DE202011102425U1

DE202011102425U1 - Elektrische Leitung

Info

Publication number: DE202011102425U1
Application number: DE202011102425U
Authority: DE
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2011-11-08
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: US8456272B2; CN102339656A; CN102339656B; DE102011105675A1; US20120013433A1; KR20120007981A

Abstract

Elektrische Leitung (5) mit mindestens einem Leitsubstrat (51) und mindestens einem Substratträger (52), an und/oder in welchem das Leitsubstrat (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitsubstrat (51) mindestens einen Leitpartikel (7) aufweist.

Description

Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung mit mindestens einem Leitsubstrat und mindestens einem Substratträger, an und/oder in welchem das Leitsubstrat angeordnet ist. Solche Leitungen kommen z. B. in elektrischen Widerstandseinrichtungen zum Einsatz oder in Kontaktiereinrichtungen, Temperiereinrichtungen, Klimatisiereinrichtungen, Detektoreinrichtungen, Bezügen für zu temperierende Gegenstände, Fahrzeug-Interieurbauteile und/oder Inneneinrichtungsgegenstände.
Es ist vorgesehen, dass das Leitsubstrat mindestens einen Leitpartikel aufweist.
Es ist außerdem vorgesehen, dass das Leitsubstrat mindestens zwei strangförmige Leitpartikel aufweist, die an mindestens einem elektrischen Kontaktpunkt elektrisch miteinander in Verbindung stehen.
Es ist vorgesehen, die Widerstandseinrichtung mindestens zwei Widerstandszonen aufweist, welche eine voneinander verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
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. 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 Seitenansicht eines Fahrzeuges mit Heizeinrichtung 44, teilweise längs geschnitten
2a) Grundprinzip der Schaltung einer solchen Heizeinrichtung 44
2b) Erste Ausführungsform einer Heizeinrichtung 44 mit einer strangförmigen Leitung 5 als Heizleiter, die auf einer flächigen Trägereinrichtung 8 angeordnet ist.
2c) Zweite Ausführungsform einer Heizeinrichtung 44, bei der eine Vielzahl strangförmiger Leitungen 5 auf einer Trägereinrichtung 8 zwischen zwei Kontaktiereinrichtungen 46 verlegt ist.
2d) Dritte Ausführungsform einer Heizeinrichtung 44, bei der eine Vielzahl von Leitpartikeln 7 ein Leitfeld 5a bildet, das zwischen zwei Kontaktiereinrichtungen 46 angeordnet ist.
3a1) Erste Ausführungsform einer vergrößerten perspektivischen Ansicht einer Leitung bspw. von 2b), mit einem strangförmigen Substratträger 52 und an dessen Oberfläche aufgebrachten Leitpartikeln 7.
3a2) Zweite Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem strangförmigen Substratträger 52, in dessen Masse eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Leitpartikeln 7 eingebettet ist.
3a3) Dritte Ausführungsform einer strangartigen Leitung 5 mit einem röhrenförmigen Substratträger 52, dessen hohler Kern mit einer Vielzahl von Leitpartikeln 7 gefüllt ist.
3b1) Vierte Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem strangförmigen Substratträger 52, um den spiral-/schraubenförmig ein strangförmiges Leitsubstrat 51 gewunden ist.
3b2) Fünfte Ausführungsform einer Leitung 5, bei der strangförmige Leitsubstrate 51 mit strangförmigen Trägerteilen 52 verseilt sind.
3b3) Sechste Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem strangförmigen Leitsubstrat 51 und einem schraubenförmig darum gewundenen Substratträger 52.
3c1) Siebte Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem strangförmigen Substratträger 52 und einer darauf röhrenförmig aufgebrachten Beschichtung als Leitsubstrat 51.
3c2) Achte Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem röhrenförmigen Substratträger 52, in den ein röhrenförmiges Leitsubstrat 51 eingesetzt ist. Hier kann im Kern ein Hohlraum verbleiben oder eine Füllung mit einem leitfähigen oder nicht leitfähigen Material vorgesehen sein.
3c3) Neunte Ausführungsform einer Leitung 5 mit einem röhrenförmigen Substratträger 52 und einem darin angeordneten strangförmigen Leitsubstrat 51.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Temperierung mindestens eines zu temperierenden Gegenstandes 100. Darunter fallen insbesondere alle von Personen berührten oder vereisungsgefährdeten Objekte bzw. Oberflächen, wie z. B. Flugzeugtragflächen, Sendeanlagen, Kühlschränke, Innen-Einrichtungsgegenstände von Häusern, Türen, Fenstern, Decken, Liegen, Polster etc. Es kann sich wie hier auch um einen Innen-Einrichtungsgegenstand eines Luft-, Wasser-, Land-, Schienen-, oder Kraftfahrzeugs 99 z. B. gemäß 1 handeln, wie z. B. eine Lenkeinrichtung 101, ein Lenkrad 102, ein Armaturenbrett 103, eine Armauflage, eine Türverkleidung 105, eine Sitzauflage, einen Fahrzeughimmel, ein Polster, einen Bezug oder wie hier einen Sitz 110.
Mindestens ein zu temperierender Gegenstand 100 besitzt eine oder mehrere zu temperierende Oberflächen 10. Vorzugsweise besitzt mindestens eine zu temperierende Oberfläche 10 wie das Ausführungsbeispiel von 1 vorzugsweise mindestens einen Bezug 2. Bezug meint dabei jede Art von Schicht, Bezugsunterware oder Schichtverbund, welche den zu temperierenden Gegenstand 100 zumindest teilweise bedeckt; insbesondere eine solche, die als ein zusammenhängendes flächiges Bauteil am zu temperierenden Gegenstand 100 angeordnet und/oder im Wesentlichen zusammenhängend von diesem lösbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine zu temperierende Oberfläche 10 auch mit ein oder mehreren Beschichtungen versehen sein. Unter Beschichtungen werden insbesondere solche Schichten verstanden, die zumindest zeitweise als kleine Teilchen (z. B. Granulat oder Pulver) oder flüssig (z. B. als Tauchlack, Sprühlack oder geschmolzene Partikel) am zu temperierenden Gegenstand 100 angeordnet sind und nach Verfestigung ein zusammenhängendes Gebilde von überwiegend zweidimensionaler Ausdehnung bilden. Zusätzlich oder alternativ kann eine zu temperierende Oberfläche 10 ein zumindest teilweise zusammenhängendes Bauteil 21 aufweisen mit im Wesentlichen flächigen Komponenten, z. B. Stoff, Leder, Vlies und/oder Abstandsmaterialien, wie Abstandsgewirken. Mehrere flächige Komponenten der zu temperierenden Oberfläche 10 können z. B. zusammengenäht, geklebt, genietet, geklettet, geschweißt o. ä. sein.
