EP3794905B1 - Heiztextil, dessen herstellungsverfahren sowie dessen verwendung - Google Patents

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EP3794905B1
EP3794905B1 EP19724479.1A EP19724479A EP3794905B1 EP 3794905 B1 EP3794905 B1 EP 3794905B1 EP 19724479 A EP19724479 A EP 19724479A EP 3794905 B1 EP3794905 B1 EP 3794905B1
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strands
fibre
weft
standing
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    • H05B2203/029—Heaters specially adapted for seat warmers

Definitions

  • the present invention relates to a heating textile for transferring heat to an environment according to the preamble of patent claim 1.
  • heating textiles known from the prior art also always have contact conductors, which enable the flow of electrical current in order to heat the heating conductors.
  • disclosed DE 101 12 405 A1 a surface heating element with a textile base material.
  • the contact conductors are first glued to a ready-made, textile base material. Only in a further process step, which is completely separate from this, are the heating conductors fed in separately.
  • the result is a surface heating element that is time-consuming and expensive to produce.
  • the numerous work steps that are necessary during production are also disadvantageous.
  • the splices also represent unwanted predetermined breaking points at which the contact closure breaks up and the Function of the entire surface heating element can be significantly reduced.
  • the contact conductors are usually ironed or glued onto a non-woven fabric in order to avoid an unwanted current flow in the sense of a short circuit.
  • ironed-on contact conductors have proven to be disadvantageous in practice, since over time or with corresponding bending of the heating textile in curved surfaces, the ironed-on connection can break and contacting is no longer ensured. It is similar with the power supply connections, which are glued to the finished heating textile and thus offer a high point of attack for corrosion and possible detachments.
  • FR 2 922 405 A1 discloses a heating textile according to the preamble of claim 1.
  • the heating textile described here is made of standing fiber strands and weft fiber strands, which form at least one fiber strand layer.
  • standing fiber strands and/or weft fiber strands are themselves functionally trained. Functional is advantageously understood to mean that the respective fiber strands have a specific property.
  • the heating textile can have weft fiber strands that are designed to be electrically conductive.
  • the heating textile can have strands of standing fibers, which are heated up by the supply of electrical energy and can give off this heat to the environment.
  • the heating textile described here can also have contacting means, which each form the positive pole and the negative pole. All of these fiber strands mentioned therefore have a specific function, so that when they are processed together as a knitted and/or non-crimp fabric and/or knitted fabric, a functional heating textile results, which can give off heat to its surroundings in a targeted manner.
  • the core idea of the present invention is that, in addition to contacting means, energy-emitting fiber strands and electrically conductive fiber strands, at least one coupling fiber strand is provided at least for contact closure of the energy-emitting fiber strands with the electrically conductive fiber strands and/or the contacting means with the electrically conductive fiber strands, wherein the electrically conductive fiber strands and/or the contacting means and/or the energy-emitting fiber strands are designed as standing fiber strands and/or weft fiber strands and the at least one coupling fiber strand is knitted directly or indirectly around the standing fiber strands and weft fiber strands in a mesh-like manner and/or are knitted and/or laid to connect them together.
  • Direct is advantageously to be understood as the direct coupling in which the fiber strands to be coupled form at least one common contact surface with one another.
  • Indirect coupling is advantageously to be understood as meaning the connection in which no direct common contact surface is formed between the fiber strands to be coupled.
  • indirect coupling for example, an additional material can be introduced between the fiber strands to be coupled, so that these each form a common contact surface with the material lying in between.
  • the coupling is formed at the crossing points of the standing fiber strands with the weft fiber strands.
  • Electrically conductive elements are advantageously to be understood as meaning fiber strands, fleece formations, flat textiles or film structures, with the electrically conductive elements being particularly advantageously in the form of electrically conductive fiber strands or fiber bundles.
  • fiber bundles can be understood to mean a large number of fiber strands, which can be arranged parallel to one another, wound or in some other way.
  • the flexible heating textile described here also has at least one coupling fiber strand, advantageously several Coupling fiber strands.
  • the coupling fiber strands are used for the direct and/or indirect connection, ie coupling, of further fiber strands to be connected.
  • the at least one, advantageously several, coupling fiber strands are introduced directly during the manufacture of the heating textile.
  • the coupling fiber strands can be knitted, inserted or knitted. Irrespective of the three types of processing described here, the introduction or processing of the coupling fiber strands means fixing the fiber strands to be connected to one another.
  • the coupling fiber strands form large-area contact surfaces with the fiber strands to be coupled, generally at their crossing points.
  • the coupling fiber strand meshes mesh around the crossing points of the fiber strands to be connected and form only small free spaces where there are no common contact surfaces.
  • the advantageously several coupling fiber strands are knitted in a mesh-like manner, so that they directly and/or indirectly connect the standing fiber strands and weft fiber strands to one another directly and/or indirectly at their crossing points.
  • Firmly connecting is advantageously to be understood here as meaning that the advantageously multiple coupling fiber strands enclose the crossing points of standing fiber strands and weft fiber strands in a mesh-like manner and thus form the largest possible common contact surface with the standing fiber strands and/or weft fiber strands, which are to be connected to one another, so that the contact closure is permanent is ensured.
  • the greatest possible common contact area between coupling fiber strands and standing fiber strands and/or weft fiber strands is to be understood as advantageously 25% to 80% of the circumference of an individual standing fiber strand and/or weft fiber strand.
  • the standing fiber strands and/or weft fiber strands used here advantageously form an almost round or completely round cross section. If a coupling fiber strand is now knitted around a crossing point of standing fiber strand and weft fiber strand, the corresponding coupling fiber strand meshes around both strands and couples them.
  • the heating textile has numerous standing fiber strands and numerous weft fiber strands, which are all spaced apart from one another and among one another, the heating textile described here can also be referred to as a heating textile grid element.
  • the coupling fiber strands are guided from bottom to top around the standing fiber strands and/or weft fiber strands. This ensures that a particularly tight and fixed mesh formation is made possible and thus the free space between the coupling fiber strand and the standing fiber strand and/or the weft fiber strand is kept as small as possible. This is particularly advantageous when the flexible heating textile is coated in a possible process step after its completion. Due to the reduced free spaces between coupling fiber strands and standing fiber strands and/or weft fiber strands, it is now possible for the first time to coat particularly efficiently without the formation of impermeable structures.
  • the mesh-like arrangement of the coupling fiber strands makes it possible for the first time to provide flexible heating textiles in the form of flexible grid elements for transferring heat to an environment, which can be coated particularly efficiently and which also retain their grid element character after coating.
  • the flexible heating textile described here for the first time is designed as a grid element, according to the invention as a non-crimp fabric, knitted fabric or warp-knitted fabric, and has at least staple fiber strands and weft fiber strands.
  • the standing fiber strands are also known as 0° fiber strands, which extend in the longitudinal direction of the heating textile.
  • the longitudinal direction of the heating textile also corresponds to the transport direction during the manufacturing process.
  • the weft fiber strands that are also provided are also referred to as 90° fiber strands and, in the simplest case, run transversely to the standing fiber strands.
  • Fiber strands are advantageously to be understood as individual fibers and/or filaments, with a fiber strand having at least one fiber and/or one filament.
  • a fiber strand can advantageously also be designed as a multifilament and/or as a multifiber and, as a single filament, have the characterization tdex10 f2-3 to 96,000 tdex with 90,000 k.
  • Possible fibers and/or filaments are natural materials, synthetic materials, inorganic materials or also organic materials or a mixture thereof.
  • the electrically conductive elements are inserted as 90° threads. In the simplest case, this results in conductor paths for the electric current.
  • the energy-emitting fiber strands for heating the environment can be designed as standing fiber strands, also referred to as 0° fiber strands. These extend in the longitudinal direction of the heating textile to be manufactured during its manufacturing process.
  • the 0° fiber strands are advantageously arranged parallel to one another and at a distance from one another. The same applies to the weft fiber strands, so that when they are arranged, a lattice structure of the flexible heating textile is formed.
  • the contacting means for forming at least one closed circuit can be arranged parallel to the energy-emitting fiber strands.
  • the contacting means are in two groups divided. A first group forms the positive pole and a second group forms the negative pole.
  • energy-releasing fiber strands and contacting means as 0° fiber strands spaced apart from one another, form a plane in which energy-releasing fiber strands and contacting means are arranged next to one another.
  • the contacting means are also advantageously arranged in groups, for example in two groups. It is conceivable that at least one contacting means has at least one fiber and/or at least one filament. Fibers differ from filaments only in their limited length.
  • the material of the contacting means is consequently not limited to textile fibers, glass fibers, carbon fibers or the like, but metal fibers can also be used. Furthermore, nonwovens, conductive flat textiles or also electrically conductive plastic films can be used as contacting means.
  • the flexible heating textile described here also has coupling fiber strands. Surprisingly, it was found that a particularly simple and cost-effective production of the flexible heating textile is made possible for the first time by means of these coupling fiber strands for forming a contact closure of the further fiber strands connected thereto.
  • the heating textile grid element can heat efficiently and constantly the environment without overheating itself. Here it is designed to be flexible and pliable.
  • the coupling fiber strands described here form an energetic coupling with the fiber strands connected to them, so that, for example, the generation of heat and also the conduction of electricity through the contact closure are formed accordingly.
  • the coupling fiber strands are knitted, knitted or laid like a mesh.
  • the coupling fiber strands can be formed meshed for the successful contact closure with and/or around the electrically conductive elements, the energy-emitting fiber strands and/or the contacting means.
  • forms of fringe stitches, jersey stitches, cloth stitches, satin stitches, atlas stitches or open body stitches or velvet stitches have proven to be advantageous.
  • the coupling fiber strands directly and / or indirectly to the Crossing points of the fiber strands to be connected in the form of fringed meshes, tricot meshes, satin meshes, atlas meshes, open body meshes, velvet meshes are meshed and/or looped or twisted if the heating textile described here is designed as a scrim, for example .
  • the crossing points between the standing fiber strands and weft fiber strands can be firmly connected to one another in one work step during production.
  • Contact closure is advantageously to be understood as meaning that the weft fiber strands form a contact closure with the standing fiber strands and vice versa at the respective crossing points through the meshes surrounding them, so that, for example, the transmission of energy, advantageously electrically and/or in the form of heat, is permanently possible.
  • the meshing requires additional stabilization of the flexible heating textile.
  • the heating textile has, in addition to the functional fiber strands, additional supporting fiber strands, which are designed as standing fiber strands and/or as weft fiber strands. This is particularly advantageous if the free area between the mutually spaced electrically conductive elements is too large, so that the stability of the heating textile would be reduced. In this case, it has proven to be advantageous to introduce further support fiber strands as weft fiber strands. These stabilize the heating textile described here and can be made of the materials mentioned above.
  • the supporting fiber strands serve to develop the flexibility of the heating textile described here while at the same time maintaining its shape.
  • the supporting fiber strands allow the heating textile to be bent and draped depending on the respective application, for example for components with a curved design. It is also conceivable to form such supporting elements, as the supporting fiber strands can also be called, instead of or in addition to the fiber strands, also from auxiliary yarn, which serves for better connection with other materials during further processing.
  • the heating textile is designed as a non-crimp fabric, woven fabric or knitted fabric.
  • the design as a knitted fabric or as a non-crimp fabric has proven to be particularly advantageous and easy to manufacture.
  • the heating textile is designed as a knitted fabric, with the coupling fiber strands being designed as meshes which connect the other fiber strands to one another,
  • a heating textile can be provided for the first time, which has a lattice structure.
  • the lattice structure is particularly strong and stable due to the effect of the coupling fiber strands.
  • the meshes of the coupling fiber strands at least partially encompass the fiber strands connected thereto, so that a relatively compact binding with little free space between the individual coupling fiber strands and the further fiber strands connected thereto is ensured.
  • This makes it possible for the first time, even after the possible coating process of the heating textile, for example with a plastic, to further ensure the open lattice structure and the reduction of coating material between coupling fiber strands and further fiber strands connected thereto. In this way, predetermined breaking points and excessive plastic coating areas between the individual fiber strands are avoided. This requires a significant increase in the quality of the heating textile, which is described here for the first time.
  • At least one insulating element is arranged between contacting means and electrically conductive fiber strands, with the contacting means being connected directly and/or indirectly to the at least one insulating element via the coupling fiber strands, or the contacting means being connected directly and/or indirectly to the at least one insulating element via the coupling fiber strands via the at least one insulating element electrically conductive fiber strands arranged underneath the insulating element.
  • the insulating element is advantageously used for decoupling between contacting means and electrically conductive elements in order to avoid a short circuit at their crossing points. It is therefore still important to form the coupling fiber strands from an electrically non-conductive material.
  • the coupling fiber strands and the insulating element can be made of the same material.
  • the at least one insulating element has at least one, advantageously several, insulating materials which are not designed to be electrically conductive.
  • Materials for coupling fiber strands and/or insulating elements such as PES, other polymers such as polyethylene or polypropylene, natural fibers such as hemp, flax, kenaf and/or a mixture thereof have proven particularly advantageous.
  • the processing of the insulating element in the heating textile can be carried out particularly easily.
  • the at least one insulating element By inserting and arranging the at least one insulating element exactly between contacting means and electrically conductive fiber strands, these are successfully decoupled from one another.
  • the contacting means with the coupling fiber strands are fixed directly to the at least one insulating element.
  • the meshing of the contacting means takes place through the at least one insulating element and the electrically conductive fiber strands underneath are also meshed.
  • the fixation is advantageously carried out by warp-knitting, knitting or laying. This is for this Advantageously flat insulating element, for example as a non-woven material or as a plastic film.
  • the contacting means are fixed to the at least one insulating element via meshing in the warp-knitting process, knitting process or laying process during production.
  • the at least one insulating element can be designed to be continuous in the longitudinal direction of the heating textile.
  • the at least one insulating element is arranged in sections only at and/or at the crossing points of electrically conductive fiber strands and contacting means. It is always important to ensure that the insulating element fulfills its function and that unwanted short circuits or contacts between the contacting means and the electrically conductive fiber strands are avoided.
  • the two groups of contacting means which advantageously form the positive pole and the negative pole of the heating textile described here, are arranged close to one another.
  • Arranged close together means a distance from one another in the centimeter range, for example at a distance of 0.2-10 cm. This close arrangement makes it possible for the first time to individually cut the flexible heating textile in its surface area without affecting the heating function gets destroyed.
