DE102008034937A1

DE102008034937A1 - Abstandsgewirke und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE102008034937A1
Application number: DE102008034937A
Authority: DE
Inventors: Stefan Müller; Frank Müller
Original assignee: Mueller Textil GmbH
Current assignee: Mueller Textil GmbH
Priority date: 2008-07-26
Filing date: 2008-07-26
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abstandsgewirke, insbesondere für Fahrzeugsitze, mit zwei flächigen Gewirkelagen (1, 2) aus Kunststofffäden und einer Polschicht (3) aus Abstandsfäden (4), welche die Gewirkelagen (1, 2) verbinden, wobei in zumindest einer der Gewirkelagen elektrisch leitfähige Leiterfäden (5) eingearbeitet sind. Die Leiterfäden (5) bilden eine elektrisch leitende Fläche (6), welche mehrere, jeweils durch Legen mindestens eines Leiterfadens (5) gebildete Zonen (7) aufweist. Ferner ändert sich die Breite mindestens einer Zone (7) in Wirkrichtung. Dadurch wird eine elektrisch leitende Fläche (6), ausgebildet, deren Außenkontur (8) von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche (9) aufweist. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen Abstandsgewirkes sowie die Verwendung des Abstandsgerwirkes in einem Fahrzeugsitz, der an ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandsgewirke, insbesondere für Fahrzeugsitze, mit zwei flächigen Gewirkelagen aus Kunststofffäden und einer Polschicht aus Abstandsfäden, welche die Gewirkelagen verbinden, wobei in zumindest einer der Gewirkelagen elektrisch leitfähige Leiterfäden eingearbeitet sind. Als Abstandsfilamente werden Kunststofffäden verwendet.
Ein Abstandsgewirke mit den beschriebenen Merkmalen ist aus DE 42 39 068 C2 bekannt. Das Abstandsgewirke zeichnet sich durch angenehme Polstereigenschaften aus und ermöglicht eine gute Luftverteilung auch unter Belastung. Aufgrund dieser Eigenschaften ist das Abstandsgewirke in besonderer Weise zur Polsterung von Fahrzeugsitzen geeignet. In das Abstandsgewirke sind elektrisch leitfähige Leiterfäden in Wirkrichtung eingewirkt, die als Widerstandsheizelemente für eine Sitzheizung benutzt werden können. Die gesamte Auflagefläche des Abstandsgewirkes ist mit elektrischen Leiterfäden durchsetzt. Sofern nur eine Teilfläche des Abstandsgewirkes durch eingewirkte Metallfäden elektrisch leitend ausgestattet werden soll, weist die Teilfläche stets eine rechteckförmige Form auf.
Aus EP 1 601 555 B1 ist ferner ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung bekannt. Im Fahrzeugsitz ist eine Sitzelektrode angeordnet, die eine unterseitige elektrische Abschirmung sowie eine zur Sitzfläche ausgerichtete Fühlelektrode umfasst. Sowohl als Fühlelektrode als auch zur elektrischen Abschirmung kann eine Metallfolie, ein Metalldrahttextil oder ein metallbeschichtetes Textil oder Vlies eingesetzt werden. Ein Abstandsgewirke, dessen obere und untere Gewirkelage Metallfäden enthält, ist als Sitzelektrode noch nicht in Betracht gezogen worden.
Für zahlreiche Anwendungen besteht ein Bedürfnis, die obere und/oder untere Gewirkelage eines Abstandsgewirkes nur in Teilflächen elektrisch leitend auszugestalten, wobei die Teilflächen von einer Rechteckform deutlich abweichen können oder innerhalb der von der Außenkontur dieser Teilflächen eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche vorgesehen sein können. Die Außenkontur einer elektrisch leitenden Teilfläche richtet sich beispielsweise nach der Form des Sitzes. Elektrisch nicht leitende Bereiche sind ferner beispielsweise an Stellen vorzusehen, an denen Sensoren oder Aktoren angeordnet werden müssen oder die für Befestigungen im Sitz vorgesehen sind.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Abstandsgewirke anzugeben, welches lediglich in Teilbereichen elektrisch leitend ausgebildet ist, wobei die Außenkontur der elektrisch leitenden Fläche beliebig geformt sein kann und auch innerhalb dieser Fläche elektrisch nicht leitende Bereiche vorgesehen sein können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Abstandsgewirke nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß bilden die in mindestens einer der Gewirkelagen eingearbeiteten Leiterfäden eine elektrisch leitende Fläche, welche mehrere, jeweils durch Legen mindestens eines Leiterfadens gebildete Zonen aufweist. Die Legestruktur der Leiterfäden kann von der Struktur des von den Kunststofffäden gebildeten Gewirkes abweichen. Erfindungsgemäß ändert sich die Breite mindestens einer wobei eine elektrisch leitende Fläche entsteht, deren Außenkontur von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche aufweist. In den Zonen, die sich zu einer elektrisch leitfähigen Gesamtfläche addieren, können die beiderseitigen Flächen des Abstandsgewirkes mit einem dichten Bild von Leiterfäden überzogen sein.
