CN101395962A - 用于可电加热纺织物的玻璃涂覆的金属丝电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有电绝缘金属丝的加热元件,其中这些金属丝具有2至200μm的直径,每根金属丝被单独电绝缘并且该电绝缘是连续且内聚的玻璃涂层。由此提供了一种抗腐蚀性和抗氧化性好并具有高抗切割性的产品。高抗切割性使其非常适合用于在纺织物例如汽车车辆座椅中缝制。本发明的另一优点是使用的材料尺寸小,这使其更柔软,并由此增加了耐磨性,而且还提高了例如将该产品编织、针织或编结在纺织物产品中的柔性。该金属丝可以由电阻率在17和2000Ω.mm2/km之间的金属形成。优选地,电阻率在17和200Ω.mm2/km之间,更优选地,电阻率在17和100Ω.mm2/km之间。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及电加热元件领域。本发明还涉及加热电缆在能够电加热的纺织物例如车辆座椅中的使用。
背景技术
[0002]由于舒适和安全的原因,能够电加热的座椅被用在今天的车辆中。这是通过在相应座椅中的一圈或多圈形式的特定加热电缆实现的。加热电缆通常被置于座椅和座椅的靠背上。
[0003]然后将这种加热电缆连接到分配电流的电源供给单元,由此该元件被加热至适当的温度。
[0004]根据现有技术,加热线由具有相对大量的线(例如15-150条)的线束组成,这些线称之为绞线。这些绞线由细导线组成,这些细导线相互交织或组合成束,这样它们就一起形成了完整的加热元件。每一绞线可以具有大约0.05mm量级的直径。
[0005]通常认为在车辆座椅中使用的这种加热线具有可靠加热和温度控制性能,但是也有一些缺点。与这种缺点之一相关的事实在于不同的绞线可能随着时间的推移而磨损、损耗、形成腐蚀和氧化结构,结果均导致绞线横截面积的减少。随之而来是局部过热,形成所谓的热点结构。最后会导致加热导体的破坏,导致热传导元件服务寿命的缩短。
[0006]在EP1261264中给出了一种现有技术的方法,其解决了在绞线中断处产生的热点结构。这种方法提供了一种用于加热的装置,其中加热电缆由多根绞线构成,其中预定数量的绞线与绝缘漆层单独电绝缘。尽管漆层提供了电绝缘,其仍旧非常容易损坏,如同该专利解释的那样,相对大量的绞线产生被缝制在座椅中而没有任何错误发生的必要条件,例如在缝制过程中针可能撞击和破坏绞线的错误,这意味着已经考虑到可能的绞线损失。
[0007]此外,在各个绞线上提供漆层是附加的加工步骤,考虑到绞线的数量和绞线的小直径,这个步骤是非常昂贵的。
[0008]公知加热线的另一缺点是受限的抗挠寿命,这意味着该公知加热线的寿命由于反复弯折而受限。这种抗挠寿命可以通过减小各个绞线的直径来增加。然而,减小绞线的直径会指数级地增加传统拉丝工艺的成本和能源。
[0009]EP1337129描述了一种通过提供芯涂覆线解决热点问题的可选方法,该芯涂覆线自身强度足以承受在车辆座椅中由电加热单元所要承受的高机械应力。为了获得这种强度,这种线具有铜或铜合金芯且涂层为钢,或者采用其它的方式如线由钢制成的且涂层由铜或铜合金制成。为了保护这种线免受外部影响的腐蚀,该线设有由聚四氟乙烯(PTFE)、四氟亚甲基和六氟丙烯的共聚物(FEP)、全氟烷基聚合物(MFA)或者聚亚安酯漆形成的外部电绝缘。
[0010]而且,在各个线上提供漆层是附加工艺步骤,考虑到线的数量这种步骤是非常昂贵的。
[0011]而且,芯线的附加涂覆是附加加工步骤,这使得所有现有技术方法相当昂贵并且耗时。
发明内容
[0013]本发明的一个目的是提供一种避免前述缺陷的电加热电缆。
[0014]本发明的一个目的是提供一种能够缝合在纺织物中的加热电缆。
[0015]本发明的另一目的是提供一种加热电缆,其能够承受在座椅中特别是车辆座椅中的电加热单元所要承受的高机械应力。