  • the plus and minus poles in known heating textiles are each arranged at a large distance from one another on the outer edges. This drastically limits the manufacture of the heating textile and requires high production costs to produce individual heating textile sizes.
  • the positive and negative poles are arranged close to one another and at the same time decoupled from one another for the first time.
  • the protruding lateral surfaces of the heating textile can be freely tailored. It is conceivable, for example, that the positive pole and negative pole are arranged in a left-hand edge area of the heating textile.
  • the remaining surface of the heating textile is formed only by energy-emitting fiber strands and electrically conductive fiber strands, optionally also by supporting fiber strands. The remaining surface can thus be freely tailored, since all three fiber strand types mentioned can be easily severed without the actual heating function being lost.
  • the heating textile has at least one first recess, which is designed without fiber strands.
  • This at least first cutout is advantageously arranged between the positive pole and the negative pole if no insulating element is provided.
  • the recess can advantageously be seen as an alternative to the insulating element described above.
  • the recess prevents the formation of short circuits.
  • the recess interrupts the electrically conductive fiber strands between the positive pole and the negative pole. This is necessary because the electrically conductive fiber strands are continuously incorporated into the heating textile during the manufacturing process. Therefore, the fiber strands would otherwise be in contact with both the positive pole and the negative pole. A short circuit would occur.
  • the at least one first recess is provided. This can be applied particularly cheaply and quickly during the manufacturing process.
  • all fiber strands used in the heating textile can be provided as standing fiber strands and weft fiber strands, which speeds up production and at the same time reduces costs.
  • the heating textile has an additional, second recess for contacting the contacting means with the electrically conductive fiber strands.
  • an insulating element is provided between the electrically conductive fiber strands and the contacting means.
  • the insulating element itself has this second recess, so that this controlled, predetermined position of the recess, the contacting means form direct contact with the electrically conductive fiber strands.
  • a permanent connection is ensured by the close meshing of the electrically conductive fiber strands with the contacting means by the coupling fiber strands.
  • the standing fiber strands and weft fiber strands are at an angle of 30°-150° to one another.
  • a corresponding lattice structure is formed, since the standing fiber strands and weft fiber strands are also advantageously spaced apart from one another.
  • the standing fiber strands can advantageously be presented with a fineness of between E1 and E50.
  • This lattice structure is particularly advantageous if the heating textile is subsequently to be coated with a coating material, for example an aqueous plastic solution, since the plastic solution can drip off through the lattice structure in particular and the lattice structure is also retained after the coating has hardened.
  • the lattice structure is advantageous for force dissipation and for flexible embedding in possible materials.
  • the lattice structure ensures that the described here Schutextil can be embedded particularly well and firmly in other materials.
  • the energy-emitting fiber strands and/or the electrically conductive fiber strands and/or the support fiber strands and/or the contacting means are made of electrically conductive, non-insulated materials such as metals or their compounds, alloys and their compounds, of organic materials such as Carbon-containing materials, electrically conductive polymers, metallized fiber strands, or inorganic materials such as glass fibers and / or a mixture thereof. It has proven to be advantageous for the energy-emitting fiber strands to have a high ohmic resistance in order to generate an effective amount of heat.
  • the heating textile described here is characterized by the fact that it can be operated with low protection voltage using high-impedance threads and/or mains voltage. This is particularly advantageous for overheating protection and also for power consumption.
  • the heating textile is two-dimensional and/or three-dimensional. This is advantageous because it allows for a high level of flexibility in the area of use of the heating textile.
  • the flat, two-dimensional design is advantageous if the heating textile is to be inserted into thin components where there is little application of material. Due to the design of the heating textile as a grid element, a high level of stability and installation safety can be guaranteed even with thin material applications.
  • Three-dimensional heating textile is particularly advantageous, since curved surfaces and structures are reproduced in this way and, for example, the use with seat cushions or lying underlays (mattresses and the like) develops additional areas of application.
  • Three-dimensional is advantageously to be understood as meaning a multi-layer heating textile with at least one top surface and at least one base surface. Both surfaces are made of the same and/or different materials of standing fiber strands and weft fiber strands, for example as a knitted fabric, scrim or warp-knitted fabric.
  • both surfaces are firmly connected to one another via spacer elements and at the same time spaced apart from one another.
  • Possible spacer elements can advantageously be pile threads, which are arranged, for example, at the respective crossing points of standing fiber strands and weft fiber strands on each surface.
  • the pile threads connect both surfaces with each other.
  • entanglements, weaves, forfeiture, transfers and the like are also conceivable.
  • the heating textile described here it has been shown to be particularly advantageous in the three-dimensional design of the heating textile to integrate the heating textile described here in the top surface and/or the base surface of such a grid element designed as a heating textile. Consequently, the heating textile described here then directly forms the top surface and/or the base surface of the three-dimensional configuration. This integration already takes place during production and can thus be implemented in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the heating textile described above can thus form the top surface and/or the base surface of the multi-layer heating textile.
  • spacer elements for example also as an endless spacer thread
  • spacer elements Due to their advantageous design, these can form a spring function, for example, and thus assign additional flexibility and damping function to the three-dimensional heating textile.
  • a corresponding material reinforcement or simply a spacer between the base area and the top area is also conceivable.
  • a textile heater In order to incorporate a textile heater into the three-dimensional heating textile, it is important to process the individual fiber strands, as described above, in the top and/or base area. In addition to the knitting process, the laying process or the knitting process has also proven to be particularly advantageous.
  • the three-dimensional heating textile prefferably has a total material thickness of 0.5 - 700 mm in its unchanged initial form, i.e. without any external force being applied.
  • a material thickness in the range of 1-50 mm has proven particularly advantageous.
  • the material thickness is particularly advantageous, i.e. the distance between the base and the top surface of 8 mm.
  • the heating textile is sufficiently flexible for the first time, while at the same time maintaining the stability of the knitted connections, laid connections or knitted connections.
  • interruptions can also have the same extensions in their width as in their length.
  • the dimensions mentioned above also apply here.
  • the hexagonal design is of course not to be understood as limiting, so that it is also possible to design the interruptions to be polygonal, for example round, rectangular, oval, diamond-shaped, square, triangular or in any other polygonal shape.
  • the coupling fiber strands are partially replaced by the energy-emitting fiber strands, with the original energy-emitting fiber strands now being replaced by supporting fiber strands.
  • the energy-emitting fiber strands form meshes, so that the weft fiber strands are meshed or meshed with the standing fiber strands in such a way that the standing and weft fiber strands are closely connected to one another at their crossing points.
  • the method described here describes for the first time the production of a technical heating textile in the form of a lattice element, where, as described above, weft fiber strands and standing fiber strands are arranged at a distance from one another or weft fiber strands and standing fiber strands are arranged at a distance from one another, thus forming a lattice structure with continuous openings.
  • This technical heating textile grid as the heating textile described above can also be called, is formed in that the standing fiber strands are knitted or knitted with the weft fiber strands or vice versa be laid by these being advantageously meshed or meshed with one another at their crossing points by at least one coupling fiber strand.
  • the stable operative connection is formed by introducing at least one coupling fiber strand, advantageously several coupling fiber strands, which are used/processed in bundles.
  • the coupling fiber bundle is guided over a perforated needle for each standing fiber row.
  • the crossing points of standing fiber strands and weft fiber strands are successively meshed and thus fixed to one another.
  • the meshing is particularly advantageously carried out in a controlled manner with a predeterminable thread tension, so that it is also ensured that weft fiber strands and standing fiber strands are arranged next to one another in order to initially stretch the heating textile in its area.
  • the heating textile is produced in such a way that the weft fiber strands can be formed as supporting fiber strands and/or electrically conductive fiber strands.
  • the standing fiber strands can be designed as energy-emitting fiber strands and as contacting means.
  • the method described here comprises a further method step, which is carried out between step b) and c).
  • This further process step consists in that at least one insulating element is fed in between the strands of standing fibers.
  • This is particularly advantageous since the feeding of the at least one insulating element is carried out during the manufacturing process, so to speak at the same time as the subsequent knitting.
  • the at least one insulating element is advantageously designed in a planar manner and is fed accordingly, for example via a conveyor device. Consequently, the at least one insulating element runs below the standing fiber strands and above the weft fiber strands into the processing operation.
  • the at least one coupling fiber strand which is advantageously designed as a coupling fiber bundle with a plurality of fiber strands, is gripped by a needle that is guided from the bottom up and knitted accordingly. It can thus be ensured that the meshing of standing fiber strands and weft fiber strands with the intervening at least one insulating element is implemented permanently and securely.
  • the guide needle is passed through the processing plane from bottom to top in order to grip the at least one coupling fiber strand.
  • the standing fiber strand feed is also arranged above and the weft fiber strand feed is arranged below the supplied at least one insulating element.
  • the coupling fiber strands are partially replaced by the energy-emitting fiber strands, with the original energy-emitting fiber strands being replaced by supporting fiber strands become.
  • the standing fiber strands and the weft fiber strands are meshed or meshed with one another at the crossing points, so that the standing and weft fiber strands are closely connected to one another at their crossing points.
  • the energy-emitting fiber strands are each guided over a perforated needle, so that the standing and weft fiber strands are looped over in a controlled manner with a predeterminable thread tension.
  • the present method is characterized in that the knitted or laid or knitted heating textile is drawn off flat and/or steeply in the optional step of the manufacturing method.
  • the fabric removal of the heating textile which can also undergo further treatment steps afterwards, for example a coating, is decisive for the stitch strength.
  • a steep fabric take-off directly after the manufacturing process especially if this is designed as a knitting process, causes a significantly tighter stitch formation than is the case with a comparatively flat fabric take-off.
  • the system described here for the first time has been specially developed for the production of technical textiles, in particular the functional, technical heating textile described here. It is now possible to produce technical textiles quickly and with high quality using the knitting process or scrim process while saving time.
  • a processing of the technical fiber strands, as described here, for example glass fiber strands, electrically conductive fiber strands and the like, could not previously be produced on known textile systems. Among other things, these could not maintain the necessary fiber tension, since conventional fibers such as cotton have completely different properties than, for example, a PTC yarn.
  • the system has at least one delivery device for delivery at least one insulating element between weft fiber strands and standing fiber strands, wherein at least one projection for holding down the insulating element during the manufacturing process is arranged on at least one free end of the standing fiber strand guide.
  • This system is a special version of the system using the isolation element described above.
  • the structure of the system for producing the heating textile which is described here for the first time, makes it possible for the first time to be able to produce a reliable and rapid product in a compact process within the processing level.
  • at least one projection advantageously in the form of a nose, is provided on at least one end of the guide for the standing fiber strand, for holding down the at least one insulation element.
  • This projection also keeps the at least one insulation element substantially flat during the manufacturing process, ie while the coupling fiber strands, weft fiber strands and standing fiber strands are meshed through the at least one insulation element.
  • the same under point c) also has at least one needle for knitting or laying or knitting at least one energy-emitting fiber strand, more advantageously energy-emitting fiber bundles, in the form of stitches around the fiber strands to be connected to one another.
  • the present invention also relates to the use of the heating textile described here in motor vehicle interiors for heating interior strips, vehicle seats, in greenhouses for direct temperature control of plant pots, outdoors for temperature control of plants growing above them, as seat cushions, lying pads or lying mats, for example in the form of mattress components, sports mat components, yoga mat components or relaxation mat components.
  • the present invention also relates to the use the heating textile described above in the construction sector for heating parts of buildings such as ceilings and/or walls and/or as a textile reinforcement element.
  • the flexible heating textile can have the function of a heating mat, serve for de-icing or can also be used to control the temperature of molds or components.
  • a three-dimensional lattice element with an integrated heating textile can also be provided particularly advantageously as a reinforcement element in concrete components. This is a clear advantage when de-icing bridges, for example.
  • flexible is to be understood as meaning that the heating textile can be deflected from its originally flat, horizontal plane without the functionality or quality being reduced. Deflections of more than 5° from the horizontal are to be understood here in particular.
  • FIG 1 a schematic top view of a first embodiment of a heating textile 1 is shown, where L corresponds to the longitudinal direction, ie the transport direction, and A to the working width.
  • L corresponds to the longitudinal direction, ie the transport direction, and A to the working width.
  • all 1 to 3 views shown represent only the smallest repeating unit in the longitudinal direction. A large number of these units are advantageously provided in the longitudinal direction L of the heating textile 1 .
  • the standing fiber strands are inserted in the longitudinal direction L, while the weft strands are introduced in the direction of the working width A.
  • the heating textile 1 is made up of 0° fiber strands, which extend in the longitudinal direction L, and 90° fiber strands, which extend in the direction A of the working width.
  • the weft fiber strands run at an angle ⁇ to the standing fiber strands. They can serve to support the heating textile 1 and/or to supply electrical energy via corresponding electrically conductive fiber strands 6a, 6b.
  • the electrically conductive fiber strands 6a form the negative pole. This is formed from one or more electrically conductive fiber strands 6a or fiber strand bundles. These are spaced apart from each other.
  • the electrically conductive fiber strands 6b form the positive pole. This can likewise be formed from one or more fiber strands or fiber strand bundles, which are also spaced apart from one another.
  • Coupling fiber strands 8 are provided for fixing standing fiber strands and weft fiber strands to one another. As shown here, these can advantageously be selected and designed as a looped mesh from the group of fringes, tricot, cloth, satin, velvet, atlas and open twill. But this is not to be understood as limiting, so that the fixation also be formed by winding, looping or the like.
  • At least one insulating element 12 is also arranged. This is arranged between the electrically conductive fiber strands 6a, 6b and the contacting means 10b and decouples them from one another.
  • the contacting means 10a, 10b are advantageously designed as contacting fiber strands.
  • the contacting means 10b are also connected to the insulating element 12 via the coupling fiber strands 8, for example covered or knitted.
  • the electrically conductive fiber strands 6a, 6b arranged below the insulating element 12 can also be gripped by the mesh, so that the insulating element 12 is arranged firmly and non-slip between the fiber strands 10a, 10v and 6a, 6b to be decoupled from one another.
  • a short circuit is successfully prevented from occurring.
  • a first recess 14 without fiber strands is arranged at the level of the electrically conductive fiber strands 6b. At the same time, this recess 14 is located between the two groups of contacting fiber strands 10a, 10b. In the simplest case, the cutout 14 is designed as a punched-out area.
