DE20007043U1

DE20007043U1 - Heizmatte und beheizbares Fahrzeuglenkrad

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Publication number: DE20007043U1
Application number: DE20007043U
Authority: DE
Original assignee: TRW Automotive Safety Systems GmbH
Current assignee: ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2010-04-18

Description

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PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS		Manzingerweg 7 D-81241 München Tel. +49 89 89 69 80
		17. April 2000

TRW Automotive Safety Systems GmbH & Co. KG
Hefner-Al teneck-Strasse 11

D-63743 Aschaffenburg

Unser Zeichen: T 9341 DE
KI/ms/sc

Heizmatte und beheizbares Fahrzeuglenkrad

Die Erfindung betrifft eine Heizmatte zum Einbau in einen zu beheizenden Gegenstand, mit an eine elektrische Spannungsquelle anzuschließenden, stromführenden Leitern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein beheizbares Fahrzeuglenkrad, mit einem Lenkradkranz.

Fahrzeuglenkräder oder Fahrzeugsitze, die beheizbar ausgeführt sind, haben in ihrem Inneren eine Heizung, die aus mehreren Heizdrähten gebildet wird. Beheizbare Fahrzeuglenkräder haben beispielsweise um den Lenkradkranz gewickelte Heizdrähte, die nach außen beispielsweise nur voiv der Belederung umgeben sind. Bei solchen Fahrzeuglenkrädern drückt sich aber sehr oft der Heizdraht nach außen sichtbar durch, was unerwünscht ist. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Heizdrähte korrodieren und einzelne Heizdrähte damit funktionsuntüchtig werden. Es ist schon ein sogenanntes Heizleitergewirke angedacht worden, bei dem ein Gewirke ausschließlich aus Drähten hergestellt v/ird und ähnlich einem Kettenhemd aussieht. Ein derartiges Heizleitergewirke soll in die Umschäumung des Lenkradskelettes eingebettet oder zwischen Umschäumung und Belederung angeordnet werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß aufgrund der extrem unebenen Oberfläche des Gewirkes Gaseinschlüsse gebildet

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werden, die thermisch isolierend wirken. Die Gasblasen können sich in Richtung Außenoberfläche bewegen und von außen tastbar oder sichtbar sein, was störend ist. Auch bei einem hohen Aufwand für einen optimierten Umschäumungsprozeß lassen sich diese Gaseinschlüsse, die auch Ausgangsstellen für eine Korrosion sind, nicht vermeiden.

Die Erfindung schafft eine Heizmatte, die sehr flexibel ist, günstig herzustellen ist und die eine geringe Dicke aufweist. Die erfindungsgemäße Heizmatte eignet sich insbesondere zum Einbau in Fahrzeugteile, vor allem in ein beheizbares Fahrzeuglenkrad. Die obengenannten Vorteile werden bei einer Heizmatte der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß die Leiter Fäden innerhalb eines Textils bilden, das aus mehreren, nach einem festgelegten Muster ineinandergreifenden Fäden besteht, wobei die übrigen, nicht stromführenden Fäden die Leiter voneinander beabstanden. Die erfindungsgemäße Heizmatte besteht im Gegensatz zu dem zuvor genannten Heizleitergewirke aus leitenden und nichtleitenden Fäden. Fäden aus isolierendem Material beabstanden stromführende Fäden (Leiter) voneinander. Die isolierenden Fäden und die Leiter bilden zusammen ein Gewirk, ein Gestrick oder ein Gewebe, wobei die Leiter nicht etwa auf das Gewirk, das Gestrick oder das Gewebe aufgesetzt oder an ihm befestigt sind, sondern integraler Bestandteil des Gewirkes, Gestrickes oder Gewebes sind und damit bereits bei der Herstellung des Textiles, in den Kettenwirkautomaten oder Raschelmaschinen, Strickmaschinen oder Webmaschinen verarbeitet werden. Der Begriff "beabstandet" ist nicht so zu verstehen, daß die leitenden Fäden auf ihrer gesamten Länge beabstandet sind, denn aufgrund der Flexibilität der isolierenden Fäden und des geringen Abstandes der leitenden Fäden können sich aneinander angrenzende leitende Fäden durchaus mehrmals auf ihrer gesamten Länge berühren.

Die isolierenden Fäden, die die Leiter beabstanden, sind vorzugsweise Kunststof fäden, insbesondere Polyesterfäden. Die Leiter verlaufen im wesentlichen parallel zueinander, bei der bevorzugten Ausführungsform verlaufen sie sinusförmig.

Die Heizleiter müssen nicht zwingend mehrere voneinander getrennte Leiter sein, vielmehr ist es auch möglich, wie bei Heizmatten sogar

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üblich, daß die Leiter einstückig ineinander übergehende Einzelabschnitte eines einzigen Leiters sind, der in Windungen eine große Fläche abdeckt.

Die Leiter sind gemäß der bevorzugten Ausführungsform unisoliert im Textil eingebunden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Leiter Drähte, insbesondere aus einer Ni-Basislegierung wie NiCr80-20. Es hat sich herausgestellt, daß dieses hochkorrosionsfeste Material für Fahrzeuglenkradheizungen sehr geeignet ist. Aufgrund des hohen spezifischen Widerstandes können viele dünne Einzeldrähte vorgesehen sein, was bislang vermieden wurde. Die Einzeldrähte haben in der erfindungsgemäßen Heizmatte eine geringe Dicke (z.B. 0,056 mm) und sind geringfügig voneinander beabstandet, vorzugsweise mit einem Abstand von 0,5 bis 0,6 mm, also unter 1 mm Abstand, so daß sich die Heizdrähte beim Einsatz in einem Lenkrad auch nicht an einer Belederung abzeichnen und, bei unbeledertem Lenkrad, leicht und ohne Gaseinschlüsse umspritzen lassen.

Alternativ können die Leiter auch mit Ruß-, Graphit- oder metallischen Partikeln durchsetzte Kunststoff fäden sein.

Die Erfindung schafft darüber hinaus ein beheizbares Lenkrad mit einem Lenkradkranz, in dessem Inneren eine erfindungsgemäße Heizmatte untergebracht ist. Die erfindungsgemäße Heizmatte ist aufgrund ihrer Flexibilität und geringen Dicke sehr leicht im Lenkradkranz unterzubringen und zu befestigen.

Die Heizmatte kann zwischen zwei geschäumten Schichten des Lenkradkranzes angeordnet sein, also in der Umschäumung eingebettet sein, was aufgrund der glatten Oberfläche ohne Gaseinschlüsse möglich ist.

Ferner kann auch die Heizmatte zwischen einer geschäumten Schicht und einem Lederbezug vorgesehen sein, wobei sich aufgrund der Möglichkeit, viele dünne Heizleiter vorzusehen, diese nicht außen abzeichnen.

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Das erfindungsgemäße Lenkrad kann ferner eine Heizmatte in Form

eines langgestreckten Körpers aufweisen, dessen Längsrichtung über den Umfang des Kranzes verläuft. Die Heizmatte ist damit schneller als bisherige Heizdrähte zu montieren, denn die bisherigen Heizdrähte wurden überwiegend spiralförmig um den Lenkradkranz gewickelt.