Die Zonen sind an ihren Enden elektrisch verbunden und z. B. elektrisch in Reihe geschaltet. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass ein elektrischer Kontakt der Leiterfäden untereinander durch nachträglich aufgelegte oder eingezogenen Anschlussleiter hergestellt wird, deren Verlauf quer zur Produktionsrichtung des Abstandsgewirkes liegt, so dass eine elektrische Parallelschaltung der Zonen resultiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind in beide Gewirkelagen elektrisch leitfähige Leiterfäden eingearbeitet, wobei die Leiterfäden in der oberen Gewirkelage ein elektrisches Sensorfeld und die Leiterfäden in der unteren Gewirkelage eine elektrische Abschirmung bilden. Die elektrische Abschirmung weist zweckmäßig eine größere Fläche auf als das Sensorfeld, ist aber an die Kontur des Sensorfeldes angepasst. Die Polschicht aus Abstandsfäden, welche die Gewirkelagen verbindet, bildet eine elektrische Isolierung zwischen den elektrisch leitenden Flächen der Gewirkelagen. Als Abstandsfäden eignen sich insbesondere Monofilamente aus thermoplastischen Kunststoffen, die gute elastische Rückstelleigenschaften aufweisen. Die in die flächigen Gewirkelagen eingearbeiteten Leiterfäden können aus nichtisolierten Metallfäden bestehen. Zweckmäßig weisen sie eine außenseitige Isolierung in Form eines Überzuges aus einem geeigneten Lack oder einer Kunststoffummantelung auf.
Das erfindungsgemäße Abstandsgewirke ist auf Kettenwirkmaschinen herstellbar. Das Wirkprinzip beruht darauf, dass Kunststofffäden zur Bildung flächiger Gewirkelagen und Abstandsfäden zur Bildung einer die Gewirkelagen verbindenden Polschicht durch Lochnadeln an Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln vermascht werden. Erfindungsgemäß werden die einzuwirkenden elektrisch leitfähigen Leiterfäden durch Lochnadeln zusätzlicher Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln in zumindest eine der Gewirkelagen eingearbeitet. Die Bewegungen der zusätzlichen Legeschienen für die Leiterfäden werden durch individuell zugeordnete Stellantriebe während des Kettwirkens nach einem Programm gesteuert. Durch die programmgesteuerte Ablage der Leiterfäden wird eine elektrisch leitende Fläche erzeugt, deren Außenkontur von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche aufweist. Vorzugsweise wird als Kettenwirkmaschine eine Raschelmaschine verwendet.
Zum Legen der elektrisch leitfähigen Leiterfäden an der oberen Gewirkelage und an der unteren Gewirkelage des erfindungsgemäßen Abstandsgewirkes wird vorzugsweise jeweils eine Mehrzahl individuell steuerbarer Legeschienen verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch die Verwendung des beschriebenen Abstandsgewirkes in einem Fahrzeugsitz, der an ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung angeschlossen ist, wobei die elektrisch leitfähige Fläche des Gewirkes als Sensorelektrode an das Überwachungssystem angeschlossen wird. Vorzugsweise werden die elektrisch leitfähige Fläche der oberen Gewirkelage als Sensorelektrode und eine elektrisch leitfähige Fläche der anderen Gewirkelage, welche durch eine Isolierung der Leiterfäden und/oder durch die Polschicht von der elektrisch leitenden Fläche der oberen Gewirkelage elektrisch getrennt ist und als Abschirmung dient, an eine Wechselstromquelle angeschlossen.
Im Folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch:
1 den grundsätzlichen Aufbau eines Abstandsgewirkes in einer vergrößerten Darstellung,
2 und 3 Beispiele für das Legeschema für die elektrischen Leiterfäden bei einer Herstellung des Abstandsgewirkes auf einer Kettenwirkmaschine.
Das in 1 dargestellte Abstandsgewirke weist eine obere Gewirkelage 1 aus Kunststofffäden, eine untere Gewirkelage 2 aus Kunststofffäden sowie eine Polschicht 3 aus die beiden Gewirkelagen 1, 2 verbindenden Abstandsfäden 4 auf. In den flächigen Gewirkelagen 1, 2 sind elektrisch leitfähige Leiterfäden 5 eingearbeitet. Die Leiterfäden 5 bilden eine elektrisch leitende Fläche 6, welche mehrere nebeneinander angeordnete und jeweils durch Legen mindestens eines Leiterfadens 5 gebildete Zonen 7 zusammensetzt. Die Zonen 7 sind an ihren Enden elektrisch verbunden und im Ausführungsbeispiel elektrisch in Reihe geschaltet. Die Polschicht 3 ist elastisch nachgiebig und ermöglicht einen guten Luftaustausch auch unter Belastung. Sie trennt die leitfähigen Flächen 6 in den beiden Gewirkelagen 1, 2 elektrisch voneinander. Die elektrischen Leiterfäden 5 sind ferner mit einer außenseitigen Isolation versehen.