  • the embodiment of the heating textile 1 has a further recess 16 . This is arranged below the contacting fiber strand group 10b, in the insulating element 12 at the level of the electrically conductive fiber strands 6b. This second recess 16 is also formed as a punched hole. It is used to contact contacting means 10b with the electrically conductive fiber strands 6b. However, this only takes place in the size and dimension of the recess 16. The electrically conductive fiber strands 6a remain insulated.
  • the contacting means 10a, 10b can also be in the form of strands and/or ribbons which group several fiber strands.
  • the connection to a power source takes place after exposing a few centimeters, which is sufficient to attach a standard plug.
  • the heating textile 1 has energy-emitting fiber strands 2, which are introduced as standing fiber strands at a distance from one another.
  • FIG 2 shows another exemplary embodiment of the heating textile 1.
  • the same reference symbols as before also correspond to the same components and are not explained again here.
  • FIG 1 shows the heating textile 1 in FIG 2 an enlarged insulating element 12, which extends flat, continuously below both contacting means groups 10a, 10b.
  • this embodiment is to the recess 16 from FIG 1 , yet another recess 16 is formed. This is formed at the level of the electrically conductive fiber strands 6a below the contacting means 10a in the insulating element 12. This arrangement of the two cutouts 16 also prevents an undesired short circuit.
  • the contacting means 10a, 10b are arranged closely adjacent to one another. This has the advantage that the contacting means 10a, 10b are fixed in their position.
  • the working width A of the heating textile made of standing fiber strands and weft fiber strands, which extends as desired further to the right next to the contacting means 10b in the plan view, can be produced and assembled completely individually. Consequently, the adjacent arrangement of the contacting means 10a, 10b offers a significantly higher degree of flexibility of the heating textile geometry than is possible at all in the prior art.
  • This heating textile 1 also has standing fiber strands and weft fiber strands.
  • the contacting means 10a, 10b are spaced far apart from one another, arranged opposite one another, advantageously on and/or in the respective edge regions of the heating textile 1.
  • This embodiment is designed without insulating elements.
  • this heating textile 1 has two recesses 14 free of fiber strands. Both recesses 14 each interrupt the electrically conductive fiber strands 6a, 6b.
  • FIG 4 is the side view of the FIG 1 (above), the FIG 2 (middle) and the 3 (below) shown.
  • the insulating elements 12 are positioned differently until completely omitted.
  • the contacting means 10a, 10b are arranged at different distances from one another.
  • the warp-knitted and/or crocheted and/or laid stitches of the at least one coupling fiber strand 8 are also shown here. It can be seen that the stitches grip both standing fiber strands and weft fiber strands at their crossing points and thus fix them.
  • an insulating element 12 is provided, it can also be seen that the stitches run through the insulating element 12 so that the insulating element 12 is processed between the standing fiber strands 2 and weft fiber strands 4 .
  • a three-dimensional textile 20 which has integrated at least one heating textile 1 described here as a cover surface 44 and/or as a base surface 46 with spacer fiber strands 40 .
  • the same reference symbols as before also correspond to the same components and will not be explained again.
  • a three-dimensional technical textile 20 with a heating function is formed for the first time.
  • This can be used, for example, in road construction for de-icing bridges, heating elements with textile proofing, seat cushions, lying pads or mats, e.g.: mattresses/sports mats, yoga or relaxation mats, for direct temperature control of plants in planters or in the ground or as a reinforcement element in the Building construction or civil engineering can be used.
  • the spacer fiber strands 40 are to be understood as spacer elements and can, for example, be designed as pile threads, as described above.
  • FIG. 6 is now a schematic side view of a system S, which is required for the production of the heating textile 1 is shown.
  • the system S has, in particular, a weft fiber feed (not shown) which introduces the weft fiber strands.
  • Electrically conductive fiber strands 6a, 6b or supporting fiber strands 4 can be understood here as weft fiber strands.
  • At least one standing fiber strand feed 22 is arranged above the weft fiber strands. This feeds the strands of strands to processing level B.
  • the contacting means 10a, 10b and the energy-emitting fiber strands 2 are fed to the processing level via the standing fiber feed.
  • several guide needles 24 are arranged above the processing plane B, which provide the coupling fiber strands 8 .
  • Needle 26, knock-over element 28 and slide element 30 are arranged below processing plane B, where the stitching or knitting takes place.
  • the needle 26 is first guided from the bottom up through the processing plane B, so that the needle 26 above the processing plane B can grip the supplied coupling fiber strands 8 .
  • the needle 26 is then guided back down through the processing plane B, where it is then stitched off via the slide element 28 .
  • the at least one insulating element 12 is also optionally introduced.
  • the feed takes place exactly below the standing fiber strand layer and above the weft fiber strand layer.
  • the insulating element 12 is consequently arranged between weft fiber strands and standing fiber strands.
  • the at least one insulating element 12 is supplied to the manufacturing process via a conveyor device 32 .
  • the conveying device can have, for example, a plurality of deflection rollers whose conveying tension can be adjusted. This ensures that the insulating element is fed to the manufacturing process at a suitable speed. Stresses or the formation of waves in the insulating element 12 are thus prevented.
  • the heating textile produced is removed. This can now be done as in 6 shown flat done, for example, in a Angles of 5 to 30° with respect to the horizontal processing plane B in this embodiment.
  • FIG 7 the same structure is shown again as in 6 .
  • the same reference numbers correspond here again to the same components.
  • FIG 8 a schematic side view of the system S is also shown.
  • the same reference symbols relate to the same components as explained above.
  • the difference to FIG 1 is that a three-dimensional textile 20 is produced here.
  • Several layers 34 of weft fiber strands are thus introduced, which are then, as explained above, correspondingly looped and warp-knitted or knitted or laid with the coupling fiber strands 8 .
  • the thickness, ie the thickness of the three-dimensional textile 20, can be selected as desired.
  • fiber shreds 36 are fed below the weft fiber strands to the components already explained. These are positioned by means of a fiber chip holding element 38 .
  • the shredded fiber holding element 38 can be designed as a hold-down device and can guide the shredded fiber 36 to the processing plane B in a controlled manner, for example flat.
  • Both natural and synthetic fiber chips such as fiber-reinforced plastics, which are used, for example, for vehicle construction, in wind power, in aircraft and ship construction or the like, can be used as fiber shreds.
  • FIG. 10 a further schematic view of the system S, with which a further alternative embodiment of the heating textile 1 is implemented.
  • the processing plane B is tilted by 90°, so that the actual warp-knitting process or laying process takes place in the vertical direction. This differs from the examples above, where editing is done in horizontal orientation.
  • the heated textile 1 is produced with the following special features.
  • the standing fiber strand feed 22 can be used here as a laying rail as well as with a standing fiber strand feed (similar to the FIG.6 - 9 ) be formed.
  • the energy-emitting fiber strands 2 and/or the coupling fiber strands 8 are introduced with it.
  • the thread feed for stitch formation, which connects the textile to one another, in particular the contacting means 10a, 10b, are firmly contacted with the electrically conductive fiber strands 6a, 6b and/or the supporting fiber strands 4.
  • the coupling fiber strands 8 are worked with the guide needle 24 to form the stitches. It should be emphasized that up to 75 mm 2 contacting means 10a, 10b over a width of 15 mm can be processed simultaneously with a single feed of energy-emitting fiber strands 2 by multiple feeding.
  • the insulating element 12 with variably incorporated recesses 14 or 16, which are punched out in the simplest case and are used for contacting, is fed via the conveyor device 32. It is fed in via individual, product-dependent strips that can be arranged on a shaft with coils.
  • the electrically conductive fiber strands 6a, 6b are fed to the supporting fiber strands 4 at 90° to the guide needle 24, if necessary alternately.
  • weft insertion can deviate by +/-60° from 90°.
  • the energy-releasing fiber strands 2 are fed in with the standing fiber strand feeder 22 .
  • the contacting means 10a, 10b there is a multiple feed in the thread feeders in order to achieve a higher square (E3-E44). These are located directly in front of the needle bar.
  • a laying bar similar to that in FIG. 6-9 shown, the contacting means 10a, 10b are drawn in parallel with the energy-emitting fiber strands 2 in a bar.
  • the energy-emitting fiber strands 2 can also be fed to the processing process additionally or simultaneously via the laying bar 24 .
  • the spacer fiber strands 40 are meshed with the textile surfaces in the knitting process.
  • the standing fiber strands each form a textile surface into which the spacer fiber strands are meshed.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heiztextil zur Übertragung von Wärme an eine Umgebung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Heiztextilien weisen neben Heizleitern auch stets Kontaktle iter auf, welche den elektrischen Stromfluss ermöglichen, um die Heizleiter zu erwärmen. So offenbart beispielsweise DE 101 12 405 A1 ein Flächenheizelement mit einem textilen Grundmaterial. Die Kontaktleiter werden vorab mit einem fertig hergestellten, textilen Grundmaterial verklebt. Erst in einem weiteren, hiervon vollständig entkoppelten Verfahrensschritt, werden die Heizleiter separat zugeführt. Folglich ergibt sich ein zeit- und kostenaufwändig herzustellendes Flächenheizelement. Weiterhin nachteilig sind die zahlreichen Arbeitsschritte, welche während der Produktion notwendig sind. Ergänzend stellen auch die Klebestellen ungewollte Sollbruchstellen dar, an welchen der Kontaktschluss aufbrechen und die Funktion des gesamten Flächenheizelements deutlich reduziert werden kann.
  • Daneben werden die Kontaktleiter zumeist auf ein Vlies aufgebügelt bzw. aufgeklebt, um so einen ungewollten Stromfluss im Sinne eines Kurzschlusses zu vermeiden. Insbesondere aufgebügelte Kontaktleiter haben sich in der Praxis als nachteilig erwiesen, da im Laufe der Zeit bzw. bei entsprechender Biegung des Heiztextils in gekrümmten Oberflächen die aufgebügelte Verbindung aufbrechen kann und die Kontaktierung nicht mehr sichergestellt wird. Ähnlich ist es ebenfalls bei den stromzuführenden Anschlüssen, welche auf das fertige Heiztextil aufgeklebt werden, und somit einen hohen Angriffspunkt für Korrosion und mögliche Ablösungen bieten.
  • FR 2 922 405 A1 offenbart ein Heiztextil gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heiztextil bereitzustellen, welches wartungsarm und langlebig ausgebildet ist. Ferner ist es ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gleichmäßige, verlässliche Temperaturabgabe bereitzustellen, eine Überhitzung zu vermeiden und selbst kostengünstig in der Herstellung zu sein.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Das hier beschriebene Heiztextil ist aus Stehfasersträngen und Schussfasersträngen ausgebildet, welche wenigstens eine Faserstranglage ausbilden. Um nun einerseits ein stabiles und andererseits ein funktionales Heiztextil auszubilden, sind Stehfaserstränge und/oder Schussfaserstränge selbst funktional ausgebildet. Unter funktional ist vorteilhaft zu verstehen, dass die jeweiligen Faserstränge eine bestimmte Eigenschaft aufweisen.
  • So kann das Heiztextil beispielsweise Schussfaserstränge aufweisen, welche elektrisch leitfähig ausgebildet sind. Weiterhin kann das Heiztextil Stehfaserstränge aufweisen, welche sich durch elektrische Energiezufuhr erwärmen und diese Wärme an die Umgebung abgeben können. Schließlich kann das hier beschriebene Heiztextil weiterhin Kontaktierungsmittel aufweisen, welche jeweils den Pluspol und den Minuspol bilden. Alle diese genannten Faserstränge weisen somit eine bestimmte Funktion auf, so dass sich in der gemeinsamen Verarbeitung als Gewirk und/oder Gelege und/oder Gestrick ein funktionales Heiztextil ergibt, welches gezielt Wärme an seine Umgebung abgeben kann.
  • Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindungen besteht darin, dass neben Kontaktierungsmitteln, energieabgebenden Fasersträngen und elektrisch leitfähigen Fasersträngen weiterhin, also zusätzlich, wenigstens ein Kopplungsfaserstrang wenigstens zum Kontaktschluss der energieabgebenden Faserstränge mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen und/oder der Kontaktierungsmittel mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen vorgesehen ist, wobei die elektrisch leitfähigen Faserstränge und/oder die Kontaktierungsmittel und/oder die energieabgebenden Faserstränge als Stehfaserstränge und/oder Schussfaserstränge ausgebildet sind und der weinigstens eine Kopplungsfaserstrang maschenartig direkt oder indirekt um die Stehfaserstränge und Schussfaserstränge gewirkt und/oder gestrickt und/oder gelegt sind, um diese miteinander zu verbinden.
  • Alle hier beschriebenen Kombinationsvarianten der Faserstränge miteinander können sowohl direkt und/oder indirekt ausgebildet sein. Unter direkt ist vorteilhaft die unmittelbare Kopplung zu verstehen, bei welcher die zu koppelnden Faserstränge wenigstens eine gemeinsame Kontaktfläche miteinander ausbilden. Unter indirekter Kopplung ist vorteilhaft die Verbindung zu verstehen, bei welcher zwischen den zu koppelnden Fasersträngen keine unmittelbare gemeinsame Kontaktfläche ausgebildet ist. Bei der indirekten Kopplung kann beispielsweise ein zusätzliches Material zwischen den zu koppelnden Fasersträngen eingebracht sein, so dass diese mit dem dazwischenliegenden Material jeweils eine gemeinsame Kontaktfläche ausbilden. Im einfachsten Fall ist die Kopplung an Kreuzungspunkten der Stehfaserstränge mit den Schussfasersträngen ausgebildet.
  • Unter elektrisch leitfähigen Elementen sind vorteilhaft Faserstränge, Vliesausbildungen, flächige Textilien oder auch Folienstrukturen zu verstehen, wobei besonders vorteilhaft die elektrisch leitfähigen Elemente als elektrisch leitfähige Faserstränge oder Faserbündel ausgebildet sind. Hierbei kann unter Faserbündeln eine Vielzahl an Fasersträngen verstanden werden, welche parallel zu einander, gewunden oder in sonstiger Weise angeordnet sein können.
