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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGSDATEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil und die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 62/714,173, eingereicht am 3. August 2018, mit dem Titel „HÄNGESTOFF-SITZHEIZUNGSSYSTENF‟, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft Hängestoffsitzflächen und insbesondere ein Hängestoff-Sitzheizungssystem, das in dem Sitzstoff integriert ist.
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Hängestoffe oder aufgehängte Stoffe sind als Alternative zu harten Oberflächen und mit Schaumstoff gepolsterten Oberflächen für Sitzflächen allgemein in Gebrauch gekommen. Derartige Hängestoff-Sitzflächen können den Komfort von mit Schaumstoff gepolsterten Oberflächen mit einem Gewicht, das Sitzflächen aus Hartkunststoff ähnlich ist, und zu relativ geringen Kosten bieten. Vorteilhafterweise bieten Hängestoffsitzflächen durch Verwendung einer voreingestellten Spannung in dem Hängestoff, die für Komfortbedürfnisse auf eine Reaktionskraft einstellbar ist, einen verbesserten Komfort, sie bieten bereichsweise eine Spannung über die Sitzfläche und sind für eine stylische Erscheinung und ein Komfortprofil mit verstellbarer Kinematik in einem gebogenen Rahmen aufgenommen.
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Eine Fahrzeugsitzfläche ist jedoch typischerweise von der mit Schaumstoff gepolsterten Art und ist für den Komfort ausgelegt. Solche mit Schaumstoff gepolsterten Sitzflächen weisen eine Stahlstruktur und ausgestanzte Bauteile auf, die miteinander verschweißt werden, um eine Sitzflächenstruktur-Untergruppe zu bilden. Es wird eine Stahlaufhängungsschicht hinzugefügt, die sich unter dem Insassen befindet, um den Abstand zwischen Sitzstrukturbalken zu überbrücken. Die Stahlaufhängung bietet eine gewisse Hängemattenwirkung zwischen Struktursäulen in der Sitzstruktur, um Komfortkennzeichen zu verbessern. Die Schaumstoffpolsterung, wie etwa Polyurethan (PU), bedeckt die Stahlstruktur und -aufhängung und bietet für den Komfort des Insassen eine Kraft-Ablenkung-Federung während der Verwendung. In einer typischen Konfiguration ist die Schaumstoffschicht mit einem Bezug bedeckt, der Leder, Vinyl und/oder einen Polyester-Textilstoff, eine atmungsaktive Schicht aus federnd-porösem Stoff und Filz oder eine gebundene Schicht einschließen kann, um ein Knittern zu verhindern. Diese Schichten werden im Allgemeinen aus ästhetischen Gründen sowie dafür verwendet, Komfortbedürfnisse sowie G-Kräfte während eines Aufprallereignisses zu verwalten.
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Schaumstoff hat jedoch Nachteile dahingehend, dass es, auch wenn es einen Komfort bietet, schwierig zu erwärmen ist. PU-Schaumstoffe haben einen hohen R-Wert oder stark isolierende Eigenschaften, die es schwierig machen, Wärme von dem Fahrgastraum auf die Sitzfläche zu übertragen. Die Schaumstoffe sind typischerweise auch sehr dick, 50 bis 150 mm (etwa 2 bis 6 Zoll), und sind im Allgemeinen nicht porös, was einen Luftstrom von der Sitzumgebung zur Haut des Insassen behindert. Es werden Heizmodule verwendet, um den R-Wert von Schaumstoff und die spezifische Wärmekapazität von Sitzbezügen bei modernen Kraftfahrzeugsitzen auszugleichen. Bezüge sind zum Beispiel Leder, Tuch, Vinyl und dergleichen, die die Schaumstoffpolster bedecken und zum Widerstand gegenüber der Übertragung von Wärme im Fahrgastraum auf den Insassen beitragen.
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Eine Hängestoffsitzfläche kann unter Verwendung einer Reihe von Ansätzen beheizt werden. Eine bekannte Art und Weise, auf die eine solche Sitzfläche, besteht in der Verwendung eines Gebläsesystems. Gebläseluft, die aufbereitet (erwärmt oder gekühlt) wird, kann kanalisiert werden, um auf die Rückseite des Stoffs zu blasen. Durch die Porosität des Hängestoffs kann die Gebläseluft die Haut des Insassen erwärmen oder kühlen. Die Gebläseluft bietet ein Kühlempfinden für den Sitzbenutzer, indem dem Sitz (durch Verdunstungskühlung) Wärme und Feuchtigkeit entzogen werden. Die Luftgeschwindigkeit kann unter Verwendung von Gebläsemodulen verändert werden und die Lufttemperatur durch Gebläseluftvorrichtungen kann auf eine Zieltemperatur aufbereitet werden, um die Heiz- oder Kühlfunktion zu unterstützen.
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Eine andere Weise, auf die Hängestoffsitzflächen erwärmt werden können, besteht in der Verwendung eines Heizelements, das an die Rückseite der Sitzfläche genäht, geschweißt oder geklebt wird. Diese Ausführung weist jedoch eine Barriere oder einen Abstand zwischen dem Insassen und der Heizquelle auf, wodurch ein Luftspalt entsteht. Der Luftspalt dient als isolierende Schicht, wodurch sich die Heizeffizienz des Heizelements verringert. Verringerte Effizienzen erfordern eine erhöhte Leistung für das Heizelement - Leistung, die von den gesamten Fahrzeugsystemen abgezogen wird. Dies kann bei dem Wandel hin zu Hybridfahrzeugen und komplett elektrischen Fahrzeugen von besonderer Bedeutung sein.
