DE102013207482A1

DE102013207482A1 - Beheizbares Flächenelement

Info

Publication number: DE102013207482A1
Application number: DE102013207482.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Nicke; Simon Lützelschwab
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein beheizbares Flächenelement mit einem flächigen Grundelement und auf dem Grundelement angeordneten flächigen Abdeckelement, wobei zwischen dem Grundelement und dem Abdeckelement ein flächiges Heizelement vorgesehen ist, wobei in dem Grundelement eine Aussparung vorgesehen ist, in welche ein Kontaktelement einsetzbar ist, welche das flächige Heizelement elektrisch kontaktiert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein beheizbares Flächenelement, wie insbesondere ein Radom für eine Radarvorrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Beheizbare Flächenelemente sind im Stand der Technik beispielsweise als Radome, also als Abdeckungen von Radarelementen bei Kraftfahrzeugen bekannt geworden. Solche Radome sind für Radarstrahlen durchlässige flächige Abdeckelemente, die die dahinter angeordnete Radarvorrichtung vor einer unmittelbaren Beeinträchtigung schützen soll.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei kalten Außentemperaturen die Oberfläche des Radoms vereist und/oder sich eine mehr oder weniger gleichmäßige Eis- oder Schneeschicht auf der Oberfläche des Radoms niederschlägt. Da Schnee oder Eis für Radarstrahlung eine beeinflussende Wirkung haben und nicht völlig transparent für Radarstrahlen sind, verursachen sie Verfälschungen der Ergebnisse der Radarvorrichtung, was nicht erwünscht ist.
Daher sind beheizbare Radome geschaffen worden, welche die Oberfläche des Radoms von Schnee und Eis befreien sollen.
Ein solches Radom ist durch die EP 1 157 442 B1 bekannt geworden. Diese Druckschrift offenbart eine Radarvorrichtung mit einer abdeckenden Linse, wobei in der Linse elektrische Leiterbahnen eingebracht sind zum Heizen der Linse. Die Kontaktierung der Leiterbahnen ist nicht offenbart.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein beheizbares Flächenelement zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik eine einfache und sichere Kontaktierung aufweist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein beheizbares Flächenelement mit einem flächigen Grundelement und auf dem Grundelement angeordneten flächigen Abdeckelement, wobei zwischen dem Grundelement und dem Abdeckelement ein flächiges Heizelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundelement und/oder in dem Abdeckelement eine Aussparung vorgesehen ist, in welche ein Kontaktelement einsetzbar ist, welche das flächige Heizelement elektrisch kontaktiert. Durch das Einsetzen des Kontaktelements in die Aussparung des Grundelements und/oder des Abdeckelements kann das Heizelement, welches zwischen dem Grundelement und dem Abdeckelement angeordnet ist, dort einfach elektrisch kontaktiert werden, wo es im Bereich der Aussparung verläuft.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das flächige Heizelement eine Draht-, Blech- oder Leiteranordnung aufweist, welche auf einer vorgegebenen Fläche verteilt angeordnet ist. Dazu kann die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung eine Mehrzahl von Drähten, Blechstreifen oder Leiterbahnen aufweisen, welche sich bogenförmig, mäanderförmig oder anderweitig über eine zu beheizende Fläche verteilen. Dadurch kann eine möglichst homogene Beheizung der Fläche erreicht werden, ohne lokal zu überhitzen.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung eine Mehrzahl von Drähten, Blechstreifen oder Leiterbahnen aufweist, welche auf der vorgegebenen Fläche verteilt angeordnet sind. Dadurch kann eine bessere flächige Verteilung der Heizleistung erreicht werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung des Grundelements und/oder des Abdeckelements einen Verlauf aufweist, so dass das in die Aussparung einsetzbare Kontaktelement mit der Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung einen elektrischen Kontakt erzeugt. So kann vereinfacht eine elektrische Kontaktierung gewährleistet werden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung des Grundelements und/oder des Abdeckelements mit dem Kontaktelement stoffschlüssig verbunden ist. Dadurch kann eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Heizelement erreicht werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Kontaktelement mit der Draht-, Blech- oder Leiteranordnung verlötet ist, wie insbesondere durch Bügellöten oder widerstandslöten verlötet ist. Auch kann ein Schweißen vorgesehen sein, wie Laserschweißen oder Widerstandsschweißen. Auch kann ein Drahtbonden eingesetzt werden.
