EP0541047A2 - Flächenheizelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0541047A2
EP0541047A2 EP92118825A EP92118825A EP0541047A2 EP 0541047 A2 EP0541047 A2 EP 0541047A2 EP 92118825 A EP92118825 A EP 92118825A EP 92118825 A EP92118825 A EP 92118825A EP 0541047 A2 EP0541047 A2 EP 0541047A2
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surface heating
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Josef Hilmer
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    • D04B21/00—Warp knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B21/14—Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes
    • D04B21/16—Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes incorporating synthetic threads
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/029—Heaters specially adapted for seat warmers

Definitions

  • the invention relates to a surface heating element, in particular for seat heaters in the motor vehicle sector, consisting of heating wires arranged essentially in parallel, which are connected at their ends and / or deflection points to power supply conductors and which are embedded in a textile base material, and a method for their production.
  • a surface heating element of the type mentioned is known from DE-OS 29 48 047. It is a fabric with warp threads made of insulating material and weft threads made of electrically conductive wire, which together form a resistance or heating grid.
  • the weft threads are made from individual deflected wires, the ends of which are connected to one another in a parallel connection.
  • the parallel connection takes place via fixed connection elements such as cable lugs, welded sheet metal brackets or the like, so that the resistance or heating grid described is limited in its area of application to rigid or semi-rigid elements.
  • the object of the present invention is to enable a uniform heating of the entire heating element surface with a simultaneous increase in flexibility in a surface heating element of the type mentioned at the beginning.
  • a flexible and at the same time dimensionally stable surface heating element can be produced by the combination of a knitted textile base material with a sinusoidally inserted heating conductor as a weft thread in the mesh threads.
  • the knitting process used enables fringe-weft binding as well as continuous production using production machines with high economic efficiency.
  • a metallic heating wire is inserted in the partial weft process in the mesh of a textile knitted fabric, the heating conductor being guided over a separate sine-shaped laying rail with a larger or smaller amplitude, as required.
  • the surface heating element consists of a multiplicity of mesh threads 2 running in parallel, in which a heating conductor 1 is inserted sinusoidally. In the area of the power supply conductor 3, the heating conductor 1 runs parallel over a distance S, then crosses the previously adjacent power supply conductor 3 and then again runs parallel to the starting point, etc.
  • the contact area is reinforced by increased mesh formation. This can be achieved both by meshes of textile material and by meshes of metallic material, in the latter case a metal wire mesh is created in the contact zone.
  • Building yarns have proven to be suitable for particularly flexible surface heating elements.
  • Metal wires made of steel and aluminum or metallic filament yarns have been successfully tested as material for the heating conductor.
  • the power supply conductors 3 are arranged as a contact strip 4 on the opposite repeat edges 5 at right angles to the sine axis and each heating conductor 1 is electrically connected to each contact conductor.

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  • Textile Engineering (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