[0016]本发明的另一目的是提供一种加热元件,其能够用在能够电加热的纺织物中,特别是衣服例如防护服、手套、长袜、短袜、运动绷带。
[0017]本发明的另一目的是提供一种加热电缆,其具有优越的导电性同时对于腐蚀和氧化具有低敏感性。
[0018]本发明的另一目的在于加热电缆的相对低的制造成本。
[0019]本发明的再一目的在于更加延长各个绞线的抗挠寿命,其能够减少加热电缆中需要的绞线量,从而确保加热元件的一定寿命。
[0020]因此本发明的主要目的在于提供一种用于车辆座椅加热的替代装置,其通过提供一种电绝缘的替代方案来防止热点结构的危险。
[0021]本发明提供一种具有电绝缘金属丝的加热电缆,其中这些金属丝具有2至200μm的直径,每一金属丝被单独电绝缘并且电绝缘部是内聚并且连续的玻璃涂层。使用术语连续和内聚的玻璃涂层意味着玻璃涂层在纵向上是内聚的并且是连续的、光滑的,并且由此实质上与玻璃纤维缠绕带不同。
[0022]因此,本发明提供一种抗蚀性和抗氧化性优良并且具有高抗切割性的产品。该高抗切割性使得其非常适合于在纺织物例如车辆座椅或衣服中加工。本发明的另一优点在于所使用材料的小尺寸,这使得其柔性更好,由此增加了耐磨性而且还增加了将该产品例如编织、针织或编结到纺织物产品中的柔性。
[0023]金属丝可以是具有在17和2000Ω.mm2/km之间的电阻率的金属。优选地,电阻率在17和200Ω.mm2/km之间,更优选地,电阻率在17和100Ω.mm2/km之间。
[0024]在本发明的第二方面,玻璃涂层可以通过使用获得金属丝的Taylor-Ulitovskii工艺或者相似工艺获得,其中玻璃和金属丝同时生产。这些工艺的基础理论在授予Taylor的专利US1,793,529以及Taylor G.的文章Phys.Rev.23,655-660(1924)中进行了描述。因此,不需要单独的涂覆工艺,这能减少涂覆成本和生产时间。Taylor-Ulitovskii工艺及其等价工艺使得其能够获得直径非常小的金属丝。这种细丝具有增强的机械性质并且使得用于设计目的时非常柔软,例如金属丝的小直径与玻璃涂层一起使得其适合于编织、针织或编结成纺织物。
附图说明
[0026]图1:根据本发明的加热电缆组件
[0027]图2:根据本发明的另一加热电缆组件
[0028]图3:根据本发明的另一加热电缆组件
具体实施方式
[0030]在描述本发明时,使用的术语根据以下定义解释,除非上下文中另有解释:
[0031]在此使用的术语“加热电缆”意味着导电线包含至少一根涂覆的金属丝。
[0032]术语“加热元件”是与嵌入在通常的应用中加热电缆与连接件一起的组件,例如夹在两块泡沫体之间的加热电缆。
[0033]术语“塑性材料”表示能够承受长时间加热,即温度在150℃以上的各种聚合物材料,例如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟亚甲基和六氟丙烯的共聚物(FEP)、全氟烷基聚合物(MFA)、聚亚安酯漆或PVC。
[0034]术语“金属丝的类型”始终是由一种金属或者金属合金制成的丝。
[0035]术语“电绝缘金属丝”意味着每根金属丝被单独电绝缘。
[0036]图1示出了本发明的第一实施例。加热电缆1具有电绝缘金属丝2。这些电绝缘金属丝2具有2至200μm的直径并且电绝缘部4是玻璃涂层。这种玻璃涂层构成玻璃涂层金属丝的总直径的大约2%至30%,优选5%至10%。
[0037]金属丝3是导电的并且由导电材料例如铜、镍、铜镍合金、不锈钢或其它具有良好导电性的适合的金属或金属合金制成。
[0038]金属丝可以是由具有在17和2000Ω.mm2/km之间的电阻率的金属形成。优选地,电阻率在17和200Ω.mm2/km之间,更优选地,电阻率在17和100Ω.mm2/km之间。
[0039]除了电绝缘以外,玻璃涂层4使得金属丝3抗腐蚀和抗氧化。