  • Neben den elektrisch leitfähigen Elementen, energieabgebenden Fasersträngen und Kontaktierungsmitteln weist das hier beschriebene flexible Heiztextil zusätzlich wenigstens einen Kopplungsfaserstrang, vorteilhaft mehrere Kopplungsfaserstränge auf. Die Kopplungsfaserstränge dienen der direkten und/oder indirekten Verbindung, also Kopplung, von zu verbindenden , weiteren Fasersträngen. Hierzu wird der wenigstens eine, vorteilhaft mehrere Kopplungsfaserstränge, direkt bei der Herstellung des Heiztextils eingebracht. Je nach Ausführungsbeispiel können die Kopplungsfaserstränge eingewirkt, eingelegt oder verstrickt sein. Unabhängig von den drei hier beschriebenen Verarbeitungsarten bedeutet die Einbringung bzw. die Verarbeitung der Kopplungsfaserstränge eine Fixierung der miteinander zu verbindenden Faserstränge. Als besonders vorteilhaft hat sich das Wirken der Kopplungsfaserstränge gezeigt, da hierdurch besonders stabile und feste Maschen um die zu koppelnden faserstränge ausgebildet werden. Zudem bilden die Kopplungsfaserstränge mit den zu koppelnden Fasersträngen, in der Regel an deren Kreuzungspunkten großflächige Kontaktflächen aus. Im einfachsten Fall ummaschen die Kopplungsfaserstrangmaschen die Kreuzungspunkte der zu verbindenden Faserstränge und bilden nur geringe Freiräume aus, wo keine gemeinsamen Kontaktflächen vorliegen.
  • Es hat sich überraschenderweise erstmals gezeigt, dass eine Vielzahl an Kopplungsfasersträngen einen besonders stabilen und verlässlichen Kontaktschluss zwischen den energieabgebenden Fasersträngen und den elektrisch leitfähigen Elementen und/oder zwischen den Kontaktierungsmitteln und den elektrisch leitfähigen Elementen ausbildet. Hierzu sind die vorteilhaft mehreren Kopplungsfaserstränge maschenartig gewirkt, so dass diese die Stehfaserstränge und Schussfaserstränge an ihren Kreuzungspunkten direkt und/oder indirekt miteinander fest verbinden.
  • Unter fest Verbinden ist hierbei vorteilhaft zu verstehen, dass die vorteilhaft mehreren Kopplungsfaserstränge die Kreuzungspunkte von Stehfaserstränge mit Schussfasersträngen maschenartig umschließen und somit mit den Stehfasersträngen und/oder Schussfaserstränge, welche miteinander zu verbinden sind, eine größtmögliche, gemeinsame Kontaktfläche ausbilden, so dass der Kontaktschluss dauerhaft sichergestellt ist. Unter größtmöglicher, gemeinsamer Kontaktfläche zwischen Kopplungsfasersträngen und Stehfasersträngen und/oder Schussfasersträngen sind vorteilhaft 25 % bis 80 % des Umfangs eines einzelnen Stehfaserstrangs und/oder Schussfaserstrangs zu verstehen.
  • Die hier eingesetzten Stehfaserstränge und/oder Schussfaserstränge bilden vorteilhaft einen nahezu runden bzw. vollständig runden Querschnitt aus. Wird nun ein Kopplungsfaserstrang um einen Kreuzungspunkt von Stehfaserstrang und Schussfaserstrang gewirkt, so ummascht der entsprechende Kopplungsfaserstrang beide Stränge und koppelt diese.
  • Da das Heiztextil zahlreiche Stehfaserstränge und zahlreiche Schussfaserstränge aufweist, welche alle voneinander und untereinander beabstandet ausgebildet sind, ist das hier beschriebene Heiztextil auch als Heiztextilgitterelement zu bezeichnen.
  • Die Führung der Kopplungsfaserstränge erfolgt im einfachsten Ausführungsbeispiel von unten nach oben um die Stehfaserstränge und/oder Schussfaserstränge herum. Somit kann sichergestellt werden, dass eine besonders enge und feste Maschenausbildung ermöglicht wird und somit der Freiraum zwischen Kopplungsfaserstrang und Stehfaserstrang und/oder Schussfaserstrang so gering als möglich gehalten wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das flexible Heiztextil nach dessen Fertigstellung in einem möglichen Verfahrensschritt beschichtet wird. Durch die reduzierten Freiräume zwischen Kopplungsfasersträngen und Stehfasersträngen und/oder Schussfasersträngen ist es nunmehr erstmals möglich, besonders effizient zu beschichten, ohne dass es zur Ausbildung von undurchlässigen Gebilden kommt. Durch die maschenartige Anordnung der Kopplungsfaserstränge ist es somit erstmals möglich, flexible Heiztextilien in Form von flexiblen Gitterelementen zur Übertragung von Wärme an eine Umgebung bereitzustellen, welche besonders effizient beschichtet werden können und welche zudem auch nach der Beschichtung ihren Gitterelementcharakter beibehalten.
  • Das hier erstmals beschriebene flexible Heiztextil ist als Gitterelement ausgebildet, erfindungsgemäß als Gelege, Gestrick oder Gewirk, und weist wenigstens Stehfaserstränge und Schussfaserstränge auf. Die Stehfaserstränge sind auch als 0°-Faserstränge bekannt, welche sich in Längsrichtung des Heiztextils erstrecken. Vorteilhaft entspricht die Längsrichtung des Heiztextils zugleich der Transportrichtung während des Herstellungsverfahrens. Die weiterhin vorgesehenen Schussfaserstränge werden auch als 90°-Faserstränge bezeichnet und verlaufen im einfachsten Fall quer zu den Stehfasersträngen.
  • Erstmals können nun alle Funktionalitäten, welche das hier beschriebene Heiztextil aufweist, in Form von Fasersträngen und/oder Faserbündeln vorgesehen und ausgebildet sein. Unter Fasersträngen sind vorteilhaft einzelne Fasern und/oder Filamente zu verstehen, wobei ein Faserstrang wenigstens eine Faser und/oder ein Filament aufweist. Vorteilhaft kann ein Faserstrang aber auch als Multifilament und/oder als Multifaser ausgebildet sein und als Einzelfilament die Charakterisierung tdex10 f2-3 bis 96.000 tdex mit 90.000 k aufweisen. Als mögliche Fasern und/oder Filamente sind natürliche Materialien, synthetische Materialien, anorganische Materialien oder auch organische Materialien bzw. eine Mischung hieraus denkbar.
  • Ferner hat es sich überraschenderweise vorteilhaft gezeigt, die elektrisch leitfähigen Elemente als Schussfaserstränge auszubilden. Im einfachsten Fall werden die elektrisch leitfähigen Elemente als 90°-Fäden eingebracht. Hieraus ergeben sich im einfachsten Fall Leiterbahnen für den elektrischen Strom.
  • Weiterhin können die energieabgebenden Faserstränge zur Erwärmung der Umgebung als Stehfaserstränge, auch als 0°-Faserstränge bezeichnet, ausgebildet sein. Diese erstrecken sich in Längsrichtung des zu fertigenden Heiztextils, während dessen Herstellungsverfahren. Vorteilhaft sind die 0°-Faserstränge parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet. Gleiches gilt für die Schussfaserstränge, sodass sich bei deren Anordnung eine Gitterstruktur des flexiblen Heiztextils ausbildet.
  • Weiterhin können beispielsweise die Kontaktierungsmittel zur Ausbildung wenigstens eines geschlossenen Stromkreises parallel zu den energieabgebenden Fasersträngen angeordnet sein. Hierzu sind die Kontaktierungsmittel in zwei Gruppen unterteilt. Eine erste Gruppe bildet den Pluspol und eine Zweite Gruppe bildet den Minuspol.
  • Im einfachsten Fall bilden energieabgebende Faserstränge und Kontaktierungsmittel als zueinander beabstandete 0°-Faserstränge eine Ebene aus, in welcher energieabgebende Faserstränge und Kontaktierungsmittel nebeneinander angeordnet sind.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Kontaktierungsmittel gruppiert angeordnet, beispielsweise in zwei Gruppen. Es ist denkbar, dass wenigstens ein Kontaktierungsmittel wenigstens eine Faser und/oder wenigstens ein Filament aufweist. Fasern unterscheiden sich zu Filamenten lediglich in ihrer begrenzten Länge.
  • Das Material der Kontaktierungsmittel ist folglich nicht auf textile Fasern, Glasfasern, Carbonfasern oder dergleichen beschränkt, sondern es können auch Metallfasern eingesetzt werden. Weiterhin können auch Vliese, leitfähige flächige Textilien oder aber auch elektrisch leitfähige Kunststofffolien als Kontaktierungsmittel eingesetzt werden.
  • Um nun eine Energieübertragung, hier insbesondere einen Stromfluss, sicherzustellen, weist das hier beschriebene, flexible Heiztextil weiterhin Kopplungsfaserstränge auf. Es wurde erstaunlicherweise herausgefunden, dass über diese Kopplungsfaserstränge zur Ausbildung eines Kontaktschlusses der damit verbundenen weiteren Faserstränge, eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des flexiblen Heiztextils erstmals ermöglicht wird. Das Heiztextilgitterelement kann effizient und konstant Wärme an die Umgebung abgeben, ohne selbst zu überhitzen. Hierbei ist es flexibel und biegsam ausgebildet.
  • Zudem kann eine hohe Hitzebeständigkeit und eine hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet werden, und zwar auf Dauer.
  • Die oben erwähnten Sollbruchstellen aus dem Stand der Technik, welche durch Verkleben oder Verlöten bei bekannten Heiztextilien zum Einsatz kommen, werden bei der vorliegenden Erfindung nicht benutzt. Die hier beschriebenen Kopplungsfaserstränge bilden eine energetische Kopplung mit den damit verbundenen Fasersträngen aus, sodass beispielsweise die Wärmeerzeugung und auch die Stromleitung durch den Kontaktschluss entsprechend ausgebildet ist. Hierzu sind die Kopplungsfaserstränge maschenartig gewirkt, gestrickt oder gelegt ausgebildet.
  • Im einfachsten Fall können die Kopplungsfaserstränge für den erfolgreichen Kontaktschluss mit und/oder um die elektrisch leitfähigen Elemente, die energieabgebenden Faserstränge und/oder die Kontaktierungsmittel vermascht ausgebildet werden. Insbesondere haben sich Formen von Fransen-Maschen, Trikot-Maschen, Tuch-Maschen, Satin-Maschen, Atlas-Maschen oder offener Körper-Maschen bzw. Samt-Maschen als vorteilhaft erwiesen. Mit all den hier aufgezählten Maschenformen können besonders feste, dauerhaft stabile und sichere Kontaktschlüsse ausgebildet werden, unter gleichzeitiger Zeitersparnis und Kostenersparnis bei Herstellung und Wartung.
  • Darüber hinaus ist ebenfalls denkbar, dass die Kopplungsfaserstränge direkt und/oder indirekt an den Kreuzungspunkten der zu verbindenden Fasersträngen in Form von Fransenmaschen, Trikot-Maschen, Satin-Maschen, Atlas-Maschen, offener Körper-Maschen, Samt-Maschen vermascht werden und/oder verschlauft oder verdrillt werden, wenn das hier beschriebene Heiztextil beispielsweise als Gelege ausgebildet ist. Somit können die Kreuzungspunkte zwischen den Stehfasersträngen und Schussfasersträngen miteinander fest verbunden werden und zwar in einem Arbeitsschritt während der Herstellung.
  • Unter Kontaktschluss ist vorteilhaft zu verstehen, dass die Schussfaserstränge mit den Stehfasersträngen und umgekehrt an den jeweiligen Kreuzungspunkten durch die sie umgebenden Maschen einen Kontaktschluss ausbilden, sodass beispielsweise die Übertragung von Energie, vorteilhaft elektrisch und/oder in Form von Wärme, dauerhaft ermöglicht ist. Zudem bedingt die Vermaschung eine zusätzliche Stabilisierung des biegsamen Heiztextils.
  • Dies ist selbstverständlich nicht begrenzend zu verstehen, sodass auch andere Kombinationen aus Stehfasersträngen und Schussfasersträngen möglich sind.
  • Weiterhin ist auch denkbar, dass die hier beschriebenen funktionalen Faserstränge, wie energieabgebende Faserstränge, elektrisch leitfähige Elemente und Kontaktierungsmittel und/oder Kopplungsfaserstränge das gesamte Heiztextil aufspannen.
  • Weitere Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist denkbar, dass das Heiztextil neben den funktionalen Fasersträngen zusätzliche Stützfaserstränge aufweist, welche als Stehfaserstränge und/oder als Schussfaserstränge ausgebildet sind. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn zwischen den zueinander beabstandeten elektrisch leitfähigen Elementen eine zu große freie Fläche angeordnet wäre, sodass die Stabilität des Heiztextils reduziert wäre. In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, weitere Stützfaserstränge als Schussfaserstränge einzubringen. Diese stabilisieren das hier beschriebene Heiztextil und können aus den oben genannten Materialien ausgebildet sein.
  • Weiterhin dienen die Stützfaserstränge zur Ausbildung der Flexibilität des hier beschriebenen Heiztextils unter gleichzeitiger Formwahrung. Vorteilhaft ermöglichen die Stützfaserstränge das Biegen und Drapieren des Heiztextils in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalls, beispielsweise für gekrümmt ausgebildete Bauteile. Ebenfalls ist es denkbar, derartige Stützelemente, wie die Stützfaserstränge auch bezeichnet werden können, anstelle oder ergänzend zu den Fasersträngen auch aus Hilfsgarn auszubilden, welches bei der Weiterverarbeitung zur besseren Verbindung mit anderen Werkstoffen dient.
