Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung für mobile Anwendungen, insbesondere eine solche elektrische Heizeinrichtung, die ein Substrat und eine auf dem Substrat ausgebildete Heizleiterschicht aufweist, die zumindest eine sich in einer Hauptebene erstreckende Heizleiterbahn aufweist.

Es ist bekannt, für mobile Anwendungen, wie z.B. in einem Kraftfahrzeug, elektrische Heizeinrichtungen zu verwenden. Insbesondere mit einer zunehmenden Verbreitung von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, besteht ein zunehmender Bedarf, geeignete elektrische Heizeinrichtungen bereitzustellen. In der Vergangenheit kamen als elektrische Heizeinrichtungen für derartige mobile Anwendungen überwiegend sogenannte PTC -Heizelemente zum Einsatz, die mit den relativ niedrigen Versorgungs Spannungen betrieben wurden, die in dem Bordnetz eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor vorhanden sind. Insbesondere bei modernen Fahrzeugen, die vollständig oder teilweise elektrisch angetrieben werden, besteht der Bedarf, die Fahrzeuge auch elektrisch mit den Versorgungsspannungen betreiben zu können, die in einem bei diesen realisierten Hochvolt-Bordnetz vorliegen, wie z.B. einer Spannung in dem Bereich zwischen 150 Volt und 900 Volt, gegebenenfalls sogar bis über 1000 Volt.

Unter einer Heizeinrichtung für mobile Anwendungen wird im vorliegenden Kontext eine Heizeinrichtung verstanden, die für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass sie transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann die Heizeinrichtung auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere kann sie zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt sein. Die Heizeinrichtung kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Containern (zum Beispiel Baucontainern), etc. Insbesondere kann die elektrische Heizeinrichtung für mobile Anwendungen als Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie bei- spielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt sein.