Mindestens ein zu temperierender Gegenstand 100 besitzt vorzugsweise ein oder mehrere Polster 3. Diese sind vorzugsweise als geschäumte Körper ausgeführt und z. B. Bestandteil eines Sitzes 110, eines Lenkrads 102 o. ä.
Mindestens einem zu temperierenden Gegenstand 100 und mindestens einer zu temperierenden Oberfläche 10 sind eine oder mehreren Klimatisiereinrichtungen 4 zugeordnet, um sie zu temperieren/klimatisieren.
Mindestens eine Klimatisiereinrichtung 4 weist zweckmäßigerweise eine oder mehrere Luftleiteinrichtungen 41 auf. Unter Luftleiteinrichtung 41 wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung der Luftzusammensetzung oder der Luftströmungen in einem bestimmten Flächen- oder Raumbereich zum Luftaustausch genutzt werden kann, wie z. B. Bordklimaanlage, zumindest teilweise luftdurchlässige Abstandsmedien, Abstandsgewirke und/oder Klimatisierungseinleger.
Mindestens eine Klimatisiereinrichtung 4 weist zweckmäßigerweise eine oder mehrere Feuchteregulier-Einrichtungen 42 auf. Unter Feuchteregulier-Einrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die der Regulierung der Luftfeuchtigkeit in ihrer Umgebung dient, insbesondere genannte Luftleiteinrichtungen 41, Temperiereinrichtungen 43 oder Feuchtigkeitsabsorber wie Aktivkohlefasern oder polymere Superabsorber.
Mindestens eine Klimatisiereinrichtung 4 weist zweckmäßigerweise eine oder mehrere Temperiereinrichtungen 43 auf. Unter Temperiereinrichtung 43 wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung der Temperatur in ihrer Umgebung genutzt werden kann, z. B. alle Vorrichtungen mit mindestens einem elektrischen Heizwiderstand gemäß 2 und 3, einer Wärmepumpe, einem Peltier-Element und/oder einer Luftbewegungs-Einrichtung, z. B. einem Ventilator.
Mindestens eine Temperiereinrichtung 43 weist vorzugsweise mindestens eine elektrische Heizeinrichtung 44 auf. Eine solche Heizeinrichtung ist vorzugsweise als textiles Flächen-Heizelement ausgeführt. Einsetzbar ist sie z. B. als Einleger in die Polsterung eines Einrichtungsgegenstandes, z. B. eines Sitzes 110.
Mindestens eine Heizeinrichtung 44 weist vorzugsweise eine oder mehrere elektrische Widerstandseinrichtungen 45 auf, um elektrische Energie in thermische umzuwandeln. Vorzugsweise sind eine oder mehrere Widerstandseinrichtungen 45 so gestaltet, dass sie bei Temperaturen über 100°C, je nach Anwendungsfall auch über 200°C oder über 250°C, ihre elektrische Leitfähigkeit zumindest teilweise verlieren. Je nach Anwendungsfall kann dies unterhalb von 150°C, unter 200°C oder auch unter 260°C liegen. Mindestens eine Widerstandseinrichtung 45 und/oder einer ihrer Bestandteile weist vorzugsweise einen PTC-Effekt auf.
Mindestens eine Widerstandseinrichtung 45 weist vorzugsweise eine oder mehrere Leitungen 5 zum Temperieren auf.
Eine Heizeinrichtung 44 weist vorzugsweise eine oder mehrere Kontaktiereinrichtungen 46 auf, um eine elektrische Spannung an mindestens eine Widerstandseinrichtung 45 anzulegen.
Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung 44 zwei oder mehr Kontaktiereinrichtungen 46 auf, die beabstandet zueinander zumindest teilweise an einer Widerstandseinrichtung 45 angeordnet sind. Vorzugsweise sind sie randnah entlang der Widerstandseinrichtung 45 angeordnet und z. B. durch Nähen, Kleben oder Aufdrucken daran befestigt. Sie können eine lang gestreckte Kontur aufweisen und im Wesentlichen mäandernd und/oder geradlinig (2c), d)) verlaufen. Sie sind vorzugsweise in etwa parallel zueinander angeordnet und jeweils an einem ihrer Enden über eine Verbindungsleitung 461 mit einer Strom-/Spannungsquelle verbunden. Sind mehr als zwei Kontaktiereinrichtungen 46 an einer Widerstandseinrichtung 45 angeordnet, so sind bestimmte Bereiche davon unabhängig von den übrigen mit Strom beaufschlagbar.
Kontaktiereinrichtungen 46 können grundsätzlich aus den gleichen Materialien hergestellt sein wie eine Widerstandseinrichtung 45. Dazu ist vorzugsweise eine größere Menge eines leitfähigen Materials vorgesehen. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass auf einer flächigen Trägereinrichtung eine Widerstandseinrichtung z. B. im Siebdruck aufgedruckt wird. Anschließend wird eine oder mehrere weitere Schichten im Randbereich aufgedruckt, um so Elektroden zu bilden.
Eine Kontaktiereinrichtung 46 weist vorzugsweise eine oder mehrere Leitungen 5 zum Kontaktieren auf, die mit einer Widerstandseinrichtung 45 in elektrisch leitender Verbindung stehen. Zweckmäßig ist insbesondere eine Anzahl von zwei bis zehn, vorzugsweise drei bis acht Kontaktleitern.
Eine Heizeinrichtung 44 weist sinnvollerweise einen oder mehrere Temperatursensoren auf. Diese überwachen das Temperatur-Niveau des Heizelementes und/oder der Umgebung, um maximalen Komfort und Sicherheit zu gewährleisten. Ein solcher Temperatursensor kann z. B. ein Thermostat sein.
Mindestens eine Heizeinrichtung 44 weist sinnvollerweise einen oder mehrere Stromunterbrecher 47 auf, um die Stromzufuhr zu mindestens einer Widerstandseinrichtung 45 und/oder einer Leiter-Einrichtung zu unterbrechen. Dadurch lassen sich unnötiger Energieverbrauch und unangenehme Temperaturen vermeiden. Ein solcher Stromunterbrecher 47 kann durch mindestens eine Leitung 5'' gebildet sein, die ihre elektrische Leitfähigkeit im Falle der Überschreitung eines Temperatur-Schwellenwertes zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise verliert, z. B. durch Schmelzen oder Durchbrennen.
Eine Klimatisierungseinrichtung 4 weist vorzugsweise eine oder mehrere Detektoreinrichtungen 49 auf, z. B. in Form von Feuchtesensoren, um die Feuchtigkeit in einem Sitz und/oder in der Luft der Umgebung oder andere Parameter zu ermitteln.