  • Erfindungsgemäß ist das Heiztextil als Gelege, Gewebe oder Gewirk ausgebildet. Als besonders vorteilhaft und einfach in der Herstellung hat sich die Ausbildung als Gewirk oder auch als Gelege gezeigt. Insbesondere bei der Ausbildung des Heiztextils als Gewirk, wobei hier die Kopplungsfaserstränge als Maschen ausgebildet sind, welche die weiteren Faserstränge miteinander verbinden,
  • kann erstmals ein Heiztextil bereitgestellt werden, welches eine Gitterstruktur aufweist. Zugleich ist die Gitterstruktur durch die Wirkung der Kopplungsfaserstränge besonders fest und stabil ausgebildet. Darüber hinaus schaffen die Maschen der Kopplungsfaserstränge eine zumindest teilweise Umgreifung der damit verbundenen Faserstränge, sodass eine relativ kompakte Bindung mit wenig Freiräumen zwischen den einzelnen Kopplungsfasersträngen und den damit verbundenen weiteren Fasersträngen sichergestellt ist. Dies ermöglicht erstmals auch nach dem möglichen Beschichtungsverfahren des Heiztextils, beispielsweise mit einem Kunststoff, die weitere Sicherstellung der offenen Gitterstruktur sowie der Reduzierung von Beschichtungsmaterial zwischen Kopplungsfasersträngen und damit verbundenen weiteren Fasersträngen. Somit werden Sollbruchstellen und übermäßige Kunststoffbeschichtungsflächen zwischen den einzelnen Fasersträngen vermieden. Dies bedingt eine deutliche Anhebung der Qualität des Heiztextils, welches hier erstmals beschrieben ist.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen Kontaktierungsmitteln und elektrisch leitfähigen Fasersträngen wenigstens ein Isolierelement angeordnet, wobei die Kontaktierungsmittel über die Kopplungsfaserstränge mit dem wenigstens einen Isolierelement direkt und/oder indirekt verbunden sind bzw. die Kontaktierungsmittel über die Kopplungsfaserstränge über das wenigstens eine Isolierelement direkt und/oder indirekt mit den unterhalb des Isolierelements angeordneten elektrisch leitfähigen Fasersträngen verbunden sind.
  • Das Isolierelement dient vorteilhaft der Entkopplung zwischen Kontaktierungsmitteln und elektrisch leitfähigen Elementen, um einen Kurzschluss an deren Kreuzungspunkten zu vermeiden. Daher ist es weiterhin wichtig, die Kopplungsfaserstränge aus einem elektrisch nicht-leitenden Material auszubilden. Im einfachsten Fall können Kopplungsfaserstränge und Isolierelement aus dem gleichen Material ausgebildet sein.
  • Das wenigstens eine Isolierelement weist wenigstens ein, vorteilhaft mehrere, isolierende Materialien auf, welche nicht elektrisch leitend ausgebildet sind. Als besonders vorteilhaft haben sich Materialien für Kopplungsfaserstränge und/oder Isolierelement wie PES, weitere Polymere wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, Naturfasern wie beispielsweise Hanf, Flachs, Kenaf und/oder eine Mischung hieraus erwiesen.
  • Bei diesen elektrisch isolierenden Materialien kann die Verarbeitung des Isolierelements im Heiztextil besonders leicht durchgeführt werden. Durch das Einlegen und Anordnen des wenigstens einen Isolierelements genau zwischen Kontaktierungsmitteln und elektrisch leitenden Fasersträngen werden diese erfolgreich voneinander entkoppelt. Zur vereinfachten Fixierung werden die Kontaktierungsmittel mit den Kopplungsfasersträngen an dem wenigstens einem Isolierelement direkt fixiert. Ferner ist auch denkbar, dass die Ummaschung der Kontaktierungsmittel durch das wenigstens eine Isolierelement hindurch erfolgt und die darunter liegenden elektrisch leitfähigen Fasersträngen ebenfalls ummascht werden. Hierdurch wird eine noch bessere Fixierung und Stabilität ausgebildet. Die Fixierung erfolgt vorteilhaft durch Wirken, Stricken oder Legen. Hierzu ist das Isolierelement vorteilhaft flächig ausgebildet, beispielsweise als non-woven Material oder auch als Kunststofffolie.
  • Im einfachsten Fall erfolgt die Fixierung der Kontaktierungsmittel mit dem wenigstens einen Isolierelement über eine Vermaschung im Wirkprozess, Strickprozess oder Legeprozess während der Herstellung.
  • Das wenigstens eine Isolierelement kann, in einem Ausführungsbeispiel, in Längsrichtung des Heiztextils durchgängig ausgebildet.
  • Dies ist aber nicht begrenzend zu verstehen, sodass es auch denkbar ist, dass das wenigstens eine Isolierelement lediglich an und/oder bei den Kreuzungspunkten von elektrisch leitfähigen Fasersträngen und Kontaktierungsmitteln abschnittsweise angeordnet ist. Es gilt stets sicherzustellen, dass das Isolierelement seine Funktion erfüllt und unerwünschte Kurzschlüsse oder Kontakte zwischen den Kontaktierungsmitteln und den elektrisch leitfähigen Fasersträngen vermieden sind.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die beiden Gruppen an Kontaktierungsmitteln, welche vorteilhaft den Pluspol und den Minuspol des hier beschriebenen Heiztextils ausbilden, nahe beieinander angeordnet sind. Unter nahe beieinander angeordnet ist ein Abstand zueinander im Zentimeterbereich, beispielsweise im Abstand von 0,2 - 10 cm zu verstehen. Es ist durch diese nahe Anordnung erstmals möglich, dass flexible Heiztextil individuell in seiner Flächengröße zuzuschneiden, ohne das die Heizfunktion zerstört wird. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Plus- und Minuspol in bekannten Heiztextilien jeweils weit voneinander beabstandet, an den außenliegenden Rändern angeordnet sind. Dies schränkt die Konfektionierung des Heiztextils drastisch ein und bedingt hohe Produktionsaufwände, um individuelle Heiztextilgrößen herzustellen. Dies wird mit dem hier beschriebenen Heiztextil erstmals gelöst, indem Pluspol und Minuspol erstmals nahe beieinander und zugleich entkoppelt voneinander angeordnet sind. Die darüber hinausragenden seitlichen Flächen des Heiztextils können frei konfektioniert werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass Pluspol und Minuspol in einem linken Randbereich des Heiztextils angeordnet sind. Die restliche Fläche des Heiztextils ist lediglich durch energieabgebende Faserstränge und elektrisch leitfähige Faserstränge, optional noch durch Stützfaserstränge ausgebildet. Somit ist die verbleibende, restliche Fläche frei konfektionierbar, da alle drei genannten Faserstrangarten leicht durchtrennt werden können, ohne dass die eigentliche Heizfunktion verloren geht.
  • Weiterhin ist auch denkbar, Pluspol und Minuspol zentral in der Mitte anzuordnen, sodass die seitlich darüber hinaus ragenden Flächen des Heiztextils an der linken und rechten Seite entsprechend konfektioniert werden können.
  • Alternativ wäre denkbar, an beiden Randbereichen des Heiztextils jeweils eine Gruppe an Kontaktierungsmitteln vorzusehen. So kann eine einfache Teilung zwischen den Gruppen erfolgen und beide Heiztextilteile wären voll funktionsfähig.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Heiztextil wenigstens eine erste Aussparung auf, welche faserstrangfrei ausgebildet ist. Diese wenigstens erste Aussparung ist vorteilhaft zwischen Pluspol und Minuspol angeordnet, sofern kein Isolierelement vorgesehen ist. Vorteilhaft kann die Aussparung als Alternative zu dem oben beschriebenen Isolierelement gesehen werden. Die Aussparung verhindert eine Kurzschlussbildung. Besonders vorteilhaft unterbricht die Aussparung die elektrisch leitenden Faserstränge zwischen Pluspol und Minuspol. Dies ist notwendig, da im Herstellungsverfahren die elektrisch leitenden Faserstränge durchgängig in das Heiztextil eingebracht sind. Daher hätten die Faserstränge sonst zugleich zu dem Pluspol als auch zu dem Minuspol Kontakt. Es würde ein Kurzschluss entstehen. Um dies zu verhindern, ist die wenigstens eine erste Aussparung vorgesehen. Diese kann besonders günstig und schnell während des Herstellungsverfahrens appliziert werden.
  • Im einfachsten Fall erfolgt dies durch Ausstanzung. Somit können alle im Heiztextil verwendeten Faserstränge als Stehfaserstränge und Schussfaserstränge vorgesehen werden, wodurch die Produktion sich beschleunigt und zugleich Kosten reduziert werden.
  • Weiterhin ist denkbar, dass das Heiztextil eine zusätzliche, zweite Aussparung zur Kontaktierung der Kontaktierungsmittel mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Isolierelement zwischen den elektrisch leitenden Fasersträngen und den Kontaktierungsmitteln vorgesehen. Das Isolierelement selbst weist diese zweite Aussparung auf, sodass an dieser kontrollierten, vorbestimmten Position der Aussparung die Kontaktierungsmittel direkten Kontakt mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen ausbilden. Eine dauerhafte Verbindung wird durch die enge Vermaschung der elektrisch leitfähigen Faserstränge mit den Kontaktierungsmitteln durch die Kopplungsfaserstränge sichergestellt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Stehfaserstränge und Schussfaserstränge zueinander einen Winkel von 30° - 150° auf. Hierdurch ist eine entsprechende Gitterstruktur ausgebildet, da vorteilhaft auch die Stehfaserstränge und Schussfaserstränge zueinander eine Beabstandung aufweisen.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schussfaserstränge in einem Abstand von 0,01 mm - 5 cm zueinander anzuordnen. Die Stehfaserstränge können vorteilhaft mit einer Feinheit auf ein Soll zwischen E1 und E50 vorgelegt werden. Somit ergibt sich die Gitterstruktur mit offenen Durchgangslöchern/-öffnungen, welche durch die Beabstandung der Stehfaserstränge zu den Schussfasersträngen bzw. der Stehfaserstränge untereinander und der Schussfaserstränge untereinander ausgebildet werden. Diese Gitterstruktur ist besonders vorteilhaft, wenn das Heiztextil im Nachgang mit einem Beschichtungsmaterial, beispielsweise einer wässrigen Kunststofflösung beschichtet werden soll, da insbesondere durch die Gitterstruktur die Kunststofflösung entsprechend abtropfen kann und auch die Gitterstruktur nach der ausgehärteten Beschichtung erhalten bleibt. Die Gitterstruktur ist vorteilhaft zur Kraftabführung und zur flexiblen Einbettung in mögliche Materialien. Die Gitterstruktur stellt sicher, dass das hier beschriebene Heiztextil besonders gut und fest in weitere Materialien eingebettet werden kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die energieabgebenden Faserstränge und/oder die elektrisch leitfähigen Faserstränge und/oder die Stützfaserstränge und/oder die Kontaktierungsmittel aus elektrisch leitenden, nicht isolierten Materialien wie beispielsweise Metallen oder deren Verbindungen, Legierungen und deren Verbindungen, aus organischen Materialien, wie Kohlenstoff enthaltende Materialien, elektrisch leitenden Polymeren, metallisierten Fasersträngen, oder anorganischen Materialien wie Glasfasern und/oder einer Mischung hieraus ausgebildet. Bei den energieabgebenden Fasersträngen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass diese einen hohen ohmschen Widerstand aufweisen, um eine effektive Wärmemenge zu erzeugen. Bei den stromzuführenden, also elektrisch leitfähigen Fasersträngen haben sich Materialien wie insbesondere Kupfer, Edelstahl Kupferlegierungen, Gold, Zink oder mit Silber beschichtetes Kupfer als vorteilhaft erwiesen. Darüber hinaus sind kohlenstoffenthaltende Materialien, PTC-Garne als leitende Polymere und/oder metallisierte textile Fäden denkbar. Auch die hier genannten Materialien können als flächiges Heiztextil vorteilhaft gewirkt verwendet werden. es gilt stets zu berücksichtigen, dass die Kopplungsfaserstränge nicht elektrisch leitend ausgebildet sind.
  • Weiterhin zeichnet sich das hier beschrieben Heiztextil dadurch aus, das es in Kleinschutzspannung durch hochohmige Fäden und/oder Netzspannung zu betreiben ist. Dies ist insbesondere für den Überwärmungsschutz und auch für den Stromverbrauch deutlich von Vorteil.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Heiztextil zweidimensional und/oder dreidimensional ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine hohe Flexibilität im Einsatzbereich des Heiztextils ausgebildet ist.
  • Die flächige zweidimensionale Ausbildung ist von Vorteil, wenn das Heiztextil in dünne Bauteile eingelegt werden soll, wo wenig Materialauftrag vorgegeben ist. Durch die Ausbildung des Heiztextils als Gitterelement kann auch bei dünnen Materialaufträgen eine hohe Stabilität und Einbausicherheit gewährleistet werden.
  • Die Ausbildung als dreidimensionales Heiztextil ist besonders vorteilhaft, da hierdurch gekrümmte Oberflächen und Strukturen nachgebildet und beispielsweise die Verwendung bei Sitzpolstern oder Liegeunterlagen (Matratzen und ähnliches) zusätzliche Einsatzgebiete ausbildet. Unter dreidimensional ist vorteilhaft ein mehrlagiges Heiztextil mit wenigstens einer Deckfläche und wenigstens einer Grundfläche zu verstehen. Beide Flächen sind aus gleichen und/oder materialunterschiedlichen Stehfasersträngen und Schussfasersträngen ausgebildet, beispielsweise als Gestrick, Gelege oder Gewirk.
  • Weiterhin sind beide Flächen über Abstandselemente miteinander fest verbunden und zugleich beabstandet voneinander. Mögliche Abstandselemente können vorteilhaft Polfäden sein, welche beispielsweise an den jeweiligen Kreuzungspunkten von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen an einer jeden Fläche angeordnet sind.
  • Die Polfäden verbinden beide Flächen miteinander. Daneben sind auch Verschlaufungen, Verwebungen, Verwirkungen, Verlegungen und dergleichen denkbar.
  • Als besonders vorteilhaft in der dreidimensionalen Ausbildung des Heiztextils hat es sich gezeigt, bei einem derartigen als Heiztextil ausgebildeten Gitterelement das hier beschriebene Heiztextil in der Deckfläche und/oder der Grundfläche zu integrieren. Folglich bildet das hier beschriebene Heiztextil dann direkt die Deckfläche und/oder die Grundfläche der dreidimensionalen Ausbildung aus. Diese Integration erfolgt bereits während der Herstellung und kann so besonders einfach und kostengünstig umgesetzt werden. So kann das oben beschriebene Heiztextil die Deckfläche und/oder die Grundfläche des mehrlagigen Heiztextils ausbilden.
  • Durch die vorteilhafte Ausbildung der Abstandselemente, beispielsweise auch als Endlosabstandsfaden, ist eine Vielzahl an Abstandselementen ausgebildet. Diese können durch ihre Ausbildung beispielsweise eine Federfunktion ausbilden und somit dem dreidimensionalen Heiztextil eine zusätzliche Flexibilität und Dämpfungsfunktion zuordnen.