WO 2013/186106 AI beschreibt eine elektrische Heizeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem als Leiterbahn auf einem Substrat ausgebildeten Heizwiderstand. Die Leiterbahn ist bifilar ausgebildet und im Bereich einer Leiterb ahnumlenkung in die Gegenrichtung ist ein verbreiterter Isolationsbereich vorgesehen. Der verbreiterte Isolationsbereich soll bewirken, dass sich ein Stromfluss möglichst durch die volle Breite der Leiterbahn einstellt, um zu vermeiden, dass sich lokal innenliegend besonders gut durchströmte Bereiche und im außenlie- genden Randbereich der Leiterbahn schlecht durchströmte Bereiche ausbilden können. Obwohl mit der beschriebenen Heizeinrichtung bereits einigermaßen zufriedenstellende Eigenschaften erzielt wurden, hat sich herausgestellt, dass sich im Vergleich zum Rest der elektrischen Heizeinrichtung im Bereich der Leiterbahnumlenkung immer noch stark erhöhte Temperaturen einstellen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Heizeinrichtung für mobile Anwendungen bereitzustellen, bei der ein wesentlich homogeneres Temperaturprofil erreicht wird und gleichzeitig die elektrische Heizeinrichtung möglichst kompakt und kostengünstig gehalten wird.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Heizeinrichtung für mobile Anwendungen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die elektrische Heizeinrichtung weist ein Substrat und eine auf dem Substrat ausgebildete Heizleiterschicht auf. Die Heizleiterschicht weist zumindest eine Heizleiterbahn auf, die sich in einer Hauptebene auf dem Substrat erstreckt. Die Heizleiterbahn ist derart strukturiert, dass eine Vielzahl nebeneinander verlaufender, durch Isolierunterbrechungen voneinander getrennter Bahnabschnitte ausgebildet ist. Die Heizleiterbahn weist zumindest einen Kurvenabschnitt auf, an dem die Heizleiterbahn in der Hauptebene umgelenkt ist und die Heizleiterbahn ist in dem Kurvenabschnitt derart ausgebildet, dass sie in dem Bereich der Innenkurve eine geringere Dicke in der Richtung senkrecht zu der Hauptebene aufweist als in dem Bereich der Außenkurve. In dem Kurvenabschnitt kann die Heizleiterbahn insbesondere um zumindest 90° umgelenkt sein. Bevorzugt kann die Heizleiterbahn in dem Kurvenabschnitt um mehr als 120° umgelenkt sein, mehr bevorzugt um mehr als 150°. Durch die geringere Dicke der Heizleiterbahn im Bereich der Innenkurve, in der der Strompfad in der Erstreckungsrichtung der Heizleiterbahn gegenüber der Außenkurve verkürzt ist, ist der elektrische Widerstand im Bereich der Innenkurve gegenüber dem Bereich der Außenkurve erhöht. In dieser Weise wird vermie- den, dass der durch die Heizleiterbahn fließende Strom vornehmlich im Bereich der Innenkurve fließt und sich daher dort lokal sehr hohe Stromflüsse einstellen, die zu einer besonders starken lokalen Erwärmung in der Innenkurve führen. Derartige starke lokale Erwärmungen („Hot-Spots") würden die Lebensdauer der elektrischen Heizeinrichtung stark beeinflussen, da insbesondere in derartigen Bereichen starker lokaler Erwärmungen ein vorzeitiges Versa- gen der Heizleiterbahn zu erwarten ist. Ferner kann in dieser Weise ein wesentlich homogeneres Temperaturprofil über die gesamte elektrische Heizeinrichtung erzielt werden. Die geringere Dicke im Bereich der Innenkurve bewirkt eine deutlich homogenere Stromverteilung über die Breite der Heizleiterbahn in dem Kurvenabschnitt, wodurch eine deutliche Absenkung der maximal auftretenden lokalen Temperaturen erreicht wird. Ferner hat diese Ausge- staltung den Vorteil, dass kein zusätzlicher Platz in der Hauptebene benötigt wird, was einer möglichst effizienten Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes entgegenstehen würde. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung lässt sich ferner in sehr einfacher Weise und kostengünstig bereitstellen. Bei vorgegebenem Verlauf der Heizleiterbahn ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Erhöhung der erreichbaren Heizleistung pro Flächeneinheit, da die mögliche Heizleistung vornehmlich durch kritische Stellen, an denen sich lokale„Hot-Spots" ausbilden können, bestimmt wird. Je stärker die Heizleiterbahn an dem Kurvenabschnitt umgelenkt wird, desto größer ist der mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielte Effekt. Folglich wirkt sich die erfindungsgemäße Lösung dann besonders stark aus, wenn die angegebene verringerte Dicke der Innenkurve gegenüber der Außenkurve im Bereich eines Umkehrpunktes realisiert wird, an dem die Heizleiterbahn um zumindest annähernd 180° umgelenkt ist. Es ist zu beachten, dass die Hauptebene auf dem Substrat, in der sich die Heizleiterbahn erstreckt, nicht zwingend flach sein muss, sondern z.B. auch gewölbt oder gekrümmt ausgebildet sein kann. Gemäß einer Weiterbildung ist die Heizleiterbahn in dem Kurvenabschnitt derart strukturiert, dass die Dicke von der Innenkurve zu der Außenkurve stufenförmig zunimmt. Eine solche stufenartige Strukturierung der Heizleiterbahn lässt sich in besonders einfacher und kostengünstiger Weise realisieren, z.B. durch einen partiellen Abtrag des Materials der Heizleiterbahn, insbesondere z.B. mittels Laserbearbeitung, bei der der Laser im Bereich des Kurvenab- Schnittes in mehreren Durchgängen über die verschiedenen Bereiche gefahren wird. Die Heizleiterbahn kann in dem Kurvenabschnitt insbesondere bevorzugt zumindest zwei verschiedene Dickenniveaus (innen und außen) aufweisen, besonders bevorzugt können aber z.B. auch mehr verschiedene Dickenniveaus ausgebildet sein, sodass die Dicke der Heizleiterbahn von der Innenkurve zu der Außenkurve in mehreren Stufen zunimmt. Obwohl eine solche gestufte Veränderung der Dicke bevorzugt ist, ist es z.B. aber auch möglich, dass die Dicke z.B. im Wesentlichen kontinuierlich von der Innenkurve zu der Außenkurve zunimmt. In diesem Fall weist die Heizleiterbahn dann z.B. ein im Wesentlichen keilförmiges Querschnittprofil auf. Gemäß einer Weiterbildung ist die Heizleiterschicht eine flächig auf dem Substrat abgeschiedene und anschließend unter Materialabtrag strukturierte Schicht. In diesem Fall ist eine besonders kostengünstige Herstellung der Heizleiterbahn bzw. der Heizleiterbahnen ermöglicht. Die Heizleiterschicht kann bevorzugt durch ein thermisches Spritzverfahren auf dem Substrat aufgebracht und anschließend durch Laserbearbeitung strukturiert sein. Grundsätzlich sind aber auch andere Verfahren, wie z.B. Druckverfahren, Gießverfahren oder ähnliches zur Ausbildung der Heizleiterschicht denkbar. Ebenso sind andere Verfahren zur Strukturierung möglich, wie z.B. Ätzen, mechanisches Abtragen, Ultraschall oder Ähnliches. Die Heizleiterschicht ist bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigen metallischen Material gefertigt und über eine zwischengelagerte, elektrisch isolierende und thermisch gut leitfähige Zwischenschicht von dem Material des Substrates getrennt. Insbesondere kann die Heizleiterschicht z.B. aus einer Nickel-Chrom-Legierung gebildet sein und über eine Aluminiumoxidschicht von dem Material des Substrates getrennt sein. Das Substrat selbst kann bevorzugt eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen, insbesondere aus einem Metall gefertigt sein. Die jeweilige Heizleiterbahn kann bevorzugt eine Breite von einigen Millimetern aufweisen, insbesondere eine Breite zwischen 2,5 mm und 5 mm, und eine Dicke (in der Richtung senkrecht zum Substrat) im Bereich von 5 μιη bis 30 μιη, insbesondere im Bereich von 10 μιη bis 25 μιη.

