DE102009033705A1

DE102009033705A1 - Elektrische Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102009033705A1
Application number: DE102009033705A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Zhang
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2010-06-02
Also published as: DE202009009943U1; CN101765251A; CN101765251B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung (1) mit einem Träger (39), an dem mindestens ein Heizstrang (5) angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass der Heizstrang (5) mindestens einen Heizwiderstand (11) aufweist, der zumindest abschnittsweise eine PTC-Charakteristik aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Es ist bekannt, elektrische Heizelemente mit Karbonfasern oder metallischen Heizdrähten herzustellen.
Es ist weiterhin bekannt, Heizelemente mit Pasten aus Material zu drucken, das PTC-Charakteristik aufweist, um elektronische Regler einzusparen. Allerdings kann sich die Paste mit der Zeit vom Untergrund lösen und so die Heizwirkung des Heizelementes beeinträchtigen.
Von Heizelementen wird erwartet, dass sie kostengünstig, robust und langlebig sind.
Daher besteht Bedarf an technischen Lösungen, die eine oder mehrere Anforderungen angemessen erfüllen.
Gegenstand der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird ein technisches Konzept mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung 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 Ausführungsfor men selbstverständlich untereinander kombiniert werden. Entscheidend ist, dass das Konzept der Erfindung im Wesentlichen umgesetzt ist. Wenn ein Merkmal zumindest teilweise zu erfüllen ist, so schließt dies ein, dass dieses Merkmal auch vollständig erfüllt ist oder im Wesentlichen vollständig erfüllt ist. „Im Wesentlichen” bedeutet dabei insbesondere, dass die Umsetzung eine Erzielung des erwünschten Nutzens in erkennbarem Ausmaß erlaubt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass ein entsprechendes Merkmal zu mindestens 50%, 90%, 95% oder 99% erfüllt ist. Ist eine Mindestmenge angegeben, so kann selbstverständlich auch mehr als diese Mindestmenge verwendet werden. Sofern nichts anderes angegeben ist, schließen Intervalle ihre Randpunkte mit ein.
Nachfolgend wird Bezug genommen auf:
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung in Draufsicht.
1a zeigt einen Ausschnitt von 1 in einem vergrößerten Schnitt durch einen Heizstrang in Querschnitt.
1b zeigt einen Ausschnitt von 1 in vergrößerter Darstellung vom Kontaktierungsbereich eines Heizstranges, wobei die Isolationsumhüllungen der beteiligten Leiter nicht gezeigt sind.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung in Draufsicht.
3 zeigt ein Fahrzeug im teilweisen Aufriss mit Heizvorrichtung gemäß 1 oder 2.
Beschreibung der Erfindung
Die Heizeinrichtung 1 ist vorzugsweise im Wesentlichen flächig ausgeführt. Die Heizeinrichtung 1 ist vorzugsweise an einer von einem Benutzer zumindest zeitweise berührten Heizzone angeordnet, wie z. B. einem Lenkrad, einem Sitz, einer Türverkleidung, einem Dachhimmel und/oder einem Armaturenbrett eines Fahrzeuges gemäß 3.
Die Heizeinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Träger 3 auf. Die Heizeinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Heizstrang 5 auf. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Heizsträngen 5 vorgesehen. Die Heizeinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Anschluss-Strang 7 zum Anschluss der Heizvorrichtung 1 an eine elektrische Spannungsquelle auf.
Mindestens ein Träger 3 ist vorzugsweise im Wesentlichen flächig und aus Textil, Folie, Netz o. ä. ausgeführt. Mindestens ein Träger 3 ist vorzugsweise wärmedämmend. Er ist dazu vorzugsweise zumindest anteilig aus einem Isolationsmaterial wie Vlies, PU-Schaum o. ä. gefertigt und weist vorzugsweise eine Dicke von mindestens 1 mm, besser 3 mm und mehr auf.
Mindestens ein Träger 3 ist vorzugsweise unter einem Bezug angeordnet, z. B. unter dem Bezug eines Lenkrades oder Fahrzeugsitzes. Mindestens ein Träger 3 ist vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig. Er kann aber auch rund, durch Ausnehmungen untergliedert oder aus mehreren Teilen, Flächen oder Streifen zusammengesetzt sein.
Mindestens ein Heizstrang 5 ist vorzugsweise an mindestens einem Träger 3 angeordnet. Vorzugsweise ist er am Träger 3 angeklebt, z. B. punktuell, über seine gesamte Länge oder über größere Abschnitte davon hinweg. Mindestens ein Heizstrang 5 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise im Wesentlichen geradlinig auf einem Träger 3 verlegt. Er kann jedoch auch zumindest abschnittsweise mäandernd angeordnet sein.
Mindestens ein Heizstrang 5 weist vorzugsweise mindestens zwei vorzugsweise strangförmige Kontaktleiter 11 und mindestens einen elektrisch dazwischen geschalteten Heizwiderstand 15 auf.
Mindestens ein Kontaktleiter 11 ist vorzugsweise zumindest anteilig aus einem metallischen Material gefertigt, wie z. B. Kupfer, Stahl oder Legierungen mit diesen Materialien. Mindestens ein Kontaktleiter 11 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Länge eines Heizstranges 5. Vor zugsweise sind mindestens zwei Kontaktleiter 11 je Heizstrang 5 vorgesehen, die sich über dessen gesamte Länge erstrecken.
Vorzugsweise sind in mindestens einem Heizstrang 5 mindestens zwei Kontaktleiter 11 zumindest abschnittsweise beabstandet zueinander und geradlinig, mäandernd oder wendelförmig längs des Heizstranges 5 angeordnet.
Vorzugsweise ist mindestens ein Heizwiderstand 15 zumindest abschnittsweise zwischen ihnen angeordnet, vorzugsweise über im Wesentlichen die gesamte Länge des Heizstranges 5.
Vorzugsweise stehen die Kontaktleiter 11 zumindest abschnittsweise mechanisch und elektrisch mit einem oder mehreren Heizwiderständen 15 in Kontakt. Dadurch sind die Kontaktleiter 11 über diese/n zumindest abschnittsweise miteinander elektrisch verbunden, vorzugsweise im Wesentlichen über ihre gesamte Länge.
Es kann auch vorgesehen sein, dass drei oder mehr Kontaktleiter 11 in einem Heizstrang 5 angeordnet sind und dass die elektrische Beaufschlagung einer Teilauswahl der Kontaktleiter 11 ein Heizverhalten bewirkt, das von der elektrischen Beaufschlagung von mindestens einer weiteren Teilauswahl von Kontaktleitern 11 verschieden ist. Dies kann z. B. dadurch bewirkt werden, dass die Dicke des Materials des Heizwiderstandes 15 aufgrund verschiedener Abstände verschieden dick ist. Unter Teilauswahl wird hier eine Anzahl verstanden, deren Minimum bei zwei und deren Maximum bei der Gesamtzahl der vorgesehenen Kontaktleiter 11 in einem Heizstrang 5 liegt.
Vorzugsweise ist an einem Träger 3 eine Vielzahl von Heizsträngen 5 angeordnet. Diese sind vorzugsweise in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen zueinander an einer Heizfläche 10 angeordnet und dort verklebt, aufgenäht, eingewirkt, eingeschäumt oder in sonstiger Weise befestigt. Vorzugsweise sind sie im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Das jeweils eine Ende der Heizstränge 5 endet vorzugsweise nahe einer Seitenkante 3.1 des Trägers 3. Das jeweils andere Ende der Heizstränge 5 ist an einer gegen über liegenden Seitenkante 3.2 mit einem Anschluss-Strang 7 elektrisch verbunden. Dazu sind jeweilige Kontaktleiter 11.1 und 11.2 mit zwei Anschlussleitern 7.1 und 7.2 des Anschluss-Stranges verbunden (1b). Dadurch sind die Heizstränge 5 elektrisch parallel zueinander geschaltet. Es kann vorgesehen sein, dass ein Teil von ihnen betreibbar ist, während ein anderer Teil abgeschaltet ist.
Gemäß der Ausführungsform von 2 kann auch vorgesehen sein, dass mindestens zwei verschiedene Arten von Heizsträngen 5, 5' für eine Heizeinrichtung 1 Verwendung finden. Diese Heizstränge unterscheiden sich z. B. in Leistungsabgabe, Arbeitstemperatur, Materialauswahl und/oder Art und Anzahl der Kontaktleiter 11 oder der Heizwiderstände 5. Vorzugsweise sind je zwei verschiedenartige Heizstränge beieinander angeordnet. Dadurch lässt sich z. B. die Heizeinrichtung zwischen verschiedenen Leistungsstufen umschalten. Die Heizstränge 5, 5' können jedoch auch in voneinander verschiedenen Bereichen des Trägers angeordnet sein, um z. B. unterschiedlich temperierte Zonen zu schaffen.
Vorzugsweise ist mindestens eine erste Art von Heizsträngen 5 vorgesehen, die bei einer Betriebsspannung von ca. 12 Volt eine Dauer-Betriebstemperatur von 40–60°C aufweist. Vorzugsweise ist noch eine weitere Art von Heizstrang 5' vorgesehen, die eine Dauer-Betriebstemperatur von 60–80°C aufweist. Es kann auch eine dritte Art vorgesehen sein, deren Dauer-Betriebstemperatur bei 80–100°C liegt.

