WO2008104141A1 - Elektrischer leiter - Google Patents

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WO2008104141A1
WO2008104141A1 PCT/DE2007/001000 DE2007001000W WO2008104141A1 WO 2008104141 A1 WO2008104141 A1 WO 2008104141A1 DE 2007001000 W DE2007001000 W DE 2007001000W WO 2008104141 A1 WO2008104141 A1 WO 2008104141A1
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electrically conductive
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electrical conductor
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Michael Weiss
Markus Völk
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W.E.T. Automotive Systems Ag
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Definitions

  • the present invention relates to an electrical conductor according to the preamble of claim 1 and its use in heating elements, sensors, seats and vehicles.
  • cladding wires can be used, in which electrical conductors are provided with a steel core having a copper sheath as in DE 196 38 372 A1 or DE 102 06 336 A1.
  • a sheathed wire of a sheath of platinum and a core of a precious metal-containing material is known from DE 38 32 342 C1.
  • a significant disadvantage of these material combinations is their high cost.
  • the corrosion resistance of the copper cladding is still insufficient for some applications.
  • JP 2001-217058 discloses a heating conductor in which a multiplicity of carbon fibers are encased in a heat-shrinkable tubing. However, such an arrangement is not very break-resistant.
  • an electrical conductor according to claim 1 is proposed. This is protected by its special structure even when operating in moist and salty environment from impairment of its function by corrosion. Because a conductive protective layer causes corrosion resistance and resilience.
  • Fig. 1 side view of a vehicle in partial elevation with a heating element and sensor
  • FIG. 2 top view of an electric heating element according to Fig. 1
  • FIG. 3 top view of an enlarged section of a textile electrical
  • 1 shows a vehicle 200.
  • various functional elements 5 may be provided, such.
  • at least one of the functional elements 5 is provided with at least one electrical conductor 25 according to FIGS. 2 and 3.
  • This conductor may, for example, be a heating conductor 2, a contact conductor 3, an electrical fuse and / or a connecting line 48.
  • a strand is an elongated structure whose length dimensions far exceed the dimensions of its cross section.
  • the two dimensions of the cross section have approximately similar dimensions.
  • the structure is flexurally elastic, but in a solid state of aggregation.
  • At least one conductor 25 may be configured as a sheet 100, for. B. as a film.
  • a fleece made of synthetic fibers is provided.
  • a plurality of conductors 25 is provided, which are preferably meandering side by side and / or arranged electrically parallel to each other. They are z. B. attached by sewing or knitting the fleece.
  • a respective conductor 25 is arranged at an average distance of approximately 2 cm to the respective next conductor 25 and approximately parallel thereto. By parallel is meant that the distance between two conductors along their course remains approximately the same.
  • FIG. 3 a plurality of conductors 25, which together form a sheet 100 at least partially.
  • Such a sheet 100 may, for.
  • a textile, knitted fabric, knitted fabric, woven fabric, fleece, a flexible thermoplastic have an air-permeable material and / or be at least partially formed from such a material.
  • At least one electrical conductor 25 has at least one carrier 12 in order to increase the mechanical stability of the conductor 25. It can extend in several dimensions. Preferably, however, it has substantially two or as in FIGS. 2 and 3 a main extension direction and is z. B. configured as a soul of a conductor strand.
  • the carrier 12 is at least partially made of a - preferably elastic, temperature-resistant and tear-resistant - plastic, preferably at least proportionally - preferably completely - from carbon fibers, polypropylene, a thermoplastic or polyamide and / or glass silk, and / or at least Proportional copper and / or steel.
  • a plastic is any synthetic, non-naturally occurring material, in particular polymers and derived substances such as carbon fibers.
  • the material of the carrier 12 is spinnable or in filaments or wires (aus) is drawable, preferably to filaments having a thickness of less than 100 .mu.m, preferably less than 10 .mu.m, preferably less than 1 .mu.m, preferably less than 0.1 ⁇ m, preferably less than 0.01 ⁇ m.
  • a carrier of a conductor 25, in particular of a heat conductor as in FIG. 2 may be at least partially substantially completely formed of a thermoplastic material, preferably a plastic, preferably polyamide, polyester, kapton or as here polyimide , This allows a cost-effective design.