Die Drähte ertrecken sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung längs des Umfanges des Lenkradkranzes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Heizmatte, welche bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrad verwendet wird,

Figur 2 eine Draufsicht der gesamten Heizmatte nach Figur 1,

Figur 3 ein Fahrzeuglenkrad mit einer erfindungsgemäßen Heizmatte gemäß einer ersten Ausführungsform und

Figur 4 ein Fahrzeuglenkrad mit einer erfindungsgemäßen Heizmatte gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Heizmatte 1 dargestellt, die in ein Fahrzeuglenkrad integriert wird. Die Heizmatte 1 ist ein langgestreckter, flexibler und dünner Körper mit einer relativ glatten Oberfläche und ist ein gewirktes Textil, das aus im wesentlichen parallel in Längsrichtung verlaufenden, sich sinusförmig erstreckenden Leitern in Form von Drähten 3 und Polyesterfäden 5 besteht. Drähte 3 und Fäden 5 greifen ineinander, wobei durch die Tatsache, daß die Drähte 3 Teil des Gewirkes sind, über die Fäden 5 ein fester Abstand von beabstandeten Drähten 3 erreicht werden kann. Dieser Abstand beträgt zwischen 0,5 und 1,5 mm. Die Drähte 3 bestehen aus NiCr80-20, einer hochkorrosionsfesten Ni-Basislegierung. Der Abstand der Fäden 5, die die Drähte 3 umschlingen, beträgt ca. 1,5 mm.

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Alternativ kann die Heizmatte auch ein Gestrick oder Gewebe sein, also ebenfalls ein Textil mit festgelegtem Muster, bei dem die Drähte integraler Bestandteil des Textiles sind. Die Drähte selbst sind unisoliert im Textil eingebunden. Im übrigen sind nicht alle Drähte voneinander elektrisch getrennt, vielmehr sind einzelne Drähte 3 ineinander übergehende Einzelabschnitte eines einzigen Heizdrahtes.

Bei der Heizmatte 1 in Figur 2 ist nur exemplarisch ein Draht 3

hervorgehoben dargestellt. Es sind mehrere Ausnehmungen 7 vorgesehen,

die nach dem Einbau in das Lenkrad Durchgänge für die Ansätze der

Speichen bilden.

Die Stromquelle, an die die Heizmatte angeschlossen wird, ist nicht explizit dargestellt.

Das in Figur 3 dargestellte Fahrzeuglenkrad, in das die Heizmatte 1 nach Figur 1 eingebaut ist, hat eine Nabe 9, Speichen 11 und einen Lenkradkranz 13. Innerhalb des Lenkradkranzes ist das Skelett 15 im aufgeschnittenen Bereich zu erkennen. Das Lenkradskelett 15 ist umschäumt, wobei die Umschäumung aus zwei Schichten, nämlich einer inneren Schicht 17 und einer äußeren Schicht 19 besteht. Diese beiden Schichten werden in. unterschiedlichen Schritten hergestellt. Zuerst wird das Lenkradskelelt 15 in die Schaumform gelegt und die Schicht 17 hergestellt. Anschließend wird die Heizmatte 1 mit ihrer Längsrichtung R (vgl. Figur 1) über den Umfang des Lenkradkranzes 13 verlaufend auf diesen aufgebracht, z.B. mittels Kleben. Anschließend wird das Lenkrad in eine weitere Schaumform gelegt und die Schicht 19 wird geschäumt. Dabei verbinden sich der Schaum und die Heizmatte miteinander, so daß keine Klebeverbindung oder dergleichen mehr notwendig ist. Gasein-Schlüsse an der Oberfläche des Textils können aufgrund deren Glattheit vermieden werden.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 gibt es nur eine das Lenkradskelett 15 umgebende geschäumte Schicht 23. Auf diese Schicht wird die Heizmatte 1 aufgebracht, und anschließend wird das Lenkrad mit einem Lederbezug 25 oder einem Holzdekor 27 in Form von schalenförmigen Teilen umgeben, der bzw. das sich unmittelbar an die Heizmatte 1 anschließt und an dieser, z.B. durch Kleben, befestigt ist. Die Drähte

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zeichnen sich aufgrund der geringen Dicke und ihrer geringen Beabstandung außen nicht ab. Während bei bisherigen Lenkradheizungen nur einige wenige Einzeldrähte verwendet werden, sind bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 mehrere Dutzend eng voneinander beabstandete Heizleiter vorgesehen, die eine gleichmäßige, schnelle Beheizung des Lenkrades ermöglichen.