Das in 1 dargestellte Abstandsgewirke kann auf Kettenwirkmaschinen hergestellt werden, wobei die Verwendung einer Raschelmaschine bevorzugt ist. Das Wirkprinzip beruht darauf, dass die Kunststofffäden zur Bildung der flächigen Gewirkelagen 1, 2 sowie die Abstandsfäden 4 zur Bildung der Polschicht 3 durch Lochnadeln an Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln vermascht werden. Die elektrisch leitfähigen Leiterfäden 5 werden durch zusätzliche Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln in die Gewirkelagen eingearbeitet. Die Bewegungen der zusätzlichen Legeschienen für die Leiterfäden werden durch individuell zugeordnete Stellantriebe während des Kettwirkens nach einem Programm gesteuert. Durch die programmgesteuerte Ablage der Leiterfäden 5 wird dabei eine elektrisch leitende Fläche 6 erzeugt, deren Außenkontur 8 von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche 9 aufweist. In den 2 und 3 ist die Struktur, in der die Leiterfäden 5 abgelegt werden, anhand von Beispielen dargestellt.
Aus dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel geht hervor, dass die Leiterfäden 5 eine elektrisch leitende Fläche 6 bilden, welche mehrere, nebeneinander angeordnete und jeweils durch Legen mindestens eines Leiterfadens 5 gebildete Zonen 7 aufweist. Die Legestruktur der Leiterfäden weicht von der Struktur der von den Kunststofffäden gebildeten Gewirkelagen 1, 2 ab. Ferner ändert sich die Breite mindestens einer Zone 7 in Wirkrichtung. Durch die beschriebenen Maßnahmen entsteht eine elektrisch leitende Fläche, welche innerhalb der von der Außenkontur 8 eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche 9 aufweist.
Die in 2 beispielhaft dargestellte Fläche weist insgesamt acht Zonen 7.1 bis 7.8 auf, die mit individuell gesteuerten Legeschienen erzeugt wird. Um einen nicht leitenden Bereich 9 innerhalb der Fläche zu erzeugen, werden die Leiterfäden 5 der Zonen 7.4 und 7.5 als gerader Faden an diesem Bereich 9 vorbeigeführt. Um schmale nicht leitende Bereiche 9.1 zu erzeugen, wird die Breite der Zonen 7.2, 7.3 bzw. 7.6 und 7.7 angepasst. Ferner überbrücken die Leiterfäden 5 beispielsweise den Bereich 9.2, wobei ein quer zur Wirkrichtung entstehender nicht leitender Bereich 9.2 ausgebildet wird.
An den Enden werden die Leiterfäden 5 z. B. durch eine Lötstelle 10 elektrisch verbunden, wobei im Ausführungsbeispiel eine elektrische Reihenschaltung der Zonen realisiert wird. Es versteht sich, dass auch eine elektrische Parallelschaltung der Zonen möglich ist, wenn die Enden der Leiterfäden an einen quer zur Wirkrichtung sich erstreckenden Anschlussleiter angeschlossen werden.
Die in 2 dargestellten Umrisslinien 11 deuten an, dass auch die untere Gewirkelage 2 des Abstandsgewirkes eine elektrisch leitende Fläche 6' aus Leiterfäden aufweist, die in entsprechender Weise in Zonen abgelegt und mit der unteren Gewirkelage 2 wirktechnisch verbunden wurden. Die an der unteren Gewirkelage 2 vorgesehene elektrisch leitende Fläche 6' ist an die Kontur 8 der oberseitigen Fläche 6 angepasst. Die Fläche 6 ist aber größer, so dass sich die in 2 eingezeichneten Überlappungen ergeben.