Bei einem Flächenheizelement, bestehend aus im wesentlichen parallel angeordneten Heizdrähten, die an ihren Enden und/oder Umlenkstellen mit Stromzuführungsleitern elektrisch verbunden sind und die in ein textiles Grundmaterial eingebettet sind, soll eine gleichmäßige Erhitzung der gesamten Heizelementfläche bei gleichzeitiger Erhöhung der Flexibilität ermöglicht werden. Dies geschieht dadurch, daß die Heizleiter (1) als Schußfaden sinusförmig über Maschenfäden (2) eines gewirkten Grundmaterials verlaufen und zumindest an den Maxima der Amplituden in die Maschen des textilen Grundmaterials eingebunden sind, wobei die Stromzuführungsleiter (3) als Kontaktleiste (4) an den sich gegenüberliegenden Rapportkanten (5) rechtwinklig zur Sinusachse angeordnet sind und jeder Heizleiter (1) mit jedem Kontaktleiter elektrisch leitend verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flächenheizelement, insbesondere für Sitzheizungen im Kfz-Bereich, bestehend aus im wesentlichen parallel angeordneten Heizdrähten, die an ihren Enden und/oder Umlenkstellen mit Stromzuführungsleitern verbunden sind und die in ein textiles Grundmaterial eingebettet sind sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Ein Flächenheizelement der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 29 48 047 bekannt. Dabei handelt es sich um ein Gewebe mit Kettfäden aus Isoliermaterial und Schußfäden aus elektrisch leitendem Draht, die zusammen eine Widerstands- oder Heizgitter bilden. Die Schußfäden sind aus einzelnen abgelenkten Drähten hergestellt, deren Enden miteinander zu einer Parallelschaltung verbunden sind. Die Parallelschaltung erfolgt über feste Anschlußelemente wie Kabelschuhe, angeschweißte Blechlaschen oder dgl, so daß das beschriebene Widerstands- oder Heizgitter in seinem Anwendungsbereich auf starre bzw. halbstarre Elemente beschränkt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei einem Flächenheizelement der eingangs genannten Art eine gleichmäßige Erhitzung der gesamten Heizelementfläche bei gleichzeitiger Erhöhung der Flexibilität zu ermöglichen.
  • Darüberhinaus soll ein Verfahren zur kontinuierlichen Fertigung von Flächenheizelementen insbesondere von PKW-Sitzbezügen entwickelt werden, das einen Zuschnitt von der Rolle ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
  • Es hat sich gezeigt, daß durch die Kombination eines gewirkten textilen Grundmaterials mit einem sinusförmig als Schußfaden in die Maschenfäden eingelegten Heizleiters ein flexibles und gleichzeitig formstabiles Flächenheizelement erzeugt werden kann.
  • Das dabei eingesetzte Wirkverfahren ermöglicht eine Franse-Schuß-Bindung sowie eine kontinuierliche Fertigung durch Produktionsmaschinen mit hoher Wirtschaftlichkeit. Dabei wird ein metallischer Heizdraht im Teilschußverfahren in die Maschen eines textilen Gewirkes eingelegt, wobei der Heizleiter über eine gesonderte Legeschiene in Sinusform mit größerer oder kleinerer Amplitude, je nach Bedarf, geführt wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt
    einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Flächenheizelement in Draufsicht.
  • Das Flächenheizelement besteht aus einer Vielzahl parallel laufender Maschenfäden 2, in die ein Heizleiter 1 sinusförmig eingelegt ist. Im Bereich der Stromzuführungsleiter 3 verläuft der Heizleiter 1 über eine Wegstrecke S parallel, kreuzt dann den bisher benachbarten Stromzuführungsleiter 3 und verläuft dann wiederum parallel zu dem Ausgangspunkt usw.
  • Durch diese Parallelführung im Bereich der Wegstrecke S wird eine lange Kontaktzone zwischen dem Heizleiter 1 und dem Stromzuführungsleiter 3 geschaffen, wobei die eigentliche Bindung zwischen beiden durch die darumgelegten Maschen erfolgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kontaktbereich durch eine vermehrte Maschenbildung verstärkt. Dies kann sowohl durch Maschen aus Textilmaterial als auch durch Maschen aus metallischem Werkstoff erzielt werden, wobei im letzteren Fall ein Metalldrahtgeflecht in der Kontaktzone entsteht.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren des Einwirkens eines Heizleiters in ein textiles Grundgewirke sich die bisherigen Probleme bei der Herstellung von Flächenheizelementen erfolgreich lösen. Die Elastizität des Elementes läßt sich durch die Wahl des geeigneten Garnes und der Anzahl der Maschen bzw. der Maschenweite innerhalb weiter Grenzen erreichen.
  • Für besonders dehnfähige Flächenheizelemente haben sich Hochbauschgarne als geeignet erwiesen. Als Material für den Heizleiter sind Metlldrähte aus Stahl und Aluminium oder metallische Filamentgarne erfolgreich erprobt worden.
  • Bei Flächenheizelementen mit besonders hoher Zugbeanspruchung in Faserrichtung hat sich die Verwendung von Kohlenstoffasern bewährt. Sie bieten gleichzeitig den Vorteil einer guten Korrosionsfestigkeit und einer leichteren Verarbeitbarkeit. Denn durch ihre im Vergleich zu Stahlfasern geringere Zähigkeit stellen sich die Schlaufen beim Einlegen in das Gewirke des textilen Grundmaterials nicht auf, so daß der Verarbeitungsvorgang ungehindert mit hoher Geschwindigkeit des Schußdrahtes erfolgt.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die Stromzuführungsleiter 3 als Kontaktleiste 4 an den sich gegenüberliegenden Rapportkanten 5 rechtwinklig zur Sinusachse angeordnet und jeder Heizleiter 1 mit jedem Kontaktleiter elektrisch verbunden.

