例如用于加热板的箔加热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及箱加热器（即具有薄、挠性箱或膜的外观的加热器），例如，用于 加热板的箱加热器，特别是(但不排外地)适于加热车辆、特别是小汽车的乘客轿厢的箱加 热器。
【背景技术】
[0002] 加热板在机动车工业中日益流行，用于加热车辆的乘客轿厢（例如通过辐射或接 触加热），因为它们使乘客的高舒适性与有效利用电能相结合。现有的加热板通常采用与座 椅加热器相同的技术。特别地，它们包括依照脉冲宽度调制模式间歇操作的电阻丝。当施加 加热电流的时候，电阻丝到达非常高的温度。而且，由于各丝的相邻部段之间具有间距，热 量非常局部地产生，导致热点和非加热区域交替分布。因此，必须通过均衡层使各丝与乘客 轿厢隔开，该均衡层使温度分布不但在时间上并且在加热板的整个区域上均衡化。不可避 免地，均衡层会增大加热板的热容量，延迟热量至被加热空间的传递以及阻挡热量朝向该 空间的流动。换句话说，均衡层显著减弱了辐射加热的优势。
[0003] 技术问题
[0004] 本发明的目的是提供一种适合在较低温度下操作的箱加热器。此目的通过如权利 要求1所述的箱加热器得以实现。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的第一方面，箱加热器包括分别形成于顺从平坦或弯曲的表面的第一 和第二层中的第一和第二螺线电阻加热轨迹。第一和第二电阻加热轨迹中的每一个具有中 心(如此处所使用的，术语"中心"是指螺线的内端)和至少一个外末端(如此处所使用的，术 语"外末端"是指螺线的最外匝的端部）。电绝缘层被置于第一和第二层之间。电绝缘层包括 容纳电过孔通路的开口，第一和第二电阻加热轨迹通过所述电过孔通路彼此电接触。
[0006] 由于它们的螺线形状，加热轨迹可在整个加热表面上浓密布置，而不（或基本上 不)交叉。更加均匀的温度分布能够因此得以实现。值得注意的是螺线不必须具有特殊规则 形状。
[0007] 第一和第二电阻加热轨迹优选沿彼此并排延伸（当从垂直于第一和第二层的方向 上看时）。因为一个加热轨迹的不同匝通过螺线缝隙彼此隔开，所以另一加热轨迹的各匝优 选布置为与所述螺线缝隙的中线对齐延伸。根据每单位面积被指定的热的量值，第一加热 轨迹和第二加热轨迹之间的重叠(其被定义为位于电绝缘层的相反一侧上的加热轨迹覆盖 的加热轨迹宽度的百分比）可共计在每个轨迹的宽度的〇% (没有重叠)和50%之间。在第一 和第二加热轨迹之间的重叠区域中，在电绝缘层的两侧上产生热量。因此，重叠地带中的局 部热密度可显著高于非重叠地带中的局部热密度。优选地，第一和第二电阻加热轨迹形成 的总重叠区域不大于该平坦或弯曲的表面的25%。
[0008] 根据本发明的优选实施例，其中第一和第二电阻加热轨迹占据所述平坦或弯曲的 表面至少70 %的延伸范围。优选地，填充因数甚至更高，例如约80 %或甚至约90 %。填充因 数越高，总的非加热区域越小。依次，局部温度最大值能够更接近在整个箱加热器区域上的 平均温度。
[0009] 第一和第二加热轨迹是由基板承载的优选被印刷或以其它方式沉积的层。根据本 发明的优选实施例，电绝缘层包括挠性基板，其具有印刷着所述第一电阻加热轨迹的第一 侧和印刷着所述第二电阻加热轨迹的第二侧。根据本发明的另一优选实施例，电绝缘层包 括基板，其第一侧具有通过电沉积或非电解镀层形成为层(在通过任何适当的印刷过程提 供的第一种子轨迹上）而施用的所述第一电阻加热轨迹，所述基板的第二侧具有通过电沉 积或非电解镀层形成为层(在通过任何适当的印刷过程提供的第二种子轨迹上)而施用的 所述第二电阻加热轨迹。根据本发明的又另一优选实施例，第一电阻加热轨迹被施用(沉积 或印刷)于承载膜上，所述电绝缘层被印刷在所述第一电阻加热轨迹上面，而所述第二电阻 加热轨迹被印刷在所述电绝缘层上面。根据本发明的再另一优选实施例，第一电阻加热轨 迹被施用于第一承载膜上，第二电阻加热轨迹被施用于第二承载膜上，电绝缘层被层合在 所述第一承载膜和第二承载膜之间。
[0010] 优选地，第一和第二电阻加热轨迹分别具有被包括在从0.5mm至5cm的范围内、优 选从2mm至2cm的范围内的宽度。而且，加热轨迹的宽度可在箱加热器上改变，以在加热器的 不同部分中实现可变的加热功率密度。如果第一和第二电阻加热轨迹形成至少一个交叉 处，那么第一和第二电阻加热轨迹优选在该交叉处被局部加宽。由于此加宽，轨迹的电阻在 该交叉处区域中降低，导致热产生减少。因而，此技术可被用于避免在加热轨迹交叉处的不 均匀温度分布。
