DE102005002693B3

DE102005002693B3 - Polsterelement mit Sitzheizung

Info

Publication number: DE102005002693B3
Application number: DE102005002693A
Authority: DE
Inventors: Manfred Hofmann; Gerhard Schiffler; Sabine Karollus
Original assignee: FS Fehrer Automotive Foam GmbH
Current assignee: FS Fehrer Automotive Foam GmbH
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: US20060157465A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Polsterelement (02, 03), insbesondere zur Herstellung eines Fahrzeugsitzes (01), wobei das Polsterelement (02, 03) durch Schäumen eines Polymers, insbesondere Polyurethan, in einer Schäumform (12) hergestellt ist und wobei am Polsterelement (02, 03) zumindest ein elektrisch beheizbares Heizelement (04, 05) zur Beheizung des Polsterelements (02, 03) vorgesehen ist. Das Heizelement (04, 05) ist dabei zumindest teilweise in den Schaumkörper (11) des Polsterelements (02, 03) eingeschäumt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Polsterelement mit Sitzheizung, insbesondere zur Herstellung eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Polsterelemente.

Gattungsgemäße Polsterelemente werden insbesondere in der Fahrzeugindustrie eingesetzt, um beheizbare Fahrzeugsitze herzustellen. Die Fahrzeuginsassen haben dabei die Möglichkeit durch Einschaltung des Heizelements die Sitzfläche und/oder Lehnenfläche des Fahrzeugsitzes elektrisch zu beheizen, um rasch für ein angenehmes Sitzklima auch bei kalten Temperaturen zu sorgen. Für die Fixierung des Heizelements am Polsterelement des Fahrzeugsitzes sind unterschiedliche Befestigungslösungen bekannt.

Aus der DE 199 20 062 A1 ist ein Fahrzeugsitz mit elektrischer Sitzheizung bekannt. Die Heizdrähte der Sitzheizung werden dabei in die Bezugsfüllung eingebettet.

Aus der DE 299 12 302 U1 ist eine Heizeinrichtung für Fahrzeugsitze mit Polsterauflage bekannt. An der Oberseite der Polsterauflage ist dabei eine Vertiefung vorgesehen, in der ein textiles Heizelement verklebt ist.

Die DE 100 17 995 A1 offenbart eine Heizmatte für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Thermoplastmatte, die ein Heizelement aufnimmt. Das Heizelement ist in der Mittelebene der als Spritzgießteil ausgebildeten Thermoplastmatte angeordnet. Es wird durch Befestigungsmittel in der gewünschten Form ausgelegt.

Aus der DE 40 14 178 A1 und der DE 37 03 939 A1 gehen Heizelemente hervor, die in einer Schäumform eines Sitzpolsters zum einen formschlüssig oder adhäsiv fixiert werden, zum anderen in der Schäumform mittels punktförmiger Klebebeläge befestigt werden, um ein Aufschwimmen der Heizelemente zu verhindern.

Nachteilig an den bekannten Befestigungslösungen zur Befestigung des Heizelementes ist es, dass durch die dabei erforderlichen Befestigungsmittel vielfach der Sitzkomfort bzw. der Klimakomfort des Sitzes beeinträchtigt wird. Außerdem besteht potenziell die Gefahr, dass sich das Heizelement vom Polsterelement löst und dadurch Beschädigungen bzw. Funktionsstörungen auftreten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Polsterelement vorzuschlagen, das die Nachteile des bekannten Stands der Technik vermeidet. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Polsterelemente vorzuschlagen.

Diese Aufgaben werden durch die Lehre der beiden unabhängigen Hauptansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Polsterelement beruht auf dem Grundgedanken, dass das Heizelement in den Schaumkörper des Polsterelements eingeschäumt wird, und dass am Heizelement zumindest ein Positionierungselement vorgesehen ist, das durch Erzeugung eines Magnetfelds in der Schäumform magnetisch fixierbar ist. Durch das Einschäumen des Heizelements ist gewährleistet, dass dieses absolut sicher am Polsterelement fixiert ist. Das Einschäumen des Heizelements erfordert, dass das Heizelement beim Schäumen des verwendeten Polymers in der Schäumform lagerichtig fixiert wird. Durch die magnetische Fixierbarkeit mittels eines Positionierungselements können zusätzliche Befestigungselemente zur Befestigung des Heizelements, beispielsweise Befestigungsklammern, Klebefolien oder Abheftnähte, die den Sitzkomfort bzw. den Klimakomfort des Sitzes beeinträchtigen können, entfallen und ermöglichen darüber hinaus eine kostengünstige Produktionsweise.