  • a plastic preferably polyamide, polyester, kapton or as here polyimide
  • threads are soft and neither sharp nor brittle. This enables the secure operation of neighboring systems (eg seat occupancy detection).
  • the electric conductivity of at least one electrical conductor 25 is at least temporarily at least reduced when its temperature is at least locally between 200 0 C and 400 0 C, preferably between 220 ° C and 280 ° C. As a result, an inadmissibly high heating of the environment of the heating element can be avoided. It may be expedient that the electrical conductor 25 is interrupted at least partially, preferably substantially completely, in the temperature range mentioned, preferably irreversibly.
  • the electrical conductor 25 has an electrical resistance between 0 and 3 ⁇ / m, preferably between 0 and 2 ⁇ / m, preferably between 0.1 and 3 ⁇ / m, preferably between 0.2 and 0, 5 ⁇ / m.
  • At least one electrical conductor 25 has at least one conductive layer 14.
  • This conductive layer 14 may be arranged substantially planar, z. B. as a coating of a film.
  • the conductive layer 14 may also be designed as a cladding layer which surrounds an inner strand at least partially, for. B. a thread-shaped carrier 12th
  • Layer is understood to mean any structure, in particular planar structure, which has an extension in predominantly two dimensions and which is preferably, but not necessarily, flat and flexible. It preferably forms a continuous surface, but may also be broken, z. B. as a spacer, mesh, hose system or foam.
  • a cladding layer is a layer which, at least partially, directly or indirectly surrounds an object, but not necessarily the outermost layer enveloping the object.
  • the material for the conductive layer 14 are particularly suitable nickel, gold, silver, copper or a gold-silver alloy. These can be applied in particular by electroplating. The coating is very ductile and thus over a long service life very resistant to bending.
  • the conductive layer 14 preferably has a thickness of between about 0.01 ⁇ m and about 3 mm. Depending on the application and the desired resistance, it is between 0.1 .mu.m and 0.5 mm, preferably between 0.1 .mu.m and 10 .mu.m, for example. B. for heating conductors, and between 5 .mu.m and 1 mm z. B. for conductors with low total resistance.
  • the material of the conductor carrier 12 has a higher resistance to alternating bending and / or a lower tensile or compressive strength than the material of the conductive layer 14.
  • the conductive layer 14 may, for. B. applied to threads prior to their further processing. However, you can also after completion z. B. a textile by spraying or dipping on one or more support 12 may be applied.
  • At least one electrical conductor 25 is at least partially provided with a protective layer 11.
  • the protective layer 11 is preferably at least partially formed from a material which is chemically, in particular electrochemically inert. This is understood to mean that this material essentially retains its chemical composition and atomic structure in the presence of normal operating conditions. As a result, an underlying conductive layer 14 is protected from corrosion.
  • the protective layer is preferably mechanically resistant to wear. It is, for example, applied by extrusion to the conductive layer 14 and / or the conductor 25. It can also be applied as a varnish. Paint is a liquid or powder coating material that is thin Objects are applied and solidified by chemical or physical processes (eg evaporation of the solvent) to a continuous film. Powder coatings, suspensions of paint particle particles in water, radiation-curing coating systems or polyurethane paint are particularly suitable.
  • the protective layer 11 is at least partially made of a material which is at least partially electrically conductive, preferably of a material which is chemically or electrochemically inert. It preferably has at least partially a lower (in particular specific) electrical conductivity than a conductive layer 14 of the conductor 25. Preferably, its resistance in the cross-sectional direction of the conductor 25 is at least partially similar to the resistance of the conductor 25 in its longitudinal direction. As a result, a uniform distribution of electrolytic reactions is effected over the entire conductor surface, and a current concentration at possible defects of the protective layer 11 is avoided. Suitable here are z. B.
  • electrically conductive plastics eg., Intrinsically conductive plastics
  • platinum e., carbon black, graphite in the form of coal, carbon fibers, nanotubes or diamond, stainless steel or passivated or oxidized metals.
  • the electrically conductive material can form essential portions of the conductive layer. However, it can also be embedded in the form of particles in a matrix of another electrochemically inert material.