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Außerdem behindern Mattenheizungen, die an der Rückseite der Sitzfläche angebracht sind, das Spannen des Hängestoffs und begrenzen die Hängemattenwirkung, die für den Sitzkomfort erforderlich ist. Das heißt, wenn die Hängemattenwirkung eingeschränkt ist, verringert sich der Komfort, was das Spannen / die Dehnung von Stofffasern beeinträchtigt und die Eindruckkraftdurchbiegung (Indentation Force Deflection - IFD) des Sitzes verändert. Außerdem können Hängesitze mit angebrachten Heizungsmodulen harte Punkte oder ungleichmäßige harte Stellen in dem aufgehängten Stoff bilden, was wiederum den Insassenkomfort verringert. Ferner sind Heizelementsysteme auf Grund der erforderlichen Teile und des für die Montage erforderlichen Aufwands kostspielig.
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Ein weiterer Nachteil bei Heizelementsystemen besteht darin, dass die gesamte Ästhetik des Sitzes beeinträchtigt werden kann. Wenn der Stoff recht porös, von heller Farbe oder transparent/durchscheinend ist, kann das Heizelement durch den Stoff sichtbar sein. Außerdem erfordern Thermoelemente und andere Verbindungsstücke/Leiter Kabelbäume, die möglicherweise schwierig zu positionieren sind, und unterstützen keine einfache zeitgemäße Ästhetik.
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Demgemäß besteht Bedarf an einem Hängestoff-Sitzheizungssystem, das in dem Sitzstoff integriert ist. Wünschenswerterweise ermöglicht ein solches System das Beheizen des Sitzes unter Verwendung von weniger Strom (reduzierte Amperezahl). Es ist noch wünschenswerter, dass ein System den Sitz nahe der Haut eines Insassen beheizt, um ein effizientes Heizszenarium bereitzustellen, das zu kürzeren Heizzeiten und einem verringerten Strombezug führt. Es ist noch wünschenswerter, dass in einem solchen System die elektronische Schaltung innerhalb des Sitzes von den Fahrzeuginsassen minimal oder gar nicht zu sehen ist und nicht die Durchbiegung des Hängestoffs beeinträchtigt, so dass der Insassenkomfort verringert wird.
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KURZFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt weist ein Hängesitz eine Stoffsitzfläche auf, die aus einem gewebten Stoffmaterial mit Heizelementfasern in dem Stoff gebildet ist. Die Heizelementfasern stehen in elektrischer Verbindung mit einem Leiter. Ein Träger ist auf die Sitzfläche überspritzt. Der Träger und der Leiter sind in einem Rahmen angeordnet, und ein Verbindungsstück steht in elektrischer Verbindung mit dem Leiter.
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Vorteilhafterweise weist ein Hängesitz gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Heizsystem auf, das in dem Hängesitzstoff integriert ist. Das System ermöglicht das Beheizen des Sitzes unter Verwendung von weniger Strom und erwärmt den Sitz nahe der Haut des Insassen, um ein effizientes Heizszenarium bereitzustellen.
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In einer Ausführungsform sind die Heizelementfasern in den Stoff gewebt. Alternativ können die Heizelementfasern auf einer Oberfläche des Stoffs angeordnet sein. Der Stoff wird aus Kettfasern und Schussfasern gewebt. In einer Ausführungsform sind die Heizelementfasern entlang der Kettfasern angeordnet. Die Heizelementfasern können einige der Kettfasern ersetzen. Die Heizelementfasern können auch einige der Schussfasern ersetzen.
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Die Heizelementfasern stehen in elektrischer Verbindung mit einem Leiter. In Ausführungsformen kann der Leiter ein leitender Streifen sein, und der Streifen ist in einer Streifenbuchse positioniert, wobei die Heizelementfasern zwischen dem leitenden Streifen und der Streifenbuchse eingefangen sind.
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Ein Träger ist auf die Sitzfläche überspritzt. Der Träger ist in einem Kanal in dem Rahmen angeordnet und der Leiter ist in einem Kanal in dem Rahmen angeordnet. In einer Ausführungsform der Leiter kann der Träger in einem gemeinsamen Kanal in dem Rahmen angeordnet.
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In einer Ausführungsform sind der Träger und der Leiter auf die Sitzfläche derart überspritzt, dass sich Enden der Heizelementfasern über einen Umfang des Trägers hinaus erstrecken.
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Der Träger und der Leiter können auf die Sitzfläche derart überspritzt sein, dass sich Enden der Heizelementfasern über einen Umfang des Trägers hinaus erstrecken. Die Sitzfläche und der Träger sind in dem Rahmen angeordnet und ein Verbindungsstück steht in elektrischer Verbindung mit dem Leiter.
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In Ausführungsformen ist der Leiter als Teil des Trägers ausgebildet. In einer Ausführungsform ist der Träger zum Teil durch ein leitendes Polymermaterial und zum Teil durch ein nicht leitendes Polymermaterial gebildet. Der Stoff ist zwischen dem leitenden und dem nicht leitenden Polymermaterial angeordnet. Ein geeignetes leitendes Polymermaterial ist ein leitendes thermoplastisches Material.
