電加熱裝置、構(gòu)件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明首先涉及一種電加熱裝置。此外，本發(fā)明涉及一種具有電加熱裝置的構(gòu)件以及一種用于制造電加熱裝置和/或構(gòu)件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前在市場上有完整系列的制造者和提供者大面積應(yīng)用加熱技術(shù)。電的面加熱的應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的并且此外擴(kuò)展到工業(yè)領(lǐng)域:汽車、醫(yī)學(xué)和電子技術(shù)。在住宅技術(shù)領(lǐng)域中也使用面加熱、例如作為墻壁或地板加熱。
[0003]通常，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)使用的加熱系統(tǒng)為可鋪設(shè)的加熱膜或加熱絲。在第一種情況下，通常將聚酯膜經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)印刷法用碳軟膏覆層，沿著膜帶以特定的間距滾壓Cu接觸帶并且將整體層壓。柔性的材料能夠部分地作為卷材鋪置。加熱膜在制造上比較簡單，然而，限于矩形面和難以加熱復(fù)雜拱曲的面有負(fù)面影響。
[0004]加熱絲在通常情況下蜿蜒狀地鋪設(shè)，使得加熱絲填滿要加熱的面。由此，得出下述可能性，通過絲的巧妙鋪設(shè)能夠比較均勻地加熱任意面、還有復(fù)雜拱曲/成形的面。缺點(diǎn)是，任何新的面幾何形狀都要求特殊的設(shè)計。
[0005]所述方法的大的缺點(diǎn)在于電流流動的方式。不僅在加熱膜的情況下而且在基于加熱絲的系統(tǒng)的情況下，穿過加熱層以及加熱絲的電流流動串行地、即以串聯(lián)電路的方式進(jìn)行。在基于加熱絲的加熱系統(tǒng)中，這意味著:加熱系統(tǒng)在加熱絲損壞、例如折斷的情況下完全失效。在加熱膜的情況下，通過這種方式的電流流動出現(xiàn)對可借助加熱系統(tǒng)實現(xiàn)的幾何形狀的極大限制。電流路徑的長度必須在加熱系統(tǒng)的整個加熱面之上保持恒定，因為否則形成溫度分布方面的不均勻性。這意味著，借助加熱膜僅能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的幾何形狀、通常以矩形的方式實現(xiàn)，或?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜的幾何形狀與極大的設(shè)計耗費(fèi)相關(guān)聯(lián)。
[0006]此外，存在膜狀的加熱系統(tǒng)，其中電流流動如在本發(fā)明中那樣垂直于加熱層的厚度進(jìn)行，即加熱系統(tǒng)構(gòu)成為一種并聯(lián)電路。然而，所述加熱系統(tǒng)僅適合于應(yīng)用于少量彎曲的、二維的面上。在所述的現(xiàn)有加熱系統(tǒng)中，加熱層的接觸部由薄金屬膜構(gòu)成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明基于下述目的，提供一種電加熱裝置，借助所述電加熱裝置能夠避免上述缺點(diǎn)。此外，要提供一種相應(yīng)改進(jìn)的制造方法。
[0008]所述目的根據(jù)本發(fā)明通過具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1和2所述的特征的電加熱裝置、具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求14所述的特征的構(gòu)件以及具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求17所述的特征的方法來實現(xiàn)。本發(fā)明的其他特征和細(xì)節(jié)在從屬權(quán)利要求、說明書以及附圖中得出。在此，結(jié)合所述發(fā)明方面中的一個描述的特征和細(xì)節(jié)始終也適用于結(jié)合各個其他發(fā)明方面，使得針對一個發(fā)明方面的內(nèi)容完全也適合于結(jié)合其他發(fā)明方面。因此，關(guān)于對發(fā)明方面中的一個的公開內(nèi)容，也在全部內(nèi)容方面參考和參閱對其他發(fā)明方面的公開內(nèi)容。