  • the particles have a size in which one of their dimensions, preferably their diameter, corresponds approximately to between 10 -6 and twice the thickness of the coating, preferably between 1 nm and 10 ⁇ m, preferably between 50 nm and 1 ⁇ m are, for example, fibrous or spherical.
  • the protective layer 11 is designed in particular in its thickness, its conductivity and thermal stability so that the conductor 25 and / or the sheet 100 without stripping the protective layer 11 and under flow through the protective layer 11 z. B. are electrically contacted or contacted by connecting conductors 48 or 4 electrodes.
  • the protective layer 11 can however, at least locally to ensure better contact with the conductive layer 14.
  • the surface of at least one conductor 25 is at least partially coated with an electrically conductive or non-conductive material, in particular with a plastic and / or a lacquer and / or at least partially with polyurethane, PVC, PTFE, PFA and /. or polyester.
  • FIG. 2 shows an electric heating element 20 with a planar heater support 8, with a pair of electrodes 4, which are spaced apart and arranged approximately parallel to one another and connected to one another via a multiplicity of heating conductors 2.
  • the heating conductors 2 are arranged approximately parallel to each other on the heater support 8 and electrically connected in parallel. It is provided that at least a portion of the heating element 2 is networked with each other by at least a portion of the heating element 2 is at least partially e-lektrisch conductive contact points 77 in contact with each other between their ends. Local Schuleiterermeten, z. As by local damage when sewing or vandalism, thereby interfere with the operation of the heating element 20, since in local failure of individual heating element 2, the heating current is distributed to adjacent heating element.
  • the electrodes 4 in turn are connected via electrical connection lines 48 to a power source 70.
  • the heating element also expediently has a temperature sensor 80, which interrupts a power supply to the heating element 20 at temperatures between 60 0 C and 80 0 C.
  • FIG. 3 shows a fabric 100 that is at least partially, preferably essentially formed of conductors 25.
  • Such electrical conductors 25 have at least partially a strand-shaped carrier 12. This is encased by a conductive layer 14. This in turn is enveloped by a protective layer 11.
  • a woven, electrically conductive sheet 100 can be used as a sensor electrode 35 in a capacitive sensor 50.
  • FIG. 1 A cross section through such a sensor 50 is shown in FIG.
  • the sensor 50 has two surfaces 100 that serve as sensor electrodes 35, 35 'of a capacitor. These are spaced from each other by a flat, flexible dielectric 55, for example. Of plastic film or leather.
  • the capacitor thus formed is enveloped by two cover layers 44 on its top and bottom.
  • the change in the capacitance of the capacitor as a result of compression of the dielectric 55 can now be determined. It is also possible to detect field changes that occur due to the approach of a person to one of the sensor electrodes 35.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter (25), der zumindest anteilig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist. Es ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter (25) zumindest teilweise mit einer Schutzschicht (11) versehen ist, die ebenfalls zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, die aber zumindest lokal eine niedrigere spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist als das elektrisch leitfähige Material des Leiters (25).

Description

Elektrischer Leiter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie seine Verwendung in Heizelementen, Sensoren, Sitzen und Fahrzeugen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, Leiter aus Kupfer zu versilbern, um sie gegen Korrosion zu schützen. Ist das Silber jedoch nicht porendicht aufgetragen, kann das Kupfer trotzdem angegriffen werden. Außerdem diffundiert das Silber mit der Zeit in das Kupfer. Dadurch bildet sich eine Grenzschicht aus einer Ag-Cu-Legierung, die sehr spröde ist. Brüche dieser Grenzschicht bilden Anfangsrisse, die den Leiter ebenfalls gefährden.
Um diesem Problem abzuhelfen, können sog. Manteldrähte verwendet werden, bei denen elektrische Leiter mit einem Stahlkern versehen sind, die einen Kupfermantel wie in DE 196 38 372 A1 oder DE 102 06 336 A1 aufweisen. Ein Manteldraht aus einem Mantel aus Platin und einem Kern aus einem edelme- tallhaltigen Werkstoff ist aus DE 38 32 342 C1 bekannt. Ein bedeutender Nach- teil dieser Materialkombinationen besteht in hohen Kosten. Außerdem ist die Korrosionsbeständigkeit der Kupferumhüllung für manche Einsatzzwecke immer noch nicht ausreichend.
