DE202017002964U1

DE202017002964U1 - Heating element for user-touchable surfaces in a vehicle

Info

Publication number: DE202017002964U1
Application number: DE202017002964.2U
Authority: DE
Original assignee: L G Bauerhin GmbH
Current assignee: L G Bauerhin GmbH
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-09-10
Anticipated expiration: 2027-06-08

Abstract

Heizelement für benutzerberührbare Flächen in einem Fahrzeug mit einem geschäumten Trägermaterial, in das mindestens ein Heizleiter eingebettet ist, und mit Anschlussleitern, die mit den Enden des Heizleiters elektrisch verbunden sind und eine elektrische Zuleitung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung des jeweiligen Anschlussleiters der Zuleitung (13) mit dem jeweiligen Ende des mindestens einen Heizleiters (6) durch mindestens eine Verbindungshülse (9) gebildet und umschlossen ist und dass die Verbindungshülse (9) innerhalb des geschäumten Trägermaterials angeordnet ist.

Heating element for user-touchable surfaces in a vehicle with a foamed support material, in which at least one heating element is embedded, and with connecting conductors, which are electrically connected to the ends of the heating element and form an electrical supply line, characterized in that the electrical connection of the respective connecting conductor of Supply line (13) with the respective end of the at least one heat conductor (6) is formed and enclosed by at least one connecting sleeve (9) and that the connecting sleeve (9) is disposed within the foamed carrier material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement für benutzerberührbare Flächen in einem Fahrzeug.The present invention relates to a heating element for user-touchable surfaces in a vehicle.

Derartige Heizelemente werden für Sitzheizungen, Lenkradheizungen, aber auch für Verkleidungsteile, in einem Fahrzeug eingesetzt. In ihrem Grundaufbau weisen sie ein geschäumtes Trägermaterial auf, in das mindestens ein Heizleiter eingebettet ist, der vorzugsweise wellen- oder mäanderförmig verläuft. Die Enden des Heizleiters sind aus dem Trägermaterial herausgeführt und bilden Anschlüsse für eine elektrische Verbindung oder sind mit Anschlussleitern als elektrische Zuleitung verbunden.Such heating elements are used for seat heaters, steering wheel heating, but also for trim parts in a vehicle. In their basic structure, they have a foamed carrier material, in which at least one heating element is embedded, which preferably runs in a wave or meander shape. The ends of the heat conductor are led out of the carrier material and form connections for an electrical connection or are connected to connection conductors as an electrical supply line.

Solche Heizelemente werden üblicherweise aus zwei Schaumlagen hergestellt, zwischen denen der Heizleiter eingebettet ist. Um den Heizleiter entsprechend einem geforderten Verlegemuster zu fixieren, wird dieser zuvor an einem Trägermaterial oder in sonstiger Weise zumindest an einer der beiden Schaumlagen befestigt.Such heating elements are usually made of two foam layers, between which the heating element is embedded. In order to fix the heating conductor according to a required laying pattern, this is previously attached to a support material or otherwise attached to at least one of the two foam layers.

Die DE 10 2014 005 190 A1 ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils mit einer Sichtseite und einem flächigen Heizelement gerichtet. Das Heizelement wird in einem Formhohlraum eines Formwerkzeugs eingelegt und mit einem Schaummaterial umschäumt.The DE 10 2014 005 190 A1 is directed to a method for producing an interior trim part with a visible side and a flat heating element. The heating element is placed in a mold cavity of a mold and foamed with a foam material.

Die WO 2006/015588 A1 beschreibt ein Bauteil mit einem Hartschaumkörper und einem darin eingeschäumten elektrischen und/oder elektronischen Funktionselement, beispielsweise einem Leuchtmittel, einer Heizeinrichtung, die die Form einer Folienheizung aufweisen kann, oder einem Sensor. Das entsprechende Funktionselement ist innerhalb des Hartschaumkörpers über einen zumindest teilweise eingeschäumten Flachleitersatz elektrisch verbunden, der in einem Stecker endet. Der Stecker kann am Rand des Hartschaumkörpers so eingeschäumt sein, dass die Steckerkontakte für eine elektrische Verbindung zugänglich sind.The WO 2006/015588 A1 describes a component with a hard foam body and a foamed therein electrical and / or electronic functional element, such as a light source, a heater, which may have the form of a film heater, or a sensor. The corresponding functional element is electrically connected within the rigid foam body via an at least partially foamed flat conductor set, which ends in a plug. The plug can be foamed at the edge of the rigid foam body so that the plug contacts are accessible for an electrical connection.