Gemäß einer Weiterbildung ist die geringere Dicke im Bereich der Innenkurve durch einen erhöhten Materialabtrag gegenüber dem Bereich der Außenkurve gebildet. Dies kann z.B. in besonders zuverlässiger und kostengünstiger Weise durch eine Laserbearbeitung der Heizleiterbahn in dem Kurvenabschnitt erreicht werden. Z.B. kann die Heizleiterbahn in dem Bereich der Außenkurve auf ihrer anfänglichen Dicke belassen werden, die Dicke in dem Bereich der Innenkurve durch Materialabtrag stark verringert werden und in einem dazwischen liegenden Bereich in der Breitenrichtung der Heizleiterbahn ein geringerer Materialabtrag erfolgen, sodass dort eine dazwischenliegende Dicke erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung beträgt die Dicke der Heizleiterbahn im Bereich der Innenkurve höchstens 65% der Dicke der Heizleiterbahn im Bereich der Außenkurve, bevorzugt höchstens 50%, mehr bevorzugt höchstens 30%. In dieser Weise lässt sich die Ausbildung von Hot- Spots besonders zuverlässig unterdrücken.

Gemäß einer Weiterbildung ist der zumindest eine Kurvenabschnitt ein Umkehrpunkt, an dem die Heizleiterbahn derart umgelenkt ist, dass innenliegende Bahnabschnitte mit zueinander entgegengesetzten Stromflussrichtungen benachbart und parallel zueinander verlaufen. Insbesondere an einem solchen Umkehrpunkt ist die Gefahr der Ausbildung von die Lebensdauer der elektrischen Heizeinrichtungen begrenzenden„Hot-Spots" besonders ausgeprägt, sodass sich die erfindungsgemäße Lösung besonders vorteilhaft auswirkt.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Abstand zwischen den benachbarten innenliegenden Bahnabschnitten mit zueinander entgegengesetzten Stromflussrichtungen im Bereich des Umkehrpunktes auf der Innenseite lokal verbreitert ausgebildet. Durch die Kombination der verringerten Dicke im Bereich der Innenkurve mit einer solchen lokalen Verbreiterung des Abstandes kann die Ausbildung von„Hot-Spots" besonders zuverlässig unterdrückt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass es die Realisierung der verringerten Dicke im Bereich der Innenkurve grundsätzlich ermöglicht, auf eine solche lokale Verbreiterung des Abstandes zu verzichten oder zumindest das Ausmaß der Abstandsverbreiterung zu reduzieren, wodurch eine verbesserte Flächennutzung der Oberfläche des Substrates erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich die zumindest eine Heizleiterbahn in einem bifilaren Muster auf dem Substrat. Durch die bifilare Anordnung kann die Heizleiterbahn die durch das Substrat bereitgestellte Oberfläche mit geringen Leerflächen in hohem Maße überdecken. Ferner ermöglicht es die bifilare Anordnung, mögliche Störstrahlungen durch die elektrische Heizeinrichtung zu minimieren. Bei der bifilaren Anordnung liegen Bahnabschnitte der Heizleiterbahn derart nebeneinander angeordnet vor, dass gegenläufig von Strom durchflossene bzw. durchfließbare Bahnabschnitte jeweils nebeneinander verlaufend angeordnet sind. Bevorzugt können dabei zumindest im Wesentlichen sämtliche zum Erwärmen vorgesehene Bahnabschnitte der Heizleiterbahn Teil der bifilaren Anordnung sein. In dieser Weise können sich die erzeugten elektromagnetischen Felder zumindest teilweise gegenseitig aufheben. Es ist jedoch zu beachten, dass insbesondere Anschlussbereiche zum Verbinden mit einer elektrischen Leistungsversorgung auch nicht-bifilar angeordnet sein können. Die restlichen Bereiche der Heizleiterbahn können bevorzugt zumindest im Wesentlichen bifilar angeordnet sein.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Heizleiterbahn zwei als Umkehrpunkt ausgebildete Kurvenabschnitte auf. Insbesondere wenn die Heizleiterbahn genau zwei solcher Umkehrpunkte aufweist, kann eine optimierte bifilare Anordnung realisiert werden, die eine geringe elektromagnetische Abstrahlung aufweist und dabei nur wenige Bereiche aufweist, in denen im Betrieb eine erhöhte Temperatur auftritt. In dem Fall einer Mehrzahl von auf dem Substrat ausgebildeten Heizleiterbahnen kann bevorzugt jede der Heizleiterbahnen jeweils zwei Umkehrpunkte aufweisen.

Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrische Heizeinrichtung als Hochvolt-Heizung für eine Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 V und 900 V, bevorzugt zwischen 200 V und 600 V ausgelegt. Es ist jedoch z.B. auch eine Auslegung bis über 1000 Volt möglich. In diesem Fall kann die elektrische Heizvorrichtung besonders vorteilhaft z.B. in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen, ohne dass aufwändige Spannungswandler erforderlich sind.

Gemäß einer Weiterbildung bedeckt die Heizleiterschicht zumindest 80 % der Substratober- fläche, bevorzugt zumindest 85 % der Substratoberfläche. In diesem Fall ist eine sehr gute Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Substratoberfläche gegeben und es ist trotzdem noch eine ausreichende Isolierung der einzelnen Bahnabschnitte gegeneinander ermöglicht. Die Heizleiterschicht kann insbesondere weniger als 95 % der Substratoberfläche bedecken.

Gemäß einer Weiterbildung ist in den Isolierunterbrechungen ein elektrisch isolierendes Material angeordnet. Das elektrisch isolierende Material kann bevorzugt neben den Isolierunterbrechungen auch die von dem Substrat abgewandte Oberfläche der Heizleiterbahn bzw. Heiz- leiterbahnen bedecken. Das elektrisch isolierende Material kann insbesondere bevorzugt nach dem Ausbilden der Heizleiterbahn bzw. der Heizleiterbahnen als Schicht abgeschieden sein. Das elektrisch isolierende Material ist bevorzugt einerseits elektrisch sehr gut isolierend, andererseits aber thermisch sehr gut leitend. Durch das elektrisch isolierende Material kann die Breite der Isolierunterbrechungen relativ klein gehalten werden, sodass die zur Verfügung stehende Oberfläche des Substrats effizient für die Heizleiterbahn bzw. Heizleiterbahnen ausgenutzt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Heizleiterbahn derart ausgebildet, dass zumindest über einen überwiegenden Anteil ihrer Länge jeweils zwei Bahnabschnitte mit gleichgerichteter Stromflussrichtung benachbart und parallel zueinander verlaufen. Die Heizleiterbahn kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass über zumindest 80 % der Länge jeweils zwei Bahnabschnitte mit gleichgerichteter Stromflussrichtung benachbart und parallel zueinander verlaufen. Die jeweils zwei Bahnabschnitte können an ihren Enden insbesondere jeweils zu ei- nem gemeinsamen Anschlussabschnitt zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung verbunden sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders günstige Verteilung des in dem elektrischen Heizelements fließenden Stroms und somit eine besonders homogene Verteilung der Heizleistung. Ferner kann diese Strukturierung in kostengünstig einfacher Weise gebildet und dabei die zur Verfügung stehende Oberfläche des Substrats gut ausgenutzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung ist auf der Heizleiterschicht zumindest eine weitere Schicht ausgebildet. Es können insbesondere auch mehrere Schichten auf der Heizleiterschicht ausgebildet sein. Bevorzugt kann auf der Heizleiterschicht eine Isolierschicht ausgebildet sein, die auch die Isolierunterbrechungen zwischen den Bahnabschnitten der Heizleiterbahn füllt. Auf der Isolierschicht kann bevorzugt z.B. auch noch eine Sensorschicht zur Überwachung der Funktion der elektrischen Heizeinrichtung ausgebildet sein. Über die Isolierschicht kann ein hohes Maß an Sicherheit bereitgestellt werden, indem stromführende Bereiche zusätzlich isoliert sind.

Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrische Heizeinrichtung eine Kraftfahrzeug- Heizeinrichtung. Die elektrische Heizeinrichtung kann dabei insbesondere zum Beheizen eines Fluids, wie z.B. Luft für einen Innenraum des Fahrzeugs oder einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskreislauf des Fahrzeugs ausgebildet sein.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer elektrischen Heizeinrichtung gemäß der Ausführungsform.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Details von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung einer Heizleiterschicht auf einem Substrat bei der Ausführungsform.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Bahnabschnitts der

Heizleiterbahn in einem Kurvenabschnitt.

Fig. 5 ist eine schematische, stark vergrößerte Darstellung eines als Umkehrpunkt ausgebildeten Kurvenabschnitts.

Fig. 6 ist eine Fig. 2 entsprechende Darstellung eines Details bei einer Abwandlung der Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehender beschrieben.

Eine elektrische Heizeinrichtung 1 für mobile Anwendungen gemäß einer Ausführungsform ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Die elektrische Heizeinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ist dazu ausgelegt, in einem Fahrzeug ein Fluid zu beheizen. Das Fluid kann dabei insbesondere z.B. durch zu beheizende Luft oder durch eine Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskreislauf des Fahrzeugs gebildet sein. Die elektrische Heizeinrichtung 1 ist dabei insbesondere als eine Hochvolt-Heizung für einen Betrieb mit einer Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 Volt und 900 Volt, insbesondere im Bereich zwischen 200 Volt und 600 Volt ausgelegt. Es ist jedoch z.B. auch eine Auslegung bis über 1000 Volt möglich.