Aus JP 2001-217058 ist ein Heizleiter bekannt, bei dem eine Vielzahl von Koh- lenstoff-Fasem von eine.m Schrumpfschlauch ummantelt sind. Eine solche Anordnung ist jedoch nicht sehr bruchfest.
DE 20 2004 020 425.8 beschreibt einen Leiter mit einer Kunststoff-Seele und einer metallischen Beschichtung. Die Korrosionsbeständigkeit eines solchen Leiters soll durch die vorliegende Erfindung weiter verbessert werden. Gegenstand der Erfindung
Zur Bereicherung des Standes der Technik wird deshalb ein elektrischer Leiter nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieser ist durch seinen besonderen Aufbau auch bei Betrieb in feuchter und salzhaltiger Umgebung vor Beeinträchtigung seiner Funktion durch Korrosion geschützt. Denn eine leitfähige Schutzschicht bewirkt Korrosionsbeständigkeit und Belastbarkeit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmbar.
Figuren
Im Folgenden werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Diese Ausführungen sollen die Erfindung verständlich machen. Sie haben jedoch nur beispielhaften Charakter. Selbstverständlich lassen sich im Rahmen der Erfindung einzelne oder mehrere beschriebene Merkmale auch weglassen, abwandeln oder ergänzen. Auch können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen selbstverständlich untereinander kombiniert werden. Nachfolgend wird Bezug genommen auf:
Fig. 1 Seitenansicht eines Fahrzeuges im teilweisen Aufriß mit einem Heizelement und Sensor
Fig. 2 Draufsicht auf ein elektrisches Heizelement nach Fig. 1 Fig. 3 Draufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt eines textilen elektrischen
Leiters Fig. 4 Querschnitt durch einen kapazitiven Sensor mit zwei textilen Elektroden Beschreibung der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 200.
Darin können verschiedene Funktionselemente 5 vorgesehen sein, wie z. B. eine Sitzheizung, eine Sitzbelegt-Erkennungseinrichtung oder eine Tastatur 60, die in bestimmten Zonen des Innenraumes punktuell oder flächig eine bestimmte Funktion verfügbar machen, wie Heizen, Druckdetektion oder Schalten. Dazu ist mindestens eines der Funktionselemente 5 mit mindestens einem e- lektrischen Leiter 25 gemäß Fig. 2 und 3 versehen.
Dieser Leiter kann bspw. ein Heizleiter 2, ein Kontaktleiter 3, eine elektrische Sicherung und/oder eine Verbindungsleitung 48 sein.
Er ist an, in oder nahe bei der Funktionszone angeordnet, z. B. zumindest teilweise an und/oder in einem Sitzbezug 30.
Er kann flächig oder gemäß den Ausführungsbeispielen von Fig. 2 und 3 strangförmig gestaltet sein. Ein Strang ist ein längliches Gebilde, dessen Längenabmessungen die Abmessungen seines Querschnittes bei weitem übertreffen. Vorzugsweise weisen die beiden Dimensionen des Querschnittes in etwa ähnliche Abmessungen auf. Vorzugsweise ist das Gebilde biegeelastisch, aber in einem festen Aggregatszustand.
Mindestens ein Leiter 25 kann als Flächengebilde 100 ausgestaltet sein, z. B. als Folie. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist ein Vlies aus synthetischen Fasern vorgesehen. Vorzugsweise ist daran eine Vielzahl von Leitern 25 vorgesehen, die vorzugsweise mäandemd nebeneinander und/oder elektrisch parallel zueinander angeordnet sind. Sie sind z. B. durch Nähen oder Wirken am Vlies befestigt. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist je ein Leiter 25 in einem mittleren Abstand von ca. 2 cm zum jeweils nächsten Leiter 25 und ungefähr parallel dazu angeordnet. Unter parallel wird verstanden, dass der Abstand zweier Leiter längs ihres Verlaufs im Mittel in etwa gleich bleibt. Es kann auch gemäß Fig. 3 eine Vielzahl von Leitern 25 vorgesehen sind, die zusammen ein Flächengebilde 100 zumindest teilweise bilden.