Alternativ ist es zweckmäßig, wenn das Kontaktelement mit dem Grundelement und/oder mit dem Abdeckelement und/oder mit dem Heizelement stoffschlüssig verbunden ist. Dadurch kann das Kontaktelement mit dem Grundelement und/oder mit dem Abdeckelement und/oder mit dem Heizelement dauerhaft und sicher verbunden werden. Beispielsweise kann ein Kleben vorgesehen sein.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kontaktelement mit dem Grundelement und/oder mit dem Abdeckelement formschlüssig verbunden ist. Auch dadurch kann das Kontaktelement mit dem Grundelement und/oder mit dem Abdeckelement dauerhaft und sicher verbunden werden.
Auch kann das stoffschlüssige Verbinden mit dem formschlüssigen Verbinden gemeinsam durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Kontaktelement zumindest ein erstes Halteelement oder erste Halteelemente aufweist, welches bzw. welche mit zumindest einem zweiten Halteelement oder mit zweiten Halteelementen des Grundelements und/oder des Abdeckelements zusammenwirken. Damit kann eine formschlüssige Verbindung mittels der Halterelemente erreicht werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die ersten Halteelemente als Vorsprünge oder Ausnehmungen und die zweiten Halteelemente als Ausnehmungen oder Vorsprünge ausgebildet sind, um miteinander zusammenzuwirken.
Auch ist es zweckmäßig, wenn ein Halteelement des Kontaktelements mit einem Halteelement des Grundelements und/oder des Abdeckelements mittels eines Verbindungselements zusammenwirken. So kann als Halteelement beispielsweise jeweils eine Öffnung vorgesehen sein, welche mittels eines Verbindungselements verbunden werden. So kann durch die Öffnung beispielsweise ein Steckelement durchgeführt werden, dass dabei verrastet.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Kontaktelement mittels einer Anschlussvorrichtung zum Anschließen einer elektrischen Verbindung vorgesehen ist. Dabei kann das Anschlusselement beispielsweise mit einem Anschlussdraht, Flachleiter oder Rundleiter oder ähnlichem verbunden sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Kontaktelemente vorgesehen sind, um das Heizelement zu kontaktieren. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktelemente voneinander beabstandet sind und in jeweils eine Ausnehmung einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das beheizte Flächenelement ein Radom ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematische Ansicht des beheizbaren Flächenelements mit seinen Elementen,
2 eine Ansicht des Grundelements mit einer Aussparung zum Einsetzen des Kontaktelements,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines beheizbaren Flächenelements mit Kontaktelement,
4 eine andere Ansicht des beheizbaren Flächenelements,
5 eine Ansicht eines Heizelements,
6a eine Darstellung eines Ausschnitts eines Schnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels,
6b eine Teilansicht von oben gemäß 6a,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines beheizbaren Flächenelements mit Kontaktelement, und
8 eine weitere Ansicht des Ausführungsbeispiels der 7.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt ein beheizbares Flächenelement 1 in einer Explosionsdarstellung mit einem flächigen Grundelement 2 und einem auf dem flächigen Grundelement 2 angeordneten flächigen Abdeckelement 3. Zwischen dem flächigen Grundelement 2 und dem flächigen Abdeckelement 3 ist ein im Wesentlichen flächiges Heizelement 4 angeordnet.
In der 1 sind das flächige Grundelement 2 und das flächige Abdeckelement 3 noch beabstandet voneinander angeordnet, wobei der Pfeil 5 andeutet, dass das Abdeckelement 3 mit dem Heizelement 4 gemeinsam auf dem Grundelement 2 angeordnet wird.