Die DE 37 25 408 A1 bezieht sich auf eine beheizbare Auflage für einen Fahrzeugsitz, bei der ein elektrischer Heizleiter in eine Schaumauflage eingebettet ist. Die Auflage kann auch aus einem zweiteiligen Schaumstoffkörper bestehen, zwischen denen der Heizleiter eingelegt und/oder formschlüssig gehalten ist, wobei die beiden Hälften miteinander verklebt sind. Der Heizleiter kann auch in einem Schaumstoff eingeschäumt sein.The DE 37 25 408 A1 refers to a heatable pad for a vehicle seat, in which an electrical heating element is embedded in a foam pad. The support may also consist of a two-part foam body between which the heating element is inserted and / or held in a form-fitting manner, wherein the two halves are glued together. The heating element can also be foamed in a foam.

Die DE101 52 719 C1 beschreibt ein Verfahren zum Einschäumen von Kabeln, insbesondere zum Umschäumen eines mit Kabeln bestückten Lenkradskeletts. Das Formwerkzeug besitzt einen Hohlraum, in den die Enden der elektrischen Kabel und ein daran befestigter Stecker, die beispielsweise dem Anschluss einer Lenkradheizung dienen, eingelegt werden, so dass beim Umschäumen des Lenkradskeletts das Anschlusskabel mit dem Stecker nicht mit Schaumstoff in Berührung gelangt.The DE101 52 719 C1 describes a method for lathering cables, in particular for foaming a equipped with cables steering wheel skeleton. The mold has a cavity into which the ends of the electrical cable and a connector attached thereto, for example, serve to connect a steering wheel heating, are inserted so that when connecting the steering wheel skeleton, the connection cable with the plug does not come into contact with foam.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement, das für benutzerberührbare Flächen in einem Fahrzug geeignet ist, anzugeben, das einen einfachen Aufbau, insbesondere in Bezug auf den Anschluss des Heizelements, besitzt, und das einfach herzustellen ist.The present invention has for its object to provide a heating element which is suitable for user-contact surfaces in a vehicle, which has a simple structure, in particular with respect to the connection of the heating element, and which is easy to manufacture.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Heizelement gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Heizelements sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a heating element according to claim 1. Advantageous embodiments of the heating element are specified in the dependent claims.

Das Heizelement, das für benutzerberührbare Flächen in einem Fahrzeug geeignet ist, besitzt ein geschäumtes Trägermaterial, in das mindestens ein Heizleiter eingebettet ist. Unter benutzberührbare Flächen fallen unter anderem Innenverkleidungsteile, Sitzflächen, Fahrzeuglenkrad, Schaltknauf oder Wählhebel. Als ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Heizelements ist die elektrische Verbindung der Enden des Heizleiters mit elektrischen Zuleitungen durch mindestens eine Verbindungshülse gebildet und umschlossen und die Verbindungshülse ist innerhalb des geschäumten Trägermaterials angeordnet und vollständig umschäumt. Dadurch ist die Verbindungshülse, die die Verbindung zwischen Heizleiter und Zuleitung ist, sicher innerhalb des Schaummaterials gehalten und geschützt. Das Schaummaterial verbindet sich nicht nur mit der Verbindungshülse, sondern auch mit den Heizleiterenden auf der einen Seite und den Zuleitungen auf der anderen Seite der Verbindungshülse, indem es daran verklebt und so zu einer Zugentlastung beiträgt.The heating element, which is suitable for user-accessible surfaces in a vehicle, has a foamed carrier material in which at least one heating conductor is embedded. Among useable surfaces include, inter alia, interior trim parts, seats, vehicle steering wheel, gear knob or selector lever. As an essential feature of the heating element according to the invention, the electrical connection of the ends of the heat conductor with electrical leads is formed and enclosed by at least one connecting sleeve and the connecting sleeve is disposed within the foamed carrier material and completely foamed. As a result, the connecting sleeve, which is the connection between heating conductor and supply line, securely held and protected within the foam material. The foam material connects not only with the connection sleeve, but also with the heating conductor ends on one side and the leads on the other side of the connection sleeve by adhering to it and so contributes to a strain relief.