Ein solches Flächengebilde 100 kann z. B. ein Textil, Gewirke, Gestrick, Ge- webe, Vlies, ein biegsamer Thermoplast, ein luftdurchlässiges Material aufweisen und/oder zumindest teilweise aus einem solchen Material gebildet sein.
Es ist zweckmäßig, wenn mindestens ein elektrischer Leiter 25 mindestens einen Träger 12 aufweist, um die mechanische Stabilität des Leiters 25 zu er- höhen. Er kann sich in mehrere Dimensionen erstrecken. Vorzugsweise weist er jedoch im Wesentlichen zwei oder wie in den Fig. 2 und 3 eine Haupt- Erstreckungsrichtung auf und ist z. B. als Seele eines Leiterstranges ausgestaltet.
Es kann zweckmäßig sein, dass der Träger 12 zumindest anteilig aus einem - vorzugsweise elastischen, temperaturbeständigen und reißfesten - Kunststoff gefertigt ist, vorzugsweise zumindest anteilig - vorzugsweise vollständig - aus Carbonfasern, Polypropylen, einem Thermoplast oder Polyamid und/oder Glasseide, und/oder zumindest anteilig Kupfer und/oder aus Stahl. Ein Kunststoff ist jedes synthetische, in der Natur nicht auftretende Material, insbesondere Polymere und daraus abgeleitete Substanzen wie Carbonfasern.
Es kann zweckmäßig sein, wenn das Material des Trägers 12 spinnbar oder in Filamente oder Drähte (aus)ziehbar ist, vorzugsweise zu Filamenten mit einer Dicke von weniger als 100 μm, vorzugsweise weniger als 10 μm, vorzugsweise weniger als 1 μm, vorzugsweise weniger als 0,1 μm, vorzugsweise weniger als 0,01 μm.
Es kann zweckmäßig sein, dass ein Träger eines Leiters 25, insbesondere ei- nes Heizleiters wie in Fig. 2 zumindest anteilig, im Wesentlichen vollständig, aus einem thermoplastischen Material gebildet ist, vorzugsweise einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, Polyester, Kapton oder wie hier Polyimid. Dies gestattet einen kostengünstigen Aufbau. Außerdem sind solche Fäden weich und weder spitz noch spröde. Dadurch ist der sichere Betrieb von Nachbarsystemen (z. B. Sitz-Besetz-Erkennung) möglich.
Es kann zweckmäßig sein, dass die elektrische Leitfähigkeit mindestens eines elektrischen Leiters 25 zumindest zeitweise zumindest reduziert ist, wenn seine Temperatur zumindest lokal zwischen 200 0C und 400 0C, vorzugsweise zwischen 220 °C und 280 °C liegt. Dadurch kann eine unzulässig hohe Aufheizung der Umgebung des Heizelementes vermieden werden. Es kann zweckmäßig sein, dass der elektrische Leiter 25 zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, in dem genannten Temperaturbereich unterbrochen wird, vorzugsweise irreversibel.
Es kann zweckmäßig sein, dass der elektrische Leiter 25 einen elektrischen Widerstand aufweist zwischen 0 und 3 Ω/m, vorzugsweise zwischen 0 und 2 Ω/m, vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 Ω/m, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 Ω/m.
Mindestens ein elektrischer Leiter 25 weist mindestens eine Leitschicht 14 auf.
Diese Leitschicht 14 kann im Wesentlichen eben angeordnet sein, z. B. als Beschichtung einer Folie. Die Leitschicht 14 kann aber auch als Mantelschicht ausgeführt sein, die einen Innenstrang zumindest teilweise umgibt, z. B. einen fadenförmigen Träger 12.
Unter Schicht wird jedes Gebilde, insbesondere Flächengebilde verstanden, das eine Ausdehnung in überwiegend zwei Dimensionen aufweist und das vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise flach und flexibel ist. Es bildet vorzugsweise eine zusammenhängende Fläche, kann aber auch durchbrochen sein, z. B. wie ein Abstandsgewirke, Netz, Schlauchsystem oder Schaum. Eine Mantelschicht ist eine Schicht, die direkt oder indirekt ein Objekt zumindest teilweise umhüllt, jedoch nicht zwangsweise die äußerste das Objekt umhüllende Schicht.
