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帶有電加熱裝置的方向盤的制作方法

文檔序號:8055861閱讀:321來源:國知局
專利名稱:帶有電加熱裝置的方向盤的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及帶有電加熱裝置的方向盤,尤其是根據(jù)獨立權(quán)利要求前序部分的用于機動車的可電加熱的方向盤。
具有裝入的加熱裝置的方向盤是公知的。出于舒適和/或安全的原因可設置這種用電工作的加熱裝置。通常為了加熱方向盤,將發(fā)熱體安裝在一個方向盤覆蓋層的下面或組合在方向盤的塑料泡沫層中。一個方向盤輪圈例如可被發(fā)熱體纏繞或被導電的織物軟管包封。并且將一個絞合線直地或曲折地施加在方向盤的圓周上也是可能的及也是公知的。
通常的方向盤具有一個圓形或稍微橢圓形的方向盤輪圈,它的橫截面通常由一個金屬芯體、一個包圍著該芯體的塑料或泡沫材料及一個外包封的覆蓋層組成。在廉價的方向盤上可能沒有覆蓋層。為了使方向盤能很快感到溫熱,發(fā)熱體必需設置在表面附近。否則將首先使方向盤輪圈的金屬芯體不必要地被加熱及由此引起相對高的能量損耗。另一方面,該發(fā)熱體不應透過方向盤覆蓋層被感覺到。
視機動車型號及制造商而定,方向盤及其方向盤輪圈在其厚度及其直徑上尺寸完全不同。因此為它們相應設置的加熱元件的批量生產(chǎn)是相對昂貴的。
由DE 33 39 500 A1公知了一種帶裝入的加熱裝置的方向盤。該公知方向盤具有一個手把環(huán),它被導熱的平面材料纏繞,該材料當它被供給電流時將產(chǎn)生熱。此外還設置有一個導熱的平面材料,它在方向盤實際的加熱裝置的附近并沿著該加熱裝置延伸,以便在與駕駛時最佳手把持位置相應的預定方向盤區(qū)域中在短時間內(nèi)達到均勻的溫度分布。
此外,由US 46 31 976 A公知了一種帶兩部分加熱裝置的方向盤,加熱裝置的每部分包括位于其上的可電加熱的導體條。這些加熱裝置總是設置在優(yōu)選的方向盤手把持位置中。每個設置在載體薄膜上的導體條具有沿載體薄膜縱向延伸方向延伸的閉合形或曲折形的輪廓。
本發(fā)明的目的在于提供一種帶通用加熱裝置的方向盤,它易于安裝及適合不同的方向盤尺寸。
本發(fā)明的該目的將通過獨立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。本發(fā)明有利的進一步構(gòu)型的特征由從屬權(quán)利要求得到。
根據(jù)獨立權(quán)利要求,該方向盤設有一個墊層、一個至少部分覆蓋該墊層的手把面及一個加熱元件,該加熱元件設置在墊層與手把面之間。加熱元件具有一個沿該加熱元件縱向延伸方向呈曲折形輪廓的導電層。根據(jù)本發(fā)明提出該加熱元件由一個連續(xù)區(qū)段切成一定長度。此外提出,導電層在其各頂部區(qū)段上比其連接區(qū)段加寬。
這種加熱元件可毫無問題地由一個連續(xù)區(qū)段切成一定長度,以適合不同的方向盤尺寸及施加在方向盤上。因此得到一種通用的可加熱的方向盤,它可用簡單的方式來制造,而不需要對不同的方向盤使用多種不同尺寸的加熱元件。該加熱元件可對任何位置裁剪任何長度。
通過導電層在其各頂部區(qū)段上比其直的或呈小幅弧形的連接區(qū)段加寬,可以避免在頂部區(qū)段內(nèi)側(cè)的所謂電流匯點(Stromsenken)并由此形成具有增高的溫度、被稱為所謂“熱點”的區(qū)域。
最好導電層是具有曲折形輪廓的加熱元件的整體的組成部分,由此可很簡單地將成一體的加熱元件安裝在方向盤上。加熱元件曲折形輪廓可選擇地包括波狀輪廓、矩形、鋸齒形或三角形輪廓。
最好以曲折形輪廓延伸的導電層或加熱元件的頂部區(qū)段各具有一個內(nèi)和/或外倒圓半徑,這使得加熱元件機械上更穩(wěn)定及有助于方向盤中熱量更好及更均勻的分布。
視以曲折形延伸的加熱元件的輪廓而定,設置在加熱元件的縱向延伸方向一側(cè)上的各頂部區(qū)段的包絡線可相重疊,其中頂部區(qū)段本身不接觸。選擇地,這些包絡線也可彼此隔開。因此,視加熱元件的輪廓而定,形成了對明顯不同的方向盤輪圈厚度的適配性。
視所需的實施形式而定,加熱元件可繞整個方向盤的圓周延伸或例如使方向盤的下圓周區(qū)段被空留著。最好方向盤的至少兩個手把持位置各置設有一個加熱元件,其中上方向盤區(qū)段或連續(xù)地被加熱或具有空缺。以此方式,可使很少把持的區(qū)域被空留著,這可減小能量損耗。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施形式,該加熱元件具有至少兩個彼此連接的層,其中導電層被施加在一個絕緣載體層上。絕緣載體層最好由塑料、尤其由聚氨酯類泡沫組成。因為由金屬或纖維復合材料作的方向盤輪圈通常由聚氨酯類泡沫層包圍,當該絕緣載體層由相同材料制造時可獲得極佳的材料適配。界面上相同的材料有助于均勻的熱膨脹及可避免相對移動或出現(xiàn)脫開的危險。