An welcher Stelle des Polsterelements das Heizelement angeordnet ist, ist grundsätzlich beliebig. Um eine möglichst verzögerungsfreie Heizwirkung zu erzielen, sollte das Heizelement parallel zur Sitzfläche und/oder Lehnenfläche des Sitzes verlaufen. Eine besonders effektive Heizwirkung wird erzielt, wenn das Heizelement unmittelbar an der Oberfläche des Polsterelements angeordnet ist, so dass das Heizelement im Ergebnis nur noch vom Bezugsstoff und einer gegebenenfalls sehr dünnen Schaumschicht überdeckt wird.

In welcher Bauart das Heizelement konstruktiv ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Heizelement von Heizlitzen oder Heizdrähten gebildet, die zur Bildung einer Heizfläche in der gewünschten Größe flächig ausgelegt werden können.

Welche Art von magnetisch fixierbarem Positionierungselement verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer ersten Ausführungsform wird das Heizelement auf einem magnetisch fixierbaren Trägerelement fixiert. Das in dieser Weise fixierte Heizelement kann durch magnetische Fixierung des Trägerelements in der Schäumform dann lagerichtig positioniert und eingeschäumt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das magnetisch fixierbare Trägerelement nach ausreichender Härtung des Schaumkörpers wieder vom Heizelement abgenommen werden kann, da es nach dem Einschäumen vielfach ohne weitere Funktion ist.

Als Trägerelement zur Fixierung des Heizelements können beispielsweise magnetisch fixierbare Metallgewebe, Metallgitter oder Metallfolien verwendet werden. Werden Heizlitzen oder Heizdrähte als Heizelement verwendet, können diese auf dem Metallgewebe, Metallgitter oder auf der Metallfolie, beispielsweise durch Anbringung einer Klebeschicht, fixiert und zusammen mit diesem magnetisierbaren Trägerelement in die Schäumform eingebracht werden, so dass die Heizlitzen oder Heizdrähte lagerichtig positioniert eingeschäumt werden können. Anschließend ist es vorteilhaft, wenn das Metallgewebe, Metallgitter oder die Metallfolie wieder von der Oberfläche des Polsterelements abgezogen wird. Bei Verwendung von geeigneten Trägerelementen können diese aber auch im Polsterelement verbleiben.

Alternativ zur Verwendung eines magnetisch fixierbaren Trägerelements zur lagerichtigen Anordnung des Heizelements in der Schäumform ist es auch möglich, dass das Heizelement selbst aus einem magnetisch fixierbaren Werkstoff hergestellt ist. Werden beispielsweise Heizlitzen oder Heizdrähte aus eisenhaltigem Kupfer zur Herstellung des Heizelements verwendet, so können diese Heizlitzen durch Erzeugung eines Magnetfeldes in der Schäumform fixiert werden.

Bei Verwendung von Heizlitzen oder Heizdrähten zur Herstellung des Heizelements ist es von besonderer Bedeutung, dass die Heizlitzen oder Heizdrähte entsprechend einem vorgegebenen Verlegeplan im Polsterelement verlaufen. Um diese Relativanordnung der einzelnen Abschnitte der Heizlitzen oder Heizdrähte zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die magnetisch fixierbaren Heizlitzen lösbar auf einem Trägerelement, vorzugsweise einer haftbeschichteten Kunststofffolie, fixiert sind. Auf diese Weise können die Trägerelemente mit den darauf fixierten Heizlitzen vorkonfektioniert und später zur Herstellung der Polsterelemente in den Schaumkörper eingeschäumt werden. Sobald die Heizlitzen oder Heizdrähte in die Schäumform oder im Schaumkörper fixiert sind, kann das Trägerelement dann entfernt werden, da es zur Erhaltung der Relativposition zwischen den einzelnen Abschnitten der Heizlitzen nicht mehr benötigt wird.

Zur Herstellung erfindungsgemäßer Polsterelemente können letztendlich beliebige Schäumverfahren zum Einsatz kommen, wobei die Heizelemente zur Herstellung der Sitzheizung jeweils vor dem Aufschäumen des Polymers in die Schäumform eingelegt werden, um ein Einschäumen bzw. Umschäumen des Heizelements zu ermöglichen.

Zur magnetischen Fixierung des Heizelements in der Schäumform sollte in oder an der Schäumform ein Magnetelement vorgesehen sein, mit dem ein geeignetes Magnetfeld erzeugbar ist.

Durch die Verwendung von Dauermagneten zur Erzeugung des für die Fixierung des Heizelements in der Schäumform erforderlichen Magnetfeldes ist eine sehr hohe Prozesssicherheit gewährleistet, da Dauermagnete von einer externen Energieversorgung unabhängig sind. Insbesondere können Dauermagnetfolien zum Einsatz kommen, die vorzugsweise an der Innenseite der Schäumform befestigt werden.

