电加热装置

摘要

本发明涉及一种电加热装置（44），其具有至少一个电阻装置（45）和至少一个接触接通装置（46），其中，至少一个接触接通装置（46）具有至少一个传导股（55），所述传导股具有芯股（52），所述芯股至少部分地由铜制成并且具有涂层，所述涂层至少部分地覆盖所述芯股（52）。本发明建议，所述涂层实施为传导套（54），所述传导套将所述芯股（52）与至少一个加热电阻（70）电连接。

权利要求

1.一种电加热装置(44)，其具有至少一个电阻装置(45)和至少一个接触接通装置(46)，其中，至少一个接触接通装置(46)具有至少一个传导股(55)，所述传导股具有芯股(52)，所述芯股至少部分地由铜制成并且具有涂层，所述涂层至少部分地覆盖所述芯股(52)，其特征在于，所述涂层实施为传导套(54)，所述传导套将所述芯股(52)与至少一个加热电阻(70)电连接，所述传导套(54)或其能导电的组成部分没有处于元素状态中的金属，

所述传导套(54)具有能导电的组成部分，其具有碳纳米管(CNT)、碳黑、碳、微纤维、石墨纤维和直接聚合在金属表面上的PEDOT/PSS、吡咯或唑类。

2.根据权利要求1所述的加热装置(44)，其特征在于，在所述传导套(54)与所述芯股(52)之间设置氧化物层形式的中间层(59)。

3.根据权利要求2所述的加热装置(44)，其特征在于，所述中间层(59)至少部分地由所述芯股(52)的材料的氧化物构成。

4.根据权利要求2或3所述的加热装置(44)，其特征在于，所述中间层(59)或金属氧化物能导电。

5.根据权利要求2或3所述的加热装置(44)，其特征在于，所述中间层(59)基本上是毛细孔密封的。

6.根据权利要求2或3所述的加热装置(44)，其特征在于，所述中间层(59)或所述传导套(54)是电解沉积过程的结果。

7.一种交通工具内部构件和/或内部装置物体，其特征在于，其设有至少一个根据前述权利要求1-6中任一项的加热装置(44)。

8.根据权利要求7所述的交通工具内部构件和/或内部装置物体，其特征在于，所述交通工具内部构件和/或内部装置物体是座椅(110)、套子(2)、方向盘(102)、衬(105)和/或垫(3)。

9.一种交通工具，其特征在于，其配备有至少一个根据前述权利要求1-6中任一项的加热装置(44)。

10.根据权利要求9所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具是机动车(99)。

说明书

电加热装置

技术领域

[0001] 本发明的主题是根据权利要求1前序部分的电加热装置。现有技术

[0002] 公知的是，将石墨颗粒嵌入到塑料团中并且用作加热电阻。此外公知的是，在纺织的加热元件中使用碳丝作为加热导体。还公知的是，将金属丝敷设在纺织面上并且用作加热元件。公开了具有贵金属的金属丝的涂层用于防腐蚀，但是昂贵。金属丝的涂覆保护它免受腐蚀，但是使其电绝缘并且在孔处导致太高的腐蚀损害。此外，所述涂层的抗磨性常常还不尽如人意。

[0003] 电加热装置遭受越来越高的安全性要求、高成本压力和越来越多样化的应用场合。因此存在对于下述技术方案的需求，所述技术方案尽可能多地满足这些要求。

发明内容

[0004] 在这种背景下建议了具有权利要求1的特征的技术方案。另外的有利构型可由另外的权利要求和以下说明书得出。这种加热装置具有接触接通装置，所述接触接通装置防腐蚀、成本低、便于接触接通并且即使在涂层中有孔的情况下也运行可靠。

[0005] 以下阐明本发明的细节。这些实施方案可使本发明易于理解。然而，它们仅具有示例特性。当然，在本发明的由从属权利要求定义的范围之内也可去掉、改变或者补充个别或者多个所描述的特征。当然，也可以将不同实施方式的特征相互结合。重要的是，本发明的方案被基本上实施。如果一个特征应当至少部分被满足，则这也包括，该特征被完全或者基本上完全被满足。在此，“基本上”尤其意味着，该实施能够以可见的程度达到所希望的效果。这尤其可以意味着，相应的特征被至少50%、90%、95%或者99%地满足。如果给出了最小量，则当然也可以在该最小量以上使用。只要没有其他说明，则区间包含其边界点。

