DE19653465C1 - Thermoplastic forming with the aid of pre-embedded heating conductors, used to shape seat region of vehicle - Google Patents
Thermoplastic forming with the aid of pre-embedded heating conductors, used to shape seat region of vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Verfor men eines Kunststoffmaterials sowie ein Beispiel für ein nach diesem Verfahren umformbares Formteil.The invention relates to a method for thermal deformation of a plastic material and an example of a this process formable molded part.
Mit einem solchen Verfahren sollen Werkstoffteile aus Kunst stoff sowie Gebrauchsteile aus Kunststoff auf einfache Weise verformt werden können.With such a process, material parts made of art fabric and plastic parts in a simple way can be deformed.
Erreicht wird dieses Ziel durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.This goal is achieved by a generic method with the characterizing features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein thermisch ver formbares Kunststoffmaterial mit mindestens einem integrier ten elektrischen Heizleiter verwendet. Die Heizleiter können insbesondere Heizdrähte bzw. Heizfäden sein, die in das Kunststoffmaterial bei dessen Herstellung eingeformt sind. Auch Fasern sind als Heizleiter möglich. Im zuletzt genannten Fall kann das Kunststoffmaterial ein Faserverbundkunststoff sein.In the method according to the invention, a thermal ver malleable plastic material with at least one integrier electrical heating conductor is used. The heating conductors can in particular heating wires or filaments that are in the Plastic material are molded in its manufacture. Fibers are also possible as heating conductors. In the latter Case, the plastic material can be a fiber composite plastic be.
Thermisch aufschmelzbare Kunststoffmaterialien mit integrier ten Heizleitern werden nach CH 528 697 und DE-GM 71 21 715 ein gesetzt, um eine Schweißverbindung mit einem angrenzenden Kunststoffteil zu erzielen. Ein Verfahren zum Umformen des Kunststoffmaterials ist dort nicht beschrieben.Thermofusible plastic materials with integr Heating conductors are made according to CH 528 697 and DE-GM 71 21 715 set up a welded joint with an adjacent one To achieve plastic part. A process for reshaping the Plastic material is not described there.
Eine Verformung eines mit einem Heizleiter versehenen Kunst stoffmaterials erfolgt bei den erfindungsgemäßen Verfahren durch temporäres Anlegen eines elektrischen Potentials an die Heizleiter, wobei eine Erwärmung bis in den Fließbereich des zu verformenden Materials erfolgt und das Material in diesem plastischen Zustand verformt wird. Spätestens nach abge schlossenem Verformungsvorgang wird das verformte Kunststoff material von der elektrischen Energiequelle getrennt, sofern das Kunststoffmaterial nicht zu einem späteren Zeitpunkt aus der zunächst erzeugten Form nochmals in eine andere Form ver formt werden soll.A deformation of an art provided with a heating conductor material takes place in the method according to the invention by temporarily applying an electrical potential to the Heating conductor, heating up to the flow range of the material to be deformed and the material in it plastic state is deformed. At the latest after The deformed plastic becomes a closed molding process material separated from the electrical energy source, if the plastic material does not come out later ver the form created initially in another form to be shaped.
Direkt nach abgeschlossenem Verformungsvorgang wird das für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Kunststoffmaterial immer dann von der elektrischen Energiequelle getrennt, wenn das Kunststoffmaterial nur einmal in eine bestimmte Form ge bracht werden soll, die es im Grunde für seinen späteren Ge brauchszweck beibehalten soll. Dies ist ein äußerst zweckmä ßiges Formgebungsverfahren für ein thermisch verformbares Kunststoffmaterial, das durch das mit Heizleitern versetzte Kunststoffmaterial ermöglicht wird.Immediately after the deformation process has been completed, this will be for the plastic material used in the method always disconnected from the electrical energy source if the plastic material ge only once in a certain shape should be brought, which it basically for its later Ge intended use should maintain. This is extremely convenient ßes shaping process for a thermally deformable Plastic material that has been replaced with heating conductors Plastic material is made possible.
Besonders geeignet ist das für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Kunststoffmaterial für Gegenstände, deren Form veränderbar sein soll.This is particularly suitable for the method according to the invention used plastic material for objects, their shape should be changeable.