Die Klimatisiereinrichtung 4 bzw. eine oder mehrere ihrer Komponenten (z. B. Widerstandseinrichtung 44, Kontaktiereinrichtung 46, ...) hat eine oder mehrere Leitungen 5, 5', 5''. Diese können z. B. als Kontaktiereinrichtung 46 oder Verbindungsleitungen 461 zur Stromleitung, als Widerstandseinrichtungen 45 zur Wärmeerzeugung und/oder Detektoreinrichtungen 49 zur Temperaturüberwachung ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist die elektrische Leitfähigkeit mindestens einer Leitung 5, 5', 5'' bei unerwünscht hoher Temperatur (z. B. 200°C bis 400°C, besser zwischen 220°C und 280°C) zeitweise oder dauerhaft zumindest lokal vermindert oder ganz aufgehoben. Das verhindert eine unzulässig hohe Aufheizung. Es kann vorgesehen sein, dass die Leitung 5 teilweise oder im Wesentlichen vollständig reversibel oder irreversibel in dem genannten Temperaturbereich unterbrochen ist.
Vorzugsweise schwankt der elektrische Widerstand mindestens einer Leitung 5, 5', 5'' vorzugsweise zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich um maximal 50% seines Widerstandes bei Raumtemperatur (ca. 20°C), besser maximal 30% oder 10%. Der Temperaturbereich umfasst vorzugsweise das Intervall von –10°C bis +60°C, besser –20°C bis +150°C, besser –30°C bis +200°C. Dies kann z. B. durch Vorrecken, Warmlagern, Wasserbäder o. ä. erreicht werden. Das gilt insbesondere für kunststoff-haltige Leitungen 5. Vorzugsweise liegt der elektrische Widerstand zwischen 0 und 3 Ω/m, besser 0 und 2 Ω/m, besser 0,1 und 0,3 Ω/m zum Stromtransport beziehungsweise zwischen 0,1 und 5 Ω/m, besser 0,8 und 3 Ω/m zum Heizen.
Vorzugsweise hat mindestens eine Leitung 5, 5', 5'' mindestens ein Leitsubstrat 51 zum Leiten von elektrischem Strom und/oder mindestens einen Substratträger 52 zum Tragen des Leitsubstrats 51.
Vorzugsweise ist mindestens ein Substratträger 52 teilweise oder im Wesentlichen vollständig aus einem Material, das eine höhere Beständigkeit gegenüber Wechselbiegung und/oder einen deutlich höheren Materialpreis und/oder eine geringere Zug- oder Druckfestigkeit aufweist als das Material des Leitsubstrats 51. Zusätzlich oder alternativ kann ein Substratträger 52 auch eine oder mehrere Fasern 521 aus einem hochfesten Werkstoff, z. B. Aramid, Carbon, Zylon, etc. enthalten. Unter hochfest wird dabei insbesondere ein Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mehr als 2500 N/mm² oder 2500 MPa verstanden. Vorzugsweise werden eine oder mehrere Mineralfasern eingesetzt, z. B. aus Glas. Dies bewirkt eine hohe Temperaturbeständigkeit und eignet sich insbesondere für die Verwendung in einem tragenden Innenstrang einer Leitung.
Zusätzlich oder alternativ weisen vorzugsweise ein oder mehrere Substratträger 52 eine oder mehrere Fasern 521 auf, die teilweise oder vollständig aus Kunststoff gebildet sind, z. B. aus Carbon, vernickelten Carbonfasern, Nylon, Polyethylen, PVC, Polyimid, Polyamid (z. B. 1.2, 3.4, 53, 6.6, 6.10, 7.2, 8.1), Polypropylen, Polyester, Polyurethan etc.. Diese Materialien sind einfach zu verarbeiten und kostengünstig. Sie eignen sich insbesondere für einen Innenstrang 52a, aber auch z. B. als Haftmasse in einem Leitsubstrat 51. Ein Kunststoff ist jedes synthetische, in der Natur nicht auftretende Material, insbesondere Polymere und daraus abgeleitete Substanzen wie Carbonfasern. Vorzugsweise ist das gewählte Material elastisch und reißfest.
Bei Leitungen 5, 5', 5'' ohne PTC-Charakteristik ist mindestens ein Substratträger 51 vorzugsweise so konzipiert, dass er bei Überschreiten eines bestimmten Temperaturwertes seinen Materialzusammenhalt verliert. Dazu kann zweckmäßig sein, dass der Substratträger 52 aus einem Material ist, das sich chemisch zersetzt oder verdampft, sobald bestimmte Temperaturwerte überschritten sind, so dass er zumindest partiell aufgelöst und unterbrochen ist. Dadurch wird dem Leitsubstrat 51 die tragende Grundlage entzogen, sobald eine unzulässige Erwärmung auftritt. Es kann dazu zweckmäßig sein, dass der Substratträger 52 schrumpft, sich zusammenzieht und/oder reißt und dabei eine darüber liegende, das Leitsubstrat 51 bildende Schicht zerstört/zerreißt, so dass die Leitfähigkeit des Leitsubstrats 51 gestört ist. Dafür kann zweckmäßig sein, dass der Substratträger 52 zumindest anteilig aus einem Material mit „Memory”-Effekt gefertigt ist. Es kann zweckmäßig sein, dass der Substratträger 52 bei Temperaturen von zwischen 100°C und 400°C zumindest teilweise schmilzt, erweicht oder sich zersetzt, vorzugsweise zwischen 150°C und 300°C, vorzugsweise zwischen 220°C und 280°C, hier bei 270°C. Mindestens ein Substratträger 52 weist vorzugsweise ein Material auf, das bis mindestens 150°C, vorzugsweise bis mindestens 200°C, vorzugsweise bis mindestens 250°C chemisch und/oder mechanisch zumindest ähnlich stabil bleibt wie unter Standardbedingungen. Dadurch ist das Material für den gewöhnlichen Heizbetrieb ausreichend hitzebeständig. Hitzebeständig bedeutet, dass das betreffende Material bei Temperaturänderungen des Alltags seine Form und seine Festigkeit allenfalls unwesentlich ändert, chemisch stabil bleibt und den gleichen Aggregatszustand wie bei Standard-Umgebungsbedingungen beibehält.
Der elektrische Widerstand einer Leitung 5 mit leitfähig beschichteten Materialien hängt nicht nur Von der Beschaffenheit einer als Leitsubstrat 51 dienenden leitfähigen Beschichtung, sondern auch von der Beschaffenheit des Substratträgers 52 ab. Insbesondere die langfristige Stabilität des elektrischen Widerstands wird davon stark beeinflusst, weil ein Zerfall des Substratträgers 52 auch das davon getragene Leitsubstrat 51 beschädigen kann.