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In einer Ausführungsform ist der Leiter ein pulverisiertes Metall, das auf dem Stoff aufgebracht ist. In einer solchen Ausführungsform ist der Träger über dem Stoff und dem pulverisierten Metall überspritzt. In einer anderen Ausführungsform ist der Leiter ein leitender Streifen, wobei der Stoff in Kontakt mit diesem steht. In dieser Ausführungsform ist der Träger über dem Stoff und dem leitenden Streifen überspritzt. Der Rahmen kann einen Kanal aufweisen, und der leitende Streifen kann in dem Kanal positioniert sein.
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In einer Ausführungsform ist ein Teil des Stoffs aus Monofilamenten gebildet. Die Monofilamente können zum Beispiel aus einem Blockcopolymer gebildet sein. Die Monofilamente können die Schussfaser sein und die Sitzfläche mit einer Elastizität versehen, um ein gewünschtes Insassendruckkennfeld der Sitzform zu erhalten, was den Sitz komfortabler gestaltet.
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In einer Ausführungsform haben die Heizelementfasern einen angestrebten Ohm'schen Widerstand, um eine Temperatur von etwa 30 °C bis etwa 50 °C zu erreichen. 15. In einer Ausführungsform kann der Sitz einen Temperatursensor aufweisen. Der Temperatursensor kann eine Faser sein, die in die Sitzoberfläche integriert wird.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines Sitzes umfasst das Überspritzen eines Trägers auf eine Stoffsitzfläche, die aus einem gewebten Stoffmaterial mit Heizelementfasern gebildet wird. In einem Verfahren werden die Heizelementfasern mit einem Leiter in Kontakt gebracht, und der Träger und der Leiter werden in einem Rahmen positioniert. In Verfahren wird der Träger in einem Kanal in dem Rahmen positioniert, und der Leiter wird in einem Kanal in dem Rahmen positioniert. In einigen Verfahren werden der Leiter und der Träger in einem gemeinsamen Kanal positioniert.
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In einigen Verfahren erstrecken sich Enden der Heizelementfasern über einen Umfang des Trägers hinaus, und der Träger ist teilweise elektrisch leitend. Der Rahmen wird gebildet und der Träger wird in dem Rahmen positioniert.
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In einem Verfahren wird das Überspritzen des Trägers auf den Stoff in einem ersten Überspritzen eines leitenden Polymermaterials, auf dem der Stoff positioniert ist, und einem zweiten Überspritzen eines nicht leitenden Polymermaterials auf den Stoff und das leitende Polymermaterial ausgeführt.
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In einem weiteren Verfahren wird das Überspritzen des Trägers auf den Stoff in einem ersten Überspritzen eines nicht leitenden Polymermaterials, auf dem der Stoff mit einem pulverisierten Metall positioniert ist, und einem zweiten Überspritzen eines nicht leitenden Polymermaterials auf den Stoff, das pulverisierte Metall und das leitende Polymermaterial ausgeführt.
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In noch einem weiteren Verfahren umfasst das Überspritzen des Trägers auf den Stoff das Überspritzen eines nicht leitenden Polymermaterials auf den Stoff und einen leitenden Streifen. In Verfahren hat der Rahmen einen Kanal und ein leitender Klebstoff wird in dem Kanal angeordnet. Der Träger wird auf dem Klebstoff positioniert, wobei die Enden der Heizelementfasern mit dem leitenden Klebstoff in Kontakt stehen.
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Die Verfahren können jeweils das Positionieren eines Leiters auf dem Rahmen in elektrischer Verbindung mit dem Leiter umfassen.
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungsblättern und im Zusammenhang mit den beigefügten Ansprüchen.
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Figurenliste
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Die Vorzüge und Vorteile der vorliegenden Ausführungsformen werden dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet nach Durchsicht der folgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen leichter deutlich, wobei:
- 1 ein Beispiel für einen Hängesitzstoff gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 eine Ausführungsform einer Sitzbodenfläche in einem Sitzflächenträger gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- 3A und 3B die Grundkonstruktion einer Ausführungsform des Sitzbodens in einer zusammengesetzten Ansicht (3A) und in einer Explosionsansicht ( 3B) veranschaulichen, die die Sitzbodenfläche in dem Träger, den Leiter und den Sitzrahmen zeigen;
- 4 eine Veranschaulichung einer Ausführungsform einer Sitzfläche ist, die die Heizelementfasern oder elektrisch leitenden Drähte, die in den Stoff gewebt sind, zeigt;
- 5 einen leitenden Streifen und eine Streifenbuchse veranschaulicht;
- 6 eine Perspektivansicht der Streifenbuchse ist;
- 7 den leitenden Streifen und die Buchse in Position auf entgegengesetzten Seiten der Heizelementfasern zeigt;
- 8 den leitenden Streifen und die Versorgungsbuchse veranschaulicht, wobei der leitende Streifen zum Einfügen in die Streifenbuchse mit den eingefangenen Heizelementfasern positioniert ist;
- 9 das Verkleiden der Heizelementfasern veranschaulicht, nachdem der leitende Streifen und die Streifenbuchse mit den Heizelementfasern in Eingriff gebracht wurden;
- 10 zwei Möglichkeiten veranschaulicht, mit denen der leitende Streifen und die Streifenbuchse (mit den eingefangenen Heizelementfasern) an dem Sitzrahmen montiert werden können;
- 11A-11C detaillierte Ansichten der Konstruktion einer Ausführungsform des Sitzbodens sind, die verschiedene Wegführungen des Leiters und eines elektrischen Verbindungsstücks veranschaulichen;
- 12A-12D verschiedene Beispiele für Konstruktionen der Heizelementfasern in dem Sitzrahmen zeigen; und
- 13 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des Hängestoffsitzes und Heizsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Während die vorliegende Offenbarung für Ausführungsformen in verschiedenen Formen empfänglich ist, sind in den Zeichnungen eine oder mehr Ausführungsformen gezeigt und werden nachstehend beschrieben, mit dem Verständnis, dass die vorliegende Offenbarung nur als veranschaulichend angesehen werden soll und die Offenbarung nicht auf irgendeine spezielle beschriebene oder veranschaulichte Ausführungsform begrenzen soll.