Zur Herstellung eines Heizelements, wie es vorstehend beschrieben ist, wird ein Formwerkzeug bereitgestellt. In die Kavität des Formwerkzeugs wird der mindestens ein Heizleiter entsprechend eines vorgegebenen Verlegemusters, vorzugweise wellen- oder mäanderförmig verlaufend, eingelegt. Der Heizleiter kann entsprechend dem Verlegemuster in der Kavität befestigt, gehalten und/oder fixiert werden. Das jeweilige Ende des Heizleiters und das diesem Ende zugeordnete Ende des Anschlussleiters werden in einer unter Wärme schrumpfbaren und ein Lötmittel enthaltenden Verbindungshülse innerhalb des Formwerkzeugs angeordnet, bevor dann das Formwerkzeug geschlossen wird. Anschließend wird ein lokaler Bereich des Formwerkzeugs, der der Verbindungshülse zugeordnet ist, aufgeheizt. Hierdurch wird das Lötmittel, das sich in der Verbindungshülse befindet, verflüssigt, so dass die elektrische Verbindung zwischen Heizleiter und Zuleitung hergestellt wird. Hierbei sind das jeweilige Ende des Heizleiters und das hierzu zugeordnete Ende der Zuleitung entweder mit Abstand zueinander oder zueinander überlappend derart positioniert, dass in der Verbindungshülse befindliche Lötmittel ausreichend ist, um die Enden miteinander zu verlöten. Gleichzeitig wird durch die Wärmeeinwirkung die Verbindungshülse auf die Verbindungsstelle zwischen Ende des abisolierten Heizleiters und Ende der abisolierten Zuleitung, und somit auch auf die Verbindungsstelle, aufgeschrumpft. Es ist auch vorgesehen, dass auf der Innenseite der Verbindungshülse neben Lötzinn auch ein Klebemittel aufgebracht ist, das aktiviert wird und eine zusätzliche Klebeverbindung mit den Enden des Heizleiters und der Zuleitung herstellt; dadurch wird eine sehr gute Dichtheit gegen Eindringen von Flüssigkeiten erreicht und weiterhin wird dadurch eine sehr gute Zugentlastung, beispielsweise gegen Zugbeanspruchung auf die Zuleitung erreicht.To produce a heating element as described above, a mold is provided. In the cavity of the mold, the at least one heating element according to a predetermined laying pattern, preferably wavy or meandering running, inserted. The heating conductor can be fastened, held and / or fixed in the cavity in accordance with the laying pattern. The respective end of the heating conductor and the end of the connecting conductor assigned to this end are arranged in a heat-shrinkable and a solder-containing connecting sleeve within the mold before the mold is then closed. Subsequently, a local area of the mold, which is associated with the connecting sleeve, heated. As a result, the solder, which is located in the connecting sleeve, liquefied, so that the electrical connection between the heating conductor and supply line made becomes. In this case, the respective end of the heating conductor and the associated end of the feed line are positioned either at a distance from one another or overlapping one another such that solder located in the connection sleeve is sufficient to solder the ends together. At the same time the connection sleeve is shrunk by the action of heat on the connection point between the end of the stripped heat conductor and the end of the stripped supply line, and thus also on the connection point. It is also envisaged that on the inside of the connecting sleeve in addition to solder and an adhesive is applied, which is activated and produces an additional adhesive connection with the ends of the heating conductor and the supply line; As a result, a very good tightness against ingress of liquids is achieved and, furthermore, a very good strain relief, for example against tensile stress on the supply line, is achieved as a result.

Gegen Ende des Schrumpfungsvorgangs, oder nach dem Schrumpfungsvorgang, wird die Kavität mit einem einen Schaum bildenden Material gefüllt, das unter Wärme oder auch durch ein Reaktionsmittel aufschäumt, so dass die Kavität des Formwerkzeugs ausgeschäumt wird. Hierdurch werden sowohl der Heizleiter, die Verbindungshülse und die in der Verbindungshülse verbundenen Zuleitungen umschäumt. Anschließend kann das Heizelement aus dem Formwerkzeug entnommen werden. Bevorzugt wird ein Zwei-Komponenten-Schaummaterial verwendet.Towards the end of the shrinking process, or after the shrinking process, the cavity is filled with a foam-forming material which foams under heat or by a reaction agent, so that the cavity of the mold is foamed. As a result, both the heating conductor, the connecting sleeve and the leads connected in the connecting sleeve are foamed. Subsequently, the heating element can be removed from the mold. Preferably, a two-component foam material is used.

Die Bereiche der Stifte in dem Formwerkzeug führen zu Hohlräumen oder Durchgangslöchern in dem geschäumten Trägermaterial des Heizelements, wenn das Heizelement aus dem Formwerkzeug entnommen ist. Die Größe, die Art, die Form dieser Hohlräume oder Durchgangslöcher kann durch eine entsprechende Formgebung und Länge der Stifte beeinflusst werden, unabhängig der Funktion der Stifte als Führungselemente, um den Heizleiter in der Kavität vor dem Injizier- bzw. Füll- oder dem Schäumungs- bzw. Spritzvorgang zu verlegen und/oder zu fixieren.The portions of the pins in the mold lead to voids or through holes in the foamed support material of the heating element when the heating element is removed from the mold. The size, type, shape of these cavities or through-holes may be affected by appropriate styling and length of the pins, independent of the function of the pins as guide elements, to secure the heating conductor in the cavity prior to injecting, filling or foaming. or to lay the injection process and / or to fix.