Insofern eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbeson dere für eine Anwendung in Bereichen einer Sitzeinrichtung, die aus einem thermisch verformbaren Material bestehen und mit den Körperteilen der auf einer solchen Sitzeinrichtung sitzenden Personen in direktem Kontakt stehen und der Körper form der jeweiligen Person individuell angepaßt werden sol len. Als Sitzeinrichtungen kommen hier bevorzugt Fahrzeugsit ze in Frage.In this respect, the method according to the invention is particularly suitable for an application in the area of a seating device, which consist of a thermally deformable material and with the body parts of such a seat seated people are in direct contact and the body The shape of each person should be individually adjusted len. Vehicle seats are preferred here as seating devices ze in question.
Bei Fahrzeugsitzen ist es aus EP 0 345 806 A2 bereits be kannt, dem Körper der Sitzperson anzupassende Sitzbereich aus unter Wärme plastisch verformbarem Kunststoff herzustellen. Die Erwärmung geschieht dort über außerhalb des verformbaren Kunststoffes angebrachte Heizelemente. Daher sind jene be kannten Sitzeinrichtungen bezüglich deren verformbarer Berei che kostenaufwendig in der Herstellung. Auch sind bei jener bekannten Einrichtung keine großflächigen Sitzbereiche ein stückig verwirklicht, die unter temporärer Aufheizung pla stisch verform- und damit der Körperform der Sitzperson an paßbar sind.In vehicle seats it is already known from EP 0 345 806 A2 knows the seating area to be adapted to the body of the seated person to produce plastically deformable plastic under heat. The heating happens there outside of the deformable Plastic heating elements. Therefore, those are knew seating facilities with regard to their deformable area che expensive to manufacture. Also are with that known device no large seating areas realized in pieces, which under temporary heating pla deformable and thus the body shape of the seated person are fit.
Soweit aus EP 0 582 734 A1 beheizbare Kunststoffe bekannt sind, handelt es sich dort bei den Kunststoffen um Elastome re, die als Sitzmaterial lediglich zur Erzielung einer Sitz heizung erwärmbar sind. Unter der aufzubringenden Wärme sind jene Elastomere jedoch nicht plastisch verformbar.As far as known from EP 0 582 734 A1 heatable plastics the plastics are elastomers re, the seat material only to achieve a seat heating can be heated. Are under the heat to be applied however, those elastomers are not plastically deformable.
Ein erfindungsgemäß eingesetztes, thermisch verformbares Kunststoffmaterial kann den Bedürfnissen eines bestimmten Einsatzfeldes sehr gut angepaßt werden.A thermally deformable used according to the invention Plastic material can meet the needs of a particular Field of application can be adapted very well.
Der verwendete Werkstoff bietet bei Anwendung des erfindungs gemäßen Verfahrens eine hervorragende Möglichkeit, in der Herstellung bestimmter Teile oder im Zusammenbau von Teilen genutzt zu werden. In der Produktion besteht vor dem Verfor men durch Anschließen des Werkstoffes mit seinen elektrischen Heizleitern an ein elektrisches Netz die Möglichkeit einer schnellen, direkten und verlustfreien Erwärmung. Die notwen dige Erwärmung wird bisher üblicherweise über Wärmestrahlung erreicht.The material used offers the application of the Invention According to the procedure an excellent way in which Manufacturing certain parts or assembling parts to be used. In the production there is before the Verfor by connecting the material with its electrical Heating conductors to an electrical network fast, direct and lossless heating. The necessary So far, heating has usually been via heat radiation reached.
Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Werkstoff besteht weiter hin die Möglichkeit, durch gezielte und örtlich innere Erwär mung besondere Formgebungen durch verbesserte Fließeigen schaften oder im umgekehrten Fall der Fließbehinderung - For men eingefroren zu lassen, wobei das Umfeld umgeformt wird - in der Matrix durchzuführen. Hierdurch wird die fertigungs technische Funktions- und Produkterweiterung durch den eine Art Verbundwerkstoff darstellenden erfindungsgemäß eingesetz ten Werkstoff aufgezeigt, wobei gleichzeitig eine Energieein sparung durch direkte, innere Erwärmung gegeben ist.The material used according to the invention continues towards the possibility of targeted and locally internal heating Special shapes thanks to improved flow properties or in the opposite case of flow obstruction - For to let men freeze, transforming the environment - to perform in the matrix. This will make the manufacturing technical functional and product expansion by one Type of composite material used according to the invention material is shown, with an energy input at the same time saving through direct, internal heating is given.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß verwendeten Werk stoffes besteht auf dem Gebiet des Karosseriebaues in dessen Verhalten im Falle eines Gewitters. Hier besteht wie bei den metallischen Werkstoffen die Schutzwirkung eines Faraday-Käfigs, die bei einfachen organischen Werkstoffen nicht gege ben ist. Dieses ist auch aus dem Flugzeugbau in dieser Art bekannt. Durch die Durchdringung des Werkstoffes mit elektri sche Leitern besteht weiterhin die Möglichkeit durch Eindre hen einer Schraube einen Kontakt mit den eingebetteten Lei tern herzustellen und bei entsprechendem Anschluß der Schrau ben überall eine sogenannte Massestelle zu schaffen, wie dies bisher nur durch gesonderte Verkabelung bei organischen Werk stoffen möglich ist.Another advantage of the work used according to the invention Substance exists in the field of body construction Behavior in the event of a thunderstorm. Here, as with the metallic materials the protective effect of a Faraday cage, which is not opposed to simple organic materials ben is. This is also from aircraft construction in this way known. By penetrating the material with electri ladders are still possible by screwing in a screw to make contact with the embedded leads tern and with appropriate connection of the screw ben everywhere to create a so-called mass point like this so far only through separate cabling for organic plants fabrics is possible.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be explained in more detail below.
In der Zeichnung zeigenShow in the drawing
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem in platten- bzw. bahnför miger Form vorliegenden thermisch verformbaren Kunst stoffmaterials mit in dieses Material integrierten Heizleitern, Fig. 1 shows a detail from a plate or in miger bahnför present form thermally deformable plastic material with integrated heating conductors in this material,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen lediglich schematisch dar gestellten Fahrzeugsitz. Fig. 2 shows a section through a vehicle seat shown only schematically.
Das in Fig. 1 dargestellte bahnenförmige thermisch verformba re Kunststoffmaterial mit integrierten Heizdrähten 2 in der Form elektrischer Widerstandsheizelemente dient bei dem Fahr zeugsitz nach Fig. 2 als von einer auf dem Sitz Platz nehmen den Person kontaktierter Sitzbereich. In schematischer Form besteht der Sitz aus einer gasdichten unteren Schale 3, an deren oberen Öffnungsrand das Kunststoffmaterial 1 dicht an gebunden, beispielsweise angeschweißt ist. Das Innere 4 des Sitzes ist mit beispielsweise Luft auffüllbar. Die Zuführung der Luft kann über eine mit einem nicht dargestellten Druck regelventil versehene Zufuhrleitung 5 erfolgen.The web-shaped thermally deformable plastic material shown in FIG. 1 with integrated heating wires 2 in the form of electrical resistance heating elements is used in the vehicle seat according to FIG. 2 as a seat area contacted by the person sitting on the seat. In schematic form, the seat consists of a gas-tight lower shell 3 , at the upper opening edge of which the plastic material 1 is tightly bound, for example welded on. The interior 4 of the seat can be filled with air, for example. The air can be supplied via a supply line 5 provided with a pressure control valve (not shown).
Das Kunststoffmaterial 1 ist über eine Leitung 6 mit einer elektrischen Energiequelle verbindbar. In der elektrischen Leitung 6 befindet sich ein nicht dargestellter Wahlbereichs schalter, mit dem eine gewünschte Heizleistung für das Kunst stoffmaterial 1 einstellbar ist. The plastic material 1 can be connected to an electrical energy source via a line 6 . In the electrical line 6 there is a selector switch, not shown, with which a desired heating power for the plastic material 1 is adjustable.
