加热套的制作方法

1.本实用新型涉及一种加热套。


背景技术：

2.目前方向盘加热介质主要为金属或碳纤维电阻丝。通过焦耳发热原理，电阻丝将电能转换成热能散发出来，经过包覆物传递到皮革外表面。为了能够使皮革表面温度尽量均匀，发热电阻丝一般按照特定的方式排布在负载物上，负载物通常为泡棉或网格纤维胶带，电阻丝一端为正极，另一端为负极，若电阻丝一处断开无法发热。泡棉负载物较厚，具有较大的柔性和可变形能力；网格纤维胶带较薄，柔性佳，变形能力一般。
3.泡棉加热套的施工工艺为：将泡棉加热套带电阻丝面背上压敏胶，与皮革内里面紧密贴合；将泡棉另一面背胶或涂胶水，包覆在方向盘本体上；用工具将皮革与方向盘贴合紧密，平整无缺陷；将皮革边缘缝合。其缺点有：电阻丝为线发热体，温度均匀性差；电阻丝直接贴合在皮革下，电阻丝散发的热量向四周发散不佳，温度均匀性差；电阻丝紧靠皮革，可能引起突起，造成触感不佳，影响舒适性。
4.网格纤维胶带加热套的施工工艺为：将其背胶面贴合在方向盘发泡上；用工具将其与方向盘贴合紧密；在其表面二次发泡处理；套上布胶的皮革，用工具将皮革与方向盘贴合紧密，平整无缺陷；将皮革边缘缝合。其缺点有：电阻丝为线发热体，温度均匀性差；工艺程序繁琐，人工成本高；厚的发泡层影响电阻丝垂直方向传热，升温速率较慢，能耗高。
5.现有汽车方向盘加热套存在的问题：1、电阻丝发热温度均匀性差；2、发热丝与皮革时凸起明显，造成触感不佳，影响舒适性；3、二次发泡影响垂直传热，升温速率慢，能耗高；4、二次发泡和二次包覆工艺相对繁琐，人工成本高。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种加热套，既可提高发热温度均匀性，又可提高舒适性。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.本实用新型提供一种加热套，其包括多个套体、外接线束，每一个所述套体包括第一粘结层、设置在所述第一粘结层上的可导电的多个发热片以及条状的正极电极和负极电极，每一个所述发热片呈中部窄两端宽，所述正极电极与每一个所述发热片的一端部连接，所述负极电极与每一个所述发热片的另一端部连接，当所述加热套处于包覆状态下，所述多个套体围合成圆形，且多个所述套体的所述正极电极首尾相连形成第一连接端，多个所述套体的所述负极电极首尾相连形成第二连接端，所述第一连接端和第二连接端均用于与所述外接线束电连接，所述外接线束用于与外部电源电连接；所述第一粘结层具有弹性。
9.进一步地，所述正极电极和负极电极呈波浪形。
10.进一步地，所述正极电极和负极电极的波长为1～10mm，波幅为1～5mm。
11.进一步地，所述套体还包括设置在所述发热片背离所述第一粘结层的一面上的第
二粘结层。
12.进一步地，所述第一粘结层和第二粘结层为热熔胶膜、压敏胶膜或涂层。
13.进一步地，所述加热套还包括用于采集所述加热套温度的温度传感器，所述温度传感器设置在所述发热片上。
14.进一步地，所述加热套还包括设置在所述第一粘结层远离所述发热片一面的保护层。
15.进一步地，所述发热片中的导电材料包括导电炭黑、富勒烯、碳纳米管、石墨烯，所述正极电极和负极电极的材质为导电金属丝、导电金属箔、导电金属片或碳纤维。
16.进一步地，所述发热片长度的最大值与最小值之比范围为1.05
‑
2.00，所述发热片长度方向与所述套体延伸方向一致。
17.进一步地，相邻两个所述发热片之间横向间距的最小值范围为1
‑
10mm。
18.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