Dabei kann das Grundelement 2 als beispielsweise spritzgegossenes Grundelement vorliegen, worauf das flächige Abdeckelement 3 mit dem Heizelement 4 gemeinsam aufgebracht wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Grundelement 2 auch erst mit dem Heizelement 4 versehen werden, so dass anschließend das Abdeckelement 3 sowohl auf das Grundelement 2 als auch auf das Heizelement 4 aufgebracht wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Heizelement 4 auf das Abdeckelement 3 aufgebracht werden, so dass im Anschluss daran das Grundelement 2 auf das Abdeckelement 3 mit dem Heizelement 4 aufgespritzt wird.
Bevorzugt ist das Grundelement 2 ein Kunststoffelement, das beispielsweise aus einem Polycarbonat-Material besteht. Das Abdeckelement 3 ist vorteilhaft eine Kunststofffolie, die beispielsweise als Palycarbonat-Folie ausgebildet ist. Dabei ist die Kunststofffolie bevorzugt als transparente Folie ausgebildet. Die Dicke der Folie beträgt etwa 0,4 mm.
Das Heizelement 4 ist bevorzugt ein Heizelement, welches mittels eines Drahts 6 oder einer Mehrzahl von Drähten 6 ausgebildet ist, die auf das Abdeckelement 3 aufgebracht werden. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Draht 6 eine geringe Drahtstärke aufweist, wie beispielsweise 40 μm Drahtdicke, wobei der Draht 6 dann mit etwa einem halben Durchmesser von ca. 20 μm in die Folie des Abdeckelements 3 eingedrückt werden kann.
Das Grundelement 2 weist zumindest eine Aussparung 7 auf, in welche ein Kontaktelement 8 einsetzbar ist, zur elektrischen Kontaktierung des Heizelements 4. Dabei sind bevorzugt Halteelemente 9, 10 sowohl an dem Kontaktelement 8 als auch an dem Grundelement 2 und/oder an dem Abdeckelement 3 vorgesehen, mittels welchen das Kontaktelement 8 in der Aussparung 7 des Grundelements 2 gehalten wird.
An dem Kontaktelement 8 ist eine Anschlussvorrichtung 11 vorgesehen, zum Anschließen einer elektrischen Verbindung 12 zur Stromversorgung des Heizelements 4.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die elektrische Verbindung 12 als Rundleiter ausgebildet, wobei auch andere Leiter, wie Flachleiter oder Sonstige verwendet werden können.
Die Anschlussvorrichtung 11 ist im Ausführungsbeispiel der 1 eine Lötfahne zum Anlöten der elektrischen Verbindung, wobei in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch ein Stecker als alternative Anschlussvorrichtung vorgesehen sein kann. Auch können statt einer Lötverbindung Klemm- oder Quetschverbindungen vorgesehen sein.
Die 2 zeigt das beheizbare Flächenelement 1 in einer anderen Darstellung. Das Grundelement 2 weist eine im Wesentlichen rechteckige Aussparung 7 auf, die an zwei gegenüberliegenden Seiten 13, 14 nutartige Aussparungen 15, 16 aufweist, die als Halteelement dienen. In diesen nutartigen Aussparungen 15, 16 werden Arme 17, 18 des Kontaktelements 8 eingesetzt, welche wiederum als Halteelemente dienen.
Die Verbindung zwischen den Armen 17, 18 und den Aussparungen 15, 16 dient der Halterung des Kontaktelements 8 in der Aussparung 7. Unterhalb des in 2 gezeigten Grundelements 2 sind die Drähte 6 des Heizelements 4 angeordnet, wobei das Heizelement 4 einen Verlauf der Drahtanordnung oder alternativ einer Blech oder Leiteranordnung aufweist, welcher im Bereich der Aussparung 7 einen Verlauf hat, so dass durch Einsetzen des Kontaktelements in die Aussparung 7 eine elektrische Kontaktierung der in diesem Bereich verlaufenden Draht-, Blech- oder Leiteranordnung vorgenommen werden kann.