附图说明

[0006] 下面参考：

[0007] 图1是具有加热装置44的交通工具的侧视图，部分地纵向剖割。

[0008] 图2是图1中的加热装置的俯视图。

[0009] 图3是图2中的加热装置的剖割的电极导体的透视图，

[0010] 图4是图3中的电极导体的剖割的单导体的透视图。

具体实施方式

[0011] 本发明涉及至少一个待加热的物体100的加热。物体特别是指所有由人员接触或者有结冰危险的客体或表面，例如飞机负载面、发射设备、冰箱、家庭的内部装置物体、门、窗、天花板、躺椅、垫等或者空中交通工具、水路交通工具、陆路交通工具、轨道交通工具或者在此是例如根据图1的机动车99的内部装置物体、例如转向装置101、方向盘102、仪表盘103、扶手、门衬105、座椅扶手、交通工具顶篷、垫、套子或者如这里那样是座椅110。

[0012] 至少一个待加热的物体100具有一个或多个待加热的表面10。优选至少一个待加热的表面10如图1的实施例那样优选具有至少一个套子2。套子在此指的是任何类型的层、套子下部物体或层复合物，其至少部分地覆盖待加热的物体；特别是这种作为关联的面状构件设置在待加热客体上和/或基本上可关联地从所述客体上松脱的构件。

[0013] 至少一个待加热的物体100具有优选一个或多个垫3。所述垫优选实施为发泡体并且例如是座椅、方向盘或诸如此类的组成部分。

[0014] 将至少一个待加热的物体100和至少一个待加热的表面10配置给一个或多个空调装置4，以便对其进行温度调节和/或空气调节。

[0015] 至少一个空调装置4具有优选至少一个电加热装置44。这种加热装置优选实施为柔性的、易弯曲的面加热元件。其例如可以作为内置件放入到装置物体、例如座椅110的垫中。

[0016] 加热装置44具有优选一个承载件8，加热电阻和接触接通装置例如通过缝纫、粘接等固定在所述承载件上。

[0017] 所述承载件8优选基本上股形地、网状地和/或面状地构成并且至少部分地由纺织物、编结物、针织物、编织物、无纺布、易弯曲的热塑性塑料、透气材料和/或（冲压或有结的）膜构成。其也可以部分地或基本上完全地至少通过待加热的客体100的一部分构成，例如内装置物体或待加热的表面10的至少一部分，例如套子2。

[0018] 至少一个加热装置44具有优选一个或多个电阻装置45，以便将电能转换为热能，例如多个加热电阻70，它们呈具有碳纤维的丝或不锈钢加热丝的形式。

[0019] 加热装置44具有优选一个或多个接触接通装置46，以便将电压施加到至少一个电阻装置45上。

[0020] 优选所述加热装置44具有两个或更多接触接通装置46，它们相互间隔开地至少部分地设置在一个电阻装置45上。优选它们在边缘附近沿着电阻装置45设置并且例如通过针织、缝纫或粘接固定在电阻装置上。它们可以具有长形拉伸的轮廓并且基本上曲折形和/或直线形（图2）延伸。它们优选大致相互平行地设置并且分别在其一个端部上通过连接导线与电流源/电压源连接。

[0021] 至少一个接触接通装置46具有一个、优选多个接触导体5。所述接触导体优选股状并且蜿蜒曲折地沿着待加热的面的侧棱边设置。优选三个至七个接触导体并排地设置在接触接通装置46中，以便将电流通过较大数量的接触点从接触接通装置46传递到电阻装置45上。所述接触导体符合目的要求地在一个平面中并排地设置并且为此例如固定在平坦的承载件上。它们优选在其表面上至少部分地导电，也就是不电绝缘，以便不给加热电阻70的接触接通造成困难并且避免传导套54的毛细孔密封性太小的情况下的电流问题。

[0022] 接触导体5可以具有一个或多个接触传导股50，优选多于五个、优选多于五十个、优选多于一百个、优选多于三百个。一个、多个或基本上所有的接触传导股50在此具有小于1mm、优选小于0.1mm、优选小于10μm的厚度。

[0023] 股应理解为纵长形的形成物，其长度尺寸大大超过其横截面的尺寸。优选所述横截面的两个维度具有大致类似的尺寸。优选所述形成物是弯曲弹性的。细丝状在此应理解为：被这样描述的客体由短的或长的纤维或者由单丝线或多丝线构成。优选至少一个股在至少一个维度横截面尺寸中小于1mm、更好0.1mm、更好10μm。

[0024] 可以符合目的要求的是，接触导体5具有两个或多个不同的接触传导股50。可以设置的是，它们具有彼此不同的材料和/或不同的尺寸。

[0025] 优选至少一个接触导体5具有至少一个支撑股58，其至少在机械载荷参数例如抗拉强度、缺口冲击韧性、交变弯曲疲劳极限、抗磨强度或抗磨损性方面的稳定性大于至少一个另外的接触传导股50的稳定性。优选耐抗性至少以因数1.5、优选以2.5或10增大。支撑股58可以由金属、塑料和/或另外的材料构成。

