Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Flächenelement zum elektrischen Heizen oder zur Stromableitung. Das Flächenelement weist zumindest ein elektrisches Leitelement auf, welches zwischen Kontaktleitern verlegt ist. Das Flächenelement kann insbesondere bei einer Sitzheizung von Automobilsitzen verwendet werden. In diesem Fall ist es in den Automobilsitz eingenäht. Ferner kann das elektrische Flächenelement im antistatischen Bereich eingesetzt werden, wenn eine elektrostatische Aufladung von Gegenständen verhindert werden soll. Das elektrische Flächenelement dient in diesem Fall der Stromableitung.

Herkömmliche elektrische Flächenelemente für Sitzheizungen bestehen aus einem Trägermaterial, elektrischen Leitern, die üblicherweise in das Trägermaterial eingearbeitet sind, und Kontaktleitern. Zwischen den Kontaktleitern und den Leitern in dem Trägermaterial besteht eine elektrische Verbindung, so dass Strom von den Kontaktleitern durch die Leiter zu dem weiteren Kontaktleiter fließen kann. Im Folgenden wird die Verbindung der Leiter mit dem Trägermaterial als elektrisches Leitelement bezeichnet. Herkömmlicherweise werden die Kontaktleiter auf solche elektrische Leitelemente ein- oder aufgelegt oder über ein Schusseintragungsverfahren eingebracht.

In der DE 41 01 290 C2 ist beispielweise ein elektrisches Heizflächenelement beschrieben, bei dem Kontaktleiter auf ein Trägerband aufgenäht oder als Borte eingewebt oder eingewirkt sind. Das so gebildete Kontaktband wird auf einem Flächenelement verlegt, das die Heizleiter enthält. Um eine möglichst gute Anpassungsfähigkeit an verschiedenen Sitzformen und Sitzbereiche zu erzielen, sind die Heizleiter sowie die Kontaktleiter in dem Kontaktband wellenförmig verlegt.

Weitere elektrische Flächenheizelemente sind in der EP 0 532 468 A1 und der EP 0 463 516 A2 beschrieben.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Flächenelement der Eingangs genannten Art zu schaffen, das kostengünstig und einfach herstellbar ist und das sehr flexibel und knickfähig ist. Ferner soll es bei dem Flächenelement möglich sein, getrennt voneinander vorgesehene Leitelemente auf einfache Weise elektrisch zu verschalten.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Flächenelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße elektrische Flächenelement ist dadurch gekennzeichnet, dass seine Kontaktleiter schlauchförmig sind. Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung eines schlauchförmigen Kontaktleiters fertigungstechnisch vorteilhaft ist. Er lässt sich sehr leicht mit dem elektrischen Leitelement verbinden. Diese Verbindung ist sehr flexibel. Ferner bleibt die elektrische Kontaktierung zwischen dem schlauchförmigen Kontaktleiter und dem Leitelement auch dann bestehen, wenn sehr kleine Knickwinkel auftreten. Außerdem ist ein schlauchförmiger Kontaktleiter sehr kostengünstig als Meterware beziehbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des elektrischen Flächenelements enthalten die schlauchförmigen Kontaktleiter Metallfäden, -fasern, -drähte und/oder Mischungen aus Metall und textilem Fasermaterial. Der Kontaktleiter kann dabei aus Metalldrähten, -fäden oder -litzen gestrickt, geflochten oder gehäkelt sein. Ferner kann der Kontaktleiter aus Fasermaterial einerseits und Metalldrähten, -fäden oder -litzen andererseits gestrickt, gehäkelt oder geflochten sein.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des elektrischen Heizelements ist der Kontaktleiter aus sich abwechselnden leitenden und nichtleitenden Fäden gestrickt, gehäkelt oder geflochten. Das Flächenelement umfasst in diesem Fall mehrere Leitelemente, die im Bereich der Kontaktleiter im Wesentlichen senkrecht zu diesen verlaufen. Die Leitelemente werden abwechselnd von einem leitenden und einem nichtleitenden Faden des Kontaktleiters kontaktiert. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Verschaltungen der Leitelemente realisieren. Beispielweise können die Leitelemente parallel oder in Reihe geschaltet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des elektrischen Flächenheizelements sind die schlauchförmigen Kontaktleiter auf das Leitelement aufgenäht. Beispielweise können die Kontaktleiter auf das Leitelement durch Einfachsteppstich, Zick-Zack-Stich, 3-Stich-ZZ-Stich oder Kettenstich aufgenäht sein. Andere artverwandte Nähverfahren sind jedoch auch möglich. Durch diese Befestigung der Kontaktleiter an dem Leitelement kann eine sehr flexible feste und dauerhaft elektrische Verbindung sichergestellt werden.