Als Material für die Leitschicht 14 sind besonders geeignet Nickel, Gold, Silber, Kupfer oder eine Gold-Silber-Legierung. Diese können insbesondere auf galvanischem Weg aufgebracht sein. Die Umhüllung ist sehr duktil und damit über eine lange Betriebsdauer sehr biegewechselbeständig.
Die Leitschicht 14 hat vorzugsweise eine Dicke zwischen ca. 0,01 μm und ca. 3 mm. Je nach Anwendung und gewünschtem Widerstand ist sie zwischen 0,1 μm und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 μm und 10 μm z. B. für Heizleiter, und zwischen 5 μm und 1 mm z. B. für Leiter mit niedrigem Gesamtwiderstand.
Es ist zweckmäßig, wenn das Material des Leiterträgers 12 eine höhere Beständigkeit gegenüber Wechselbiegung und/oder eine geringere Zug- oder Druckfestigkeit aufweist als das Material der Leitschicht 14.
Die Leitschicht 14 kann z. B. bei Fäden vor ihrer Weiterverarbeitung aufge- bracht sein. Sie kann jedoch auch nach Fertigstellung z. B. eines Textils durch Sprühen oder Tauchen auf einen oder mehrere Träger 12 aufgebracht sein.
Mindestens ein elektrischer Leiter 25 ist zumindest teilweise mit einer Schutzschicht 11 versehen. Die Schutzschicht 11 ist vorzugsweise zumindest anteilig aus einem Material gebildet, das chemisch, insbesondere elektrochemisch reaktionsträge ist. Darunter wird verstanden, dass dieses Material bei Vorliegen üblicher Betriebszustände seine chemische Zusammensetzung und seine Atomstruktur im Wesentlichen beibehält. Dadurch ist eine darunter liegende Leitschicht 14 vor Korrosion geschützt. Die Schutzschicht ist vorzugsweise me- chanisch verschleißfest. Sie ist bspw. durch Extrudieren auf die Leitschicht 14 und/oder den Leiter 25 aufgebracht. Sie kann auch als Lack aufgetragen sein. Lack ist ein flüssiger oder auch pulverförmiger Beschichtungsstoff, der dünn auf Gegenstände aufgetragen wird und durch chemische oder physikalische Vorgänge (z. B. Verdampfen des Lösemittels) zu einem durchgehenden Film verfestigt wird. Besonders geeignet sind Pulverlacke, Suspensionen von Lackpartikelteilchen in Wasser, strahlenhärtende Lacksysteme oder Polyurethan-Lack.
Die Schutzschicht 11 ist zumindest teilweise aus einem Material, das zumindest bedingt elektrisch leitfähig ist, vorzugsweise aus einem Material, das chemisch oder elektrochemisch reaktionsträge ist. Sie hat vorzugsweise zumindest partiell eine niedrigere (insbesondere spezifische) elektrische Leitfähigkeit als eine Leitschicht 14 des Leiters 25. Vorzugsweise ist ihr Widerstand in Querschnittsrichtung des Leiters 25 zumindest abschnittsweise ähnlich hoch wie der Widerstand des Leiters 25 in seiner Längsrichtung. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung elektrolytischer Reaktionen auf der gesamten Leiteroberfläche bewirkt und eine Stromkonzentration an eventuellen Fehlerstellen der Schutz- schicht 11 vermieden. Geeignet sind hier z. B. elektrisch leitfähige Kunststoffe (z. B. intrinsisch leitfähige Kunststoffe) Platin, Ruß, Graphit in Form von Kohle, Kohlefasern, Nanotubes oder Diamant, Edelstahl oder passivierte oder oxidier- te Metalle. Das elektrisch leitfähige Material kann dabei wesentliche Anteile der Leitschicht bilden. Es kann aber auch in Form von Partikeln in einer Matrix ei- nes anderen elektrochemisch reaktionsträgen Materials eingebettet sein. Die Partikel weisen eine Größe auf, bei deren eine ihrer Dimensionen, vorzugsweise ihr Durchmesser, in etwa zwischen 10"6 und dem Doppelten der Dicke der Beschichtung entspricht, vorzugsweise zwischen 1 nm und 10 μm, vorzugsweise zwischen 50 nm und 1 μm. Die Partikel sind z. B. faserförmig oder kugelför- mig.