導電層例如可具有銅和/或銅合金、尤其一種含錫的銅合金,它具有很好的電性能及很好的導熱性能。變換地,導電層也可具有鋁和/或鋁合金,它也有助于良好的導熱性能。無論是銅或青銅合金還是鋁均為良好的電導體。
導電層例如可被蒸鍍在絕緣載體層上或用電鍍方式或通過濺射施加到絕緣載體層上。借助所述方法可實現(xiàn)精確的輪廓及確定的-亦或可變的-層厚度。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)型,導電層在其各頂部區(qū)段上與直的或呈小幅弧形的連接區(qū)段相比更大的導電層金屬化結(jié)構(gòu)的材料厚度。這譬如可通過蒸鍍或電鍍方法的調(diào)節(jié)來達到。并且導電層的濺射可毫無問題地得到點狀或面狀交界的增厚部分。
導電層具有多個用于連接供電導線的接觸點。這些接觸點最好各具有一個加寬形式和/或增大的導電層金屬化結(jié)構(gòu)的材料厚度形式的增強部分。
每個加熱元件各具有至少兩個電接觸部分。當在通過裁剪形成所需形狀的一個連續(xù)加熱元件的情況下,有利的是以規(guī)則的距離設置接觸點,然后在應用情況下可對它們作出最適合的選擇。
在每個電接觸部分上設置有一個導電的電纜連接部分,借助它可實現(xiàn)對機動車車載電網(wǎng)的導電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個變換的實施形式,電接觸部分可被作成鉚接連接、釬焊或粘接連接。鉚接通常是作為穿過薄膜的金屬部件來實現(xiàn)的,它被稱為所謂沖孔接觸。也可用焊接連接,其中借助電阻焊或摩擦焊形成與電導線的連接。粘接連接可用簡單方式借助導電膠(Leitkleber)來實現(xiàn)。所有所述這些接觸連接必需具有機械穩(wěn)定性方面的最小尺寸,因為加熱元件被直接安裝在手把層的下面及尤其在較長時間使用后可局部出現(xiàn)相對泡沫材料層或包裹的手把層的輕微位移。
本發(fā)明的另一實施形式在于,加熱元件在方向盤的外手把面的下面被粘接在輪圈的墊層或泡沫材料層上,然后將外手把面施加并固定到加熱元件及泡沫材料層上。變換地或附加地,加熱元件可被粘接在施加于方向盤輪圈的墊層或泡沫材料層上的方向盤的外手把面的內(nèi)側(cè)面上。該外手把面可主要具有人造革或天然皮革或也由與泡沫材料層或墊層的相同材料組成。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施形式,絕緣載體層具有在30與200μm之間的材料厚度,其中該厚度優(yōu)選在50與80μm之間。這樣薄的載體薄膜可毫無問題地適配被它施加的所有表面。
導電層可具有最大為50μm的材料厚度,其中優(yōu)選材料厚度可為約20μm。一個特別優(yōu)選的實施形式在于,導電層具有最大為10μm的材料厚度。這樣的層厚度用于一個確定的電阻值,該電阻值則用于確定的加熱。
加熱元件的導電層最好不具有PTC效應,由此加熱元件可持續(xù)地用全功率工作。PTC效應將在達到一定溫度后導致加熱電阻值的增高及由此引起電流減小及因而導致功率降低。因此用于導電層的合適材料尤其為具有彼此調(diào)定的銅-錫成分的青銅合金。
本發(fā)明還涉及根據(jù)上述實施形式中一項的加熱元件,它尤其適用于機動車的方向盤或類似部件。這種加熱元件可從一個連續(xù)帶區(qū)段裁剪出任意長度及可以此方式適配不同的方向盤尺寸-直徑及厚度。
其它有利的構(gòu)型可由從屬權(quán)利要求中得到。
以下借助實施形式并借助附圖來詳細描述本發(fā)明。附圖為

圖1一個具有組合的加熱元件的機動車方向盤的概要俯視圖,及圖2相應于圖1的、根據(jù)本發(fā)明的加熱元件的概要俯視圖。
圖1表示一個機動車的方向盤2的概要俯視圖。該方向盤2包括一個方向盤輪轂22,一個基本上圓形的方向盤輪圈21通過至少一個方向盤輪輻23固定在該方向盤輪轂上。在圖示的實施例中設有四個用于將輪圈21與輪轂22連接的輪輻23。方向盤輪輻23及方向盤輪圈21典型地具有一個由金屬或由纖維合成材料作的、形狀穩(wěn)定的芯體(未示出),它被一個吸收沖擊的泡沫材料層24或墊層包裹。該墊層或吸收沖擊的泡沫材料層24在簡單結(jié)構(gòu)的方向盤2上可作成整體的,其中最外的界面層同時為手把層。手把舒適型則具有由天然皮革作的外手把面27,它設置在墊層或泡沫材料層24上及例如被縫制。
圖示的方向盤2具有一個加熱元件4的構(gòu)型的電加熱裝置,它至少圍繞著方向盤輪圈21的一部分延伸。該加熱元件4具有一個曲折的或蛇形的分布及以交替的路徑盡可能圍繞方向盤輪圈21的整個厚度延伸。在圖示的實施例中加熱元件4從一個左下方的方向盤輪輻23通過典型的左手把持位置25及方向盤的一個上區(qū)段向著典型的右手把持位置26并一直延伸到右下方的方向盤輪輻23。方向盤輪圈21的下區(qū)段28被空留著及在圖中的實施例中不被加熱。