Die elektrische Heizeinrichtung 1 weist ein Substrat 2 auf, das insbesondere gleichzeitig als ein Wärmetauscher zum Übertragen der freigesetzten Heizleistung auf das zu erwärmende Fluid ausgebildet sein kann. Insbesondere kann z.B. eine (nicht dargestellte) Unterseite mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrippen oder Kanälen versehen sein, über die das zu erwärmende Fluid geleitet wird. Das Substrat 2 kann z.B. bevorzugt in herstellungstechnisch sehr kostengünstiger Weise aus einem metallischen Material mit einem hohen Wärmeübertragung skoeffizienten gebildet sein, insbesondere z.B. aus Aluminium oder einer Aluminiumle- gierung. Grundsätzlich ist es aber z.B. auch möglich, dass Substrat 2 z.B. aus einem elektrisch isolierenden Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit zu fertigen, wie insbesondere z.B. einer entsprechenden Keramik. Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel, bei dem das Substrat 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, ist auf dem Substrat 2 eine elektrisch isolierende Schicht 3 abgeschieden, die eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist. Die elektrisch isolierende Schicht 3 kann dabei z.B. bevorzugt insbesondere durch Aluminiumoxid gebildet sein. Z.B. kann die elektrisch isolierende Schicht 3 in einem thermischen Spritzverfahren auf dem Substrat 2 ab- geschieden sein. Insbesondere in dem Fall, dass das Substrat z.B. aus Aluminium ausgebildet ist, kann die elektrisch isolierende Schicht 3 z.B. auch durch gezieltes Oxidieren der Oberfläche des Substrates 2 gebildet werden. Die elektrisch isolierende Schicht 3 ist dazu ausgebildet, das Substrat 2 elektrisch gegenüber einer im Folgenden beschriebenen Heizleiterschicht 4 zu isolieren, dabei aber eine gute Wärmeübertragung auf das Material des Substrates 2 zu ermöglichen.

Die elektrische Heizeinrichtung 1 weist ferner eine auf dem Substrat 2 (bzw. auf der auf dem Substrat 2 ausgebildeten isolierenden Schicht 3) abgeschiedene Heizleiterschicht 4 auf. Die Heizleiterschicht 4 ist aus einem metallischen Material gebildet und kann z.B. insbesondere eine Nickel-Chrom-Legierung aufweisen. Die Heizleiterschicht 4 kann bevorzugt insbesondere in einem thermischen Spritzverfahren abgeschieden sein. Alternativ ist es aber z.B. auch möglich, die Heizleiterschicht 4 z.B. in einem Druck- oder Gießverfahren abzuscheiden.

Wie insbesondere in den Fig. 1 und Fig. 2 zu sehen ist, ist die Heizleiterschicht 4 derart struk- turiert, dass zumindest eine Heizleiterbahn 5 ausgebildet ist, die dazu ausgelegt ist, ohmsche Wärme freizusetzen, wenn zwischen ihren entgegengesetzten Enden eine elektrische Spannung angelegt wird.

An einem Randbereich der elektrischen Heizeinrichtung 1 sind Anschlüsse 9a, 9b zum Ver- binden der Heizleiterbahnen 5 mit einer elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen. Bei der konkret dargestellten Ausführungsform sind zwei solche Anschlüsse elektrisch voneinander isoliert, nebeneinander an einem Rand des Substrates 2 angeordnet. Dabei ist bei der konkreten Ausführungsform der erste Anschluss 9a zum elektrischen Kontaktieren der Heizleiterbahn 5 und Anlegen eines ersten elektrischen Potentials ausgebildet und der zweite An- schluss 9b zum elektrischen Kontaktieren der Heizleiterbahn 5 und Anlegen eines anderen, zweiten Potentials ausgebildet. Über die beiden Anschlüsse 9a, 9b kann somit eine gewünschte Potentialdifferenz an die Heizleiterbahn 5 angelegt werden. Die Heizleiterbahn 5 ist derart strukturiert, dass sie sich in einem bifilaren Muster auf dem Substrat 2 erstreckt. Die Heizleiterbahn 5 ist derart strukturiert, dass sie eine Vielzahl nebeneinander auf dem Substrat 2 ausgebildeter Bahnabschnitte 6 aufweist, die durch Isolierunterbrechungen 7 voneinander getrennt und somit gegeneinander elektrisch isoliert sind. Z.B. können die Isolierunterbrechungen 7 bevorzugt dadurch ausgebildet sein, dass die Heizleiter- schicht 4 zunächst flächig auf dem Substrat 2 abgeschieden wurde und im Bereich der Isolierunterbrechungen 7 anschließend das Material der Heizleiterschicht 4 gezielt abgetragen wurde, insbesondere z.B. durch Laserbearbeitung. In der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 sind die jeweiligen Stromflussrichtungen in der Heizleiterbahn 5 schematisch durch Pfeile dargestellt, um die Struktur der Heizleiterbahn 5 besser ersichtlich zu machen.