Schließlich ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Flächenelements möglich, die schlauchförmigen Kontaktleiter mit einem Gewebe des Leitelements zu vernetzen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.

1 zeigt das elektrische Flächenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

2 zeigt das in 1 gezeigte elektrische Flächenelement in einem Schnitt entlang der Linie B–B,

3 zeigt das in 1 gezeigte elektrische Flächenelement in einem Schnitt entlang der Linie A–A,

4a zeigt einen Querschnitt eines geflochtenen schlauchförmigen Kontaktleiters,

4b zeigt einen Querschnitt eines gehäkelten schlauchförmigen Kontaktleiters,

4c zeigt einen Querschnitt eines gestrickten schlauchförmigen Kontaktleiters,

4d zeigt einen Querschnitt eines schlauchförmigen Kontaktleiters, der abwechselnd nach oben und unten geführte Metall- und Kunststofffäden aufweist,

4e zeigt einen Querschnitt eines schlauchförmigen Kontaktleiters, in dem in dem Schlauchinnenraum Metallfäden befestigt sind,

5 zeigt schematisch einen Längsschnitt des in 4d gezeigten Kontaktleiters, bei dem nur die abwechselnd nach oben und unten geführten Metall- und Kunststofffäden gezeigt sind,

6 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die in Reihe verschaltet sind,

7 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die parallel verschaltet sind,

8 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die in Gruppen verschaltet sind,

9 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements, bei dem geteilte Leitelemente vorgesehen sind, die auf andere Weise in Gruppen verschaltet sind,

10 zeigt einen Querschnitt eines Kontaktleiters, wie er in 4e gezeigt ist, der an dem Leitelement befestigt ist,

11 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrischen Flächenelements mit einem Kontaktleiter gemäß der 4d und der 5, und

12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D–D der 11.

Die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen elektrischen Flächenelemente können als Heizflächenelemente zum elektrischen Beheizen von Automobilsitzen oder zur Stromableitung zum Verhindern einer elektrostatischen Aufladung verwendet werden. Gleichermaßen können sie bei anderen Anwendungen eingesetzt werden, die eine flächenmäßige Stromableitung oder Stromzufuhr über ein elektrisches Flächenelement erfordern. Die 1 bis 3 zeigen den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des elektrischen Flächenelements. Es umfasst als Hauptbestandteile ein elektrisches Leitelement 1 und zumindest zwei Kontaktleiter 3. Das elektrische Leitelement 1 befindet sich zwischen zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Kontaktleitern 3. Strom kann somit von dem einen Kontaktleiter 3 durch das Leitelement 1 zu dem anderen Kontaktleiter 3 fließen. An den Enden der Kontaktleiter können Anschlüsse für die Stromzu- und -abfuhr vorgesehen sein.

Das elektrische Leitelement 1 ist an sich bekannt. Es kann beispielweise ein textiles Flächenelement sein, in das elektrische Leiter, wie z.B. Karbonfasern oder Metallfäden, eingebracht sind. Derartige Leitelemente 1 sind beispielweise in den eingangs erwähnten Druckschriften beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Ausbildung der Kontaktleiter 3 sowie die Verbindung der Kontaktleiter 3 mit dem Leitelement 1.

Die Kontaktleiter 3 sind am Rand des Leitelements 1 auf die Ober- oder Unterseite aufgenäht. Hierbei können bekannte Nähverfahren verwendet werden. Als besonders bevorzugt hat sich ein Einfachsteppstich, ein Zick-Zack-Stich, ein 3-Stich-ZZ-Stich oder ein Kettenstich erwiesen. Die Kontaktleiter 3 zeichnen sich dadurch aus, dass sie schlauchförmig sind. Dies bedeutet, dass sie im Querschnitt einen Ring bilden. Verschiedene Ausbildungen des Kontaktleiters 3 sind in den 4a bis 4e gezeigt. Der in 4a gezeigte Kontaktleiter ist ein geflochtener Schlauch. Der Schlauch kann beispielweise aus Metalldrähten, Metallfäden oder leitenden Litzen bestehen.

