustbereich angeordnet sind, während die Verbindungselemente 18 über den Halsbereich zum Rücken geführt sind.
  • Die Figur 7b , welche die Rückseite des menschlichen Körpers darstellt, zeigt zwei weitere Heizelemente 16, die im Nierenbereich angeordnet sind. Jeweils ein Heizelement 16 des Brustbereichs und ein Heizelement 16 des Nierenbereichs sind über ein Verbindungselement 18 verbunden. Das Verbindungselement 18 ist entsprechend auseinandergezogen, so dass deren effektive Länge im Wesentlichen dem Abstand des Brustbereichs zum Nierenbereich entspricht. Die beiden Heizelemente 16 im Nierenbereich sind ebenfalls über ein Verbindungselement 18 mit entsprechend eingestellter bzw. angepasster effektiver Länge verbunden. Dabei wurde bereits im Layout des Heizsystems berücksichtigt, dass grundsätzlich der Abstand zwischen dem Brustbereich zu dem Nierenbereich größer ist als der Abstand zwischen den Nieren. Entsprechend wurde die Länge der Zuleitungsabschnitte der Verbindungselemente 18 für die verschiedenen Bereiche unterschiedlich gewählt.
  • Abhängig von der Größe der jeweiligen Person, die das Heizsystem 100 bzw. ein Kleidungsstück, in dem das Heizsystem 100 integriert ist, trägt, können die Abstände der Heizelemente 16 über die einstellbare effektive Länge der Verbindungselemente 18 angepasst werden.
  • Die Figur 8 zeigt das gleiche Layout wie auch in der Figur 1 dargestellt. Allerdings sind im Vergleich zu der in der Figur 2 gezeigten Definition von Heizabschnitten 12 und Zuleitungsabschnitten 14, die Heizabschnitte 12 und Zuleitungsabschnitte 14 gemäß dem Layout der Figur 8 anders definiert bzw. anders verteilt. Die beispielhaft gezeigten Layouts 30 der Figuren 1 und 8 können somit als Grundlage für die Herstellung von erfindungsgemäßen flexiblen Heizsystemen 100 dienen, welche jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Heizelementen 16 und/oder eine andere Anordnung der Heizelemente 16 aufweisen. Beispielsweise können die unterschiedlichen Layouts 30 für verschiedene zu beheizende Produkte verwendet werden.
  • Die Figur 9 zeigt ein weiteres beispielhaftes Layout für die Anordnung eines einstückigen elektrischen Leiters 10 auf einem Grundmaterial 5. Das Layout ist regelmäßig ausgestaltet, d.h. der Leiterabstand für die Schleifen des elektrischen Leiters 10 ist im Wesentlichen konstant. Wird ein solches Layout verwendet, so kann durch unterschiedliche Schnitte eine unterschiedliche Anzahl von Heizelementen 16 mit jeweils identischer Flächenheizleistung erzeugt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen flexiblen Heizsystem können somit unterschiedliche Layouts als Basis für verschiedene zu beheizende Produkte verwendet werden. Ein einziges Layout kann aber auch genügen, um durch geeignete Schnitte erfindungsgemäße flexible Heizsysteme 100 herzustellen, die in einfacher Weise in verschiedene Produkte bzw. Applikationen und/oder in gleiche Produkte unterschiedlicher Größe (z.B. eine Jacke in den Größen XS bis XXL) integriert werden. Wenige Layouts können folglich eine ganze Bandbreit an Produktgruppen wie etwa Jacken, Westen, Hosen, Socken, Sitzbezüge, Decken, Wand- oder Innenraumverkleidungen, Teile von Industrieanlagen, Tonnen, Fässer, etc., abdecken.
  • Die Figur 10 zeigt ein beispielhaftes Foto eines auf einem Grundmaterial 5 aufgebrachten elektrischen Leiters 10 mit punktiert eingezeichneten Schnittlinien bzw. Hilfs-Schnittlinien 22. Die Schnittlinien 22 dienen zum Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials.
  • Die Figur 11 zeigt Fotos eines beispielhaften, in einem Kleidungsstück integrierten, erfindungsgemäßen Heizsystems aus vier unterschiedlichen Perspektiven.
  • Die Figuren 12a und 12b zeigen jeweils Fotos einer Vorder- und Rückansicht einer Weste, in die ein erfindungsgemäßes flexibles Heizsystem 100 integriert ist. Während die Figur 12a eine Weste der Größe S zeigt, ist in der Figur 12b eine Weste der Größe L, also eine Weste mit einer größeren Konfektionsgröße gezeigt. Die Verbindungselemente 18 sind jeweils derart in ihrer effektiven Länge eingestellt, dass die Heizelemente bzw. Heizpads 16 an vorbestimmten Stellen der Weste angeordnet, insbesondere aufgenäht oder aufgestickt sind.