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Mit Bezug auf die Figuren und insbesondere auf
1 ist ein Beispiel für einen gewebten Stoff
10 für eine Hängestoffsitzfläche
12 gezeigt. Der Stoff
10 ist aus Fasern oder Garnen (hier austauschbar verwendet) gewebt und enthält eine Reihe von Kettfasern
14, die als die vertikalen Fasern veranschaulicht sind, und Schussfasern
16, die als die horizontalen Fasern veranschaulicht sind. Typischerweise sind die Kettfasern
14 Füllgarne und erstrecken sich in einer Richtung von vorne nach hinten einer Sitzbodenfläche oder von oben nach unten in einer Sitzrücklehne oder -kopfstütze. Die Schussfasern
16 sind typischerweise Monofilamentfasern, die sich in einer Richtung von einer Seite zur anderen Seite quer zu den Kettfasern
14 erstrecken. Ein Beispiel für einen gewebten Stoff ist in der Coffield,
US 8,329,281 offenbart, welches Patent gemeinsam mit der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde, dessen Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Beispiele für die Monofilamentfasern sind in der Coffield et al,
US 8,857,033 und der Coffield,
US 9,156,211 offenbart, welche Patente gemeinsam mit der vorliegenden Anmeldung übertragen wurden, deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
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Die Kettfasern 14 oder -garne sind relativ unelastisch und dehnen sich um weniger als etwa 12 bis 15 % und vorzugsweise weniger als etwa 5 %. Die Kettfasern 14 verleihen dem Stoff 10 Volumen und Dicke und können für eine Montage einer gefärbten Stoffaufhängung gefärbt werden. Die Kettfasern 14 werden verwendet, um die Sitzfläche 12 zu formen, indem die Monofilamentfasern (Schussfasern) 16 aus ihrer Position aus der geraden Linie gezogen werden, um in der gesamten Hängestoffsitzfläche 10 eine parabolische Form zu bilden. Die Kettfasern 14 können zum Beispiel aus einem Polyestergarn oder ähnlichen geeigneten Materialien gebildet sein.
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Die Schussfasern 16 sind typischerweise elastisch und können zum Beispiel aus einem Blockcopolymer-Monofilament gebildet sein. Diese Fasern 16 können ausgerichtet und um mehr als 10 %, und bis zu etwa 30 %, gedehnt werden, gemessen auf einer Spannung-Dehnung-Kurve. Die Monofilament-Schussfasern 16 können ausgerichtet und aufbereitet werden (etwa bei einer erhöhten Temperatur) und können bereichsweise behandelt werden, um ein gewünschtes Insassendruckkennfeld der Sitzform zu erhalten, um den Sitz komfortabler zu gestalten.
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Wie in 1 zu sehen ist, sind Heizelementfasern oder leitende Drähte 18 mit den Kettfüllfasern oder -garnen 14 durchsetzt. In Ausführungsformen können die Heizelementfasern 18 alle oder einige der Füllgarne 14 ersetzen oder die Füllgarne 14 ergänzen. In Ausführungsformen sind die Heizelementfasern 18 mit einem angestrebten Ohm'schen Widerstand halbleitend, um eine Temperatur von etwa 30 °C bis etwa 50 °C, wenn sie mit Strom beaufschlagt werden, zu erreichen. Einige Beispiele für Heizelementfasern 18 sind beschichteter Edelstahldraht, Kupfer, Nanoröhrchen-Materialien, wie Nanoröhrchen-Polyester, Kohlenstoffgarne und dergleichen. Andere geeignete Heizelementfasern 18 wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen. In einigen Ausführungsformen können einige der Kettfasern 14 auch Heizelementfasern 18 enthalten oder durch diese ersetzt oder ergänzt sein.
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Wie vorstehend angegeben, sind in einer Ausführungsform die Heizelementfasern 18 an Stelle von einigen Schussfasern oder -garnen gewebt, um diese Menge an hinzugefügtem Volumen und Dicke zu begrenzen und um die visuelle und ästhetische Auswirkung auf die Sitzfläche 12 zu verringern. Es versteht sich, dass die Heizelementfasern 18 auch an dem Boden der Sitzfläche 12 befestigt werden können, zum Beispiel durch Nähen, Klebstoffe und dergleichen. In einigen Ausführungsformen können die Heizelementfasern 18 mit einer gewissen Spannungslosigkeit in den Stoff 10 gewebt sein, wie bei 11 in 4 angedeutet ist. Wie der Fachmann verstehen wird, können die Heizelementfasern 18 aus Materialien gebildet sein, die weniger elastisch sind als die Kettfasern und/oder die Schussfasern. Als solches ermöglicht eine Spannungslosigkeit 11 in den Heizelementfasern 18, damit sich die Heizelementfasern 18 an die Sitzfläche 12 anpassen können, wenn sich die Sitzfläche 12 an den Körper eines Benutzers anpasst, eine solche Anpassung, während eine Überbelastung oder Überdehnung der Heizelementfasern 18 verhindert wird.