Wie in den Fig. 1 und Fig. 2 schematisch dargestellt ist, weisen die zwischen den jeweiligen Bahnabschnitten 6 ausgebildeten Isolierunterbrechungen 7 über ihre Längserstreckung eine zumindest im Wesentlichen gleichbleibende Breite auf. In dieser Weise ist erreicht, dass die Bahnabschnitte 6 der Heizleiterbahn 5 die Oberfläche des Substrates großflächig überdecken, sodass die zur Verfügung stehende Fläche möglichst optimal zur Ausbildung von Heizleistung bereitstellenden Bahnabschnitten 6 ausgenutzt ist.

Wie anhand der schematisch dargestellten Pfeile in den Figuren gut zu erkennen ist, weist die Heizleiterbahn 5 somit eine Vielzahl von Bahnabschnitten 6 derart auf, dass über den über- wiegenden Teil von deren Erstreckung immer in entgegengesetzter Richtung von Strom durchflossene Bahnabschnitte 6 nebeneinander verlaufen. In dieser Weise wird eine sehr geringe elektromagnetische Abstrahlung der elektrischen Heizeinrichtung 1 erreicht. Wie ferner in Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Heizleiterbahn 5 derart ausgebildet, dass die Heizleiterbahn 5 über einen überwiegenden Bereich ihrer Längserstreckung auch derart längs unterteilt ist, dass immer zwei in derselben Richtung von Strom durchflossene Bahnabschnitte 6 nebeneinander verlaufen und diese nur in unmittelbarer Nähe zu den Anschlüssen 9a und 9b jeweils miteinander verbunden sind. In dieser Weise wird eine vorteilhafte Aufteilung des Stromflusses in der Ebene des Substrates 2 erreicht. Aufgrund der beschriebenen Anordnung, bei der die Bahnabschnitte 6 in einem großflächigen Muster auf dem Substrat 2 ausgebildet sind, weist die Heizleiterbahn 5 eine Mehrzahl von Kurvenabschnitten 8 auf, an denen die Heizleiterbahn 5 in der durch das Substrat vorgegebenen Hauptebene umgelenkt ist. Bei der bifilaren Anordnung der Heizleiterbahn 5 bei dem Ausführungsbeispiel, bei der auch eine möglichst hohe Flächenabdeckung des Substrates erstrebt wird, sind bei der Heizleiterbahn 5 zwei der Kurvenabschnitte 8 als Umkehrpunkte 10 ausgebildet. An diesen Umkehrpunkten 10 ist die Heizleiterbahn 5 in der Hauptebene über insgesamt im Wesentlichen 180° derart umgelenkt, dass innenliegende Bahnabschnitte 6a mit entgegengesetzter Stromflussrichtung nur durch eine Isolierunterbrechung 7 getrennt neben- einander und parallel zueinander verlaufen, wie insbesondere in Fig. 5 schematisch dargestellt ist.

Die Ausgestaltung der Heizleiterbahn 5 im Bereich eines solchen als Umkehrpunkt 10 ausgebildeten Kurvenabschnittes 8 wird im Folgenden eingehender beschrieben. Insbesondere in einem solchen als Umkehrpunkt 10 ausgebildeten Kurvenabschnitt 8 der Heizleiterbahn 5 stellt es ohne spezielle Gegenmaßnahmen, die noch eingehender beschrieben werden, ein Problem dar, dass sich der fließende elektrische Strom überwiegend den Weg des geringsten elektrischen Widerstandes sucht. Im Bereich der Innenkurve 10a tritt dabei ohne Gegenmaßnahmen ein erhöhter Stromfluss auf und im Bereich der Außenkurve 10b stellt sich ein we- sentlich geringerer Stromfluss ein. Eine solche inhomogene Stromverteilung über den Querschnitt der Heizleiterbahn 5 führt zu einer starken lokalen Erhitzung in dem stärker von elektrischem Strom durchflossenen Bereich der Heizleiterbahn 5, sodass dort das Risiko von„Hot- Spots" existiert, die aufgrund einer sehr starken Erhitzung die Lebensdauer der elektrischen Heizeinrichtung 1 negativ beeinflussen können. Ein ähnliches Problem tritt in schwächerer Form auch an den anderen Kurvenabschnitten 8 auf, an denen die Heizleiterbahn 5 stark umgelenkt wird. Auch dort besteht das Risiko eines erhöhten Stromflusses im Bereich der Innenkurve.