Das erfindungsgemäße Heizelement kann folglich in einem Arbeitsvorgang hergestellt werden, bei dem der Heizleiter in ein Schaummaterial eingeschäumt ist, bei dem der Heizleiter mit den Zuleitungen verbunden wird bzw. verlötet wird, sich hierdurch eine feste und sichere Verbindung zwischen Heizleiter und Zuleitungen ergibt und die Verbindungsstelle, gebildet durch die Verbindungshülse, in das Schaummaterial eingebettet ist.The heating element according to the invention can thus be prepared in a single operation, in which the heating element is foamed in a foam material in which the heating element is connected to the leads or soldered, this results in a solid and secure connection between the heating conductor and leads and the connection point , formed by the connection sleeve, is embedded in the foam material.

Die in das Trägermaterial eingeschäumte Verbindungshülse soll bevorzugt den Bereich der Verbindung zumindest flüssigkeitsdicht verschließen, um bei dem Ausschäumen sicherzustellen, dass beim Bilden des geschäumten Trägermaterials kein Schaum in die Verbindungshülse eindringt, was nachteilig die Verbindungsstelle beeinflussen könnte. Weiterhin soll mit der zumindest flüssigkeitsdichten Verbindung erreicht werden, dass auftretende Zugkräfte zwischen Heizdraht und Zuleitung mittels der Verklebung innerhalb der Verbindungshülse eliminiert werden.The foamed into the carrier material connecting sleeve should preferably close the region of the compound at least liquid-tight, to ensure during foaming that when forming the foamed carrier material no foam penetrates into the connecting sleeve, which could adversely affect the joint. Furthermore, should be achieved with the at least liquid-tight connection that occurring tensile forces between the heating wire and supply line by means of bonding within the connecting sleeve are eliminated.

Vorzugsweise wird für die Verbindung von Heizleiter und Zuleitung Lötzinn verwendet. Hierzu sollte die Verbindungshülse auf ihrer Innenseite mit Lötzinn beschichtet sein, und die Verbindungshülse sollte eine unter Wärme schrumpfende Hülse sein. Zusätzlich kann die Verbindungshülse auch einen Schmelzkleber enthalten, vorzugsweise im Bereich der Enden der Verbindungshülse, so dass nach Aufschrumpfen der Hülse auf die Verbindungsstelle eine zusätzliche Verklebung zwischen Verbindungshülse und Heizleiter/Zuleitung erzielt wird.Preferably solder is used for the connection of heat conductor and supply line. For this purpose, the connecting sleeve should be coated on its inside with solder, and the connecting sleeve should be a heat shrinking sleeve. In addition, the connecting sleeve may also contain a hot melt adhesive, preferably in the region of the ends of the connecting sleeve, so that after shrinking the sleeve on the connection point an additional bonding between the connecting sleeve and heating conductor / feed line is achieved.

Für die Herstellung eines solchen Heizelements ist vorgesehen, dass der Heizleiter in einem vorgegebenen Verlegemuster, bevorzugt wellen- oder mäanderförmig oder in Form eines Polygonzugs, in das Formwerkzeug eingelegt wird. Hierzu sind in dem Formwerkzeug, das aus mindestens zwei Hälften aufgebaut sein kann, Stifte angeordnet, um die der Heizleiter entsprechend dem vorgesehenen Verlegemuster geführt wird. Eine Verlegung des Heizleiters, oder auch von mehreren Heizleitern, kann automatisiert erfolgen.For the production of such a heating element is provided that the heating element in a predetermined laying pattern, preferably wavy or meandering or in the form of a polygon, is inserted into the mold. For this purpose, pins are arranged in the mold, which may be composed of at least two halves, around which the heating conductor is guided in accordance with the intended laying pattern. A laying of the heating element, or of several heating conductors, can be automated.