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Bezugnehmend auf die 4-10 sind in einer Ausführungsform die Heizelementfasern 18 an einem leitenden Element 19 befestigt, wie einem stark leitenden Streifen. Die Heizelementfasern 18 können mit einer weiten Vielfalt von Möglichkeiten an dem leitenden Streifen 19 befestigt werden. Zum Beispiel kann eine Beschichtung auf den Heizelementfasern 18 entfernt werden, und die bloßen Heizelementfasern 18 können an den leitenden Streifen gelötet oder anderweitig an diesen geheftet werden. In einer Ausführungsform, wie sie in den 5-8 veranschaulicht ist, können die Heizelementfasern 18 zwischen dem stark leitenden Streifen 19 und einem Aufnahmeelement 21 eingefangen sein, welches dafür ausgelegt ist, die Heizelementfasern 18 und den leitenden Streifen 19 aufzunehmen, wie etwa die veranschaulichte Buchse 21 für den leitenden Streifen. In einer solchen Ausführungsform können der leitende Streifen 19 und die Streifenbuchse 21 zum Beispiel aufgeraut ausgelegt sein, um jegliche Beschichtung von den Heizelementfasern 18 abzustreifen oder zu entfernen, wenn der leitende Streifen 19 in die Streifenbuchse 21 eingefügt wird, wobei die Heizelementfasern 18 dazwischen eingefangen sind. Eine solche Anordnung dient dazu, den notwendigen elektrischen Kontakt zwischen den Heizelementfasern 18 und dem leitenden Streifen 19 bereitzustellen.
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Der gewebte Stoff 10 ist mit einem Träger 22 überspritzt. Der Stoff 10 wird in einer Trägerform installiert und der Stoff 10 wird mit dem Material des Trägers 22 überspritzt. Ein Material des Trägers 22 kann zum Beispiel ein Blockcopolymer sein, welches den Monofilamenten des Stoffs 10 (den Schussfasern 16) chemisch ähnlich ist. Dies ermöglicht eine chemische Bindung während des Spritzgussverfahrens. Es findet auch eine mechanische Bindung während des Überspritzens statt. Vorzugsweise sind die Heizelementfasern 18 in dem Stoff 10 für die Heizeffizienz und Robustheit als Parallelschaltung gestaltet.
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2 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Sitzbodenfläche 12 mit einem Träger 22, der auf den Sitzflächenstoff 10 überspritzt ist. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Sitzbodenfläche 12 und der Träger 22 mit den Heizelementfasern 18 auf jeder Seite des und außerhalb des Trägers 22 gezeigt. In einer Ausführungsform sind die Heizelementfasern 18 in den Stoff 10 gewebt, wie in 1 veranschaulicht ist. In 2 sind die Heizelementfasern 18 sichtbar, wo sich die Fasern 18 über den Trägerumfang 50 hinaus erstrecken. Die Heizelementfasern 18 sind durchgehend (auf beiden Seiten des Sitzes und in den Träger 22 hinein), um die elektrische Schaltung zu vervollständigen. Die Heizelementfasern 18 können sich in der Sitzfläche 12 befinden, um den Verschleiß zu minimieren.
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In der in 10 veranschaulichten Ausführungsform erstrecken sich die Heizelementfasern 18 nicht über den Träger 22 hinaus und sind nicht in diesen eingeformt. Die Heizelementfasern 18 sind vielmehr zwischen dem leitenden Streifen 19 und der Streifenbuchse 21 innerhalb der äußeren Begrenzung oder der Grenzen des Trägers 22 eingefangen und eingeklemmt.
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Es versteht sich, dass einige Arten von Heizelementfasern 18 beschichtete Fasern sein können und dass bei beschichteten Fasern 18, wie beschichteten Edelstahlfasern, die Beschichtung entfernt wird, so dass eine elektrische Schaltung vervollständigt werden kann. Das Entfernen der Beschichtung kann zum Beispiel durch Glattwalzen der Enden der Fasern 18, Abschleifen während des Einbaus (wie bei den Heizelementfasern 18 und der Konfiguration der 4-10), Erwärmen oder andere Verfahren erfolgen, die der Fachmann erkennen wird. Durch das Entfernen der Beschichtung wird der leitende Kern der Heizelementfasern 18 freigelegt.
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3A und 3B veranschaulichen eine zusammengesetzte bzw. eine Explosionsansicht einer Ausführungsform der Sitzfläche 12 und des Trägers 22, des Leiters 24 und des Rahmens 26. Der Leiter 24 ist als ein separates Bauteil gezeigt, jedoch kann der Leiter 24, wie hier im Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben wird, in dem Träger 22 integriert sein. In einer Ausführungsform ist der Leiter 24 in einem Kanal 28, der in dem Rahmen 26 gebildet ist, angeordnet. Ein Verbindungsstück 30, das in einer Explosionsposition gezeigt ist, ist elektrisch mit dem Leiter 24 verbunden, um die Heizelementfasern 18 mit Strom und einer Steuerung zu versorgen. 11A-C veranschaulichen die negative bzw. positive Seite 32, 34 des Leiters 24, wie er in dem Kanal 28 und dem elektrischen Verbindungsstück 30 angeordnet ist. Das Verbindungsstück 30 ist sowohl in der Vorder- als auch der Rückansicht des Rahmens 26 gezeigt.