Das erfindungsgemäße Abstandsgewirke soll in einem Fahrzeugsitz verwendet werden, der an ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung angeschlossen ist. Aufgrund der elastisch nachgiebigen Polschicht 3 weist das Abstandsgewirke angenehme Polstereigenschaften auf und ermöglicht eine gute Luftverteilung auch unter Belastung. Das Abstandsgewirke kann für klimatisierte und belüftete Fahrzeugsitze eingesetzt werden. Die elektrisch leitenden Flächen 6, 6' an der oberen und unteren Gewirkelage 1, 2 können als Sitzelektrode zum Anschluss an ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung genutzt werden. Dabei wirkt die der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes zugewandte elektrisch leitfähige Fläche 6 der oberen Gewirkelage 1 als Sensorelektrode, während die zum Sitzgestell gerichtete elektrisch leitfähige Fläche 6' an der unteren Gewirkelage 2 eine elektrische Abschirmung bildet. Durch die Polschicht 3 des Abstandsgewirkes sind die Flächen 6, 6' elektrisch getrennt. Die elektrisch leitfähige Fläche 6 der oberen Gewirkelage 1 und die elektrisch leitfähige Fläche 6' der unteren Gewirkelage 2 können an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden.
Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt anschaulich, dass das Abstandsgewirke erfindungsgemäß mit einer elektrisch leitenden Fläche 6 ausgebildet werden kann, die eine komplex geformte Außenkontur 8 aufweist. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die elektrisch leitende Fläche 6 mit Leiterfäden 5 gebildet, die in sechs Zonen 7.1 bis 7.6 abgelegt werden. Die Breite der Zonen 7.1 und 7.2 sowie 7.5 und 7.6 wird variiert. Ferner können durch eine gerade Ablage von Fäden nicht leitende Bereiche 9 überbrückt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4239068 C2 [0002]
- EP 1601555 B1 [0003]

Claims

Abstandsgewirke, insbesondere für Fahrzeugsitze, mit zwei flächigen Gewirkelagen (1, 2) aus Kunststofffäden und einer Polschicht (3) aus Abstandsfäden (4), welche die Gewirkelagen (1, 2) verbinden, wobei in zumindest einer der Gewirkelagen elektrisch leitfähige Leiterfäden (5) eingearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfäden (5) eine elektrisch leitende Fläche (6, 6') bilden, welche mehrere durch Legen mindestens eines Leiterfadens (5) gebildete Zonen (7) aufweist, wobei die Breite mindestens einer Zone (7) sich in Wirkrichtung ändert, um eine elektrisch leitende Fläche (6, 6') auszubilden, deren Außenkontur (8) von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur (8) eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche (9) aufweist.
Abstandsgewirke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (7) an ihren Enden elektrisch verbunden sind.
Abstandsgewirke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (7) elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Abstandsgewirke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in beide Gewirkelagen (1, 2) Leiterfäden (5) eingearbeitet sind, wobei die Leiterfäden in der oberen Gewirkelage (1) ein elektrisches Sensorfeld und die Leiterfäden in der unteren Gewirkelage eine elektrische Abschirmung bilden, und dass die elektrische Abschirmung eine größere Fläche aufweist als das Sensorfeld und an die Kontur (8) des Sensorfeldes angepasst ist.
Abstandsgewirke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfäden (5) eine außenseitige Isolierung aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines Abstandsgewirkes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf einer Kettenwirkmaschine, wobei Kunststofffäden zur Bildung flächiger Gewirkelagen und Abstandsfilamente zur Bildung einer die Gewirkelagen verbindenden Polschicht durch Lochnadeln an Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln vermascht werden, dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch leitfähige Leiterfäden durch Lochnadeln zusätzlicher Legeschienen geführt und mit auf- und niedergehenden Zungennadeln in zumindest eine der Gewirkelagen eingearbeitet werden, wobei die Bewegungen der zusätzlichen Legeschienen für die Leiterfäden durch individuell zugeordnete Stellantriebe während des Kettwirkens nach einem Programm gesteuert werden und wobei durch die programmgesteuerte Ablage der Leiterfäden eine elektrisch leitende Fläche erzeugt wird, deren Außenkontur von einer Rechteckform abweicht und/oder welche innerhalb der von der Außenkontur eingeschlossenen Gesamtfläche elektrisch nicht leitende Bereiche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kettenwirkmaschine eine Raschelmaschine verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Legen der Leiterfäden an der oberen Gewirkelage und an der unteren Gewirkelage jeweils eine Mehrzahl von individuell steuerbarer Legeschienen verwendet wird.
Verwendung eines Abstandsgewirkes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Fahrzeugsitz, der an ein kapazitives Überwachungssystem zur Erfassung einer Fahrzeugsitzbelegung angeschlossen ist, wobei die elektrisch leitfähige Fläche (6) des Gewirkes als Sensorelektrode an das Überwachungssystem angeschlossen wird.
Verwendung eines Abstandsgewirkes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Fläche (6) der oberen Gewirkelage (1) als Sensorelektrode und eine elektrisch leitfähige Fläche (6') der anderen Gewirkelage (2), welche eine Isolierung der Leiterfäden und/oder durch die Polschicht (3) von der elektrisch leitenden Fläche (6) der oberen Gewirkelage (1) elektrisch getrennt ist und als Abschirmung dient, an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden.