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      電加熱裝置、構(gòu)件及其制造方法_3

      文檔序號(hào):8270425閱讀:來源:國(guó)知局
      [0042]借助于熱噴涂法(尤其是電弧噴涂法)能夠以有利的方式在不同的基底上產(chǎn)生(即制造和/或設(shè)置)具有分級(jí)的特性的金屬層。尤其地,通過制造和/或設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或作為多層系統(tǒng)(例如由不同的噴涂材料構(gòu)成的多層系統(tǒng))的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的能導(dǎo)電的第一和/或第二部件(如第一和/或第二接觸層)可能的是,有針對(duì)性地減小在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的功能層之間的機(jī)械應(yīng)力(尤其是在制造中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)并且進(jìn)而延長(zhǎng)根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的使用壽命。
      [0043]熱噴涂法(尤其是電弧噴涂法)的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于下述可能性,組合兩種不同的噴涂材料并進(jìn)而產(chǎn)生所謂的偽合金。尤其在多層構(gòu)造的層中(例如在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的能導(dǎo)電的第一和/或第二部件、尤其是第一和/或第二接觸層中),因此能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)材料之間的(例如基底元件和能導(dǎo)電的第一部件之間的和/或能導(dǎo)電的第一和/或第二部件和加熱層之間的)特性的平緩過渡。
      [0044]作為示例在該處述及由噴涂材料銅和鋅構(gòu)成的層系統(tǒng)。作為第一層,層由鋅產(chǎn)生。所述層具有減小出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力的功能。第二層由鋅和銅構(gòu)成的所謂的偽合金構(gòu)成。所述第二層通過下述方式產(chǎn)生(即制造和/或設(shè)置),在熱噴涂時(shí)同時(shí)使用不同的噴涂材料(例如由金屬或合金構(gòu)成的一個(gè)絲線和由另一金屬或另一合金構(gòu)成的另一絲線)。例如,同時(shí)可以使用鋅絲和銅絲,以便產(chǎn)生由鋅和銅構(gòu)成的偽合金的層。作為層系統(tǒng)的第三層,產(chǎn)生銅層。由此,能夠確保良好的電接觸。當(dāng)然也可能的是,以所述類型和方式構(gòu)造多層系統(tǒng),所述多層系統(tǒng)由三種或更多種噴涂材料構(gòu)成(例如多層系統(tǒng)各由Zn層、Sn層和Cu層構(gòu)成)。
      [0045]作為能夠在熱噴涂法(尤其是電弧噴涂法)中使用的噴涂材料,原則上適合的是全部能導(dǎo)電的材料,尤其是能夠以絲線形式存在的材料,如相應(yīng)的金屬(例如銅、鋅、錫、鋁、銀)或相應(yīng)的合金(例如黃銅)。有利的當(dāng)然是具有高的電導(dǎo)率的材料,如銅、黃銅、鋁或銀。
      [0046]通過熱噴涂產(chǎn)生(即制造和/或設(shè)置)的層(例如根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的能導(dǎo)電的第一和/或第二部件、尤其是第一和/或第二接觸層)的層厚度位于0.05-0.5mm的范圍中。按照根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件(即根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng))的應(yīng)用情況,由此也能夠影響整個(gè)系統(tǒng)的柔性。
      [0047]作為用于熱噴涂(尤其是電弧噴涂)的基底,適合的是能導(dǎo)電的和電絕緣的材料。能導(dǎo)電的材料例如可以是鋼、鋁或銅。作為電絕緣的材料可以使用熱塑性的或熱固性的聚合物或陶瓷材料。在此,要注意的是,借助于熱噴涂法(尤其是電弧噴涂法),相對(duì)低熔點(diǎn)的、溫度敏感的和/或發(fā)泡的熱塑性的聚合物(例如聚丙烯(PP)、發(fā)泡聚丙烯(EPP)、聚苯乙烯(PS)、發(fā)泡聚苯乙烯(EPS))可以設(shè)有金屬層。這通過下述方式實(shí)現(xiàn):基底的溫度負(fù)荷基本上取決于熔融液態(tài)的噴涂顆粒的溫度。所述顆粒溫度有利地始終小于或等于所使用的噴涂材料的熔融溫度。用于對(duì)這種溫度敏感的基底覆層的處理方式在于由下述噴涂材料產(chǎn)生第一金屬層,所述噴涂材料具有比基底的溫度負(fù)荷高至多300°C (例如至多290°C、至多280°C、至多270°C、至多260°C、至多250°C、至多240°C、至多230°C、至多220°C、至多210°C、至多200°C)的熔融溫度(例如,鋅;熔融溫度:419.5°C)。所述第一層用于:保護(hù)基底材料免受進(jìn)一步的溫度影響。在另一方法步驟中,在所述第一金屬層上可以由任意的金屬噴涂材料(例如,銅;熔化溫度:1084.6°C )產(chǎn)生層。撞在基底上的熔融液態(tài)的由第二噴涂材料構(gòu)成的噴涂顆粒的熱在此由第一金屬層吸收并且均勻化,由此避免實(shí)際的基底材料的熱損傷。通過所述處理方式也可能的是,如在上文中描述的那樣構(gòu)造多層系統(tǒng)。
      [0048]通過構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的尤其是具有為接觸層形式的疊置的功能層和加熱層的加熱裝置,不同的實(shí)施變型形式是可能的,例如柔性的基于膜的加熱系統(tǒng)、在具有復(fù)雜的三維幾何形狀的不導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)上直接構(gòu)造加熱系統(tǒng)、或在具有復(fù)雜的三維幾何形狀的導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)上直接構(gòu)造加熱系統(tǒng)。
      [0049]本發(fā)明尤其涉及熱噴涂的接觸部和可加熱的覆層的組合。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及垂直于層平面的電流流動(dòng)。
      [0050]根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供一種構(gòu)件,其具有至少一個(gè)如在上文中描述的根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置,使得關(guān)于此在全部?jī)?nèi)容方面參考和參閱用于加熱裝置的上述實(shí)施方案。此外,提出一種基底元件,在所述基底元件上設(shè)置有加熱裝置。