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10 veranschaulicht zwei Möglichkeiten, wie die Sitzfläche 12, der Träger 22 und der Leiter / die Heizelementfasern (der leitende Streifen 19 und die Streifenbuchse 21 mit den eingefangenen Heizelementfasern 18) in den Rahmen 26 eingebaut werden können. Auf der linken Seite in 10 ist die Kombination aus leitendem Streifen 19/Heizelementfasern 18/Streifenbuchse 21 und der Träger 22 in einem gemeinsamen Kanal 28 in dem Rahmen eingebaut, und beide sind in den Kanal 28 in dem Rahmen 26 mit einer Presspassung eingefügt. Auf der rechten Seite in 10 ist die Kombination aus leitendem Streifen 19/Heizelementfasern 18/Streifenbuchse 21 in einem Leiterkanal 28' in dem Rahmen 26 eingebaut, und der Träger 22 ist in einem Trägerkanal 28 in dem Rahmen 26, getrennt von dem Leiterkanal 28', eingebaut. Die Kombination aus leitendem Streifen 19/Heizelementfasern 18/Streifenbuchse 21 und der Träger 22 können mit Presspassung in den Kanal 28/28' eingefügt sein. Andere Möglichkeiten, wie die Kombination aus leitendem Streifen 19/Heizelementfasern 18/Streifenbuchse 21 und der Träger 22 in dem Rahmen 26 befestigt werden, werden die Fachleute auf dem Gebiet erkennen. Nach dem Einbau und der Befestigung in dem Rahmen 26 kann der Kombination aus leitendem Streifen 19/Heizelementfasern 18/Streifenbuchse 21 eine elektrische Verbindung, zum Beispiel Strom und Steuerung, bereitgestellt werden, wie in den 11A-11C veranschaulicht ist.
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In Ausführungsformen ist eine Temperaturmessung oder -erfassung in dem Heizsystem vorgesehen. Erneut kurz mit Bezug auf 1 ist in einer Ausführungsform ein Sensor, wie etwa ein Temperatursensor, in Form von einer oder mehr Fasern 31 bereitgestellt. Die Temperatursensorfaser 31 kann zum Beispiel eine Thermoelementfaser sein, die zum Beispiel zusammen mit den Schussfasern oder Monofilamentfasern 16 in die Sitzfläche 12 integriert wird. Es versteht sich, dass die Temperatursensorfaser 31 auch zusammen mit den Kettfasern 14 oder als eine andere Faser integriert werden kann. Als solche kann die Temperatursensorfaser 31 so gefertigt sein, dass sie Kennzeichen ähnlich wie diejenigen Fasern 14 oder 16 hat, um die sie in die Sitzfläche 12 integriert wird. Die Temperatursensorfaser 31 kann zusammen mit einem Schalter in das Heizsystem integriert werden, um den Heizelementfasern 18 Strom bereitzustellen, diesen zu isolieren oder zu variieren. Es können auch andere Sensoren für die Temperaturmessung verwendet werden, wobei die anderen Sensoren innerhalb des Rahmens und Geistes der vorliegenden Offenbarung liegen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Heizelementfasern 18 individuell gesteuert oder überwacht werden können, oder dass sie gruppenweise ebenso wie als eine Einheit gesteuert werden können.
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12A-12D veranschaulichen verschiedene Beispiele für Möglichkeiten, wie die Heizelementfasern 18, wie sie in dem Träger 22 positioniert sind und sich durch diesen erstrecken, durch den Rahmen 26 elektrisch mit dem Verbindungsstück 30 verbunden werden können.
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12A veranschaulicht einen Leiter 24, der einen leitenden Thermoplast 36 verwendet, mit dem die Enden der Heizelementfaser 18 verbunden sind. In einer Ausführungsform ist der leitfähige Thermoplast 36 Teil der Überspritzung des Trägers 22. Das heißt, ein erster Schuss oder eine erste Aufbringung des Überspritzungsmaterials des Trägers 22 ist der leitfähige Thermoplast 36, wobei die freigelegten Fasern 18 in den leitfähigen Thermoplast 36 verlegt werden. Ein zweiter Schuss eines nicht leitenden Thermoplasts 38 wird über die Enden der Fasern 18 und den leitenden Thermoplast 36 gespritzt, um die Enden der Fasern 18 zu versiegeln und einen Aufbau 48 aus Sitzfläche/Träger zu bilden. Der Aufbau 48 aus Sitzfläche/Träger wird dann in dem Rahmenkanal 28 positioniert.
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In 12B wird ein pulverisiertes Metall 40 auf dem Stoff 10 aufgebracht und der Träger 22 auf den Stoff 10 und das pulverisierte Metall 40 überspritzt. Das pulverisierte Metall 40 überbrückt die Zwischenräume zwischen den Fasern 18, und der Injektionsdruck während des Überspritzens des Trägers 22 netzt das pulverisierte Metall 40 vor, um den Leiter 24 zu bilden. Der Aufbau 48 aus Sitzfläche/Träger wird dann in dem Rahmenkanal 28 positioniert.
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In 12C wird ein leitendes Folienelement 42, wie ein Metallfolienstreifen, in dem Trägerformwerkzeug positioniert, bevor der Stoff 10 in dem Formwerkzeug positioniert wird. Durch das Überspritzen des Trägers 22 wird die Folie 42 auf die Enden der Heizelementfasern 18 gepresst, um den Leiter 24 zu bilden, und der Aufbau 48 aus Sitzfläche/Träger wird dann in dem Rahmenkanal 28 positioniert.