Nachdem das Kontaktelement 8 in die Aussparung 7 eingesetzt ist und mit seiner Kontaktfläche das im Bereich der Aussparung 7 verlaufende Heizelement 4 elektrisch kontaktiert, kann eine bevorzugt stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Heizelement 4 und dem Kontaktelement 8 vorgesehen werden. Diese kann bevorzugt durch Löten oder Schweißen oder Kleben vorgenommen werden. Dabei kann ein Bügellöten, Widerstandslöten oder Widerstandsschweißen oder ein Laserhartlöten oder ein Laserschweißen oder ein Drahtbonden vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine Verklebung mittels eines elektrisch leitenden Klebermaterials vorgesehen sein.
Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen beheizbaren Flächenelements 21, welches wiederum ein Abdeckelement 22 und ein nicht dargestelltes Grundelement sowie ein Heizelement 24 aufweist. In dem Abdeckelement ist wiederum eine Aussparung 27 vorgesehen, in welche ein Kontaktelement 28 einsetzbar ist zur Kontaktierung des Heizelements 24.
Im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ist das Kontaktelement 28 mit vier Vorsprüngen 29, 30, 31, 32 ausgebildet, die im Wesentlichen rechtwinklig von dem flächigen Kontaktelement 28 abstehen. In dem Abdeckelement sind Öffnungen 33, 34, 35, 36 vorgesehen, die seitlich benachbart der Aussparung 27 angeordnet sind, in welche die Vorsprünge 29 bis 32 einsetzbar sind. Durch anschließendes Verformen der Vorsprünge, wie beispielsweise seitliches Umbiegen gemäß 3 kann das elektrische Kontaktelement 28 in dem Abdeckelement 22 fixiert werden.
Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Heizelements 40, welches aus einer Mehrzahl von Drähten 41 ausgebildet ist, die mäanderförmig über eine vorgegebene Fläche 42 verteilt sind. Das Heizelement 40 weist bevorzugt zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Anschlussbereiche 43, 44 auf, zur Kontaktierung des Heizelements mit einem Kontaktelement zum Anschluss an eine elektrische Verbindung.
Das Heizelement der 5 stellt nur eine beispielhafte Ausgestaltung eines Heizelements dar, wobei die Führung der Drähte 41 auch anderweitig vorgenommen werden kann.
Alternativ zu Drähten kann auch ein Blechelement vorgesehen sein, das beispielsweise ausgestanzt ist. Alternativ kann auch eine entsprechende Anordnung von elektrischen Leitern vorgesehen sein, die beispielsweise aufgespritzt oder aufgedampft oder aufgedruckt sein kann.
Die 6a und 6b zeigen einen Teil eines beheizbaren Flächenelements 50 mit einem Grundelement 56 und einem Abdeckelement 52, wobei zwischen dem Grundelement 56 und dem Abdeckelement 52 ein Heizelement 53 angeordnet ist. In der Ausnehmung 54 des Grundelements 56 ist ein Kontaktelement 55 vorgesehen, welches mit dem Abdeckelement 52 durch einen hinterspritzten Bereich 56 verbunden ist. Dabei ist die Ausnehmung sowohl in dem Grundelement 56 als auch in dem Abdeckelement 52, so dass die Drähte des Heizelements bzw. die Bleche oder Leiter des Heizelements 53 freiliegen. Dies kann nach dem Verbinden zwischen dem Kontaktelement 55 und dem Heizelement 53 beispielsweise mittels Löten durch einen eingespritzten Kunststoff oder einen anderweitigen Überzug oder eine Füllung wieder geschlossen werden, um das Heizelement 53 zu schützen. Dabei kann das beheizbare Flächenelement auf einer Rückplatte 51 vorgesehen sein.
Die 7 und 8 zeigen das Kontaktelement 55 gemäß der 6a und 6b in einer räumlichen Darstellung innerhalb des beheizbaren Flächenelements 50 zwischen dem Grundelement 56 und dem Abdeckelement 52. Man erkennt, dass das Kontaktelement einen flächigen ebenen Kontaktbereich 57 und beiderseits davon abragend jeweils einen L-förmigen Fuß 58 aufweist, wobei in dem L-förmigen Fuß Öffnungen 59 vorgesehen sind, zum Befestigen des Kontaktelements 55.