19.本实用新型提供的加热套，多个套体围合完成全包覆，每一个套体具有发热片、正极电极和负极电极，通过发热片与正极电极和负极电极电连接、正极电极和负极电极与外部电源电连接实现面发热，温度均匀性好；加热套包裹在待包裹物体上后平整无凸起，无触感，舒适性佳；发热片升温速率快，节能；加热套可以与曲面完美贴合，不会出现影响平整性和温度均匀性的拉伸变形或重叠褶皱。
附图说明
20.附图1为本实用新型设计的加热套的俯视剖面结构示意图；
21.附图2为本实用新型设计的加热套在方向盘本体上的剖面结构示意图；
22.附图3为本实用新型设计的加热套与外部线束连接的电路结构图；
23.附图4为本实用新型设计的两个加热套相连接的俯视剖面结构示意图。
24.以上附图中：1
‑
正极电极和负极电极，2
‑
第一粘结层，3
‑
发热片，4
‑
保护层，5
‑
方向盘本体，6
‑
第二粘结层，7
‑
接线端子，8
‑
温度传感器。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种加热套，应用于汽车行业的发热方向盘、管道、曲面物体等，将加热套套设在待包覆物体上时，需要从待包覆物体内圈向外圈来包覆。
29.加热套的具体结构如下：参见图1至图3，其包括多个套体、外接线束，每一个套体包括第一粘结层2、设置在第一粘结层2上的可导电的多个发热片3以及条状的正极电极和负极电极1，每一个发热片3呈中部窄两端宽，正极电极与每一个发热片3的一端部连接，负极电极与每一个发热片3的另一端部连接，当加热套处于包覆状态下，多个套体围合成圆形，且多个套体的正极电极首尾相连形成第一连接端，多个套体的负极电极首尾相连形成第二连接端，第一连接端和第二连接端均用于与外接线束电连接；外接线束包括导线和接线端子7。
30.发热原理如下：在包覆状态下，正极电极和负极电极1分别与外接线束连接，外接线束连接外部电源以对外接线束供电，正极电极和负极电极1分别具有不同的电势，并具有电势差(即电压)。多个发热片3位于同一平面形成发热层，发热片作为电阻发热体，通过焦耳发热原理发热，使得加热套发热，发热片为面发热，温度均匀性好；发热片距离保护层外表面薄，垂直传热距离小，升温速率快，节能。
31.发热片3可导电，发热片3中的导电材料包括导电炭材料、碳化物、氧化物或金属，导电炭材料包括导电炭黑、富勒烯、碳纳米管或石墨烯；碳化物包括碳化钨、碳化铬、碳化锰、碳化铁；氧化物包括氧化铟、氧化锌或氧化镍，上述材料均为已知材料。发热片厚度为范围优选为0.01～1mm。
32.每一个发热片3呈中部窄两端宽，如细腰形，参见图1，发热片3的长度方向与套体的长度方向(即x轴方向)一致，中部窄两端宽指在长度方向(即x轴方向)上，发热片中部长度(如图1中箭头所指a所指)小于两端长度(如图1中箭头所指b所指)，多个面状发热片3平行排列而成发热层，发热片3长度的最大值与最小值之比范围为1.05
‑
2.00。相邻两个发热片3之间保持间距，相邻两个发热片3之间的横向(x轴方向)间距最小值范围为1
‑
10mm，横向(指长度方向)与套体延伸方向一致。
33.正极电极和负极电极1的材质为导电金属丝、导电金属箔、导电金属片或碳纤维。正极电极和负极电极1为长条形结构，正极电极和负极电极1的长度范围均为0.1～10mm，其长度根据待包覆物体尺寸来选择。