Um das Problem der Ausbildung unerwünschter„Hot-Spots" insbesondere im Bereich von Kurvenabschnitten 8 der Heizleiterbahn 5 zu lösen bzw. zumindest abzumildern, ist die Heizleiterbahn 5 bei dem Ausführungsbeispiel zumindest bei den als Umkehrpunkt 10 ausgebildeten Kurvenabschnitten 8 derart ausgebildet, dass sie in dem Bereich der Innenkurve 10a eine geringere Dicke in der Richtung senkrecht zu der Hauptebene aufweist als in dem Bereich der Außenkurve 10b. Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel ist die Heizleiterbahn 5 dabei der- art strukturiert, dass deren Dicke von der Innenkurve 10a zu der Außenkurve 10b stufenförmig zunimmt, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Eine solche stufenartige Strukturierung in der Richtung quer zur Heizleiterbahn 5 kann in sehr einfacher und kostengünstiger Weise z.B. dadurch ausgebildet werden, dass die Heizleiterbahn 5 von einer Ausgangsdicke der Heizleiterschicht 4, die im Bereich der Außenkurve 1 lb belassen wird, in den weiter in Richtung der Innenkurve 10a angeordneten Bereichen mittels einer Laserbearbeitung bis auf eine geringere Dicke teilweise abgetragen wird. Bevorzugt kann dies insbesondere in demselben Arbeits schritt erfolgen, in dem das Material der Heizleiterschicht 4 auch zur Ausbildung der Isolierunterbrechungen 7 abgetragen wird. Es ist aber z.B. auch eine nicht stufenförmige, sondern kontinuierlich veränderte Dicke der Heizleiterbahn 5 über ihre Breite möglich. Dies kann z.B. durch eine mechanische Bearbeitung oder einen Abtrag mit einem veränderlichen Laser, z.B. mit einem veränderlichen Fokus, erzielt werden.

Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, kann die Heizleiterbahn 5 in dem Kurvenabschnitt 8 z.B. mit zwei Stufen derart strukturiert sein, dass insgesamt in der Richtung quer zur Heizleiterbahn 5 drei Höhenniveaus realisiert sind. Es ist z.B. aber auch möglich, z.B. nur zwei unterschiedliche Höhenniveaus oder mehr als drei Höhenniveaus auszubilden. Die Dicke der Heizleiterbahn 5 kann dabei bevorzugt im Bereich der Innenkurve 10a erheblich im Vergleich zu dem Bereich der Außenkurve 10b reduziert sein. Insbesondere kann die Dicke der Heizlei- terbahn 5 im Bereich der Innenkurve 10a z.B. höchstens 65% der Dicke der Heizleiterbahn 5 im Bereich der Außenkurve 10b betragen, bevorzugt höchstens 50%, mehr bevorzugt höchstens 30%. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann die Heizleiterbahn 5 im Bereich der Außenkurve 10b z.B. ca. 25 μιη dick sein, in dem Bereich der Innenkurve nur ca. 5 μιη dick und in einem dazwischen liegenden Bereich ca. 15 μιη dick. Bei einem derartigen Beispiel wurde z.B. festgestellt, dass die Temperatur in der Innenkurve 10a signifikant um ca. 60 °C verringert werden kann (bei dem konkreten Beispiel z.B. von ca. 240 °C auf ca. 180 °C). Die Verringerung der Dicke der Heizleiterschicht 4 in dem Bereich der Innenkurve 10a führt aufgrund der damit einhergehenden Erhöhung des elektrischen Widerstandes in der Innenkurve 10a zu einer homogeneren Verteilung des elektrischen Stroms über die Breite der Heizleiter- bahn 5. In dieser Weise wird das durch„Hot-Spots" bedingte Risiko einer Verringerung der Lebensdauer der elektrischen Heizeinrichtung 1 signifikant reduziert. Insgesamt werden in dieser Weise auch höhere Heizleistungen der elektrischen Heizeinrichtung 1 ermöglicht, da die erzielbaren Heizleistungen im Wesentlichen durch„Hot-Spots" begrenzt werden. Obwohl insbesondere im Bereich von als Umkehrpunkt 10 ausgebildeten Kurvenabschnitten 8 der erzielbare Effekt besonders ausgeprägt ist, ist es z.B. auch möglich in anderen Kurvenabschnitten 8, die keine derartigen Umkehrpunkte 10 sind, die Dicke der Heizleiterschicht 4 im Bereich der Innenkurve zu verringern, um eine homogenere Stromverteilung über die Breite der Heizleiterbahn 5 zu erzielen.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, ist auf der Heizleiterschicht 4, d.h. auf den entsprechend strukturierten Heizleiterbahnen 5, die zuvor beschrieben wurden, zumindest eine weitere Isolierschicht 11 ausgebildet, die die von dem Substrat 2 abgewandte Oberseite der Heizlei- terschicht 4 bedeckt. Bei der Ausführungsform ist die weitere Isolierschicht 11 insbesondere derart ausgebildet, dass sie auch die Isolierunterbrechungen 7 zwischen den Bahnabschnitten 6 der Heizleiterbahnen 5 ausfüllt. In dieser Weise ist eine besonders gute Isolierung der Bahnabschnitte 6 untereinander gewährleistet. Die weitere Isolierschicht 11 kann z.B. nach dem Strukturieren der Heizleiterschicht 4 auf den strukturierten Heizleiterbahnen 5 abge- schieden werden. Das Abscheiden kann dabei z.B. wiederum bevorzugt durch ein thermisches Spritzverfahren, ein Gießverfahren oder Ähnliches erfolgen. Insbesondere kann die weitere Isolierschicht 11 z.B. wiederum durch Aluminiumoxid gebildet werden, um eine gute elektrische Isolierung und gleichzeitig eine gute thermische Leitfähigkeit zu erzielen. Bevorzugt kann es z.B. auch noch vorgesehen werden, auf der weiteren Isolierschicht 11 noch eine oder mehrere weitere Schichten aufzubringen. Insbesondere kann es z.B. vorteilhaft sein, zumindest noch eine Sensorschicht zum Überwachen der Funktion der elektrischen Heizeinrichtung 1 auszubilden. Die lokale Verringerung der Dicke im Bereich der Innenkurve 10a eines Kurvenabschnittes 8 kann insbesondere z.B. relativ lokal über einen Bereich in der unmittelbaren Nähe bzw. Umgebung des Kurvenabschnittes 8 ausgebildet sein, wie insbesondere in Fig. 5 schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Bei der in Fig. 5 schematisch dargestellten Ausgestaltung ist die zusätzliche Strukturierung der Dicke der Heizleiterbahn 5 z.B. nur in dem Be- reich rechts der gestrichelten Linien realisiert und in dem Bereich links der gestrichelten Linien weist die Heizleiterbahn 5 eine über ihre Breite im Wesentlichen konstante Dicke auf.