      [0051]優(yōu)選地,基底元件能夠構(gòu)成為三維結(jié)構(gòu)。由此,能夠加熱任意構(gòu)成的、三維的結(jié)構(gòu)、也能加熱復(fù)雜構(gòu)造的三維結(jié)構(gòu)。
      [0052]例如,在為膜狀的承載材料形式的基底元件上可以構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于,以所述方式能夠生成柔性的加熱系統(tǒng),所述加熱系統(tǒng)能夠單獨(dú)地適應(yīng)相應(yīng)的應(yīng)用情況。作為基底膜,在該變型形式中,首先考慮聚合物膜。然而,同樣可以考慮的是,將金屬膜用作為承載材料。在該情況下,取消構(gòu)造第一接觸層,因?yàn)槟軐?dǎo)電的基底本身可以作用為整面的接觸部。在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的該實(shí)施方案中,相對(duì)于傳統(tǒng)的加熱膜的優(yōu)點(diǎn)在于,加熱系統(tǒng)一方面能夠在每種任意成形的面中制造,另一方面,根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)在該實(shí)施方案中也能夠作為卷材制造,所述卷材通過剪裁能夠置于期望的形狀。因此,由于加熱系統(tǒng)的柔性,能夠加熱二維彎曲的結(jié)構(gòu)。
      [0053]在其他設(shè)計(jì)方案中,將根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置直接構(gòu)造在實(shí)心的、不能導(dǎo)電的承載結(jié)構(gòu)、例如塑料構(gòu)件上。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于,加熱系統(tǒng)能夠直接在復(fù)雜的、三維成形的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上產(chǎn)生。這能夠?qū)崿F(xiàn)與不同的應(yīng)用情況的可匹配性非常高并且相對(duì)于在市場(chǎng)上可獲得的所有加熱系統(tǒng)表現(xiàn)出極大的優(yōu)點(diǎn)。
      [0054]在其他設(shè)計(jì)方案中,加熱裝置的能導(dǎo)電的第一部件可以構(gòu)成為構(gòu)件的基底元件。該實(shí)施例例如通過將能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件用作承載件而形成用于根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置。在此,得到下述可能性,承載結(jié)構(gòu)本身用于將電流引入(尤其是用于接觸)到加熱層中。這明顯減少制造耗費(fèi),因?yàn)閮H必須產(chǎn)生一個(gè)接觸層。
      [0055]加熱系統(tǒng)與要加熱的構(gòu)件的直接接觸能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的熱傳遞,由此避免熱損耗并且總體上提高加熱的能量效率。
      [0056]根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供一種用于制造電加熱裝置和/或用于制造構(gòu)件的方法,所述方法的特征在于下述步驟:
      [0057]a)制造或制備能導(dǎo)電的第一部件;
      [0058]b)在能導(dǎo)電的第一部件上設(shè)置加熱層;
      [0059]c)制造或制備能導(dǎo)電的第二部件;
      [0060]d)在能導(dǎo)電的第二部件上設(shè)置加熱層;
      [0061]e)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來制造和/或設(shè)置在加熱層上,和/或能導(dǎo)電的部件和加熱層相對(duì)彼此設(shè)置成,使得實(shí)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(dòng)。尤其地,在該根據(jù)本發(fā)明的方面中,提供一種用于制造電加熱裝置和/或用于制造構(gòu)件的方法,所述方法的特征在于下述步驟:a)制造或制備能導(dǎo)電的第一部件;b)在能導(dǎo)電的第一部件上設(shè)置加熱層;c)制造或制備能導(dǎo)電的第二部件;d)在加熱層上設(shè)置能導(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,并且/或者能導(dǎo)電的部件和加熱層相對(duì)彼此設(shè)置成,使得實(shí)現(xiàn)或能夠?qū)崿F(xiàn)垂直于加熱層的平面的和/或沿加熱層的平面的方向的電流流動(dòng)。
      [0062]優(yōu)選地,該方法構(gòu)成為用于制造在上文中描述的根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置和/或用于制造如在上文中描述的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件,使得在全部?jī)?nèi)容方面深入?yún)⒖己蛥㈤喸谏衔闹械南鄳?yīng)的實(shí)施方案。
      [0063]優(yōu)選地,可以將能導(dǎo)電的第一部件施加到基底元件上,尤其是借助于涂覆法,優(yōu)選地借助于熱噴涂法,例如電弧噴涂法,尤其是如在上文中針對(duì)第一和第二方面的根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置所描述的電弧噴涂法。在所述用于制造根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的步驟中,也將接觸層、例如金屬層施加到任意的承載基底上。在其他設(shè)計(jì)方案中,施加有加熱裝置的基底元件本身可以構(gòu)成為能導(dǎo)電的部件。
      [0064]優(yōu)選地,借助于涂覆法可以將加熱層、在此為可通過電流加熱的層施加到能導(dǎo)電的第一部件上,尤其是借助于噴射法、滾涂法或刮涂法。
      [0065]在其他設(shè)計(jì)方案中,能導(dǎo)電的第二部件可以借助于涂覆法施加到加熱層上,尤其是借助于熱噴涂法,如電弧噴涂法,尤其是如在上文中針對(duì)第一和第二方面的根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置所描述的電弧噴涂法。
      [0066]對(duì)于整個(gè)
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