Bezugszeichenliste

1: beheizbares Flächenelement
2: Grundelement
3: Abdeckelement
4: Heizelement
5: Pfeil
6: Draht
7: Aussparung
8: Kontaktelement
9: Halteelement
10: Halteelement
11: Anschlussvorrichtung
12: elektrische Verbindung
13: Seite
14: Seite
15: Aussparung
16: Aussparung
17: Arm
18: Arm
21: beheizbares Flächenelement
22: Abdeckelement
24: Heizelement
27: Aussparung
28: Kontaktelement
29: Vorsprung
30: Vorsprung
31: Vorsprung
32: Vorsprung
33: Öffnung
34: Öffnung
35: Öffnung
36: Öffnung
40: Heizelement
41: Draht
42: Fläche
43: Anschlussbereich
44: Anschlussbereich
50: beheizbares Flächenelement
51: Rückplatte
52: Abdeckelement
53: Heizelement
54: Ausnehmung
55: Kontaktelement
56: Grundelement
57: Kontaktbereich
58: L-förmiger Fuß
59: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1157442 B1 [0005]

Claims

Beheizbares Flächenelement (1) mit einem flächigen Grundelement (2) und auf dem Grundelement (2) angeordneten flächigen Abdeckelement (3), wobei zwischen dem Grundelement (2) und dem Abdeckelement (3) ein flächiges Heizelement (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundelement (2) und/oder in dem Abdeckelement (3) eine Aussparung vorgesehen ist, in welche ein Kontaktelement (8) einsetzbar ist, welche das flächige Heizelement (4) elektrisch kontaktiert.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Heizelement (4) eine Draht-, Blech- oder Leiteranordnung aufweist, welche auf einer vorgegebenen Fläche verteilt angeordnet ist.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung eine Mehrzahl von Drähten, Blechstreifen oder Leiterbahnen aufweist, welche auf der vorgegebenen Fläche verteilt angeordnet sind.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung (8) des Grundelements (2) und/oder des Abdeckelements (3) einen Verlauf aufweist, so dass das in die Aussparung (7) einsetzbare Kontaktelement (8) mit der Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung einen elektrischen Kontakt erzeugt.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-, Blech- oder Leiteranordnung im Bereich der Aussparung (7) des Grundelements (2) und/oder des Abdeckelements (3) mit dem Kontaktelement (8) stoffschlüssig verbunden ist.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) mit der Draht-, Blech- oder Leiteranordnung verlötet ist, wie insbesondere durch Bügellöten oder Widerstandslöten oder verschweißt ist, wie mittels Laserschweißen oder Widerstandsschweißen, oder gebondet ist, wie mittels Drahtbonden verbunden ist.
Beizbares Flächenelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) mit dem Grundelement (2) und/oder mit dem Abdeckelement (3) und/oder mit dem Heizelement (4) stoffschlüssig verbunden ist.
Beizbares Flächenelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) mit dem Grundelement (2) und/oder mit dem Abdeckelement (3) formschlüssig verbunden ist.
Beheizbares Flächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) zumindest ein erstes Halteelement (9) oder erste Halteelemente (9) aufweist, welches bzw. welche mit zumindest einem zweiten Halteelement (10) oder mit zweiten Halteelementen (10) des Grundelements (2) und/oder des Abdeckelements (3) zusammenwirken.
Beheizbares Flächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Halteelemente (9) als Vorsprünge oder Ausnehmungen und die zweiten Halteelemente (10) als Ausnehmungen oder Vorsprünge ausgebildet sind, um miteinander zusammenzuwirken.
Beheizbares Flächenelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteelement des Kontaktelements mit einem Halteelement des Grundelements und/oder des Abdeckelements mittels eines Verbindungselements zusammenwirken.
Beheizbares Flächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (8) mittels einer Anschlussvorrichtung zum Anschließen einer elektrischen Verbindung vorgesehen ist.
Beheizbares Flächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktelemente (8) vorgesehen sind, um das Heizelement (4) zu kontaktieren.
Radom als beheizbares Flächenelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.