在每個下方向盤輪輻23的緊附近設置有加熱元件4的頂部區(qū)段45上的接觸點43(參見圖2),在該接觸點上一個電接觸部分6分別對加熱元件4進行機動車車載電網(wǎng)電能的供給。該電接觸部分以一個表示供電導線61的電纜連接部分62的構(gòu)型來實現(xiàn)及在接觸點43上與加熱元件4形成導電連接。該導電連接例如可用鉚接、釬焊、熔焊或粘接連接的形式來實現(xiàn)。如果在手把持位置25,26之間的輪圈21的上區(qū)域也被空留著,則需要兩個短的加熱元件4,在它們每個的端部上需要兩個電接觸部分6。
圖2表示一個用于安裝在方向盤上的加熱元件4的概圖,在該圖示的實施例中,該加熱元件在頂部區(qū)段45之間各具有彼此平行的連接區(qū)段48,這些頂部區(qū)段45各具有一個內(nèi)倒圓半徑47及一個外倒圓半徑48,它們可改善通過電流及機械穩(wěn)定性。為了避免所謂的電流匯點,在頂部區(qū)段45上的寬度被增大。變換地或附加地,也可使導體條在頂部區(qū)段上具有加大的材料厚度。
此外可看到接觸點43具有穿孔的形狀,它設置來用于連接一個電的供電導線。供電導線例如可借助鉚接(所謂沖孔接觸)、粘接、釬焊或熔焊連接與加熱元件4相連接。
在圖示的實施例中,加熱元件4包括一個載體層42,它起絕緣的作用及例如由一種聚氨酯類泡沫(PUR泡沫)組成及在其上施加導電層41,該導電層例如由銅和/或銅合金、鋁和/或鋁合金或合適的青銅合金(具有不同的銅及錫份額)組成。
該加熱元件4最好不具有所謂的PTC效應及由此可持續(xù)地用全功率工作。
參考標記表2方向盤21輪圈/方向盤輪圈
22輪轂/方向盤輪轂23輪輻/方向盤輪輻24泡沫材料層25手把持位置(左)26手把持位置(右)27(外)手把面28下區(qū)段加熱元件41導電層42載體層(絕緣載體層)43接觸點4445頂部區(qū)段46外倒圓半徑47內(nèi)倒圓半徑48連接區(qū)段電接觸區(qū)域61供電導線62電纜連接部分
權(quán)利要求
1.方向盤,設有一個墊層(24)、一個至少部分覆蓋該墊層的手把面(27)及一個加熱元件(4),該加熱元件設置在墊層(24)與手把面(27)之間及該加熱元件具有一個沿加熱元件(4)縱向延伸方向呈曲折形輪廓的導電層(41),其特征在于該加熱元件(4)由一個連續(xù)區(qū)段切成一定長度;及導電層(41)在其各頂部區(qū)段(45)上比其連接區(qū)段(48)加寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方向盤,其特征在于該導電層(41)是具有曲折形輪廓的加熱元件(4)的整體組成部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)的曲折形輪廓包括波狀輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)的曲折形輪廓包括矩形、鋸齒形或三角形輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的方向盤,其特征在于該以曲折形輪廓延伸的導電層(41)或加熱元件(4)的頂部區(qū)段(45)各具有一個倒圓半徑(46)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于設置在該加熱元件(4)的縱向延伸方向一側(cè)上的各頂部區(qū)段(45)的包絡線相重疊,其中各頂部區(qū)段(45)本身彼此保持隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項的方向盤,其特征在于設置在該加熱元件(4)的縱向延伸方向一側(cè)上的各頂部區(qū)段(45)的包絡線彼此隔開。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于一個加熱元件(4)繞整個方向盤的圓周延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)繞方向盤(2)的一個圓周區(qū)段延伸,而在優(yōu)選的手把持位置(25,26)之間的一個下區(qū)段(28)被空留著。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項的方向盤,其特征在于設置有兩個加熱元件(4),它們各設置在一個優(yōu)選手把持位置(25,26)的圓周區(qū)段中。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)具有至少兩個彼此連接的層(41,42)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方向盤,其特征在于該導電層(41)被施加在一個絕緣載體層(42)上并與它相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方向盤,其特征在于該絕緣載體層(42)由塑料、尤其由聚氨酯類泡沫組成。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有銅和/或一種銅合金,尤其一種含錫的銅合金。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有鋁和/或一種鋁合金。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)被蒸鍍在絕緣載體層(42)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)用電鍍方式或通過濺射施加到絕緣載體層(42)上。