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In 12D wird ein leitender Klebstoff 44 verwendet. In dieser Ausführungsform wird der leitende Klebstoff 44, wie ein leitendes Epoxidharz, das zum Beispiel in Streifenform aufgebracht werden kann, in dem Trägerwerkzeug positioniert, bevor der Stoff 10 geladen wird. In dem Spritzverfahren fließt das eingespritzte Trägerharz über die Enden der Heizelementfasern 18 und den Klebstoff 44, und durch den Einspritzdruck und die Harzwärme wird der Klebstoff 44 ausgehärtet und netzt auf die Enden der Heizelementfasern 18 und den Stoff vor, um den Leiter 24 zu bilden. Andere geeignete leitende Klebstoffe 44 wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen.
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Es ist ersichtlich, dass in jeder der offenbarten Ausführungsformen der Leiter 24, ob getrennt von dem Träger 22 oder als Teil des Trägers 22 ausgebildet, an jeder der Heizelementfasern 18 über die gesamte Sitzfläche 12 zuverlässig elektrisch angebracht ist. Es wird erwartet, dass etwa 2 bis 30 Garne mit einem Abstand von etwa 10 bis 30 mm das gewünschte Niveau der Erwärmung bereitstellen. Durch das Überspritzen des Trägers 22 wird der Stoff 10 auf Spannung gehalten und verdeckt auch den Leitungsweg, z. B. den Leiter 24, vor den Heizelementfasern 18 bis zum Ende an dem elektrischen Anschlussverbindungsstück 30.
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Ein Verfahren 100 zur Herstellung des Hängestoff-Sitzheizsystems ist in 13 veranschaulicht und umfasst in Schritt 102 das Schneiden eines gewebten Stoffs 10 nach Bedarf und das Positionieren des gewebten Stoffs 10 (mit den Heizelementfasern 18 in dem Stoff 10) in einer Form des Trägers 22 in Schritt 104. Der Träger 22 wird in Schritt 106 mit einem Blockcopolymer oder einem anderen geeigneten Polymermaterial auf den Stoff 10 überspritzt. Vorzugsweise ist das Überspritzungsmaterial des Trägers den Stoff-Monofilamenten chemisch ähnlich (zum Beispiel den Schussfasern 16), so dass ein chemisches sowie ein mechanisches Binden während des Spritzgussverfahrens auftritt.
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In einem Verfahren wird das Überspritzen des Trägers 22 in einem Zwei-Schuss- oder einem zweifachen Aufbringungsverfahren ausgeführt. In einem ersten Schuss ist das Überspritzungsmaterial ein leitender Thermoplast 36. Der Stoff 10 mit den Heizelementfasern 18 wird dann auf den leitenden Thermoplast 36 gelegt, und ein zweiter Schuss eines nicht leitenden Thermoplasts 38 wird über den Stoff 10 und den leitenden Thermoplast 36 gelegt.
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In einem weiteren Verfahren wird das Überspritzen des Trägers 22 auch in einem Zwei-Schuss- oder einem zweifachen Aufbringungsverfahren ausgeführt. In einem ersten Schuss ist das Überspritzungsmaterial ein nicht leitender Thermoplast 38. Es wird ein pulverisiertes Metall 40 auf den Stoff 10 aufgebracht und der Stoff 10 und das pulverisierte Metall 40 werden auf den nicht leitenden Thermoplast 38 gelegt. Ein zweiter Schuss von nicht leitendem Thermoplast 38 wird über den Stoff 10 und das Metall 40 und den ersten Schuss von nicht leitendem Thermoplast 38 gelegt.
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In noch einem weiteren Verfahren wird das Überspritzen des Trägers 22 in einem Ein-Schuss- oder einfachen Aufbringungsverfahren ausgeführt. Ein leitendes Element 42, wie eine Metallfolie oder ein Metallstreifen, wird in dem Überspritzungswerkzeug positioniert, und der Stoff 10 mit den Heizelementfasern 18 wird auf das Element 42 gelegt. Ein nicht leitender Thermoplast 28 wird über den Stoff 10 und das Element 42 gelegt.
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In noch einem weiteren Verfahren wird das Überspritzen des Trägers 22 in einem Zwei-Schuss- oder zweifachen Aufbringungsverfahren ausgeführt, wobei der Stoff 10 zwischen zwei Aufbringungen von nicht leitendem Thermoplast 38 sandwichartig eingefasst wird, um den Träger 22 zu bilden. Die Enden der Heizelementfasern 18 sind über den Außenumfang 50 des Trägers hinaus freigelegt. Ein leitender Klebstoff 44 wird auf einer Außenfläche des Trägers 22 oder den Boden des Rahmenkanals 28 aufgebracht, um einen Kontakt mit den freigelegten Enden der Heizelementfasern 18 herzustellen.
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Sobald der Aufbau 48 aus Stoff- oder Sitzfläche/Träger gebildet wurde, wird in einem Nachbearbeitungsschritt in Schritt 108 jegliche isolierende Beschichtung von den Heizelementfasern 18 außerhalb des überspritzten Aufbaus 48 aus Stoff/Träger entfernt. Die isolierende Beschichtung kann, falls sie vorhanden ist, durch Glattwalzen, Erwärmen oder andere geeignete Verfahren entfernt werden, um den leitenden Kern der Heizelementfasern 18 freizulegen. Nötigenfalls können der Träger 22 und der Stoff 10 zugerichtet werden, um überschüssiges Polymer über den Außenumfang 50 des Trägers hinaus zu entfernen, um eine bessere Qualität zu erhalten und in den Rahmen 26 zu passen. In einigen Verfahren bleibt eine kleine Menge des Stoffs 10 mit den freigelegten Enden der Heizelementfasern 18 jenseits des Außenumfangs 50 des Trägers.