Es hat sich gezeigt, dass die Dauerbeständigkeit eines Substratträgers 52 gegen Alterung, Materialermüden und thermische Belastungen insbesondere bei Polymer-Werkstoffen dann besonders hoch ist, wenn zumindest Teile des Materials des Substratträgers 52 ein hohes Molekulargewicht und/oder eine hohe Kristallinität aufweisen. Dies gilt zumindest solange diese Belastungen unterhalb des Schmelzpunktes, der Erweichungstemperatur und/oder der Zersetzungstemperatur des Materials bleiben. Um Kristalle aufzuschmelzen wird pro Gramm eine bestimmte Energie benötigt. Je mehr oder größer die Kristalle pro Masseneinheit des Kunststoffes sind, umso mehr Energie wird benötigt. Daher ist die massenbezogene Aufschmelzenergie (J/g) ein Maß für die Kristallinität in einem teilkristallinen Kunststoff.
Umfangreiche Tests haben gezeigt, dass die Stabilität besonders gut ist, wenn mindestens 50% des Materials des Substratträgers 52 in kristallischer Form vorliegen, während die übrigen Anteile in amorpher Struktur vorliegen. Vorzugsweise beträgt die Kristallinität eines Kunststoffes mindestens 50 J/g, vorzugsweise mindestens 60 J/g, besser noch 70 J/g. Dies erhöht die Haftung einer Beschichtung am Substratträger 52. Dies gilt insbesondere für die oben genannten Kunststoffe. Außerdem wurde dabei festgestellt, dass eine Fertigung des Substratträgers 52 aus einem Material mit hohem Molekulargewicht einem Eindringen von Wasser in das Trägermaterial entgegenwirkt. Vorzugsweise beträgt das Molekulargewicht von einem, mehreren oder im Wesentlichen allen Substratträgern 52 deshalb mindestens 40.000 g/mol, besser 100.000 g/mol, besser 130.000 g/mol, besser 200.000 g/mol und mehr. Dies gilt insbesondere für die oben genannten Kunststoffe.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Substratträger 52 zumindest Anteile eines Materials auf, dessen elektrische Leitfähigkeit sich in Bezug auf mindestens einen Einflussparameter anders verhält als mindestens ein Materialanteil mindestens eines Leitsubstrats 51. Vorzugsweise ändert sich die elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur.
Substratträger 52 sind gewöhnlich zumindest größtenteils aus einem elektrisch nicht-leitenden Material gefertigt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Substratträger 52 ganz oder teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist und einen Teil der Stromlast trägt. Dies kann z. B. bei Leitungen 5, 5', 5'' mit PTC-Charakteristik zweckmäßig sein. In einem solchen Fall fließt vorzugsweise der größere Teil des Stromes über das Leitsubstrat 51 und weniger als 50%, besser weniger als 20%, besser weniger als 10%, über den Substratträger 52. Zweckmäßig sind hierfür z. B. Metalle wie Kupfer, Stahl oder Nickel, elektrisch leitfähige Kunststoffe, Graphit oder Mischungen bzw. Legierungen hieraus.
Es kann zweckmäßig sein, dass der Substratträger 52 eine Dicke von weniger als 500 μm, vorzugsweise zwischen 100 und 2 μm, vorzugsweise zwischen 50 und 0,1 μm, vorzugsweise zwischen 15 und 0,1 μm, aufweist.
Vorzugsweise weist mindestens ein Substratträger zumindest abschnittsweise eine Haftmasse 522 auf oder ist ganz oder teilweise daraus gebildet, um ein oder mehrere Leitsubstrate 51 oder Bestandteile davon zu halten. Mindestens ein Teil der Haftmasse 522 ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem zumindest zeitweise klebefähigen und/oder nicht-metallischen Werkstoff gebildet und/oder einem Werkstoff mit dem Potential, Fügeteile durch Flächenhaftung (Abhäsion) und/oder innere Festigkeit (Kohäsion) zu verbinden. Mindestens ein Teil der Haftmasse 522 ist vorzugsweise zumindest teilweise durch Pinselauftrag auf einer dauerhaft oder zeitweise bei der Temperiereinrichtung 43 verbleibenden flächigen Trägereinrichtung 8 mit Pinseln aufgetragen, mit Druck aufgespritzt, in einem Bad durch Tauchen oder durch Pulverbeschichtung aufgebracht. Dies umfasst insbesondere Schmelz-, Kontakt-, Pulver- und/oder Sprühkleber oder entsprechende Bindemittel. Geeignet sind insbesondere Materialien mit mindestens Anteilen von Gummi, PU, Kunstharz, Klebstoffen und/oder Plastisolen.
Vorzugsweise weist mindestens eine Leitung 5, 5', 5'' ein oder mehrere Leitsubstrate 51 auf. Darunter werden solche Bestandteile der Leitung 5 verstanden, die zumindest abschnittsweise und/oder zeitweise eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1 Mio. Ω·cm, vorzugsweise mindestens 1 Ω·cm aufweisen.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 teilweise oder im Wesentlichen vollständig an oder in einem Substratträger 52 angeordnet. Dies kann z. B. stoffschlüssig geschehen, z. B. dadurch, dass ein der mehrere Leitsubstrate 51 als flächige und/oder röhrenförmige Beschichtung an oder um einen flächigen oder strangartigen Substratträger 52 vorgesehen sind. Es ist z. B. auch möglich, dass ein Leitsubstrat 51 z. B. als Strang, Band, Netz oder Schicht form- oder kraftschlüssig befestigt ist, z. B. durch Einweben, Einwirken, Aufnähen, Einnähen an oder in einem flächigen Substratträger 52 oder wendelförmiges Umwickeln eines strangförmigen Substratträgers 52. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 teilweise oder im Wesentlichen vollständig unmittelbar einer zu temperierenden Oberfläche zugeordnet, z. B. durch Anordnung an einem Bezug 2 und/oder zumindest teilweise in ein zu temperierendes Objekt 100 eingebettet, z. B. durch Einschäumen, Eingießen etc. in einem Polsterschaum.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig als Schicht 51.1 ausgebildet und weisen zumindest abschnittsweise eine Materialstärke, insbesondere Schichtdicke, auf von 1 nm bis 15 μm, besser 1 nm bis 1 μm, besser 20 nm bis 0,1 μm. Da sich in einem Prozess-Schritt meist nur eine dünne Schicht aufbringen lässt, können auch mehrere Schichten übereinander vorgesehen sein. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig durch Lackieren, Tauchen, Färben oder durch kathodische Tauchlackierung oder Extrusion aufgebracht. Zwischen einem oder mehreren Leitsubstraten 51 und einem oder mehreren Substratträgern 52 ist vorzugsweise zumindest Punkt- oder abschnittsweise ein chemisch edles Material aufgebracht, z. B. eine Schicht mit Anteilen von 1–100% Silber, Paladium und/oder Gold. Dies kann eine verbesserte Haftung nachfolgend aufgebrachter Materialien an einem Substratträger 52 bewirken, welche das eigentliche Leitsubstrat 51 oder den größeren Teil des Leitsubstrats 51 bilden.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Leitsubstrate 51 abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig die Form eines Stranges, Bandes, Netzes und/oder einer Wendel bzw. Spirale auf. Es kann vorgesehen sein, dass ein Leitsubstrat 51 unregelmäßig geformt ist und z. B. Zonen unterschiedlicher Materialstärke aufweist. Insbesondere kann das Leitsubstrat 51 Einschnürungen, Verdickungen und/oder Ausnehmungen aufweisen. Dadurch lassen sich auch aus einem homogenen Material Bereiche im Leitsubstrat 51 erzeugen, deren elektrischer Widerstand gezielt eingestellt ist.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 anteilig oder im Wesentlichen vollständig aus einem Material gebildet, das eine PTC-Charakteristik aufweist. Hierfür sind z. B. graphithaltige Kunststoffe, insbesondere rußgefüllte Materialien geeignet. Vorzugsweise wird ein Material verwendet, dessen elektrischer Widerstand bei Temperaturen über 120°C, vorzugsweise über 70°C, insbesondere nicht-linear ansteigt. Z. B. kann das Material „7282 PTC Carbon Resistor” von DuPont aufgebracht werden, das bei etwa 80°C einen nicht-linearen, sehr starken Anstieg des Widerstandes auf das Doppelte bis 20fache des Wertes bei Raumtemperatur zeigt. Damit lässt sich sehr einfach ein selbstregelndes Heizelement verwirklichen, dass in keinem Betriebszustand überhitzen kann.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitsubstrate 51 teilweise oder im Wesentlichen vollständig aus einem Material gefertigt, dessen Leitfähigkeit auch in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchte langzeitstabil ist, vorzugsweise eines das auch nach einem Feuchtklimatest gemäß DIN EN 600068-2-30 eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 80%, besser 90%, besser 95%, seines Ursprungswertes aufweist. Hierzu besonders geeignet sind z. B. Materialien, die zumindest Anteile eines oder mehrerer der folgenden Materialien aufweisen: Metall, Kupfer, Kupferlegierung, Nickel (insbesondere mit Phosphor-Anteilen), Kohlenstoff-Partikel, Kohlenstoff-Fasern, carbonisierte Kunststoff-Filamente, Silber, Gold, Zink, Baytron, Baytron P, Polyaniline (PANI), Polythiophen, Poly(3,4-ethylendioxythiopen) (PEDOT), Polystyrenesulfonate (PSS), Polyacetylene (PA), Polyphenylene (PP), Polyphenylen vinylene (PPV), Polythiophene (PT) und/oder Kombinationen und/oder die genannten Materialien beinhaltende Verbindungen, Moleküle und/oder Derivate.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Leitsubstrate 51 jeweils ein oder mehrere Fasern 521 auf. Diese können z. B. zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Karbon bestehen. Sie können jedoch auch zumindest teilweise aus einem elektrisch schlecht oder nicht leitenden Material gebildet sein. Solche Fasern 521 sind vorzugsweise zumindest teilweise in das übrige Material des Leitsubstrats 51 eingebettet und erhöhen dessen mechanische Festigkeit. Ein solches Leitsubstrat 51 könnte also z. B. eine Metallschicht oder Graphitschicht um einen strangförmigen Substratträger 52 und Einschlüsse von zusätzlichen Karbon- oder Metallfasern aufweisen.
Eine oder mehrere Leitungen weisen vorzugsweise eine Vielzahl von Leitpartikeln 7 auf. Unter Partikel werden kleine Einheiten von Materie, z. B. Teilchen, Granulat, Fasern, Faserbruchstücke, Pulver, Körner oder Mischungen daraus verstanden, die vorzugsweise in einer, zwei oder drei Dimensionen kleiner als 2 cm, besser 1 cm, besser 5 mm, besser 2 mm, besser 1 mm sind. Bevorzugt werden Durchmesser von ca. 50 μm bis ca. 3 mm, besser 0,01–4 mm, und/oder Längen von ca. 50 μm bis ca. 20 cm (besser 0,01–5 cm). Solche Leitpartikel 7 sind preisgünstig, korrosionsbeständig und temperaturunempfindlich. Ein Leitpartikel 7 kann dabei ein Leitsubstrat 51 bilden. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Leitpartikeln 7 eventuell unter Verwendung einer Haftmasse 522 zusammen ein Leitsubstrat 51 bildet.
Ein gewisser Anteil oder im Wesentlichen alle Leitpartikel 7 sind aus einem vorzugsweise homogenen, vorzugsweise elektrisch leitfähigen Material gebildet, vorzugsweise zumindest anteilig aus Kohlenstoff, Stahl, intrinsisch leitfähigem Kunststoff, rußgefülltem Lycocell oder anderen Metallen. Faserartige Partikel sind besonders geeignet, da sie bei einer Einbettung in eine Haftmasse 522 eine bessere Stromleitfähigkeit ermöglichen. Besonders geeignet sind Kohlenstoff-Nanoröhren, Grafit-Nano-Fasern oder Karbonfilamente. Dies gewährleistet eine gute elektrische Leitfähigkeit, mechanische Robustheit und Korrosionsfestigkeit. Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) sind röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff mit einem Durchmesser von ca. 1–50 nm und einer Länge von bis zu mehreren Millimetern. Die elektrische Leitfähigkeit der Röhre ist metallisch, halbleitend oder bei tiefen Temperaturen supraleitend. CNTs haben eine Dichte von 1,3–1,4 g/cm³ und eine Zugfestigkeit von 45 Milliarden Pascal. Die Strombelastbarkeit beträgt ca. das 1000-fache von Kupferdrähten. Die Wärmeleitfähigkeit liegt bei Raumtemperatur bei 6000 W/m·K. Grafit-Nano-Fasern sind (massive) Fasern aus Kohlenstoff mit einem Durchmesser kleiner als 1 μm.
Ein gewisser Anteil oder im Wesentlichen alle Leitpartikel 7 sind zumindest teilweise in eine Haftmasse 522 (z. B. einen Lack, Kleber oder eine Paste) eingebettet und/oder haftet an deren Oberfläche. Es kann auch vorgesehen sein, dass sie vollständig von der Haftmasse 522 (auf Polyurethan-Basis) umschlossen sind. Vorzugsweise bilden die Leitpartikel nur maximal 10% des Volumenanteils des resultierenden Werkstoffes, vorzugsweise max. 5%, besser 1%.