Vorzugsweise ist die Schutzschicht 11 insbesondere in ihrer Dicke, ihrer Leitfähigkeit und thermischen Stabilität so gestaltet, dass der Leiter 25 und/oder das Flächengebilde 100 ohne Abisolation der Schutzschicht 11 und unter Durch- Strömung der Schutzschicht 11 z. B. durch Verbindungsleiter 48 oder Elektroden 4 elektrisch kontaktierbar oder kontaktiert sind. Die Schutzschicht 11 kann jedoch auch zumindest lokal entfernt sein, um einen besseren Kontakt mit der Leitschicht 14 sicherzustellen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche mindestens eines Leiters 25 zumindest teilweise mit einem elektrisch leitfähigen oder auch nicht leitfähigem Material beschichtet ist, insbesondere mit einem Kunststoff und/oder einem Lack und/oder zumindest anteilig mit Polyurethan, PVC, PTFE, PFA und/oder Polyester.
Fig. 2 zeigt ein elektrisches Heizelement 20 mit einem flächigen Heizungsträger 8, mit einem Paar Elektroden 4, welche beabstandet und in etwa parallel zueinander daran angeordnet und über eine Vielzahl von Heizleitern 2 miteinander verbunden sind. Die Heizleiter 2 sind in etwa parallel zueinander am Heizungsträger 8 angeordnet und elektrisch parallel geschaltet. Vorgesehen ist, dass zumindest ein Teil der Heizleiter 2 untereinander vernetzt ist, indem zumindest ein Teil der Heizleiter 2 zwischen ihren Enden zumindest teilweise e- lektrisch leitfähig an Kontaktstellen 77 miteinander in Kontakt steht. Lokale Heizleiterstörungen, z. B. durch lokale Beschädigungen beim Einnähen oder Vandalismus, stören dadurch den Betrieb des Heizelementes 20 nicht, da bei lokalem Ausfall einzelner Heizleiter 2 der Heizstrom auf benachbarte Heizleiter verteilt wird. Die Elektroden 4 ihrerseits sind über elektrische Verbindungsleitungen 48 mit einer Stromquelle 70 verbunden.
Das Heizelement weist außerdem sinnvoller Weise einen Temperatur- Sensor 80 auf, der eine Stromzufuhr zum Heizelement 20 bei Temperaturen zwischen 60 0C und 80 0C unterbricht.
Es kann zweckmäßig sein, dass das Heizelement in einen Fahrzeugsitz, ein Lenkrad, eine Armauflage, eine Sitzauflage, eine Wärmedecke oder ähnliches eingebaut ist. Fig. 3 zeigt ein Flächengebilde 100, das zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen aus Leitern 25 gebildet ist. Solche elektrischen Leiter 25 weisen zumindest teilweise einen strangförmigen Träger 12 auf. Dieser ist von einer Leitschicht 14 ummantelt. Diese wiederum ist von einer Schutzschicht 11 um- hüllt. Ein solches gewebtes, elektrisch leitfähiges Flächengebilde 100 kann als Sensor-Elektrode 35 in einem kapazitiven Sensor 50 eingesetzt werden.
Ein Querschnitt durch einen solchen Sensor 50 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Sensor 50 weist zwei als Sensor-Elektroden 35, 35' eines Kondensators die- nende Flächengebilde 100 auf. Diese sind voneinander durch ein flächiges, flexibles Dielektrikum 55, bspw. aus Kunststoff-Folie oder Leder voneinander beabstandet. Der so gebildete Kondensator ist durch zwei Deckschichten 44 auf seiner Ober- und Unterseite umhüllt.
Zur Detektion eines Benutzers auf einer zu überwachenden Fläche 32 eines Sitzes kann nun die Veränderung der Kapazität des Kondensators in Folge einer Kompression des Dielektriums 55 bestimmt werden. Es ist auch möglich, Feldveränderungen zu erfassen, die durch die Annäherung einer Person an eine der Sensor-Elektroden 35 erfolgt.