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Der Rahmen 26 ist so geformt, dass er den Aufbau 48 aus Sitzfläche/Träger aufnimmt. In Ausführungsformen ist der Rahmen 26 mit dem Kanal 28, und je nachdem, welche Konfiguration des Aufbaus 48 aus Stoff/Träger verwendet wird, kann der Leiter 24 in dem Kanal 28 aufgebracht oder eingebaut werden, vorzugsweise in dem Boden des Kanals 28, oder der Aufbau 48 aus Stoff/Träger, der den Leiter 24 enthält, wird direkt in den Kanal 28 eingebaut, wie in Schritt 110.
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In einem Verfahren werden die glattgewalzten Enden der Heizelementfaser 18 über den Träger 22 gefaltet, um die leitenden Fasern dem Leiter 24 gegenüber nach Bedarf freizulegen, und der Aufbau 48 aus Stoff/Träger wird in den Rahmen eingebaut.
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In noch einem weiteren Verfahren zur Herstellung des Hängestoff-Sitzheizungssystems wird der Stoff 10 (mit den Heizelementfasern 18 in dem Stoff 10) derart gewoben, dass sich die Heizelementfasern 18 nicht zu den Kanten des Stoffs 10 erstrecken. Die Heizelementfasern 18 können mit einer gewissen Spannungslosigkeit in den Stoff 10 gewebt sein. Die Heizelementfasern 18 sind zwischen einem leitenden Streifen 19 und einer Streifenaufnahme 21, wie der veranschaulichten Streifenbuchse, auf jeder Seite des Stoffes 10 eingefangen. Der Träger 22 wird auf den Stoff 10 außerhalb des leitenden Streifens 19 und einer Streifenaufnahme 21 zum Beispiel mit einem Blockcopolymer oder einem anderen geeigneten Polymermaterial überspritzt. Vorzugsweise ist das Überspritzungsmaterial des Trägers den Monofilamenten des Stoffs chemisch ähnlich (zum Beispiel den Schussfasern 16), so dass ein chemisches sowie ein mechanisches Binden während des Spritzgussverfahrens auftritt.
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Der Träger 22 und der leitende Streifen 19 und die Streifenaufnahme 21 mit den eingefangenen Heizelementfasern 18 werden dann in dem Kanal 28 in dem Rahmen 26 eingebaut. Die Kombination aus leitendem Streifen 19/Streifenaufnahme 21/eingefangenen Heizelementfasern 18 und der Träger 22 können in gemeinsamen Kanälen 28 eingebaut werden, oder die Kombination aus leitendem Streifen 19/Streifenaufnahme 21/eingefangenen Heizelementfasern 18 kann in einen Kanal 28' und der Träger in einem anderen Kanal 28 eingebaut werden.
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Da der Kanal 28 oder 28' um den Umfang des Rahmens 26 navigiert und an dem Verbindungsstück 30 vorzugsweise an einer Stelle endet, die vor dem Blick eines Insassen verborgen ist und nahe dem Kabelbaum des Fahrzeugs und dem Kabelbaumanschlussstück liegt, gibt es, wenn überhaupt, nur wenige sichtbare Bauteile, um von der Ästhetik des Sitzes abzulenken. Außerdem kann die Konfiguration, in der sich die Kombination aus leitendem Streifen 19/Streifenaufnahme 21/eingefangenen Heizelementfasern 18 nicht bis zum und in den Träger erstreckt, kann der Kanal 28 oder 28' als Schutzzone des Sitzes dienen, die frei von durch den Insassen induzierten Belastungen ist und die Robustheit der Schaltung sowie die Lebensdauer der Elektronik verbessert.
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Das eingeformte elektrische Verbindungsstück 30 gewährleistet einen leichten Einbau von Strom für die elektrische Schaltung und hält eine diskrete Erscheinung, die vor dem Blick innerhalb des Sitzrahmenaufbaus verborgen ist, aufrecht. Die vorliegende Konfiguration ist ausreichend robust, um einer wiederholten Belastung durch Fahrzeugsitzinsassen zu widerstehen.
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In der vorliegenden Offenbarung sollen die Wörter „ein/eine/einer“ so aufgefasst werden, dass sie sowohl die Einzahl als auch die Mehrzahl einschließen. Umgekehrt soll jeder Bezug auf mehrere Gegenstände dort, wo es angebracht ist, die Einzahl einschließen. Es ist für die Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass die relativen Richtungsbegriffe, wie obere, untere, hintere, vordere, und dergleichen, nur erläuternden Zwecken dienen und nicht den Rahmen der Offenbarung begrenzen sollen.
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Alle Patente oder Patentanmeldungen, auf die hier Bezug genommen wird, sind hiermit durch Bezugnahme einbezogen, unabhängig davon, ob dies spezifisch oder nichtspezifisch innerhalb des Textes dieser Offenbarung erfolgt.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass zahlreiche Modifikationen und Varianten vorgenommen werden können, ohne von dem wahren Geist und Rahmen der neuen Konzepte des vorliegenden Films abzuweichen. Es versteht sich, dass keine Einschränkung in Bezug auf die speziellen veranschaulichten Ausführungsformen beabsichtigt ist oder hergeleitet werden sollte. Die Offenbarung soll durch die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen abdecken, die in den Rahmen der Ansprüche fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8329281 [0031]
- US 8857033 [0031]
- US 9156211 [0031]