[0040]具有超过一根玻璃涂层金属丝的加热电缆可以容易地缝合在纺织物上而不会被针破坏,因为玻璃涂层还能使其抗切割。玻璃涂层4还提供电绝缘从而阻止金属丝彼此电接触。这抑制了所谓的热点结构,例如当由于高机械应力而使一个或多个金属丝中断时。
[0041]优选地,玻璃涂层能够通过使用用于获得金属丝的Taylor-Ulitovskii工艺获得,其中玻璃和金属丝同时生产。由此减少了涂层成本和生产时间,并且获得直径非常小的金属丝。这种细丝具有增强的机械性能并且使得用于设计目的时其非常柔软,例如金属丝的小直径与玻璃涂层一起使其适合于编织、针织或编结到纺织物中。
[0042]在第二实施例中,本发明提供了一种加热电缆,其中如图2所示绝缘金属丝的线束7绞合。可选择地,如图1所示线束6还可以平行。
[0043]本发明的另一实施例提供了一种加热电缆,其包含至少一种类型的均具有玻璃涂层的金属丝。于是线束6或7能够包含不同类型的玻璃涂层金属丝,其有助于用于加热电缆的期望电阻的调节。线束6或7可以绞合或平行。
[0044]如图3所示,在另一实施例中提供了一种包含与未涂覆金属丝3组合的玻璃涂覆金属丝2的线束8的加热电缆。
[0045]未涂覆的丝3可以是向线束提供强度的至少一种类型的金属或金属合金,,例如不锈钢。玻璃涂覆丝2可以是具有良好电阻率的金属例如铜、镍、铁中的一种金属。或者即使超过一种金属或金属合金型的玻璃涂覆丝可以用于为加热元件提供需要的电阻率。
[0046]在另一实施例中,加热电缆嵌入塑性材料5中,例如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟亚甲基和六氟丙烯的共聚物(FEP)、全氟烷基聚合物(MFA)、聚亚安酯漆或PVC。
[0047]在另一实施例中,加热电缆包括玻璃涂覆的金属丝,其中这些丝经由Taylor-Ulitovskii方法获得。金属丝由含铁或不含铁、非晶或晶体金属制成。
[0048]本发明的另一实施例提供了一种具有至少一种上述加热电缆的纺织物结构,其中该加热电缆被加工或者缝合到纺织物之内或之上。
[0049]然后加热电缆可以用在加热元件中,其中加热电缆以本领域的任何公知方法与电源接触。
[0050]除了用于汽车座椅的加热,加热电缆和加热元件还可以用于衣服例如防护服、手套、长袜、短袜等等中。
Claims (13)
1、一种加热电缆,包括电绝缘金属丝,其特征在于:所述金属丝具有2至200μm的直径,每根金属丝都是单独电绝缘的并且所述电绝缘包括连续且内聚的玻璃涂层。
2、根据权利要求1的加热电缆,其中所述金属丝是由含铁的或者不含铁的、非晶的或者晶体的金属制成。
3、根据权利要求1或2的加热电缆,其中所述玻璃涂层金属丝是通过Taylor-Ulitovskii方法获得的。
4、根据权利要求1至3中任一项的加热电缆,其中所述加热电缆构造成一束玻璃涂层金属丝的形式。
5、根据权利要求1至3中任一项的加热电缆,其中所述加热电缆构造成玻璃涂覆金属丝紧邻未涂覆金属丝的线束的形式。
6、根据权利要求4的加热电缆,其中所述线束的玻璃涂覆金属丝包括均具有玻璃涂层的至少一种金属丝。
7、根据权利要求5的加热电缆,其中所述线束的玻璃涂覆金属丝和未涂覆金属丝包括至少一种类型的金属丝。
8、根据权利要求4至7中任一项的加热电缆,其中所述线束的涂覆和/或未涂覆金属丝被绞合。
9、根据权利要求4至7中任一项的加热电缆,其中所述线束包括平行涂覆和/或未涂覆的金属丝。
10、根据权利要求1至9中任一项的加热电缆,其中所述加热电缆被嵌在塑性材料中。
11、根据权利要求1至10任何一个的加热电缆,其中该加热电缆在PTFE中挤出成型。
12、一种纺织物结构,包括根据权利要求1至11中任一项的加热电缆,其中所述加热电缆集成在纺织物结构中。
13、一种纺织物结构,包括根据权利要求1至11中任一项的加热电缆,其中所述加热电缆集成在汽车座椅中。
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