Eine Formanpassung des Kunststoffmaterials des Sitzes kann auf folgende Weise erfolgen.A shape adjustment of the plastic material of the seat can done in the following way.
Durch Bestimmung des Druckes der den Innenraum des Sitzes 4 ausfüllenden Luft läßt sich der Grad der Verformung des Kunststoffmaterials 1 in plastischem Zustand vorbestimmen bzw. einstellen. Bei niedrigem Luftdruck innerhalb des Inne ren des Sitzes ist eine starke Verformung des Kunststoffmate rials 1 möglich, wenn eine Person hierauf Platz nimmt und durch eine entsprechend hoch gewählte Heizleistung das Kunst stoffmaterial 1 zuvor in einen verformbaren Zustand gebracht hat. Sobald sich das Kunststoffmaterial 1 an dem Sitz der Körperform einer darauf sitzenden Person angepaßt hat, wird die Heizung abgeschaltet, wodurch die von der sitzenden Per son bewirkte Verformung des Kunststoffmaterials 1 in diesem praktisch eingefroren wird. In der gleichen Weise sind Anpas sungen an die Körperform anderer auf dem Sitz Platz nehmender Personen jederzeit möglich.By determining the pressure of the air filling the interior of the seat 4 , the degree of deformation of the plastic material 1 in the plastic state can be predetermined or set. Ren at low air pressure inside the perception of the seat is possible, a strong deformation of the plastic mate rials 1, when a person takes place thereto and brought by a correspondingly high chosen heating the plastic material above 1 in a deformable state. As soon as the plastic material 1 has adapted to the seat of the body shape of a person sitting on it, the heating is switched off, as a result of which the deformation of the plastic material 1 caused by the seated person is practically frozen in this. In the same way, adjustments to the body shape of other people sitting in the seat are possible at any time.
Die elektrischen Heizleiter in dem Kunststoffmaterial 1 kön nen zusätzlich zur Sitzbeheizung verwendet werden. In diesem Fall muß lediglich eine geringere Heizleistung an dem obenge nannten Wahlbereichsschalter in der Leitung 6 eingestellt werden.The electrical heating conductors in the plastic material 1 can also be used for seat heating. In this case, only a lower heating power needs to be set on the selector switch in line 6 mentioned above.
Bei der vorstehenden Beschreibung eines Sitzes, bei dem ein thermisch verformbares Kunststoffmaterial mit integrierten Heizleitern 2 zur Bildung eines verformbaren Bereiches einge setzt ist, ist nur auf das für die Anwendung des erfindungs gemäßen Materials grundsätzlich Wesentliche eingegangen wor den. In der Praxis ist das beschriebene verformbare Kunst stoffmaterial 1 selbstverständlich noch in an sich bekannter Weise durch Polstermaterial überzogen. Auch können an sich im Stand der Technik bekannte Möglichkeiten zur Begrenzung einer Verformbarkeit des Kunststoffmaterials 1, wenn dieses in ei nen plastisch verformungsfähigen Zustand erhitzt ist, in ei ner dem Fachmann üblichen Weise angewendet werden.In the above description of a seat in which a thermally deformable plastic material with integrated heating conductors 2 is used to form a deformable area, only the essentials essential for the application of the material according to the invention have been discussed. In practice, the described deformable plastic material 1 is of course still covered in a conventional manner by cushion material. Also known per se in the prior art can be used to limit a deformability of the plastic material 1 when it is heated in a plastically deformable state, in a manner customary to the person skilled in the art.
Claims (3)
- - als Ausgangsmaterial dient ein Kunststoffmaterial mit min destens einem integrierten Heizleiter,
- - durch Anlegen eines elektrischen Stromes an den Heizleiter wird das Kunststoffmaterial in einen plastisch verformbaren Zustand versetzt und in diesem Zustand umgeformt,
- - der Heizleiter wird nach dem Umformvorgang zum Einfrieren der neuen Form stromlos geschaltet.
- a plastic material with at least one integrated heating conductor serves as the starting material,
- - by applying an electrical current to the heating conductor, the plastic material is brought into a plastically deformable state and shaped in this state,
- - After the forming process, the heating conductor is switched off to freeze the new mold.
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