Claims (15)

  1. Flächenheizelement, insbesondere für Sitzheizungen im Kfz-Bereich, bestehend aus im wesentlichen parallel angeordneten Heizdrähten, die an ihren Enden und/oder Umlenkstellen mit Stromzuführungsleitern elektrisch verbunden sind und die in ein textiles Grundmaterial eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizleiter (1) als Schußfaden sinusförmig über Maschenfäden (2) eines gewirkten Grundmaterials verlaufen und zumindest an den Maxima der Amplituden in die Maschen des textilen Grundmaterials eingebunden sind, wobei die Stromzuführungsleiter (3) als Kontaktleiste (4) an den sich gegenüberliegenden Rapportkanten (5) rechtwinklig zur Sinusachse angeordnet sind und jeder Heizleiter (1) mit jedem Kontaktleiter elektrisch leitend verbunden ist.
  2. Flächenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Heizleiter (1) mit einem Kontaktleiter formschlüssig verbunden ist.
  3. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einbindung jedes Heizleiters (1) in die Maschenfäden (2) nach Art einer "Franse-Schuß-Bindung" vorliegt.
  4. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Heizleiter (1) am Kreuzpunkt mit den Stromzuführungsleiter (3) zunächst eine Wegstrecke "S" parallel zu den Stromzuführungsleitern (3) geführt ist und diese berührt.
  5. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Heizleiter (1) und jeder Kontaktleiter (3) auf der Wegstrecke "S" mindestens einmal in einer Masche des textilen Grundmaterials eingebunden wird.
  6. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einbindung von Heizleiter (1) und Kontaktleiter (3) über mindestens zwei Maschen des textilen Grundmaterials erfolgt.
  7. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Kontaktleiste (4) das textile Grundmaterial durch vermehrte Maschenbildung verstärkt ist.
  8. Flächenheizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Kontaktleiste (4) das textile Grundmaterial mit einem klebstoffhaltigen Material beschichtet oder durch eine zusätzliche Abdeckung verfestigt ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Flächenheizelementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Wirken des textilen Materials ein Heizleiter (1) im Teilschußverfahren in die Maschen aus einem isolierenden Material eingelegt wird.
  10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Teilschußverfahrens der Heizleiter (1) in einer gesonderten Legeschiene als Schußdraht in die Maschen eines textilen Gewirkes gelegt wird, wobei der Maschenfaden aus einem isolierenden Kunststoffmaterial, wie z.B. Polyamid oder Polyäthylen, besteht.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Heizleiter (1) beim Teilschuß in mindestens fünf Maschen von parallel angeordneten Maschenfäden (2) eingelegt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Stromzuführungsleiter (3) im Vollschußverfahren oder Magazinschußverfahren in die Maschen eingelegt wird, wobei an den Kreuzungsstellen mit dem Heizleiter (1) beide Leiter parallel zueinander verlegt werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Kontaktleiste (4) als Schußfaden metallische Fäden verwendet werden, die ein Metallgeflecht mit dem Stromzuführungsleiter (3) bilden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Schußfaden Kohlenstoffasern verwendet werden.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß als textiles Grundmaterial ein elastisches Garn verwendet wird.
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