In Figur 4 sind im übrigen auch die Ausnehmungen 7 angedeutet, in deren Bereich sich der Ansatz der Speichen 11 befindet.
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Die Enden der Heizleiter werden aus thermischen Gründen auf mehrere Bündel aufgeteilt. Um die Optik des Lenkrades nicht zu beeinträchtigen, werden die Bündel in Nuten in den geschäumten Schichten verlegt.
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Der Anschluß der Bündel an elektrische Kontaktleitungen, z.B. Kupferleitungen, erfolgt entfernt vom Lenkradkranz, vorzugsweise in Bereichen, die nicht mehr von Korrosionsmedien erreicht werden können.

Die Heizdrähte können auch mit elektrischen Anschlußleitungen, die ebenfalls aus einer Ni-Basislegierung bestehen, verwoben werden. Da die Anschlußleitung oder -leitungen viel dicker als die Heizdrähte sind, sind vorzugsweise in den geschäumten Schichten Nuten zur Unterbringung der Anschlußleitungen vorgesehen.

Alternativ können die Heizleitungen auch aus leitfähigen Kunststoffasern, die z.B. mit Ruß-, Graphit- oder metallischen Partikeln versetzt sind, bestehen.

Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen keine Heizmatte als solches vorgesehen ist, sondern bei der ein leitfähiger Kunststoff im Innern des Lenkradkranzes als Heizleiter wirkt. Beispielsweise kann eine Folie aus leitfähigem Kunststoff eingesetzt sein oder der Schaum mit Ruß-, Graphit- oder metallischen Partikeln versetzt sein. Auch ein Aufbringen oder Einsetzen von anderen Kunststoffelementen oder Dekorsegmenten mit einer leitenden Kunststoffschicht ist in diesem Zusammenhang möglich. Damit wird die Einbringung der Heizleiter sehr stark vereinfacht.

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Claims

1. Heizmatte (1) zum Einbau in einen zu beheizenden Gegenstand, mit
an eine elektrische Spannungsquelle anzuschließenden, stromführenden Leitern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter Fäden innerhalb eines aus nach einem festgelegten Muster ineinandergreifenden Fäden (S) bestehenden Textiles bilden, dessen übrige, nicht stromführende Fäden (5) die Leiter voneinander beabstanden.

2. Heizmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leiter beabstandenden, elektrisch isolierenden Fäden (5) Kunststofffäden, insbesondere Polyesterfäden sind.

3. Heizmatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter im wesentlichen parallel verlaufen.

4. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter sinusförmig verlaufen.

5. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter integraler Bestandteil eines Gewirkes, Gestrickes oder Gewebes sind.

6. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter durch einstückig ineinander übergehende Einzelabschnitte eines einzigen stromführenden Leiters gebildet sind.

7. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter unisoliert im Textil eingebunden sind.

8. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter im Textil einen Abstand von maximal 1 mm haben.

9. Heizmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter Drähte (3) sind.

10. Heizmatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte aus NiCr80-20 sind.

11. Heizmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter elektrisch leitende Kunststofffäden sind.

12. Heizmatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Kunststofffäden Ruß, Graphit oder metallische Partikel enthalten.

13. Beheizbares Fahrzeuglenkrad, mit einem Lenkradkranz (13), dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Lenkradkranzes (13) eine Heizmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche untergebracht ist.

14. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmatte (1) zwischen zwei geschäumten Schichten (17, 19) angeordnet ist.

15. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmatte (1) zwischen einer geschäumten Schicht (23) und einem Lederbezug (25) oder einem Holzdekor (27) angeordnet ist.

16. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmatte (1) ein langgestreckter Körper ist, der in Längsrichtung über den Umfang des Lenkradkranzes (13) verläuft.

17. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter sich längs des Umfanges des Lenkradkranzes (13) erstrecken.