Die beschriebene Verringerung der Dicke der Heizleiterbahn 5 in der Innenkurve 10a des Kurvenabschnittes 8 ermöglicht es, die Neigung zur Bildung von Hot-Spots so stark zu unter- drücken, dass auf eine lokale Verbreiterung des Abstandes zwischen benachbarten innenliegenden Bahnabschnitten 6a im Bereich eines Umkehrpunktes 10 verzichtet werden kann. In dieser Weise wird eine verbesserte Flächenausnutzung der Oberfläche des Substrats 2 ermöglicht.

ABWANDLUNG

Eine Abwandlung der Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Die elektrische Heizeinrichtung 100 gemäß der Abwandlung unterscheidet sich nur darin von der zuvor beschriebenen Ausführungsform, dass der Abstand zwischen den benachbarten innenliegenden Bahnabschnitten 6a mit zueinander entgegengesetzten Stromfluss- richtungen im Bereich des Umkehrpunktes 10 auf der Innenseite lokal verbreitert ausgebildet ist. Da die weiteren Merkmale der Abwandlung mit der zuvor beschriebenen Ausführungs- form übereinstimmen, werden im Folgenden nur die Unterschiede zu der Ausführungsform beschrieben und zur Bezeichnung der entsprechenden Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.

Wie in Fig. 6 zu sehen ist, ist der Abstand zwischen den benachbarten innenliegenden Bahn- abschnitten 6a im Bereich des Umkehrpunktes 10 derart lokal verbreitert ausgebildet, dass die die Umlenkung der Heizleiterbahn an dem Umkehrpunkt 10 einen im Wesentlichen tropfenförmigen oder Streichholzkopf-förmigen Bereich 12 einschließt. Obwohl der eingeschlossene Bereich 12 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vollkommen durch die Isolierunterbrechung 7 von den Bahnabschnitten 6a getrennt ist, ist es z.B. auch möglich, dass dieser Bereich 12 z.B. in einem von dem Umkehrpunkt 10 etwas entfernten Bereich mit einem der beiden Bahnabschnitte 6a elektrisch leitend verbunden ist. Durch die lokale Verbreiterung des Abstandes zwischen den innenliegenden Bahnabschnitten 6a im Bereich des Umkehrpunktes 10 wird ein übermäßiger Streckenunterschied zwischen Strompfaden im Bereich der Außenkurve 10b und Strompfaden im Bereich der Innenkurve 10a an dem Umkehrpunkt 10 vermieden. In dieser Weise wird zusätzlich einer zu starken Konzentration des Stromflusses in der Innenkurve 10a im Bereich des Umkehrpunktes 10 entgegengewirkt, die zu einer lokalen Überhitzung führen würde. Die Realisierung gemäß der Abwandlung wirkt einer überhöhten Erhitzung in dem Bereich des Umkehrpunktes 10 somit mit zwei Maßnahmen entgegen, einerseits mit der Verringerung der Schichtdicke der Heizleiterbahn 5 im Bereich der Innenkurve 10a gegenüber der Außenkurve 10b, andererseits mit der lokalen Verbreiterung des Abstandes zwischen den benach- harten innenliegenden Bahnabschnitten 6a im Bereich des Umkehrpunktes 10. In dieser Weise kann einer unerwünschten lokalen Temperaturerhöhung somit besonders effektiv entgegengewirkt werden.