Ein gewisser Anteil oder im Wesentlichen alle Leitpartikel 7 sind vorzugsweise teilweise oder im Wesentlichen vollständig von einer zu temperierenden Oberfläche 10 beabstandet. Insbesondere nicht eingebettete bzw. nicht anhaftende Bereiche von Leitpartikeln 7 ragen vorzugsweise auf der von einem Benutzer abgewandten Seite einer Haftmasse 522 heraus und/oder sind auf dieser Seite angeordnet. Ein solcher Werkstoff, der Leitpartikel 7 und Haftmasse 522 enthält, kann z. B. eine Dispersion, z. B. ein Anstrichmaterial, sein. Vorzugsweise beinhaltet dieser Werkstoff Tenside. Er sitzt vorzugsweise korrosionsbeständig, abriebfest und preisgünstig.
Vorzugsweise weisen je ein oder mehrere Leitungen 5, 5', 5'', Leitsubstrate 51, Leitstränge 55, Heizeinrichtungen 44 und/oder zu temperierende Gegenstände 100 mindestens einen Mantel 53 auf. Der Mantel 53 ist zumindest teilweise an der Oberfläche einer bemantelten Komponente angeordnet und hat ein oder mehrere Eigenschaften, welche die Oberfläche der bemantelten Komponente nicht hat. Durch einen Mantel 53 wird die bemantelte Komponente vorzugsweise zumindest teilweise von ihrer Umgebung getrennt. Ein Mantel 53 ist z. B. auch ein Gebilde, das die bemantelte Komponente direkt oder indirekt zumindest teilweise bedeckt oder umhüllt, aber nicht zwangsweise das äußerste Teil der bemantelten Komponente. Ein Mantel 53 kann z. B. flächig als Schicht, rohrartig als Umhüllung oder netzartig ausgeführt sein. Ein solcher Mantel 53 kann z. B. zumindest teilweise elektrisch leitfähig sein und z. B. ein Leitsubstrat 51, eine EMV-Schirmung, eine antistatische Beschichtung und/oder eine Signalübertragungseinrichtung bilden. Er kann auch zumindest teilweise elektrisch schlecht oder nicht leitend sein und z. B. eine Isolation, einen Korrosionsschutz gegen aggressive Medien, einen Überleitschutz und Hot-Spot-Schutz, eine klebefähige Verbindungseinrichtung und/oder eine Verstärkung der mechanischen Beständigkeit einer Leitung 5 bilden.
Ein Mantel 53 kann teilweise oder im Wesentlichen vollständig aus Kunststoff, Klebstoff, Isolationsmaterial oder einem leitfähigen Material wie Metall, z. B. Kupfer oder Silber, gefertigt sein. Er kann z. B. extrudiert, galvanisiert, getaucht und/oder polymerisiert sein. Dazu ist vorzugsweise zumindest ein Teil der Oberfläche der Leitung und/oder des Leitsubstrats beschichtet, insbesondere mit einem Kunststoff und/oder einem Klebstoff, einem Lack und/oder zumindest anteilig mit Polyurethan, PVC, PTFE, PFA und/oder Polyester. Entsprechende Leitungen sind besonders korrosionsbeständig und können außerdem mittels der Beschichtung verklebt werden.
Es kann zweckmäßig sein, dass mindestens ein Mantel 53 und/oder mindestens ein Leitsubstrat 51 zumindest an Teilen ihrer Oberfläche eine bei üblichen Umgebungsbedingungen chemisch inaktive Oberfläche aufweist, zumindest auf ihrer nach außen (bezogen auf einen Substratträger 52 oder eine bemantelte Komponente) weisenden Oberfläche. Chemisch inaktiv bedeutet inert, d. h. auch bei Einwirkung korrosiver Substanzen verändert sich das so bezeichnete Objekt nicht, zumindest nicht bei solchen Substanzen wie Schweiß, Kohlensäure oder Fruchtsäuren. Das Material kann auch so gewählt werden, dass es entweder nicht korrodiert oder elektrisch leitfähige Korrosionsprodukte bildet. Dazu kann ein Metall vorgesehen sein, dessen Oberfläche passivierbar ist und/oder oxidiert und/oder chromatiert ist. Dazu eignen sich insbesondere Edelmetalle wie Gold oder Silber. Hier ist vorgesehen, dass mindestens ein Leiter zumindest an Teilen seiner Oberfläche metallhaltig, vorzugsweise zumindest anteilig aus Nickel, Silber, Kupfer, Gold und/oder einer diese Elemente beinhaltende Legierung gebildet ist, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig aus einem der genannten Materialien. Dies reduziert den Übergangswiderstand an einer Kontaktfläche zwischen einem Heiz- und Kontaktleiter. Zweckmäßig ist, wenn der Mantel 53 metallhaltig, vorzugsweise zumindest anteilig aus einer Legierung, aus Nickel mit Phosphoranteilen, aus Silber, Kupfer und/oder aus Gold gefertigt ist, vorzugsweise aus einer Legierung, die im Wesentlichen vollständig gebildet ist aus Silber, Kupfer, Gold und/oder Nickel. Er kann aber auch teilweise oder im Wesentlichen vollständig aus jedem der für Leitsubstrate 51 und/oder für Substratträger 52 beschriebenen Materialien gefertigt sein.
Vorzugsweise hat mindestens eine Leitung 5 ein oder mehrere Leitfelder 5a. Unter letzterem wird ein im Wesentlichen flächiges, zumindest teilweise elektrisch leitfähiges Gebilde verstanden. Es kann z. B. eine Folie, ein Textil oder ähnliches als leitfähigen oder nicht-leitfähigen Substratträger 52 aufweisen. Ein Leitfeld 5a weist jedenfalls ein oder mehrere Leitsubstrate 51 auf. Solche Leitsubstrate 51 können entweder selbst den wesentlichen Bestandteil des Leitfeldes 5a bilden (z. B. als Vlies aus elektrisch leitfähigen Fasern) oder an oder in einem flächigen Substratträger 52 angeordnet sein (z. B. als aufgenähte oder eingewirkte Leiterstränge auf einem Textilträger).
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Leitsträngen 55 und/oder Leitfeldern 5a vorgesehen, vorzugsweise in ein oder mehreren Kontaktiereinrichtungen 46 und/oder ein oder mehreren Widerstandseinrichtungen 45. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Leitstränge 55/Leitfelder 5a einer Kontaktiereinrichtung 46 mit ein oder mehreren Leitsträngen 55/Leitfeldern 5a einer Widerstandseinrichtung 45 räumlich und/oder elektrisch verbunden.