  • In den Figuren 12a und 12b ist auch eine Stromquelle 25, insbesondere eine Batterie bzw. ein Akku, erkennbar. Zwischen der Stromquelle 25 und dem elektrischem Leiter 10 kann auch ein Schalter zum Betätigen des Heizsystems vorgesehen sein. Des Weiteren kann das Heizsystem 100 ein oder mehrere Temperatursensoren zum Messen der lokalen Temperature(n) umfassen und eine Steuereinheit, die die Stromzufuhr regelt, so dass das Kleidungsstück zumindest lokal eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
    • Bezugszeichenliste
    • 5
    Grundmaterial
    10
    Elektrischer Leiter / Heizdraht / Heizfaden
    10a
    Erstes Ende des elektrischen Leiters
    10b
    Zweites Ende des elektrischen Leiters
    12
    Heizabschnitt des elektrischen Leiters
    14
    Zuleitungsabschnitt des elektrischen Leiters
    15
    Näh- bzw. Stickfaden
    16
    Heizelement / Heizpad / Heizfläche
    18
    Verbindungselement / Zuleitungselement
    22
    Schnitt-Hilfslinie (Markierung)
    24
    Näh-Hilfslinie bzw. Stick-Hilfslinie (Markierung)
    25
    Stromquelle / Batterie / Akku
    30
    Layout
    50
    Menschlicher Körper
    100
    Flexibles Heizsystem

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Heizsystems (100), umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines flexiblen Grundmaterials (5);
    - Aufbringen eines flexiblen und zum Heizen geeigneten elektrischen Leiters (10) auf das Grundmaterial (5) derart, dass ein oder mehrere Heizelemente (16) und ein oder mehrere Verbindungselemente (18) gebildet werden, wobei jedes Heizelement (16) jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt (12) des elektrischen Leiters (10) umfasst und jedes Verbindungselement (18) jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt (14) des elektrischen Leiters (10) umfasst;
    - Konfigurieren des Grundmaterials (5) derart, dass die Verbindungselemente (18) verformt werden können, um eine effektive Länge jedes Verbindungselementes (18) einzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrische Leiter (10) einstückig auf das Grundmaterial (5) aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Konfigurieren des Grundmaterials (5) ein Zuschneiden, Auslasern und/oder Ausstanzen des Grundmaterials (5) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Konfigurieren des Grundmaterials (5) derart erfolgt, dass die Verbindungselemente (18) auseinandergezogen und/oder zusammengerückt und/oder gefaltet werden können.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Heizelemente (16) und die Verbindungselemente (18) durch Unterteilen des elektrischen Leiters (10) in die zu den Heizelementen (16) zugehörigen Heizabschnitte (12) des elektrischen Leiters (10) und in die zu den Verbindungselementen (18) zugehörigen Zuleitungsabschnitte (14) des elektrischen Leiters (10) gebildet werden, wobei das Unterteilen derart erfolgt, dass die Heizabschnitte (12) eine höhere Heizwirkung aufweisen als die Zuleitungsabschnitte (14).
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt:
    - Konfektionieren des Heizsystems, wobei das Konfektionieren ein Verformen, insbesondere ein Auseinanderziehen, ein Zusammenrücken und/oder ein Falten, eines oder mehrerer Verbindungselemente (18) umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei vor dem Schritt des Konfigurierens des Grundmaterials (5) die Heizelemente (16) und Verbindungselemente (18), insbesondere mittels Schnitthilfen (22) und/oder Fixierhilfen (24), auf dem Grundmaterial (5) markiert werden.
  8. Flexibles Heizsystem (100) umfassend:
    - ein flexibles Grundmaterial (5);
    - einen flexiblen und zum Heizen geeigneten elektrischen Leiter (10), welcher auf das Grundmaterial (5) aufgebracht ist, wobei die Enden (10a, 10b) des elektrischen Leiters (10) mit einer Stromquelle (25) verbindbar sind;
    - ein oder mehrere Heizelemente (16) und ein oder mehrere Verbindungselemente (18), wobei jedes Heizelement (16) jeweils einen zugehörigen Heizabschnitt (12) des elektrischen Leiters (10) umfasst und jedes Verbindungselement (18) jeweils einen zugehörigen Zuleitungsabschnitt (14) des elektrischen Leiters (10) umfasst, und wobei
    die Verbindungselemente (18) ausgelegt sind, verformt zu werden, so dass jedes Verbindungselement (18) eine einstellbare effektive Länge aufweist.
  9. Flexibles Heizsystem (100) nach Anspruch 8, wobei die Heizelemente (16) jeweils eine größere Heizwirkung aufweisen als die Verbindungselemente (18).
  10. Flexibles Heizsystem (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, ferner umfassend:
    - eine oder mehrere Markierungen (22, 24), welche auf dem Grundmaterial (5) zum Kennzeichnen von Schnittlinien und/oder Fixierlinien aufgebracht sind.
  11. Flexibles Heizsystem (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Grundmaterial (5) ausgelegt ist, auf ein zu beheizendes bzw. beheizbares Produkt aufgelegt, aufgenäht, aufgestickt, aufgedruckt, aufgeklebt, laminiert und/oder mittels Klettverschluss, Reißverschluss und/oder mittels einem oder mehrerer Druckknöpfe aufgebracht zu werden.
  12. Flexibles Heizsystem (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der elektrische Leiter (10) einstückig ausgebildet ist.
  13. Flexibles Heizsystem (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Heizabschnitte (12) des elektrischen Leiters (10) hochohmiger ausgebildet sind als die Zuleitungsabschnitte (14) des elektrischen Leiters (10).
  14. Verwendung des flexiblen Heizsystems (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 zum Beheizen von Gegenständen.
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