34.正极电极和负极电极1呈波浪形，正极电极和负极电极1的波长为1～10mm，波幅为1～5mm。优选地，正极电极的波峰与负极电极的波峰相对，正极电极的波谷与负极电极的波谷相对。当将加热套包覆在方向盘本体、管状或曲面物体上时，波浪形正极电极和负极电极可弯折或拉扯，使得正极电极和负极电极1随发热片变形。图1中，正极电极和负极电极分别设置一个，即一个电极为正极电极，另一个电极则为负极电极。正极电极和负极电极1与发热片3边界平齐或靠里侧且未超出发热片，正极电极和负极电极1的下表面与发热片3表面优选完全接触。套体还包括设置在发热片3背离第一粘结层2的一面上的第二粘结层6，第二粘结层6为胶水或双面胶，可直接将套体紧密粘结在待包覆物体上，操作方便。
35.第一粘结层2和第二粘结层6均为具有弹性的热熔胶膜、压敏胶膜或涂层，如聚氨
酯、eva或pa，第一粘结层2和第二粘结层6均采用绝缘胶，其作用为粘结保护层、正极电极和负极电极1、发热片基底，并使发热片绝缘密封。第一粘结层2和第二粘结层6的厚度均为10～200um，弹性形变能力为5～30％。通过粘结层的拉伸变形，加热套可以紧密包覆在方向盘、管道上，并且可以实现相邻两个发热片间距一致，即使发热片无弹性(发热片可有弹性或无弹性)，也可以实现紧密包覆和均匀发热。
36.相邻两个发热片之间的粘结层呈中间宽两端窄(指在x轴方向上，粘结层中部长度大于两端长度)，将加热套从内圈向外圈包覆在方向盘、管道上时，相邻两个发热片(发热片可无弹性，则发热片不变形)之间的粘结层拉伸变形，使得两个发热片之间的粘结层两端拉长至与中部长度一致，进而使得包覆后的加热套上相邻两个发热片之间间距一致，发热功率一致，则传递至方向盘本体、管道上的温度均匀。此处粘结层指第一粘结层2和\或第二粘结层6。
37.若只有第一粘结层2时，当加热套处于包覆状态下，发热片3沿其周向的两端之间保持间距，通过粘结层隔开，若发热片3沿其周向的两端接触，会短路，导致加热套外层不发热，还有烧毁的风险。此时正极电极和负极电极1之间保持间距且间距优选恒定，发热功率一致，若正极电极和负极电极1之间无间隔，会导致短路。
38.当有第一粘结层2和第二粘结层6时，当加热套处于包覆状态下，发热片3沿其周向的两端之间可接触也可保持间距，正极电极和负极电极1之间可接触也可保持间距。
39.加热套还包括设置在第一粘结层2远离发热片3一面的保护层4，保护层4优选为皮革。
40.加热套还包括用于采集加热套温度的温度传感器，温度传感器设置在发热片3上，如温度传感器位于保护层4与发热片3之间，或位于发热片与待包覆物体之间，温度传感器8优选为热电偶，来监控待包覆物体(方向盘、管道)的温度。
41.当加热套应用于方向盘本体5上，若方向盘本体5内圈有连接杆，从内圈向外圈包覆方向盘本体5时，需多个套体分别包覆在方向盘本体5上，当包覆时，将多个套体上的正极电极呈一条线排布，多个套体上的负极电极呈一条线排布，此时多个套体上的正极电极均位于发热片的一边，多个套体上的负极电极均位于发热片的另一边，再将多个套体上的正极电极首尾相接形成第一连接端，多个套体上的负极电极首尾相接形成第二连接端，每个套体上的正极电极具有两端，具体地，设置两个套体，如图4，两个套体分别为第一套体和第二套体，第一套体和第二套体上的正极电极均位于发热片的一边，第一套体和第二套体上的负极电极均位于发热片的另一边，第一套体的正极电极的一端与第二套体的正极电极的一端相连，第一套体的正极电极的另一端与第二套体的正极电极的另一端相连形成第一连接端(即首尾相接形成圆形)；第一套体的负极电极的一端与第二套体的负极电极的一端相连，第一套体的负极电极的另一端与第二套体的负极电极的另一端相连形成第二连接端(即首尾相接形成圆形)，第一连接端和第二连接端均与外接线束电连接，外接线束与供电线路连接实现通电发热。此时，正极电极和负极电极1分别形成圆形；发热片3形成圆环形，正极电极和负极电极1、发热片3与方向盘本体5同心设置。这样设置的好处是导电，若正极电极或负极电极中有一处断开，还可正常发热，其使用优于电阻丝；且即使发热片出现断裂或孔洞，不影响其它发热片正常发热。