[0009]本發(fā)明所基于的特征在于，使用熱噴涂法，以便制造能導(dǎo)電的部件并且將其設(shè)置在加熱層上。本發(fā)明所基于的其他特征尤其是:具有垂直于層平面的電流流動和/或具有沿層平面的方向的電流流動的加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)由至少一個加熱層和至少一個例如通過電弧噴涂產(chǎn)生的能導(dǎo)電的部件、例如接觸層構(gòu)成；以及用于其制造的可自動化的方法。
[0010]在所述背景下，通過本發(fā)明實現(xiàn)用于電加熱系統(tǒng)的新型構(gòu)造，所述電加熱系統(tǒng)尤其通過下述說明突出于以及區(qū)分于已經(jīng)存在的電加熱系統(tǒng):電流流動在根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)中尤其以一種并聯(lián)電路、即垂直于加熱層的面和/或沿加熱層的面的平面的方向進(jìn)行。加熱層的接觸部通過至少一個例如面覆蓋的能導(dǎo)電的部件、例如接觸層來實現(xiàn)，所述接觸層優(yōu)選通過電弧噴涂來產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)能夠在任意成形的、復(fù)雜三維的、例如彎曲的表面上制造。根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)相較于現(xiàn)存的加熱系統(tǒng)對損壞的不靈敏性高。根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的溫度分布在整個加熱面上是非常均勻的。此外，提出一種用于這種加熱系統(tǒng)的相應(yīng)的制造方法，所述制造方法的特征尤其在于，所述制造方法在很大程度上是能自動化的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電加熱裝置，其具有至少一個能導(dǎo)電的第一部件、至少一個加熱層以及至少一個能導(dǎo)電的第二部件，其中能導(dǎo)電的第一部件和/或能導(dǎo)電的第二部件借助于熱噴涂法制造和/或設(shè)置在加熱層上。
[0012]術(shù)語“設(shè)置”在此也包含，能導(dǎo)電的一個或多個部件涂覆到加熱層上，或但是與所述加熱層連接。
[0013]本發(fā)明的該方面尤其涉及熱噴涂和加熱層的組合。
[0014]熱噴涂尤其為表面覆層法。在此，尤其附加材料在噴涂燃燒器之內(nèi)或之外熔化、熔接或熔融。將熔化的顆粒加速并且涂覆、例如離心涂鍍到要覆層的構(gòu)件的表面上。構(gòu)件表面在此沒有熔融并且僅承受非常小的熱負(fù)荷。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，替選地或附加地，提供一種電加熱裝置，其具有至少一個能導(dǎo)電的第一部件、至少一個加熱層以及至少一個能導(dǎo)電的第二部件，其中能導(dǎo)電的部件和加熱層相對彼此設(shè)置成，使得實現(xiàn)或能夠?qū)崿F(xiàn)垂直于加熱層的平面和/或沿加熱層的平面的方向的電流流動。
[0016]因此，設(shè)計電流流動的不同方向。原則上，所述電流流動能夠沿加熱層的平面的方向進(jìn)行，即平行于加熱層的平面進(jìn)行?；蛘?，電流流動垂直于所述平面進(jìn)行。在第一種情況下，能導(dǎo)電的部件、例如相應(yīng)的電極在最簡單的實施方案中位于加熱層的邊緣上，這就是說位于棱邊上。