Bezugszeichen
2 Heizleiter
3 Kontaktleiter
4 Elektroden
5 Funktionselemente
8 Heizungsträger
11 Schutzschicht
12 Träger
14 Leitschicht
20 Heizelement
25 Leiter
30 Sitzbezug
32 Zu überwachende Fläche
35 Sensor-Elektrode
44 Deckschicht
48 Verbindungsleitungen
50 Sensor
55 Dielektrikum
60 Tastatur
70 Stromquelle
77 Kontaktstellen
80 Temperatur-Sensor
100 Flächengebilde
150 Sitz
200 Fahrzeug

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Leiter (25), der zumindest anteilig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (25) zumindest teilweise mit einer Schutzschicht (11) versehen ist, die ebenfalls zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, die aber zumindest lokal eine niedrigere spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist als das elektrisch leitfähige Material des Leiters (25).
2. Leiter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (25) zumindest teilweise die Form eines Flächengebildes (100), eines Textils, eines Vlieses, eines Gewirkes, einer Folie, eines Stranges, eines Fadens oder eines Netzes aufweist und/oder dass der Leiter (25) in ein Flächengebilde (100) eingearbeitet, darauf verlegt und mittels eines zusätzlichen Näh- oder Wirkfadens befestigt, dass er als Nähfaden darin eingebunden ist, und/oder dass er mit mindestens einem Flächengebilde verklebt und/oder zwischen zwei Flächengebilde eingeklebt ist und dass mindestens ein Flächengebilde ein Textil, eine Folie, ein Netz und/oder eine Kombination daraus aufweist, vorzugsweise im Wesentlichen daraus gebildet ist, und dass die Schutzschicht (11 ) zumindest auf Teilen oder Bestandteilen des Flächengebildes (100) aufgebracht ist.
3. Leiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Leiter (25) einen insbesondere strangförmigen Träger (12) aus einem allenfalls schwach elektrisch leitfähigen Material aufweist, insbesondere aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise Fasern oder Fäden aus Kunststoff, insbesondere PU, PP, PE, PA, PET, aus einem metallisierbaren Material, und/oder aus einem Material, welches zumindest bis 75 0C, vorzugsweise bis 150 0C, vorzugsweise bis 300 0C, vorzugsweise bis 500 0C, vorzugsweise bis 1000 0C temperaturbeständig ist.
4. Leiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (25) eine Leitschicht (14) aufweist, die elektrisch leitfähig ist, die zumindest anteilig aus einem Metall gebildet ist, vorzugsweise zumindest anteilig aus Gold, Silber, Nickel, Chrom, Kupfer, Platin, aus Nickel mit Phosphoranteilen, aus einer Legierung der vorstehenden Materialien und/oder einem Material, dessen Oberfläche passiviert, passivierbar oxidiert und/oder chromatiert ist, und/oder die galvanisch auf den Träger (12) aufgebracht ist und/oder stoffschlüssig mit dem Träger (12) verbunden ist.
5. Leiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische elektrische Leitfähigkeit bei üblichen Betriebstemperaturen (ca. - 20 0C bis ca. 90 0C) für die Leitschicht (12) und/oder die elektrisch leitfähigen Bestandteile des Leiters (25) und/oder für die Schutzschicht (11) zwischen 100 x 106 S/m und 10'8 S/m liegt, vorzugsweise zwischen 62 x 106 S/m und 10"3 S/m, und die spezifische elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht (11) um mindestens das 10- fache, vorzugsweise das 100-fache, vorzugsweise das 1000-fache über der der Leitschicht (12) und/oder des Leiters (25) bzw. seiner leitfähigen Bestandteile liegt, vorzugsweise zwischen 103 und 10'3 S/m.
6. Elektrisches Heizelement (20), insbesondere für Fahrzeugsitze (150), dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen elektrischen Leiter (25) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
7. Sensor (50), insbesondere zur Überwachung einer Fläche (32) eines Fahrzeuginnenraumes auf Berührung und/oder Druck, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Sensors, vorzugsweise mindestens eine seiner Sensor-Elektroden (35) einen elektrischen Leiter (25), ein Flächengebilde (100) und/oder ein Heizelement (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
8. Sitz (150), insbesondere für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass er einen elektrischen Leiter (25), ein Flächengebilde (100), ein Heizelement (20) und/oder einen Sensor (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
9. Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es einen elektrischen Leiter (25), ein Heizelement (20), einen Sensor (50) und/oder einen Sitz (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
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