Mindestens eine Leitung 5 und/oder ein Leitfeld 5a hat vorzugsweise jeweils einen oder mehrere Leitstränge 55 oder ist zumindest teilweise als solcher ausgeführt. Der Leitstrang 55 kann z. B. ein Heizstrang, ein Kontaktstrang, eine elektrische Sicherung und/oder ein Verbindungsleiter sein. Ein Leitstrang 55 ist ein zumindest teilweise elektrisch leitfähiger Strang, in dem sich ein oder mehrere filamentartige, zumindest teilweise elektrisch leitfähige Bestandteile erstrecken, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der Längsrichtung des Stranges und/oder schraubenförmig darum herum bzw. darin angeordnet. Ein Leitstrang 55 kann selbst aus einer Vielzahl von Leitsträngen 55 oder weiteren, z. B. nicht leitfähigen, Teilsträngen aufgebaut sein.
Unter einem Strang wird hier ein längliches Gebilde verstanden, 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. Unter filamentartig wird hier verstanden, dass das so bezeichnete Objekt aus einer kurzen oder langen Faser oder aus einem Monofilament- oder Multifilamentfaden gebildet ist. Vorzugsweise hat mindestens ein Strang in mindestens einer Dimension-Querschnittsabmessung weniger als 1 mm, besser 0,1 mm, besser 10 μm.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Leitungen 5 und/oder mehrere Leitstränge 55 eine Vielzahl von Teilsträngen 57 auf, vorzugsweise mehr als fünf, vorzugsweise mehr als 50, vorzugsweise mehr als 100, vorzugsweise mehr als 300. Ein, mehrere oder im Wesentlichen alle Teilstränge 57 weisen dabei eine Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm, vorzugsweise weniger als 10 μm auf. Ein Teilstrang 57 ist ein Strang, der zusammen mit weiteren Strängen einen übergeordneten Strang bildet. Es kann zweckmäßig sein, dass ein Leitstrang 55 und/oder eine Leitung 5 zwei oder mehr verschiedene Typen von Teilsträngen 57 aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass diese voneinander verschiedene Materialien und/oder verschiedene Abmessungen aufweisen.
Vorzugsweise sind ein, mehrere oder im Wesentlichen alle Teilstränge 57 eines Leitstranges 55 und/oder einer Leitung 5 zumindest anteilig aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt, vorzugsweise im Wesentlichen daraus gebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein, mehrere oder im Wesentlichen alle Teilstränge 57 eines Leitstranges 55, eines Substratträgers 52 und/oder einer Leitung 5 aus Kunststoff sind und eine Ummantelung mit Kupfer und/oder einer Kupferlegierung aufweisen. Vorzugsweise sind weniger als 50% der Teilstränge 57 aus Kupfer, Kupferlegierung und/oder einem anderen metallhaltigen Material, vorzugsweise 1% bis 40%, vorzugsweise 10% bis 35%. Vorzugsweise ist eine Anzahl von mehr als 50% der Teilstränge 57 mit einer Seele aus Kunststoff versehen, vorzugsweise zwischen 60% und 99%, vorzugsweise zwischen 60% und 80%. Diese Werte haben sich nach mehreren Testreihen als besonders günstig in Bezug auf Kosten und Haltbarkeit herausgestellt.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Stützstränge 58 vorgesehen, die einen großen Teil der mechanischen Belastung des Leitstranges 55 und/oder der Leitung 5 aufnehmen. Sie sind vorzugsweise aus einem Material, das fester/belastbarer/weniger elastisch ist als das Material der übrigen Stränge, z. B. wie hier im Wesentlichen aus Polyester oder Stahl. Sie sind je nach Einsatz vorzugsweise auch dicker und zahlreicher als die übrigen Stränge. Dadurch lassen sich auch dünne Stränge wirksam gegen Biege- und Zugbelastungen schützen. Die Stützstränge 58 können anteilig oder im Wesentlichen vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material und auch aus einem elektrisch schlecht oder nicht leitfähigen Material hergestellt sein.
Vorzugsweise sind ein, mehrere oder im Wesentlichen alle Teilstränge 57 von einem, mehreren oder im Wesentlichen allen übrigen Teilsträngen 57 eines Stranges abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig elektrisch isoliert. Dies kann z. B. durch Beabstandung voneinander erfolgen, z. B. durch Vorsehen eines Luftspaltes oder durch Beschichten von ein oder mehreren Teilsträngen 57 oder Füllen von Strangzwischenräumen mit einem isolationsmaterial. Unter einem Isolationsmaterial wird jedes Material verstanden, dessen spezifische elektrische Leitfähigkeit höchstens ein Zehntel der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit mindestens eines Leitsubstrats 51 eines Leitstranges 55 beträgt.
Vorzugsweise weisen mindestens eine Leitung 5, mindestens ein Substratträger 52, mindestens ein Leitstrang 55, mindestens ein Teilstrang 57 zumindest abschnittsweise eine runde Querschnittsform auf. Dies erlaubt eine kostengünstige Fertigung. Alternativ oder zusätzlich kommt für dieselben oder weiteren Bauteile ein unrunder, insbesondere polygoner oder sternenförmiger Querschnitt in Betracht. Dies erlaubt eine Vergrößerung der Oberfläche. Dadurch ist der elektrische Widerstand einer Beschichtung gegenüber einer Beschichtung gleicher Dicke auf einem runden Querschnitt vermindert. Ein trilobaler Querschnitt kann zusätzlich die Beständigkeit gegen Abrieb erhöhen.
Ein oder mehrere Leitsubstrate 51 und/oder ein oder mehrere Leitstränge 55 weisen vorzugsweise eine spiralförmige räumliche Anordnung auf, vorzugsweise durch Verdrillen, Verzwirnen oder Verseilen miteinander und/oder durch wendelförmige Anordnung um einen Strang, z. B. einen Substratträger 52. Dies ermöglicht besonders zugbelastbare Heizleiter.
Eine Leitung 5 weist vorzugsweise einen oder mehrere Trägereinrichtungen 8 auf, um weitere Komponenten (z. B. der Leitung 5) zu tragen. Ein oder mehrere solcher weiteren Komponenten sind z. B. durch Aufnähen mit und ohne Hilfsfaden, Aufkleben, Aufkaschieren, Aufwirken, Einwirken, Einweben, Aufdampfen, Galvanisieren, etc. an einer solchen Trägereinrichtung 8 befestigt.