  • Ferner ist auch eine entsprechende Materialarmierung oder einfach auch ein Abstandshalter zwischen Grundfläche und Deckfläche denkbar. Um eine textile Heizung in das dreidimensionale Heiztextil einzuarbeiten, ist es wichtig, die einzelnen Faserstränge, wie oben beschrieben, in der Deck- und/oder der Grundfläche zu verarbeiten. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei neben dem Wirkverfahren auch das Legeverfahren oder das Strickverfahren erwiesen.
  • Besonders vorteilhaft weist das dreidimensionale Heiztextil in seiner unveränderten Ausgangsform, also ohne jegliche äußere Kraftbeaufschlagung, eine Materialstärke von insgesamt 0,5 - 700 mm auf. Besonders vorteilhaft hat sich eine Materialstärke im Bereich von 1 - 50 mm erwiesen. Besonders vorteilhaft ist die Materialstärke, also der Abstand zwischen der Grundfläche und der Deckfläche zueinander von 8 mm. Mit dieser besonderen Materialstärke ist erstmals ausreichend Flexibilität des Heiztextils unter zugleicher Beibehaltung der Stabilität der Wirkverbindungen, Legeverbindungen bzw. Strickverbindungen gegeben. Ferner ist es vorteilhaft, die Verschlaufungspunkte, also die Verbindungen von Grundfläche und Deckfläche miteinander deckungsgleich anzuordnen. Hierdurch wird insbesondere bei einem sichelförmigen Verlauf der Abstandselemente eine hohe Rückstellkraft bewirkt, welche nach einer Kraftbeaufschlagung eine Rückführung in die Soll-Form, also die kraftunbeaufschlagte Ausgangsposition, ermöglicht.
  • Neben dem sichelförmigen Verlauf ist auch denkbar, eine Zickzackform oder eine Sägezahnform des Verlaufs der Abstandselemente zwischen der Grundfläche und der Deckfläche vorzusehen. Weiterhin sind auch Unterbrechungen selbst in einer hexagonalen Form ausgebildet. Die Kombination von hexagonaler Anordnung und hexagonaler Ausbildung der Unterbrechungen bietet die größtmögliche Tragfähigkeit und Drucksteifigkeit, sowie Scherstabilität über die gesamte Fläche der oberen Deckfläche.
  • Besonders vorteilhaft sind sechs, zueinander hexagonal angeordnete, hexagonale Unterbrechungen in einem Flächenbereich von einem 1 - 3 cm2 vorgesehen, wobei die Abmessungen der Unterbrechungen im Bereich von 1 - 4 mm in der Breite und 1 - 10 mm in der Länge ausgebildet sind. Selbstverständlich ist dies nicht begrenzend zu verstehen, sodass es auch denkbar ist, insbesondere bei Dachbegrünungen deutlich größere Abmessungen der Unterbrechungen vorzusehen, sodass die Unterbrechungen in einem Flächenbereich von 25 - 50 cm2 Abmessungen im Bereich von 5 - 50 mm in der Breite und 10 - 80 mm in der Länge aufweisen können.
  • Selbstverständlich können die Unterbrechungen auch gleiche Erstreckungen in ihrer Breite wie in ihrer Länge aufweisen. Auch hierfür geltend die bereits oben genannten Abmessungen. Die hexagonale Ausbildung ist selbstverständlich nicht begrenzend zu verstehen, sodass es auch möglich ist, die Unterbrechungen polygonal wie beispielsweise rund, rechteckig, oval, rautenförmig, quadratisch, dreieckig oder in einer sonstigen polygonalen Form auszubilden.
  • In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung des Heiztextils werden die Kopplungsfaserstränge zum Teil durch die Energie abgebenden Faserstränge ersetzt, wobei die ursprünglichen Energie abgebenden Faserstränge nun durch Stützfaserstränge ersetzt werden. Gleichzeitig bildet die Energie abgebende Faserstränge Maschen aus, sodass sodass die Schussfaserstränge mit den Stehfasersträngen derart vermascht bzw. ummascht werden, dass Steh- und Schussfaserstränge an ihren Kreuzungspunkten eng miteinander verbunden sind.
  • Durch die Maschenbildung der Energie abgebenden Faserstränge bilden sich zwischen diesen und den elektrisch leitfähigen Fasersträngen mehr Kontaktpunkte aus, als dies bei einem Gelege aus Schuss- und Stehfasersträngen der Fall ist.
  • Dadurch wird der elektrische Kontaktwiderstand zwischen Energie abgebenden Fasersträngen und elektrisch leitfähigen Fasersträngen deutlich reduziert, was insgesamt zu einem höheren Wirkungsgrad des Heiztextils führt.
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung neben dem Heiztextil, wie oben beschrieben, das Verfahren zur Herstellung dieses Heiztextils. Das Verfahren weist wenigstens folgende Schritte auf:
    • Vorsehen wenigstens einer Stehfaserstrangzuführung zum Zuführen von Stehfasersträngen,
    • Vorsehen wenigstens einer Schussfaserstrangzuführung zum Zuführen zahlreicher, zueinander beabstandet angeordneter Schussfaserstränge,
    • Koppeln von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen miteinander durch zeitgleiches Wirken oder Stricken oder Legen von wenigstens einem Kopplungsfaserstrang unter Ausbildung von maschenartigen Verbindungen.
  • Das hier beschriebene Verfahren beschreibt erstmals die Herstellung eines technischen Heiztextils in Form eines Gitterelements, wo, wie oben beschrieben, Schussfaserstränge und Stehfaserstränge zueinander bzw. Schussfaserstränge und Stehfaserstränge zueinander beabstandet angeordnet sind und sich so eine Gitterstruktur mit durchgängigen Öffnungen ausbildet. Dieses technische Heiztextilgitter, wie das oben beschrieben Heiztextil auch bezeichnet werden kann, wird dadurch ausgebildet, dass die Stehfaserstränge mit den Schussfasersträngen oder umgekehrt gewirkt, gestrickt oder gelegt werden, indem diese vorteilhaft an deren Kreuzungspunkten miteinander durch wenigstnes einen Kopplungsfaserstrang ummascht oder vermascht werden. Insbesondere die stabile Wirkverbindung wird durch das Einbringen von wenigstens einem Kopplungsfaserstrang, vorteilhaft von mehreren Kopplungsfasersträngen, welche gebündelt eingesetzt werden/verarbeitet werden, ausgebildet. Vorteilhaft wird das Kopplungsfaserbündel pro Stehfaserreihe jeweils über eine Lochnadel geführt. Die Kreuzungspunkte von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen werden hierdurch nacheinander ummascht und somit aneinander fixiert. Besonders vorteilhaft erfolgt die Ummaschung kontrolliert mit einem vorbestimmbaren Fadenzug, sodass auch sichergestellt wird, dass Schussfaserstränge und Stehfaserstränge aneinander angeordnet werden, um so das Heiztextil in seiner Fläche zunächst aufzuspannen.
  • Im besonderen Fall erfolgt die Herstellung des Heiztextils derart, dass die Schussfaserstränge als Stützfaserstränge und/oder elektrisch leitfähige Faserstränge ausgebildet werden können. Die Stehfaserstränge können hierbei als energieabgebende Faserstränge sowie als Kontaktierungsmittel ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß umfasst das hier beschriebene Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt, welcher zwischen Schritt b) und c) durchgeführt wird. Dieser weitere Verfahrensschritt, besteht darin, dass zwischen den Stehfasersträngen wenigstens ein Isolierelement zugeführt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Zuführen des wenigstens einen Isolierelements während des Herstellungsprozesses, sozusagen zeitgleich mit dem hierzu nachgeschalteten Verwirken, durchgeführt wird. Das wenigstens eine Isolierelement ist hierzu vorteilhaft flächenartig ausgebildet und wird beispielsweise über eine Fördereinrichtung entsprechend zugeführt. Folglich läuft das wenigstens eine Isolierelement unterhalb der Stehfaserstränge und oberhalb der Schussfaserstränge dem Verarbeitungsprozess zu.
  • Mit dem Zuführen des wenigstens einen Isolierelements wird dann in einem nächsten Schritt die Ummaschung durchgeführt. Der wenigstens eine Kopplungsfaserstrang, welcher vorteilhaft als Kopplungsfaserbündel mit mehreren Fasersträngen ausgebildet ist, wird von einer von unten nach oben geführten Nadel ergriffen und entsprechend gewirkt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Ummaschung von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen mit dem dazwischenliegenden wenigstens einen Isolierelement dauerhaft und sicher umgesetzt wird.
  • Besonders vorteilhaft wird die Lochnadel von unten nach oben durch die Bearbeitungsebene hindurchgeführt, um den wenigstens einen Kopplungsfaserstrang zu greifen. In diesem Beispiel ist die Stehfaserstrangzuführung ebenfalls oberhalb und die Schussfaserstrangzuführunge unterhalb des zugeführten wenigstens einen Isolierelements angeordnet.
  • In einem alternativen, vorteilhaften Verfahren werden die Kopplungsfaserstränge zum Teil durch die Energie abgebenden Faserstränge ersetzt, wobei die ursprünglichen Energie abgebenden Faserstränge durch Stützfaserstränge ersetzt werden. Dabei werden die Stehfaserstränge und die Schussfaserstränge an den Kreuzungspunkten miteinander vermascht bzw. ummascht, sodass Steh- und Schussfaserstränge an ihren Kreuzungspunkten eng miteinander verbunden sind. Die Energie abgebenden Faserstränge werden über jeweils eine Lochnadel geführt, sodass die Ummaschung der Steh- und Schussfaserstränge kontrolliert mit einem vorbestimmbaren Fadenzug erfolgt.
  • Weiterhin zeichnet sich das vorliegende Verfahren dadurch aus, dass das gewirkte oder gelegte oder gestrickte Heiztextil im optionalen Schritt des Herstellungsverfahrens flach und/oder steil abgezogen wird. Der Warenabzug des Heiztextils, welches im Nachgang auch noch weitere Behandlungsschritte erfahren kann, beispielsweise eine Beschichtung, ist für die Maschenfestigkeit ausschlaggebend. So bedingt beispielsweise ein steiler Warenabzug direkt nach dem Herstellungsprozess, insbesondere wenn dieser als Wirkprozess ausgebildet ist, eine deutlich festere Maschenbildung, als es bei einem vergleichsweise flachen Warenabzug der Fall ist.
  • Daneben können sich auch weitere Bearbeitungsschritte anschließen, wie beispielsweise Beschichtung oder Konfektionierung.
  • Weiterhin beansprucht die vorliegende Erfindung auch ein System zur Herstellung eines flexiblen Heiztextils, wie oben beschrieben, und/oder ein System zur Durchführung des Herstellungsverfahrens ebenfalls wie oben beschrieben. Hierzu weist das System wenigstens folgende Bestandteile auf:
    1. a) eine Stehfaserstrangzuführung zum Zuführen der Stehfaserstränge oberhalb oder auf einer zweiten Seite der Bearbeitungsebene,
    2. b) einen Schussfaserstrangvorbringer zum Anordnen der Schussfaserstränge, wenigstens ein Schieberelement und wenigstens ein Abschlagselement, wobei Schussfaserstrangvorbringer, Schieberelement und Abschlagselement unterhalb oder auf einer ersten Seite einer Bearbeitungsebene angeordnet sind,
    3. c) wenigstens eine Nadel zum Wirken oder Legen oder Stricken von wenigstens einem Kopplungsfaserstrang, vorteilhafter von Kopplungsfaserbündeln, in Form von Maschen um die miteinander zu verbindenden Fasersträngen.
  • Das hier erstmals beschriebene System ist speziell auf die Herstellung von technischen Textilien, insbesondere von dem hier beschriebenen funktionalen, technischen Heiztextil, entwickelt worden. Es ist nunmehr möglich, technische Textilien über den Strickprozess oder Wirkprozess oder Gelegeprozess schnell und hoch qualitativ unter Zeitersparnis herzustellen. Eine Verarbeitung der technischen Faserstränge, wie hier beschrieben beispielsweise Glasfaserstränge, elektrisch leitfähige Faserstränge und dergleichen, konnten bisher auf bekannten Textilsystemen gerade nicht produziert werden. Diese konnten u.a. die notwendigen Faserspannungen nicht halten, da herkömmliche Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, vollkommen verschiedene Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise ein PTC-Garn.
  • Erfindungsgemäß weist das System wenigstens eine Zuführungseinrichtung zum Zuführen wenigstens eines Isolierelements zwischen Schussfaserstränge und Stehfaserstränge auf, wobei an wenigstens einem freien Ende der Stehfaserstrangführung wenigstens ein Vorsprung zum Niederhalten des Isolierungselements während des Herstellungsprozesses angeordnet ist.
  • Bei diesem System handelt es sich um eine spezielle Ausführung des Systems unter Verwendung des oben beschriebenen Isolierelements. Durch den hiermit erstmals beschriebenen Aufbau des Systems zur Herstellung des Heiztextils ist es erstmals möglich, in einem kompakten Prozess innerhalb der Bearbeitungsebene eine verlässliche und schnelle Produktherstellung ausbilden zu können. Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, wenn an wenigstens einen Ende der Stehfaserstrangführung wenigstens ein Vorsprung, vorteilhaft in Form einer Nase, zum Niederhalten des wenigstens einen Isolierungselements, vorgesehen ist. Dieser Vorsprung hält das wenigstens eine Isolierungselement auch im Wesentlichen flach während des Herstellungsprozesses, während also die Kopplungsfaserstränge, Schussfaserstränge und Stehfaserstränge durch das wenigstens eine Isolierungselement hindurch vermascht werden.
  • Hierdurch bildet sich vorteilhaft eine gemeinsame Kontaktfläche zwischen Schussfasersträngen und Isolierelement aus. Durch das Niederhalten des wenigstens einen Isolierelements in der Bearbeitungsebene und somit auch während des Herstellungsvorgangs, insbesondere während des Wirkprozesses, kann sichergestellt werden, dass die darüber angeordneten Stehfaserstränge und die darunter angeordneten Schussfaserstränge besonders sicher und ohne großen Kraftaufwand miteinander vermascht werden können. Eine ungewünschte Wellenbildung des Isolierelements wird somit unterbunden.