18.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)在其各頂部區(qū)段(45)上與直的或呈小幅弧形的連接區(qū)段(28)相比具有更大的導電層(41)金屬化結(jié)構(gòu)的材料厚度。
19.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有多個用于連接供電導線(61)的接觸點(43)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方向盤,其特征在于各接觸點(43)具有一個加寬形式和/或增大的導電層(41)金屬化結(jié)構(gòu)的材料厚度形式的增強部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方向盤,其特征在于每個加熱元件(4)各具有兩個電接觸部分(6)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方向盤,其特征在于在每個電接觸部分(6)上設置有一個導電的電纜連接部分(62)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方向盤,其特征在于這些電接觸部分(6)被作成鉚接連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方向盤,其特征在于這些電接觸部分(6)被作成釬焊或粘接連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方向盤,其特征在于這些電接觸部分(6)被作成焊接連接。
26.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)在方向盤(2)的外手把面(27)的下面被粘接在方向盤輪圈(21)的墊層或泡沫材料層(24)上。
27.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于加熱元件(4)被粘接在方向盤(2)的施加于方向盤輪圈(21)的墊層或泡沫材料層(24)上的外手把面(27)的內(nèi)側(cè)面上。
28.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該外手把面(27)主要具有人造革或天然皮革。
29.根據(jù)權(quán)利要求11至28中一項的方向盤,其特征在于該絕緣載體層(42)具有在30與200微米之間的材料厚度。
30.根據(jù)權(quán)利要求11至28中一項的方向盤,其特征在于該絕緣載體層(42)具有在50與80微米之間的材料厚度。
31.根據(jù)權(quán)利要求11至30中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有最大為50微米的材料厚度。
32.根據(jù)權(quán)利要求11至30中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有最大為20微米的材料厚度。
33.根據(jù)權(quán)利要求11至30中一項的方向盤,其特征在于該導電層(41)具有最大為10微米的材料厚度。
34.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方向盤,其特征在于該加熱元件(4)被調(diào)整到方向盤輪圈的一個預定直徑及預定厚度上。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至34中一項的加熱元件,尤其用于機動車的一種可電加熱方向盤(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方向盤,它設有一個墊層(24)、一個至少部分覆蓋該墊層的手把面(27)及一個加熱元件(4),該加熱元件設在墊層(24)與手把面(27)之間及它具有一個沿加熱元件(4)縱向延伸方向呈曲折形輪廓的導電層(41)。本發(fā)明提出該加熱元件(4)由一個連續(xù)區(qū)段切成一定長度;及導電層(41)在其各項部區(qū)段(45)上比其連接區(qū)段(48)加寬。
文檔編號H05B3/34GK1622893SQ03802769
公開日2005年6月1日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者米夏埃多·魏斯, 馬丁娜·勒廷格, 彼得·內(nèi)格勒 申請人:W.E.T.汽車系統(tǒng)股份公司
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