42.当设置两个套体，两个套体的两个正极电极连接处探出套体的部分涂覆绝缘层，
两个套体的两个负极电极连接处探出套体的部分涂覆绝缘层。
43.加热套独立于待包覆物体(方向盘本体5)，当需要安装加热套时，在套体发热片远离第一粘结层的一面涂覆第二粘结层(胶水或双面胶)，再将套体粘结在待包覆物体外，一次包覆就可以直接将套体套在方向盘本体5并贴合紧密，节省人工。或者在待包覆物体上涂覆胶水或双面胶，再将套体粘结其上。
44.提供一个实施例，加热套应用于汽车行业的方向盘本体上，方向盘本体内圈有连接杆的情形，需要多个套体分别包覆在方向盘上，多个套体之间的连接方式见图4，具体如下：
45.细腰形面状发热片的导电材料为石墨烯，发热片为聚氨酯与石墨烯的复合膜(其由常规技术手段制备得到)，厚度50um，发热片最宽处(如图1中箭头所指b所指)长度最大值为16mm，最窄处(如图1中箭头所指a所指，即电极覆盖处)长度最小值为12mm。正极电极和负极电极均为波浪形的cu箔，铜箔厚50um，宽度为5mm，波长和波幅分别为5mm和4mm。第一粘结层和第二粘结层为tpu(聚氨酯)热熔胶膜，厚度100um。
46.取长度为340mm的cu箔，将cu箔平行放置，波形一致，间距为64mm，细腰形发热片平行排列其间(图1)。正极电极和负极电极位于发热片的两端，发热片、正极电极和负极电极位于第一粘结层和第二粘结层之间，经过130℃的热辊复合，形成长条形结构的加热套。
47.见图3，发热片外部的粘结层上固定温度传感器，可以监控加热套的温度，通过电子电路实现控温。
48.见图2，将加热套包覆在方向盘本体上时，从方向盘本体的内圈向外圈包覆(内圈靠近方向盘本体中心，外圈远离方向盘本体中心)，以双面胶或胶水将加热套一端固定在方向盘本体上，再将其沿方向盘本体拉扯并紧密包覆，方向盘本体5上间隔20cm布置双面胶或胶水。加热套完整包覆在方向盘本体上后，两个套体的两个正极电极连接且连接处探出套体的部分涂覆绝缘层，两个套体的两个负极电极连接且连接处探出套体的部分涂覆绝缘层，然后分别将正极电极和负极电极接在一起形成2条平行的圆环，再以2根外接线束分别连接引出，外接线束的另一端接上接线端子连接在车载电路上，通电后发热。
49.如遇到其它形状曲面，只要根据其形状对改变面状发热片的形状，使其间隙最小、均匀，就可以实现优于电阻丝加热方式的均匀加热功能，并且加热套可以与曲面完美贴合，不会出现影响平整性和温度均匀性的拉伸变形或重叠褶皱。
50.本实用新型提供的加热套，适用于内圈有连接杆的方向盘本体(或内圈有隔挡部件的管体)，多个套体围合完成全包覆；每一个套体具有发热片、正极电极和负极电极，通过发热片与正极电极和负极电极电连接、正极电极和负极电极通过外接线束与外部电源电连接实现面发热，发热片为面发热，温度均匀性好；加热套包裹在待包裹物体上后平整无凸起，无触感，舒适性佳；发热片距离保护层外表面薄，垂直传热距离小，升温速率快，节能；一次包覆就可以直接将加热套套在待包裹物体上并贴合紧密，节省人工；加热套可以与曲面完美贴合，不会出现影响平整性和温度均匀性的拉伸变形或重叠褶皱。
51.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。