[0026] 可以符合目的要求的是，接触导体5具有至少一个至少部分地能导电的传导股55，以便沿着所述传导股传导电流。传导股55是至少部分地能导电的股，一个或多个细丝状的、至少部分地能导电的组成部分在所述股中延伸，优选基本上沿着所述股的纵向方向和/或螺旋形地围绕一个支撑股58延伸。传导股55自己可以由多个股构成。优选一个接触导体5的基本上所有的股都是传导股55。

[0027] 优选一个接触导体5的一个、多个或基本上所有的传导股55至少部分地由铜或铜合金制成，优选基本上由铜或铜合金构成。

[0028] 优选至少一个传导股55具有至少一个能导电的芯股52。其优选至少部分地由金属、优选铜或铜合金构成。

[0029] 优选传导股55具有呈至少部分地导电的传导套54形式的涂层，其至少部分地设置在传导股55的表面上，其保护芯股52免受腐蚀，其方式是，其至少部分地覆盖芯股表面并且其使芯股52与其周围环境、特别是与一个或多个加热电阻70电连接。

[0030] 优选传导套54至少在其表面的部分上具有在通常的环境条件下化学不活泼的表面，至少在其朝外（参照芯股而言）指向的表面上。化学不活泼意味着惰性，也就是说，被这样描述的客体即使在腐蚀性物质的作用下也不改变，至少在下述物质例如汗液、碳酸或果酸的情况下也不改变。所述材料也可以如此选择，使得其要么不被腐蚀，要么形成能导电的腐蚀产物。

[0031] 传导套至少部分地由能导电的材料构成。其可以由匀质材料构成。但是其也可以具有由能导电的材料构成的导体颗粒，所述颗粒嵌入到例如具有橡胶、PU、人造树脂、粘接材料、清漆和/或塑料溶胶份额的承载基质中。

[0032] 如果传导套54和/或其能导电的组成部分基本上没有处于元素状态中的金属、至少没有不贵重的金属，则由此也可以避免腐蚀问题。此外，昂贵的、密封毛细孔的镀银措施成为多余。也就是说，如果传导套54或其导电组成部分至少部分地由含碳材料和/或一种或多种金属氧化物构成，则非常有利。特别合适的尤其是碳纳米管（CNT）、碳纤维、碳黑、碳、自身能导电的塑料、碳黑填充的莱赛尔（Lycocell）、石墨、芳香化合物特别是杂环化合物如唑类和吡咯以及其聚合物和直接聚合在金属表面上的PEDOT/PSS。

[0033] 有利的是，在传导套54和芯股52之间设置氧化物层例如铜氧化物形式的中间层59。优选所述中间层至少部分地由芯股52的材料的氧化物构成并且所述氧化物和/或所述中间层能导电。由此提高了抗腐蚀作用。所述中间层59应基本上是毛细管密封的。当中间层、传导套54和/或承载基质是电解沉积过程的结果时可实现这一点。

[0034] 纤维状的颗粒特别适合于作为导体颗粒7，因为其在嵌入到承载基质中的情况下允许改善电流传导能力。特别合适的是碳纳米管、石墨纳米纤维或碳细丝。这确保了良好的导电能力、机械稳固性和抗腐蚀性。碳纳米管（CNT）是直径约为1-50nm并且长度最高为几个毫米的管形碳质形成物。所述管的导电能力为金属状、半导或者在低温时超导。CNT具3
有1.3-1.4g/cm的密度和450亿帕斯卡的抗拉强度。电流承载能力约为铜线的1000倍。
热传导能力在室温下为6000W/m*K。石墨纳米纤维是直径小于1μm的碳纤维（实心的）。

[0035] 附图标记清单

[0036] 2 套子

[0037] 3 垫

[0038] 4 空调装置

[0039] 5 接触导体

[0040] 7 导体颗粒

[0041] 8 承载件

[0042] 10 待加热的表面

[0043] 44 加热装置

[0044] 45 电阻装置

[0045] 46 接触接通装置

[0046] 50 接触传导股

[0047] 52 芯股

[0048] 54 传导套

[0049] 55 传导股

[0050] 58 支撑股

[0051] 59 中间层

[0052] 70 加热电阻

[0053] 99 机动车

[0054] 100 待加热的物体

[0055] 101 转向装置

[0056] 102 方向盘

[0057] 103 仪表盘

[0058] 105 门衬

[0059] 110 座椅