Alternativ zur Verwendung von Dauermagneten können auch Elektromagnete zur Erzeugung des zur Fixierung der Heizelemente in der Schäumform erforderlichen Magnetfeldes eingesetzt werden. Diese Elektromagnete haben insbesondere den Vorteil, dass die magnetische Fixierung des Heizelements durch Abschaltung des Elektromagneten gelöst werden kann. Dies ist insbesondere beim Entformen des Polsterelements aus der Schäumform von Vorteil, da durch Abschalten des Elektromagneten die Fixierung des eingeschäumten Heizelements gelöst und damit die Entformung erleichtert wird.

Bei Verwendung von Trägerelementen zur Fixierung des Heizelements, insbesondere der Heizlitzen, gibt es zwei bevorzugte Verfahrensvarianten.

Nach der ersten Verfahrensvariante dient das Trägerelement lediglich dazu, das Heizelement vor dem Schäumprozess lagerichtig in der Schäumform zu positionieren. Werden beispielsweise Heizlitzen aus einem magnetisierbaren Werkstoff verwendet, können diese durch Einlegen vorkonfektionierter Trägerelemente in der Schäumform lagerichtig positioniert werden. Noch vor dem Schließen der Schäumform und dem anschließenden Aufschäumen des Polymers wird das Trägerelement dann von den Heizlitzen abgenommen, so dass allein die Heizlitzen in den Schaumkörper eingeschäumt werden.

Nach der alternativen Verfahrensvariante wird das Trägerelement selbst durch das Magnetfeld in der Schäumform fixiert und zusammen mit den Heizlitzen in der Schäumform hinterschäumt. Nach dem Aufschäumen der Schäumform wird das Trägerelement dann von den eingeschäumten Heizlitzen abgezogen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 einen Fahrzeugsitz mit elektrischer Sitzheizung in perspektivischer Ansicht;
2 ein Polsterelement des Fahrzeugsitzes gemäß 1 in Ansicht von oben;
3 das Polsterelement gemäß 2 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A;
4 eine Schäumform zur Herstellung des Polsterelements gemäß 3 im Querschnitt.
1 zeigt einen Fahrzeugsitz 01 mit zwei Polsterelementen 02 und 03. Der Fahrzeugsitz 01 beinhaltet eine Sitzheizung mit zwei Heizelementen 04 und 05, mit denen die Sitzfläche 06 bzw. die Lehnenfläche 07 elek trisch beheizt werden kann. Bei der Endmontage werden die beiden Polsterelemente 02 und 03 mit einem in 1 nicht dargestellten Bezugsstoff überzogen.
Die beiden Heizelemente 04 und 05 sind aus Heizlitzen 08 hergestellt, die durch Anlegen einer elektrischen Versorgungsspannung erwärmbar sind. Die Heizlitzen 08 sind zur Bildung von Heizflächen entsprechend einem vorgegebenen Verlegeplan flächig in die Polsterelemente 02 und 03 eingeschäumt und verlaufen unmittelbar an der Oberfläche der Polsterelemente 02 und 03. Der in 1 bzw. 2 dargestellte Verlegeplan der Heizlitzen 08 ist dabei lediglich schematisch zu verstehen und entspricht nicht zwingend den tatsächlichen Gegebenheiten.
In 2 ist das Polsterelement 02 in Ansicht von oben dargestellt. Man erkennt, dass sich die Heizlitzen 08 nicht nur entlang der Sitzfläche 06 erstrecken, sondern auch an der Oberfläche der beiden seitlichen Stützpolster 09 angeordnet sind. Zum Anschluss des Heizelements 04 an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges ist ein Stecker 10 vorgesehen, mit dem die Enden der Heizlitzen 08 elektrisch kontaktiert werden können.
In 3 ist ein das Polsterelement 02 bildender Schaumkörper 11 im Querschnitt dargestellt. Die Heizlitzen 08 sind an der die Sitzfläche 06 bildenden Oberfläche des Schaumkörpers 11 eingeschäumt.
In 4 ist eine zweiteilige Schäumform 12 zur Herstellung des Schaumkörpers 11 mit den eingeschäumten Heizlitzen 08 schematisch dargestellt. Bei der Herstellung des Schaumkörpers 11 wird wie folgt vorgegangen:
Zunächst wird die Schäumform 12 durch Zurückklappen des Deckels 13 geöffnet, so dass das Formnest 15 von außen zugänglich ist. An der zum Formnest 15 weisenden Innenfläche des Unterteils 14 der Schäumform 12 ist eine dauermagnetische Magnetfolie 16 in der Schäumform 12 befestigt.
Im ersten Schritt des Herstellungsprozesses werden die Heizlitzen 08 in die Schäumform 12 eingelegt. Die Heizlitzen 08 sind dazu in einem Vorkonfektionierungsprozess auf haftenden Kunststofffolien entsprechend dem Verlegeplan ausgelegt worden und können so durch einfaches Einlegen der Kunststofffolien in die Schäumform 12 entsprechend dem vorgegebenen Verlegeplan lagerichtig positioniert werden. Die aus eisenhaltigem Kupfer hergestellten Heizlitzen 08 gelangen dabei unmittelbar an der Magnetfolie 16 zur Anlage und werden somit durch die Magnetfolie 16 lagerichtig in der Schäumform 12 fixiert.
Im zweiten Schritt des Herstellungsprozesses wird die Kunststofffolie nach der Fixierung der Heizlitzen 08 auf der Magnetfolie 16 von den Heizlitzen 08 abgezogen und aus der Schäumform 12 entfernt.
Im dritten Schritt des Herstellungsprozesses wird die Schäumform 12 geschlossen und das Formnest 15 mit einem schäumbaren Polymer, beispielsweise Polyurethan, unter Bildung des Schaumkörpers 11 ausgeschäumt. Durch das Aufschäumen des Polymers werden die Heizlitzen 08 im Schaumkörper 11 eingeschäumt und dadurch lagerichtig am Polsterelement 02 fixiert.
Zuletzt wird die Schäumform 12 geöffnet und der ausgehärtete Schaumkörper 11 mit den eingeschäumten Heizlitzen 08 entformt.