[0017]加熱層尤其是可加熱的覆層。必要時，但也能夠在加熱層之內(nèi)的任何位置上安置條帶形的能導(dǎo)電的部件。在垂直的電流流動的情況下，能夠整面地在加熱層之下和之上設(shè)有能導(dǎo)電的部件、例如電極，使得能導(dǎo)電的部件僅必須克服通過加熱層的厚度預(yù)設(shè)的路段。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，提供一種電加熱裝置。在此，所述電加熱裝置為下述裝置，借助于所述裝置能夠加熱與加熱裝置接觸的構(gòu)件。在此，加熱裝置構(gòu)成為電加熱裝置。這表示，加熱裝置以電學(xué)的方式運(yùn)行，其中尤其由于電流流動而產(chǎn)生熱。對此，設(shè)有能導(dǎo)電的第一部件和第二部件，經(jīng)由所述第一部件和第二部件實現(xiàn)所述電流流動。能導(dǎo)電的部件例如能夠金屬地、例如作為金屬層構(gòu)成。此外，設(shè)計加熱層。在此，本發(fā)明不限于能導(dǎo)電的部件以及加熱層的特定的實施方式。一些優(yōu)選的但非排他性的實施例在下文中予以詳細(xì)描述。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計，以特別的方式設(shè)置能導(dǎo)電的部件和加熱層。所述能導(dǎo)電的部件和加熱層根據(jù)本發(fā)明相對于彼此設(shè)置成，使得實現(xiàn)或能夠?qū)崿F(xiàn)垂直于加熱層的平面和/或沿加熱層的平面的方向的電流流動。這表示，實現(xiàn)一種并聯(lián)電路。這如何能夠詳細(xì)實現(xiàn)在下文的進(jìn)一步描述中根據(jù)優(yōu)選的但非排他性的示例予以詳細(xì)闡述。
[0020]優(yōu)選地，能導(dǎo)電的第一部件構(gòu)成為能導(dǎo)電的接觸層和/或構(gòu)成為能導(dǎo)電的、尤其是三維的基底元件。由此，也能夠加熱任意三維的結(jié)構(gòu)。例如，能導(dǎo)電的部件能夠構(gòu)成為金屬層。當(dāng)部件構(gòu)成為接觸層時，所述部件例如能夠施加在基底元件上，如這尤其結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件來描述。在其他的設(shè)計方案中，部件本身能夠構(gòu)成為這種基底元件。基底元件尤其為承載元件，所述承載元件適合于承載電加熱裝置。原則上，這種承載元件不限于特定的大小和/或形狀。在其他設(shè)計方案中，能導(dǎo)電的第二部件能夠構(gòu)成為能導(dǎo)電的接觸層。
[0021]例如，這種能導(dǎo)電的接觸層可單層地或多層地構(gòu)成。重要的僅為，接觸層是導(dǎo)電的。有針對性地減小加熱裝置的功能層之間的機(jī)械應(yīng)力(尤其是在制造時或在工作中由于不同的熱膨脹系數(shù)而出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力)并進(jìn)而延長系統(tǒng)的使用壽命的可能性是，由不同的材料構(gòu)造作為多層系統(tǒng)的例如金屬的接觸層。通過選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，不僅能夠確保良好的電接觸，而且也能夠確保有針對性地減小應(yīng)力。示例性地，在此提出由材料銅和鋅構(gòu)成的系統(tǒng)或由材料銅、錫和鋅構(gòu)成的系統(tǒng)。
[0022]優(yōu)選地，能導(dǎo)電的第一部件和/或能導(dǎo)電的第二部件以面覆蓋的方式構(gòu)成。面覆蓋在此尤其表示:接觸元件遮蓋或覆蓋加熱面的至少一個子面。
[0023]在其他設(shè)計方案中，能導(dǎo)電的第一部件和/或能導(dǎo)電的第二部件以能導(dǎo)電的接觸圖案的形式構(gòu)成。在此，本發(fā)明不限于特定方式和類型的圖案。例如，能夠?qū)崿F(xiàn)條帶形的圖案。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的一個優(yōu)選的實施方案中，接觸層可以作為一種圖案、例如蜿蜒狀地產(chǎn)生或構(gòu)成。由此，提高根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的柔性。此外，通過所述接觸部能夠補(bǔ)償熱膨脹系數(shù)方面可能的差異并且減少或避免由此造成的在功能層之間的機(jī)械應(yīng)力。功能層因此尤其是加熱層和兩個能導(dǎo)電的接觸層。
[0025]電流例如可以平行于金屬接觸部之間的加熱層的平面流動。金屬接觸部例如可以具有為梳狀結(jié)構(gòu)形式的接觸圖案。在此，電流在連接片之間流動。簡單的變型形式設(shè)計兩個平行的接觸部。也可以設(shè)有環(huán)形安置的接觸部。