Claims

Elektrische Heizeinrichtung (1) mit einem Träger (3), an dem mindestens ein Heizstrang (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstrang (5) mindestens einen Heizwiderstand (11) aufweist, der zumindest abschnittsweise eine PTC-Charakteristik aufweist.
Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizstrang (5) mindestens einen ersten und einen zweiten Kontaktleiter (11) aufweist, und dass mindestens ein Heizwiderstand (15) zwischen mindestens zwei der Kontaktleiter (11) angeordnet ist.
Heizeinrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizstrang (5) mindestens zwei strangförmige Kontaktleiter (11) und mindestens einen strangförmigen Heizwiderstand (15) aufweisen, die zumindest abschnittsweise längs zueinander angeordnet und elektrisch miteinander verbunden sind, um im Betrieb zumindest teilweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Heizstranges (5) von Strom durchflossen zu werden.
Heizeinrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Heizfläche (10) aufweist, dass in der Heizfläche (10) mindestens ein erster Heizstrang (5) angeordnet ist und mindestens ein zweiter Heizstrang (5'), und dass der erste Heizstrang (5) vom zweiten Heizstrang (5') verschiedene elektrische Eigenschaften aufweist, insbesondere einen anderen elektrischen Widerstand oder ein anderes Temperaturverhalten.
Interieur-Einrichtung (100), vorzugsweise eines Fahrzeugsitzes (101) oder eines Lenkrades (102), dadurch gekennzeichnet, dass sie mit mindestens einer Heizeinrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgestattet ist.
Fahrzeug (1000), dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einer Heizeinrichtung (1) und/oder einer Interieur-Einrichtung (100) nach einem der voranstehenen Ansprüche ausgestattet ist.