Ein oder mehrere Trägereinrichtungen 8 sind vorzugsweise im Wesentlichen strangförmig, netzartig und/oder flächig und zumindest teilweise aus einem Textil, Gewirke, Gestrick, Gewebe, Vlies, biegsamen Thermoplasten, luftdurchlässigen Material und/oder einer (z. B. gestanzten oder genoppten) Folie gebildet. Ein oder mehrere Trägereinrichtungen 8 können auch teilweise oder im Wesentlichen vollständig zumindest durch einen Teil des zu temperierenden Objekts 100 gebildet sein, z. B. einen Inneneinrichtungsgegenstand oder zumindest einen Teil der zu temperierenden Oberfläche 10, z. B. den Bezug 2. Da für eine Trägereinrichtung 8 in Bezug auf ihre mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften oft dieselben Anforderungen gelten wie für die Substratträger 52, kann vorgesehen sein, dass sie teilweise oder im Wesentlichen ganz aus mindestens einem der hier für Substratträger 52 empfohlenen Materialien gebildet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Substratträger 52 selbst eine Trägereinrichtung 8 bildet.
Vorzugsweise ist mindestens ein Heizwiderstand gebildet durch Tränken eines Textils (z. B. eines Vlieses) in einem Tauchbad, durch Bedrucken eines Bezuges, von Leder oder Folie oder durch Lackieren eines harten Gegenstandes. Als Beschichtungswerkstoff dient hier vorzugsweise eine Dispersion aus einem haftvermittelnden, aushärtenden Trägersubstrat und elektrisch leitfähigen Partikeln.
Eine Heizeinrichtung 44 kann mindestens zwei Heizfelder unterschiedlicher Breite aufweisen. Vorzugsweise sind diese über mindestens eine gemeinsame Kontaktiereinrichtung 46 (z. B. eine Elektrode) an ein elektrisches Potential (z. B. einen Pol einer Batterie) angeschlossen. Vorzugsweise haben mindestens zwei Heizwiderstände (gemessen an ihren Elektroden) einen im Wesentlichen gleichen elektrischen Widerstand, aber eine voneinander verschiedene elektrische Leitfähigkeit (betrachtet man gleich lange Abschnitte längs der Stromflussrichtung durch den Heizwiderstand). Möglichkeiten um diesen Effekt zu erreichen wären z. B.:

a. Mindestens zwei unterschiedlich dicke Beschichtungen einer Trägereinrichtung 8 mit demselben leitfähigen Beschichtungsmaterial. Dies kann z. B. beim Bedrucken einer Trägereinrichtung 8 mit Leitpaste durch unterschiedlich dichte Anordnung von Farbpunkten auf der Trägereinrichtung 8 erfolgen. Besonders geeignet ist hier Tampon-Druck, um 3-dimensional verformte Trägereinrichtungen 8 (z. B. Lenkräder 102, Türverschalungen, Armaturenbretter 103 oder Gehäuse) zu bedrucken.
b. Mindestens zwei Widerstandszonen, in denen eine voneinander unterschiedliche Anzahl von Schichten eines Beschichtungsmaterials auf einer Trägereinrichtung 8 aufgebracht ist (z. B. durch mehrfach hintereinander erfolgende Druckprozesse).
c. Beschichtungsmaterialien mit voneinander verschiedenartiger spezifischer Leitfähigkeit auf zwei verschiedenen Zonen einer Trägereinrichtung 8 (z. B. durch unterschiedliche Konzentrationen von Partikel oder durch in Größe, Form oder Material voneinander verschiedenartige Partikel im Trägersubstrat oder durch unterschiedlich leitfähige Trägersubstrate).
d. Ein unterschiedlicher Grad der Vernetzung der Leitpartikel 7 miteinander in verschiedenen Widerstandszonen. Unter Vernetzung werden hier alle elektrischen Kontaktpunkte und insbesondere alle mechanisch festen Verbindungen verstanden, insbesondere stoffschlüssige Verbindungen, insbesondere chemische Verbindungen, insbesondere Zusammenschlüsse von Molekülen, insbesondere solcher gleicher Bestandteile, wie Kohlenstoffgitter. Solche Vernetzungen lassen sich z. B. durch eine Bestromung eines Heizwiderstandes erzeugen, welche vorzugsweise mindestens um das Doppelte über dem normalen Betriebsstrom liegt. Werden hier unterschiedliche Bereiche eines Heizwiderstandes oder verschiedene Heizwiderstände unterschiedlich hoch bestromt, bilden sich unterschiedlich viele Verbindungspunkte zwischen den Leitpartikeln 7 aus (dieser Effekt beruht z. B. auf der Wanderung von Ionen im Werkstoff).
e. Unterschiedliche Orientierung der Leitpartikel 7. Dies kann z. B. durch Recken eines Heizwiderstandes bzw. bestimmter Zonen davon geschehen (z. B. durch Extrudieren von Strangmaterial oder Ziehen von Folien).

Bezugszeichenliste

2: Bezug
3: Polster
4: Klimatisiereinrichtung
5, 5', 5'': Elektrische Leitung
5a: Leitfeld
7: Leitpartikel
8: Trägereinrichtung
10: Zu temperierende Oberfläche
21: Bauteil
41: Luftleiteinrichtungen
42: Feuchteregulier-Einrichtung
43: Temperiereinrichtung
44: Heizeinrichtung
45: Widerstandseinrichtung
46: Kontaktiereinrichtung
47: Stromunterbrecher
49: Detektoreinrichtung
51: Leitsubstrat
52: Substratträger
52a: Innenstrang
53: Mantel
55: Leitstrang
57: Teilstrang
58: Stützstrang
99: Kraftfahrzeug
100: Zu temperierender Gegenstand
101: Lenkeinrichtung
102: Lenkrad
103: Armaturenbrett
105: Türverkleidung
110: Sitz
461: Verbindungsleitung
521: Fasern
522: Haftmasse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 600068-2-30 [0058]

Claims

Elektrische Leitung (5) mit mindestens einem Leitsubstrat (51) und mindestens einem Substratträger (52), an und/oder in welchem das Leitsubstrat (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitsubstrat (51) mindestens einen Leitpartikel (7) aufweist.
Elektrische Leitung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitsubstrat (51) mindestens zwei strangförmige Leitpartikel (7) aufweist, die an mindestens einem elektrischen Kontaktpunkt elektrisch miteinander in Verbindung stehen.
Widerstandseinrichtung (45) mit mindestens einer elektrischen Leitung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandseinrichtung (45) mindestens zwei Widerstandszonen aufweist, welche eine voneinander verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Kontaktiereinrichtung (46), Temperiereinrichtung (43), Klimatisiereinrichtung (4) und/oder Detektoreinrichtung (49), Bezug (2) für einen zu temperierenden Gegenstand (100), Fahrzeug-Interieurbauteil und/oder Inneneinrichtungsgegenstand, gekennzeichnet durch eine elektrische Leitung (5) nach Anspruch 1 oder 2 und/oder eine Widerstandseinrichtung (45) nach Anspruch 3.