  • In einer weiteren, vorteilhaften Ausführung des Systems weist selbiges unter Punkt c) ebenfalls wenigstens eine Nadel zum Wirken oder Legen oder Stricken von wenigstens einem Energie abgebenden Faserstrang, vorteilhafter von Energie abgebenden Faserbündeln, in Form von Maschen um die miteinander zu verbindenden Fasersträngen, auf.
  • Dies ist mit der hier beschriebenen Maschine bzw. mit dem hier beschriebenen System erstmals möglich. Somit kann zusammengefasst ein besonders effektives System bereitgestellt werden, welches die Bearbeitungszeit zur Herstellung eines entsprechenden Heiztextils deutlich verringert und eine individualisierbare Konfektionierung ermöglicht. Mit dem hier beschriebenen System ist es erstmals möglich, jegliche Größenverhältnisse in der Fläche, sowie auch im dreidimensionalen Raum übereinander, in kompakter Herstellungsweise, insbesondere der Wirkweise, herzustellen und umzusetzen.
  • Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des hier beschriebenen Heiztextils in Kraftfahrzeuginnenräumen zur Erwärmung von Interieurleisten, Fahrzeugsitzen, in Gewächshäusern zur direkten Temperierung von Pflanzentöpfen, im Außenbereich zur Temperierung von darüber wachsenden Pflanzen, als Sitzkissen, Liegeunterlagen oder Liegematten beispielsweise in Form von Matratzenbestandteilen, Sportmattenbestandteilen, Yogamattenbestandteilen oder Entspannungsmattenbestandteilen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des oben beschriebenen Heiztextils im Baubereich zur Erwärmung von Gebäudeteilen wie Decken und/oder Wänden und/oder als textiles Bewehrungselement. In diesem Fall kann das flexible Heiztextil die Funktion einer Heizmatte aufweisen, zur Enteisung dienen oder aber auch zur Temperierung von Formen oder Bauteilen herangezogen werden. Besonders vorteilhaft kann ein dreidimensionales Gitterelement mit integriertem Heiztextil zusätzlich als Bewehrungselement in Betonbauteilen vorgesehen werden. Dies ist beispielsweise bei der Enteisung von Brücken deutlich von Vorteil.
  • Unter biegsam ist vorliegend zu verstehen, dass sich das Heiztextil aus seiner ursprünglich flachen, horizontalen Ebene auslenken lässt, ohne das Funktionalität oder Qualität reduziert werden. Insbesondere sind hierbei Auslenkungen von mehr als 5° aus der Horizontalen zu verstehen.
  • Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
    • FIG 1
    eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heiztextil,
    FIG 2
    eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heiztextils,
    FIG 3
    eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heiztextil,
    FIG 4
    schematische Schnittansichten der Heiztextilien aus FIG 1 bis FIG 3,
    FIG 5
    eine schematische Ansicht eines dreidimensionalen Gitterelements mit integriertem erfindungsgemäßen Heiztextil,
    FIG 6
    eine schematische Schnittansicht eines Systems zur Herstellung des Heiztextils,
    FIG 7
    eine weitere schematische Schnittansicht eines Systems zur Herstellung des Heiztextils,
    FIG 8
    eine weitere Darstellung eines Systems zur Herstellung eines dreidimensionalen Heiztextils,
    FIG 9
    eine weitere Schnittansicht eines weiteren Heiztextils, und
    FIG 10
    eine Schnittansicht eines Systems zur Ausbildung eines weiteren dreidimensionalen Gitterelements mit integriertem Heiztextil.
  • In FIG 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Heiztextils 1 gezeigt, wobei L der Längsrichtung, also der Transportrichtung, und A der Arbeitsbreite entspricht. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass alle FIG 1 bis 3 gezeigten Ansichten lediglich die kleinste Wiederholungseinheit in Längsrichtung wiedergeben. Vorteilhaft ist eine Vielzahl von diesen Einheiten in Längsrichtung L des Heiztextils 1 vorgesehen. In Längsrichtung L werden die Stehfaserstränge eingebracht, während die Schussfaserstränge in Richtung der Arbeitsbreite A eingebracht sind.
  • Das Heiztextil 1 ist aus 0°-Fasersträngen, welche sich in Längsrichtung L erstrecken, und 90°-Fasersträngen, welche sich Arbeitsbreitenrichtung A erstrecken, ausgebildet.
  • Die Schussfaserstränge verlaufen im einfachsten Fall, wie hier gezeigt, mit Winkel α zu den Stehfasersträngen. Sie können zur Stützung des Heiztextils 1 dienen und/oder zur Zuführung der elektrischen Energie über entsprechende elektrisch leitfähige Faserstränge 6a, 6b. Die elektrisch leitfähigen Faserstränge 6a bilden hier in diesem Beispiel den Minuspol aus. Dieser wird aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Fasersträngen 6a oder Faserstrangbündeln gebildet. Diese sind zueinander beabstandet ausgebildet. Die elektrisch leitfähigen Faserstränge 6b bilden den Pluspol. Dieser kann ebenfalls aus einem oder mehreren Fasersträngen oder Faserstrangbündeln ausgebildet sein, welche ebenfalls beabstandet zueinander sind.
  • Weiterhin sind zwei Gruppen von Kontaktierungsmitteln 10a, 10b vorgesehen.
  • Zur Fixierung von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen aneinander sind Kopplungsfaserstränge 8 vorgesehen. Diese können, wie hier gezeigt, vorteilhaft als Ummaschung in Maschenform aus der Gruppe Franze, Trikot, Tuch, Satin, Samt, Atlas und offener Köper ausgewählt und ausgebildet sein. Dies ist aber nicht begrenzend zu verstehen, so dass die Fixierung auch über Umwindung, Umschlaufung oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Weiterhin ist wenigstens ein Isolierelement 12 angeordnet. Dieses ist zwischen den elektrisch leitfähigen Fasersträngen 6a, 6b und den Kontaktierungsmitteln 10b angeordnet und entkoppelt diese voneinander. Die Kontaktierungsmittel 10a,10b sind vorteilhaft als Kontaktierungsfaserstränge ausgebildet. Die Kontaktierungsmittel 10b sind ebenfalls über die Kopplungsfaserstränge 8 mit dem Isolierelement 12 verbunden, beispielsweise ummascht oder auch gewirkt. Ergänzend können auch die unterhalb des Isolierelements 12 angeordneten, elektrisch leitfähigen Faserstränge 6a, 6b von der Ummaschung erfasst sein, so dass das Isolierelement 12 fest und unverrutschbar zwischen den voneinander zu entkoppelnden Fasersträngen 10a,10v und 6a,6b angeordnet ist. Somit wird erfolgreich verhindert, dass ein Kurzschluss entsteht.
  • Um einen Kurzschluss zwischen Pluspol und Minuspol zu vermeiden, ist eine erste faserstrangfreie Aussparung 14 auf Höhe der elektrisch leitfähigen Faserstränge 6b angeordnet. Zugleich befindet sich diese Aussparung 14 zwischen den beiden Gruppen von Kontaktierungsfasersträngen 10a, 10b. Im einfachsten Fall ist die Aussparung 14 als Ausstanzung ausgebildet. Zusätzlich weist die Ausführungsform des Heiztextils 1 noch eine weitere Aussparung 16 auf. Diese ist unterhalb der Kontaktierungsfaserstranggruppe 10b, im Isolierelement 12 auf Höhe der elektrisch leitfähigen Faserstränge 6b angeordnet. Diese zweite Aussparung 16 ist ebenfalls als ausgestanztes Loch ausgebildet. Sie dient der Kontaktierung von Kontaktierungsmittel 10b mit den elektrischen leitfähigen Fasersträngen 6b. Dies erfolgt allerdings nur in der Größe und Dimension der Aussparung 16. Die elektrisch leitfähigen Faserstränge 6a verbleiben weiterhin isoliert.
  • Im einfachsten Fall können die Kontaktierungsmittel 10a, 10b auch als Litzen und/oder Bänder ausgebildet sein, welche mehrere Faserstränge gruppieren. Der Anschluss an eine Stromquelle erfolgt nach dem Freilegen von wenigen Zentimetern, die dafür ausreichen einen handelsüblichen Stecker anzubringen. Unter anderen ist auch möglich den Kontakt durch Spleißen, Löten oder Verkleben mit einen stromzuführenden Kabel.
  • Weiterhin weist das Heiztextil 1 energieabgebende Faserstränge 2 auf, welche als Stehfaserstränge voneinander beabstandet eingebracht sind.
  • FIG 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Heiztextils 1. Gleiche Bezugszeichen wie bisher entsprechen auch gleichen Bauteilen und werden hier nicht erneut erklärt.
  • Im Gegensatz zu FIG 1, zeigt das Heiztextil 1 in FIG 2 ein vergrößertes Isolierelement 12, welches sich flächig, durchgehend unterhalb beider Kontaktierungsmittelgruppen 10a, 10b erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist zu der Aussparung 16 aus FIG 1, noch eine weitere Aussparung 16 ausgebildet. Diese ist auf Höhe der elektrisch leitfähigen Fasersträngen 6a unterhalb des Kontaktierungsmittel 10a im Isolierelement 12 ausgebildet. Auch diese Anordnung der beiden Aussparungen 16 verhindert einen unerwünschten Kurzschluss.
  • Sowohl in FIG 1 als auch in FIG 2 sind die Kontaktierungsmittel 10a, 10b nahe benachbart zueinander angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktierungsmittel 10a, 10b in ihrer Position festgelegt sind. Das Heiztextil aus Stehfasersträngen und Schussfasersträngen, welches sich in der Draufsicht rechts neben den Kontaktierungsmitteln 10b beliebig weiter erstreckt, ist in seiner Arbeitsbreite A vollkommen individuell herzustellen und zu konfektionieren. Folglich bietet die benachbarte Anordnung der Kontaktierungsmittel 10a, 10b ein deutlich höheres Maß an Flexibilität der Heiztextilgeometrie, als es im Stand der Technik überhaupt möglich ist.
  • In FIG 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eine Heiztextils 1 gezeigt. Auch hier entsprechen gleiche Bauteile wie bisher auch gleichen Bezugszeichen und werden nicht erneut erklärt.
  • Auch dieses Heiztextil 1 weist Stehfaserstränge und Schussfaserstränge auf. Die Kontaktierungsmittel 10a, 10b sind in diesem Ausführungsbeispiel weit beabstandet voneinander, einander gegenüberliegend angeordnet, vorteilhaft an und/oder in den jeweiligen Randbereichen des Heiztextils 1. Diese Ausführung ist isolierelementfrei ausgebildet. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, weist dieses Heiztextil 1 zwei faserstrangfreie Aussparungen 14 auf. Beide Aussparungen 14 unterbrechen jeweils für sich die elektrisch leitfähigen Faserstränge 6a, 6b.
  • In FIG 4 ist die Seitenansicht der FIG 1 (oben), der FIG 2 (mittig) und der FIG 3 (unten) gezeigt. Hier ist ersichtlich, dass die Isolierelemente 12 unterschiedlich positioniert bis vollständig weggelassen sind. Zudem sind die Kontaktierungsmittel 10a, 10b in unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet. Ferner sind hier die gewirkten und/oder gestrickten und/oder gelegten Maschen des wenigstens einen Kopplungsfaserstrangs 8 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Maschen sowohl Stehfaserstränge als auch Schussfaserstränge an ihren Kreuzungspunkten umgreifen und somit fixieren. Ist ein Isolierelement 12 vorgesehen, ist ebenfalls ersichtlich, dass die Maschen durch das Isolierelement 12 hindurchverlaufen, so dass das Isolierelement 12 zwischen den Stehfasersträngen 2 und Schussfasersträngen 4 verarbeitet ist.
  • Insbesondere bei der Ummaschung der Kreuzungspunkte von lediglich Stehfasersträngen 2 und Schussfasersträngen 4, also ohne Isolierlement 12, ist die enge Maschenführung um den jeweiligen Kreuzungspunkt ersichtlich. Durch diese enganliegende Anordnung der Maschen des wenigsntes einen Kopplungsfaserstrangs 8 wird nahezu jeglicher Freiraum zwischen Faserstrang und Masche vermieden. Dies zeigt sich sich besonders effektiv, wenn das so hergestellte technische textile Gitterlement im Nachhinein mit Kunststoff als Korrosionsschutz beschichtet wird. Die Beschichtung kann durch die enge Maschenbildung besonders effektiv erfolgen. Eine übermäßige Beschichtsmaterialansammlung in den Freiräumen wird vermieden, wodurch die Verarbeitbarkeit und Langlebigkeit des technischen Heiztextils deutlich erhöht wird. Ungeollte Bsachichtungsmaterialspannungen und -brüche werden ebenfalls vermieden.
  • In FIG 5 ist ein dreidimensionales Textil 20 gezeigt, welches als Deckfläche 44 und/oder als Grundfläche 46 mit Abstandsfasersträngen 40 wenigstens ein hier beschriebenes Heiztextil 1 integriert hat. Gleiche Bezugszeichen wie beisher entsprechen auch gleichen Bauteilen undw erden ncihte rneut erklärt. Hierdurch ist erstmals ein dreidimensionales technisches Textil 20 mit Heizfunktion ausgebildet. Dieses kann beispielsweise für den Straßenbau zum Enteisen von Brücken, Heizelemente mit textiler Bewährung, Sitzkissen, Liegeunterlage oder -matte z.B.: Matratzen/Sportmatte, Yoga- bzw. Entspannungsmatte, zur direkten Temperierung von Pflanzen in Pflanzgefäßen oder auch im Erdreich oder auch als Bewehrungselement im Hochbau oder Tiefbau verwendet werden. Die Abstandsfaserstränge 40 sind als Abstandselemente zu verstehen und können beispielsweise, wie oben beschrieben, als Polfäden ausgebildet sein.
  • In FIG 6 ist nunmehr eine schematische Seitenansicht eines Systems S gezeigt, welches zur Herstellung des Heiztextils 1 benötigt wird. Das System S weist insbesondere eine Schussfaserstrangzuführung (nicht gezeigt) auf, welche die Schussfaserstränge einbringt. Als Schussfaserstränge können hierbei elektrisch leitfähige Faserstränge 6a, 6b oder auch Stützfaserstränge 4 verstanden werden.