Claims

Polsterelement (02, 03), insbesondere zur Herstellung eines Fahrzeugsitzes (01), wobei das Polsterelement (02, 03) durch Schäumen eines Polymers, insbesondere Polyurethan, in einer Schäumform (12) hergestellt ist, und wobei am Polsterelement (02, 03) zumindest ein elektrisch beheizbares Heizelement (04, 05) zur Beheizung des Polsterelements (02, 03) vorgesehen ist, und wobei das Heizelement (04, 05) zumindest teilweise in den Schaumkörper (11) des Polsterelements (02, 03) eingeschäumt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Heizelement (04, 05) zumindest ein Positionierungselement vorgesehen ist, das durch Erzeugung eines Magnetfeldes in der Schäumform (12) magnetisch fixierbar ist.
Polsterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Heizelement (04, 05) parallel zur Sitzfläche (06) und/oder Lehnenfläche (07) des Fahrzeugsitzes (01), insbesondere unmittelbar an der Oberfläche des Polsterelements (02, 03), erstreckt.
Polsterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (04, 05) von, insbesondere flächig verlegten, Heizlitzen (08) oder Heizdrähten gebildet wird.
Polsterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement, insbesondere die Heizlitzen oder Heizdrähte, auf einem magnetisch fixierbaren Trägerelement fixiert sind.
Polsterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement vom magnetisch fixierbaren Trägerelement lösbar ist.
Polsterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerelement ein magnetisch fixierbares Metallgewebe oder Metallgitter oder Metallfolie vorgesehen ist.
Polsterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement, insbesondere die Heizlitzen (08) oder Heizdrähte, zumindest teilweise aus einem magnetisch fixierbaren Werkstoff, insbesondere eisenhaltigem Kupfer, hergestellt sind.
Polsterelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch fixierbaren Heizlitzen (08) oder Heizdrähte, insbesondere lösbar, auf einem Trägerelement fixiert sind.
Polsterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerelement eine, insbesondere einseitig haftbeschichtete, Kunststofffolie vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Polsterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (04, 05) in eine Schäumform (12) eingelegt wird und durch Aufschäumen eines Polymers, insbesondere Polyurethan, in den Schaumkörper (11) des Polsterelements zumindest teilweise eingeschäumt wird, und dass das Heizelement (04, 05) in der Schäumform (12) durch das Magnetfeld eines in oder an der Schäumform (12) vorgesehenen Magnetelements (16) magnetisch fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld von einem Dauermagneten, insbesondere einer Dauermagnetfolie (16), erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld von einem Elektromagneten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Elektromagneten erzeugte Magnetfeld nach dem Einschäumen des Heizelements abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ins Innere des Formnests (15) der Schäumform (12) weisenden Seite des Heizelements (04) ein Trägerelement vorgesehen ist, auf dem Heizlitzen (08) oder Heizdrähte fixiert sind, wobei das Trägerelement vor dem Ausschäumen der Schäumform (12) von den Heizlitzen oder Heizdrähten abgenommen und aus der Schäumform (12) entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zur Formwandung der Schäumform weisenden Seite des Heizelements ein Trägerelement vorgesehen ist, auf dem Heizlitzen fixiert sind, wobei das Trägerelement nach dem Ausschäumen der Schäumform von den eingeschäumten Heizlitzen abgenommen wird.