[0011] 电绝缘层优选具有被包括在从0.1W/(m · K)至lW/(m · K)的范围内的导热率。
[0012] 有利地，第一和第二电阻加热轨迹的最小曲率半径分别不小于所述第一电阻加热 轨迹和第二电阻加热轨迹的宽度。优选地，最小曲率半径等于第一和第二电阻加热轨迹的 宽度的至少四倍。
[0013] 第一和第二电阻加热轨迹可在它们的中心处彼此电接触。另外地或可选地，第一 和第二电阻加热轨迹可在它们的外末端处彼此电接触。
[0014] 根据本发明的优选实施例，第一和第二电阻加热轨迹中的每一个包括在它们相应 的中心处相连接的至少两个螺线分支。
[0015] 电过孔通路可由高度导电的材料制成。然而，优选地，它由电阻加热材料制成。在 这种情况下，电阻加热材料的长度、宽度和沉积厚度被选择为使得所述过孔通路有利于加 热。
[0016] 如果箱加热器包括至少两个电过孔通路，则供应加热电流的电源可在这些电过孔 通路处连接到加热轨迹(即，电过孔通路同时用作接触端子）。
[0017] 本发明的另一方面涉及一种加热板，例如辐射加热板，包括如上所述的箱加热器 和承载着箱加热器的支撑板，支撑板限定第一和第二电阻加热轨迹顺从的平坦或弯曲的表 面。优选地，加热板包括与所述支撑板一起将所述箱加热器夹在中间的装饰层。箱加热器可 包括围绕着所述支撑板的边缘包裹的连接尾端。连接尾端优选地承载着第一加热轨迹的一 部分和第二加热轨迹的一部分。更优选地，第一和第二加热轨迹的这些部分在所述连接尾 端被围绕着所述边缘包裹的地方被加宽，以提供抵抗弯曲应力的增加的坚韧性。
[0018] 优选地，电阻加热轨迹实质上由诸如Cu，Ag，Au，Al，…的金属构成。可选地，电阻加 热轨迹可实质上由金属薄片形成的复合材料(适当的金属是，例如，Cu，Ag，Au，Al…）和至少 一种聚合物粘接剂构成。
[0019] 第一和第二加热轨迹之间的连接可通过铆钉或通过例如借助于印刷或分配布置 于绝缘层上的开口中的辅助材料形成。该过孔通路可可选地通过热成型或超声焊接形成。
[0020] 箱加热器可包括由两个电阻加热轨迹中的每一个构成的至少两对螺线，这两对螺 线沿彼此并排延伸并且通过如下串联连接：
[0021] a.中心处的两个过孔通路
[0022] b.加热轨迹外末端处的至少两个过孔通路。
[0023] 可选地，箱加热器可包括用于加热不同区域的至少两对螺线。
[0024] 优选地，并联连接的各对螺线中每一个的宽度和长度被构造成使得并联连接的各 螺线的电阻相等(在这里"相等"是指电阻的相对差〈10%)。
[0025] 如果箱加热器是加热板的一部分，那么支撑板优选包括位于其前侧上的凹槽，箱 加热器完美得安装于该凹槽中并且在加热板集成之后在装饰后面触觉上感觉不到。根据优 选实施例，箱加热器利用由诸如下述的材料构成的绝热层从支撑板热绝缘:封闭泡沫、间隔 织物和/或在红外光谱范围内是高反射性的材料、比如铝箱。
【附图说明】
[0026] 本发明的其它细节和优势从下面参考附图对若干非限制性实施例的详细描述中 是很显然的，图中：
[0027] 图1是根据第一优选实施例的箱加热器的俯视示意图；
[0028] 图2是沿着图1中的线II-II的截面图；
[0029] 图3是根据第二优选实施例的箱加热器的俯视示意图；
[0030] 图4是根据第三优选实施例的箱加热器的俯视示意图；
[0031 ]图5是包括多个并联加热路径的加热器的等效电路框图；
[0032] 图6是通过电绝缘层分开的两个加热轨迹的相交处的示意图；
[0033] 图7是利用光或其它电磁辐射的固化过程的示意性说明图；
[0034] 图8是根据第一实施方式的过孔通路的示意性截面图；
[0035] 图9是根据第二实施方式的过孔通路的示意性截面图；
[0036]图10是根据第三实施方式的过孔通路的示意性截面图；
[0037] 图11是通过热压印或超声焊接制成的过孔通路的示意性截面图；
[0038] 图12是加热器中的过孔通路的俯视示意图，在该加热器中加热轨迹被以上下方式 印刷，同时由印刷绝缘层分隔开；
[0039]图13是图12的过孔通路的示意性截面图；
[0040] 图14是加热器中的另一过孔通路的俯视示意图，在该加热器中加热轨迹被以上下 方式印刷，同时由印刷绝缘层分隔开；
[0041] 图1