  • Oberhalb der Schussfaserstränge ist wenigstens eine Stehfaserstrangzuführung 22 angeordnet. Diese führt die Stehfaserstränge der Bearbeitungsebene B zu. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Kontaktierungsmittel 10a, 10b sowie die energieabgebenden Faserstränge 2 über die Stehfaserzuführung der Bearbeitungsebene zugeführt. Weiterhin sind oberhalb der Bearbeitungsebene B mehrere Lochnadeln 24 angeordnet, welche die Kopplungsfaserstränge 8 bereitstellen.
  • Unterhalb der Bearbeitungsebene B, wo die Ummaschung bzw. das Wirken oder Legen oder Stricken stattfindet, sind Nadel 26, Abschlagselement 28 sowie Schieberelement 30 angeordnet. Die Nadel 26 wird zunächst von unten nach oben, durch die Bearbeitungsebene B hindurch geführt, damit die Nadel 26 oberhalb der Bearbeitungsebene B die zugeführten Kopplungsfaserstränge 8 greifen kann. Im Anschluss wird die Nadel 26 wieder nach unten durch die Bearbeitungsebene B hindurch geführt, wo diese sodann über das Schieberelement 28 abgemascht wird.
  • Optional wird in diesem Ausführungsbeispiel zudem das wenigstens eine Isolierelement 12 eingeführt. Die Zuführung erfolgt genau unterhalb der Stehfaserstranglage und oberhalb der Schussfaserstranglage. Das Isolierelement 12 ist folglich zwischen Schussfasersträngen und Stehfasersträngen angeordnet. Im einfachsten Fall wird das wenigstens eine Isolierelement 12 über eine Fördereinrichtung 32 dem Verarbeitungsprozess zugeführt. Die Fördereinrichtung kann hierzu beispielsweise mehrere Umlenkrollen aufweisen, deren Förderspannung einstellbar ist. So wird sichergestellt, dass das Isolierelement in passender Geschwindigkeit zu dem Verarbeitungsprozess zugeführt wird. Spannungen oder Wellenbildung des Isolierelements 12 wird somit unterbunden.
  • Am Ende des Verarbeitungs- oder auch Herstellungsprozesses wird das erzeugte Heiztextil abgezogen. Dies kann nunmehr wie in FIG 6 gezeigt flach erfolgen, beispielsweise in einem Winkel von 5 bis 30° in Bezug auf die horizontale Bearbeitungsebene B bei diesem Ausführungsbeispiel.
  • In FIG 7 ist nochmals der gleiche Aufbau gezeigt wie in FIG 6. Gleiche Bezugszeichen entsprechen auch hier wieder gleichen Bauteilen. Allerdings unterscheidet sich in FIG 7 der Abzug des Heiztextils 1. Dieser ist wesentlich steiler ausgebildet, beispielsweise in einem Bereich von 35 bis 75° bezogen auf die horizontale Bearbeitungsebene B. Hierdurch wird insbesondere bei einem angewandten Wirkprozess erreicht, dass die ausgebildeten Maschen der Kopplungsfaserstränge besonders fest um die zu verbindenden Faserstränge gezogen werden.
  • In FIG 8 ist weiterhin eine schematische Seitenansicht des Systems S gezeigt. Auch hier betreffen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteilen, wie zuvor erläutert. Der Unterschied zu FIG 1 besteht darin, dass hier ein dreidimensionales Textil 20 hergestellt wird. Es werden somit mehrere Lagen 34 an Schussfasersträngen eingebracht, welche dann, wie oben ausgeführt, entsprechend ummascht und mit den Kopplungsfasersträngen 8 gewirkt oder gestrickt oder gelegt werden. Die Stärke, also die Dicke des dreidimensionalen Textils 20, ist beliebig wählbar.
  • In FIG 9 ist eine weitere schematische Ansicht eines Systems S gezeigt, mittels welchem eine weitere Ausführungsform des hier beschriebenen Heiztextils 1 hergestellt werden kann. Zu den bereits erläuterten Bestandteilen werden in diesem Ausführungsbeispiel Faserschnitzel 36 unterhalb der Schussfaserstränge zugeführt. Diese werden mittels eines Faserschnitzelhalteelements 38 positioniert. Im einfachsten Fall kann das Faserschnitzelhalteelement 38 als Niederhalter ausgebildet sein und die Faserschnitzel 36 kontrolliert, beispielsweise flach, der Bearbeitungsebene B zuführen. Als Faserschnitzel kommen sowohl natürliche, als auch synthetische Faserschnitzel wie faserverstärkte Kunststoffe, die z.B.:für den Fahrzeugbeu, in der Windkraft, im Flugzeug- und Schiffsbau oder dergleichen verwendet werden, in Betracht.
  • Schließlich zeigt FIG 10 eine weitere schematische Ansicht des System S, mit welchem eine weitere alternative Ausführungsform des Heiztextils 1 umgesetzt wird. Hier ist die Bearbeitungsebene B um 90° gekippt, so dass der eigentliche Wirkprozess oder Strickprozess oder Legeprozess in vertikaler Richtung erfolgt. Dies unterscheidet sich von den obigen Beispielen, wo die Bearbeitung in horizontaler Ausrichtung erfolgt.
  • Bei dem hier abgebildeten Querschnitt einer doppelbarrigen Wirkmaschine mit 90° Schusseintrag wird das Heiztextil 1 mit folgenden Besonderheiten hergestellt. Die Stehfaserstrangzuführung 22 kann hier als Legeschiene sowie mit Stehfaserstrangzuführung (ähnlich der FIG.6 - 9) ausgebildet werden. Mit ihr werden die energieabgebenden Faserstränge 2 und/oder die Kopplungsfaserstränge 8 eingebracht. Die Fadenzuführung zur Maschenbildung, die das Textil miteinander verbindet, insbesondere die Kontaktierungsmittel 10a, 10b, werden fest mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen 6a, 6b und/oder den Stützfasersträngen 4 kontaktiert.
  • Zur Maschenbildung werden die Kopplungsfaserstränge 8 mit der Lochnadel 24 gearbeitet. Hervorzuheben ist, dass bis zu 75 mm2 Kontaktierungsmittel 10a, 10b auf 15 mm Breite durch Mehrfacheinzug gleichzeitig mit einem Einzeleinzug energieabgebender Faserstränge 2 verarbeitet werden.
  • Das Isolierelement 12 mit variabel eingebrachten Aussparungen 14 oder 16, welche im einfachsten Fall ausgestanzt sind und zur Kontaktierung verwendet werden, wird über die Fördereinrichtung 32 zugeführt. Die Zuführung erfolgt über einzelne, produktabhängige Streifen, die auf einer Welle mit Spulen angeordnet sein können.
  • Die elektrisch leitfähigen Faserstränge 6a, 6b werden, ggf. im Wechsel, zu den Stützfasersträngen 4, mit 90° zur Lochnadel 24 zugeführt. Bei Wirkmaschinen und/oder Gelegemaschinen kann der Schusseintrag +/-60° von 90° abweichen.
  • Die energieabgebenden Faserstränge 2 werden mit der Stehfaserstrangzuführung 22 zugeführt. An den Stellen mit den Kontaktierungsmitteln 10a, 10b kommt es in den Fadenzuführern zu einem Mehrfacheinzug um ein höheres Quadrat zu erreichen (E3-E44). Diese sind direkt vor der Nadelbarre angeordnet. In der Stehfaserstrangzuführung 22 können durch eine Legeschiene, ähnlich wie in FIG. 6-9 abgebildet, die Kontaktierungsmittel 10a,10b parallel mit den energieabgebenden Fasersträngen 2 in einer Barre eingezogen werden. Die energieabgebenden Faserstränge 2 können auch zusätzlich oder gleichzeitig über die Legeschiene 24 dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden.
  • Die Abstandsfaserstränge 40 werden im Wirkverfahren mit den textilen Flächen vermascht. Die Stehfaserstränge bilden jeweils eine textile Fläche aus, in welche die Abstandsfaserstränge eingemascht sind.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die hier beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heiztextil
    2
    energieabgebende Faserstränge
    4
    Stützfaserstränge
    6a, 6b
    elektrisch leitfähige Faserstränge
    8
    Kopplungsfaserstränge
    10a, 10b
    Kontaktierungsmittel
    12
    Isolierelement
    14, 16
    Aussparung
    20
    3D-Textil
    22
    Stehfaserstrangzuführung
    24
    Lochnadeln
    26
    Nadel
    28
    Abschlagelement
    30
    Schieberelement
    32
    Fördereinrichtung
    34
    Lagen
    36
    Faserschnitzel
    38
    Faserschnitzelhalteelement
    40
    Abstandsfaserstränge
    42
    Schussfadenvorbringer
    44
    Deckfläche
    46
    Grundfläche
    B
    Bearbeitungsebene
    S
    System
    L
    Längsrichtung
    A
    Arbeitsbreite

Claims (10)

  1. Heiztextil zur Übertragung von Wärme an eine Umgebung wenigstens aufweisend:
    a. Elektrisch leitfähige Faserstränge (6a; 6b) zum Leiten von elektrischer Energie,
    b. Energieabgebende Faserstränge (2) zur Erwärmung der Umgebung,
    c. Kontaktierungsfaserstränge (10a; 10b) zur Ausbildung wenigstens eines geschlossenen Stromkreises, und
    d. wenigstens ein Kopplungsfaserstrang (8) zum Kontaktschluss der energieabgebenden Faserstränge (2) mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen (6a;6b) und/oder den Kontaktierungsfasersträngen (10a; 10b) mit den elektrisch leitfähigen Fasersträngen (6a;6b),
    wobei das Heiztextil (1) als Gelege, Gestrick oder Gewirk ausgebildet ist und die elektrisch leitfähigen Faserstränge (6a;6b) und/oder die Kontaktierungsfaserstränge (10a;10b) und/oder die energieabgebenden Faserstränge (2) als Stehfaserstränge und/oder Schussfaserstränge ausgebildet sind und
    der wenigstens eine Kopplungsfaserstrang (8) maschenartig direkt oder indirekt um die Stehfaserstränge und Schussfaserstränge gewirkt und/oder gelegt und/oder gestrickt ist, um diese miteinander zu verbinden dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kontaktierungsfasersträngen (10a; 10b) und elektrisch leitfähigen Fasersträngen (6a; 6b) wenigstens ein Isolierelement (12) angeordnet ist, wobei die Kontaktierungsfaserstränge (10a; 10b) über die Kopplungsfaserstränge (8) mit dem wenigstens einen Isolierelement (12) verbunden sind.
  2. Heiztextil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dieses weiterhin Stützfaserstränge (4) zur Stabilisierung desselbigen aufweist.
  3. Heiztextil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Heiztextil (1) wenigstens eine erste Aussparung (14) aufweist, welcher faserstrangfrei ausgebildet ist.
  4. Heiztextil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Steh- und Schussfaserstränge zueinander einen Winkel von 30° bis 150° aufweisen.
  5. Heiztextil nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die energieabgebenden Faserstränge (2) und/oder die elektrisch leitfähigen Faserstränge (6a; 6b) und/oder die Stützfaserstränge (4) und/oder die Kontaktierungsfaserstränge (10a; 10b) aus elektrisch leitenden, nicht isolierten Materialien wie Metallen und deren Verbindungen, Legierungen und deren Verbindungen, organischen Materialien, wie kohlenstoffenthaltende Materialien, elektrisch leitenden Polymeren, metallisierten Faserstränge, anorganischen Materialien, wie Glasfasern, und/oder einer Mischung hieraus ausgebildet sind.
  6. Heiztextil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dieses zweidimensional oder dreidimensionales ausgebildet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Heiztextils nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wenigstens die Schritte aufweisend:
    a. Vorsehen wenigstens einer Stehfaserstrangzuführung (22) zum Zuführen von Stehfasersträngen,
    b. Vorsehen wenigstens einer Schussfaserstrangzuführung zum Zuführen zahlreicher, zueinander beabstandet angeordneter Schussfaserstränge,
    c. Einbringen wenigstens eines Isolierelements (12) zwischen den Stehfasersträngen und den Schussfasersträngen,
    d. Koppeln von Stehfasersträngen und Schussfasersträngen miteinander durch zeitgleiches Wirken oder Stricken oder Legen von wenigstens einem Kopplungsfaserstrang (8) unter Ausbildung von maschenartigen Verbindungen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das gewirkte Heiztextil (1) flach und/oder steil abgezogen wird.
  9. System S zur Herstellung eines flexiblen Heiztextils nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 7 oder 8, wenigstens aufweisend:
    a. eine Stehfaserstrangzuführung (22) zum Zuführen der Stehfaserstränge oberhalb oder auf einer zweiten Seite der Bearbeitungsebene, wenigstens einen Schussfaserstrangvorbringer zum Anordnen der Schussfaserstränge,
    b. wenigstens ein Schieberelement (30) und wenigstens ein Abschlagselement (28) , wobei Schussfaserstrangvorbringer (22), Schieberelement (30) und Abschlagselement (28) unterhalb oder auf einer ersten Seite einer Bearbeitungsebene (B) angeordnet sind
    c. eine Nadel (26) zum Wirken oder Legen oder Stricken von wenigstens einem Kopplungsfaserstrang (8), vorteilhafter von Kopplungsfaserbündeln, in Form von Maschen um die miteinander zu verbindenden Faserstränge
    d. wenigstens eine Fördereinrichtung (32) zum Zuführen wenigstens eines Isolierelements (12) zwischen Schussfaserstränge und Stehfaserstränge, wobei an wenigstens einem freien Ende der Stehfaserstrangführung (22) wenigstens ein Vorsprung zum Niederhalten des Isolierungselements während des Wirkvorgangs angeordnet ist.
  10. Verwendung des Heiztextils (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 im Kraftfahrzeuginnenräumen zur Erwärmung von Interieurleisten, Fahrzeugsitzen, in Gewächshäusern zur direkten Temperierung von Pflanzentöpfen, im Außenbereich zur Temperierung von darüber wachsenden Pflanzen, als Sitzkissen, Liegeunterlagen oder Liegematten beispielsweise in Form von Matratzenbestandteilen, Sportmattenbestandteilen, Yogamattenbestandteilen oder Entspannungsmattenbestandteilen, im Baubereich zur Erwärmung von Gebäudeteilen wie Decken und/oder Wänden und/oder als textiles Bewehrungselement.
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