4b zeigt einen Kontaktleiter aus einem gehäkelten Schlauch. Er kann sich beispielweise aus 4, 5, 6, r oder 8 Metalldrähten, -fäden oder -litzen zusammensetzen. Er kann außerdem eine Innenseele aufweisen.

In 4c ist ein Kontaktleiter 3 aus einem gestrickten Schlauch gezeigt. Dieser Strickschlauch kann sich aus textilem Fasermaterial und einer Vielzahl von Metalldrähten, -fäden oder -litzen zusammensetzen. Die Anzahl der Metallfäden kann beispielweise in einem Bereich zwischen zwei und 16 liegen.

4d zeigt eine Weiterbildung der in den 4a bis 4c gezeigten Kontaktleitern 3. Das Basismaterial dieses Kontaktleiters ist nichtleitend. Ferner sind in den Kontaktleiter 3 leitende und nichtleitende Fäden eingebracht. In 4d sind mit 5 beispielweise leitende Metallfäden bezeichnet und mit 6 nichtleitende Kunststofffäden. Diese Fäden 5 und 6 werden in dem Schlauch abwechselnd nach oben und unten geführt. In dem in 5 gezeigten Längsschnitt ergibt sich somit, dass sich leitende und nichtleitende Bereiche abwechseln. Weiter unten wird erläutert, wie mit einem solchen Kontaktleiter 3 mehrere getrennt voneinander vorgesehene elektrische Leitelemente 1a miteinander verschaltet werden können.

4e zeigt eine weitere Ausbildung eines Kontaktleiters 3, der aus einem geflochtenen, gehäkelten, gestrickten Schlauch besteht, in dem im Inneren zusätzliche Metallfäden 5 eingebracht sind.

Die 6 bis 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von elektrischen Flächenelementen, bei denen mehrere elektrische Leitelemente 1a getrennt voneinander vorgesehen sind. Sie werden über mehrere Kontaktleiter 3 miteinander verbunden, so dass verschiedene elektrische Schaltungen realisiert werden können.

In 6 ist eine Reihenschaltung zwischen den vier beispielhaft dargestellten Leitelementen 1a realisiert. In 7 ist eine Parallelschaltung der Leitelemente 1a realisiert. Schließlich sind in den 8 und 9 verschiedene Gruppenschaltungen der Leitelemente 1a verwirklicht. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Stromfluss I jeweils durch die Pfeile schematisch dargestellt.

Die Verbindung eines Kontaktschlauchs mit einem Leitelement ist schematisch im Querschnitt in 10 dargestellt. Als Kontaktleiter wurde der mit Bezug zu 4e erläuterte Schlauch dargestellt. Er ist durch die Naht 2 auf das Leitelement 1 aufgenäht. Dabei kontaktiert der Schlauch 3 im unteren Bereich das elektrische Leitelement 1. Auf diese Weise kann Strom von dem Kontaktleiter 3 zum Leitelement 1 und umgekehrt fließen.

In den 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Flächenelements gezeigt, bei dem der mit Bezug zu 4d und 5 erläuterte Kontaktleiter verwendet wird. Durch die Verwendung dieses Kontaktleiters 3 kann beispielweise nur jedem zweiten elektrischen Leitelement 1a Strom zugeführt werden. In Längsrichtung des Kontaktleiters 3 entspricht nämlich der Bereich, bei dem sich der Metallfaden 5 unten, d.h. benachbart zu dem Leitelement 1a, befindet, der Breite des Leitelements 1a, wie es in dem in 12 gezeigten Querschnitt zu erkennen ist. Diesen Leitelementen 1a wird über die Metallfäden 5 Strom zugeführt. Jedes zweite Leitelement 1a kontaktiert nur den nichtleitenden Kunststofffaden 6, so dass diesen Leitelementen 1a kein Strom zugeführt wird.

Schließlich kann der schlauchförmige Kontaktleiter 3 auch so hergestellt werden, dass die elektrischen Kontaktbereiche über die Herstellungstechnik nach oben und unten oder seitlich variabel in der Länge und Breite verlegt werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktbereiche zur leitenden Fläche des Leitelements 1 nicht extra isoliert werden müssen. Auf diese Weise können auch Reihen- oder Parallelschaltungen über die Länge des elektrischen Flächenelements realisiert werden.