Die Stifte halten folglich den Heizleiter in einer Position, so dass er sich nach dem Ausschäumen der Kavität in einer Ebene befindet, die sicherstellt, dass er auf beiden Seiten in das Schaummaterial eingeschäumt ist und von dem Schaummaterial umgeben ist. Es ist auch vorgesehen, dass, falls erforderlich, auch die Zuleitungen, die zu der Verbindungshülse führen, durch solche Stifte in einer vorgegebenen Position gehalten werden. Der Abstand zwischen Heizleiter und Oberseite des geschäumten Trägermaterials bzw. der Abstand zwischen Heizleiter und Unterseite des geschäumten Trägermaterials kann variieren.The pins thus hold the heating element in a position such that, after the cavity has been foamed, it is in a plane which ensures that it is foamed into the foam material on both sides and is surrounded by the foam material. It is also contemplated that, if necessary, the leads leading to the connector sleeve will also be held in a predetermined position by such pins. The distance between the heating conductor and the upper side of the foamed carrier material or the distance between the heating conductor and the underside of the foamed carrier material may vary.

Damit der Heizleiter beim Verlegen in einer bestimmten Position in Bezug auf die Länge der Stifte gehalten wird, sind an den Stiften Einkerbungen oder Auflagen/Absätze vorgesehen, in die sich der Heizleiter einlegt oder auflegt und gegen ein Verrutschen gesichert ist.In order to keep the heat conductor in a certain position with respect to the length of the pins during installation, notches or supports / shoulders are provided on the pins, into which the heating conductor inserts or hangs up and is secured against slipping.

Bei der Herstellung des Heizelements kann in die Kavität des Formwerkzeugs ein Temperaturerfassungselement, vorzugsweise ein NTC-Fühler (Negative Thermal Coefficient - Heißleiter), eingesetzt und umschäumt werden. Auch dessen Anschlussenden können mit Zuleitungen über eine oder mehre entsprechende Verbindungshülse(n), wie sie vorstehend in Bezug auf den Heizleiter beschrieben sind, verbunden werden, wobei auch diese Verbindungshülse(n) in das Schaummaterial beim Ausschäumen der Kavität eingebettet werden.In the production of the heating element, a temperature sensing element, preferably an NTC sensor (negative thermal coefficient) can be inserted and foamed into the cavity of the molding tool. Also, its connection ends can with leads over one or more corresponding connection sleeve (s), as above are described in relation to the heating conductor, wherein these connection sleeve (s) are embedded in the foam material during foaming of the cavity.

In der Kavität kann ein geschlossen- oder auch ein offenporiger Schaum gebildet werden, wobei ein offenporiger Schaum bevorzugt ist. Der Schaum bzw. das Schaummaterial wird bevorzugt drucklos in das Formwerkzeug injiziert, um die Position des mindestens einen Heizleiters nicht zu beeinflussen.In the cavity, a closed or an open-pored foam can be formed, with an open-pored foam is preferred. The foam or the foam material is preferably injected without pressure into the mold in order not to influence the position of the at least one heat conductor.

Um das Heizelement an einer zu beheizenden Fläche zu verbinden, ist eine bevorzugte Maßnahme diejenige, in das Formwerkzeug Befestigungsmittel einzulegen, die einer Oberfläche des Heizelements zugeordnet sind und sich beim Ausschäumen der Kavität mit dem Schaummaterial verbinden. Nach Herausnahme des Heizelements aus dem Formwerkzeug befinden sich dann diese Befestigungsmittel auf der einen Oberfläche des Trägermaterials aus Schaum. Die Befestigungsmittel können ein Klebeband oder ein Teil eines Klettbands, vorzugsweise ein Flauschband, sein.In order to connect the heating element to a surface to be heated, a preferred measure is that of inserting into the mold fastening means which are associated with a surface of the heating element and connect during foaming of the cavity with the foam material. After removal of the heating element from the mold then these fasteners are on the one surface of the carrier material of foam. The fastening means may be an adhesive tape or a part of a Velcro, preferably a loop tape.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Heizelements ist darin zu sehen, dass für die Positionierung und Fixierung des Heizleiters in dem geforderten Verlegemuster kein Trägermaterial erforderlich ist.Another essential feature of the heating element according to the invention is the fact that no carrier material is required for the positioning and fixing of the heating element in the required laying pattern.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

1 eine Draufsicht auf die eine Hälfte eines Formwerkzeugs mit darin verlegtem Heizleiter und Verbindungshülse,
2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in 1, jedoch mit der Bodenfläche eines oberen Formteils, das nicht in 1 zu sehen ist,
3 eine weitere schematische Darstellung einer Draufsicht auf die eine Hälfte eines Formwerkzeugs, vergleichbar mit 1, mit einem zusätzlichen Temperaturerfassungselement und mit einem vergrößerten Ausschnitt eines Teils des Verlaufs des Heizelements,
4A einen Schnitt entlang der Schnittlinie B-B in 3,
4B eine weitere schematische Darstellung entsprechend der 4A,
5 eine schematische Draufsicht auf eine Verbindungshülse, wie sie beispielsweise für das Heizelement der 1 und der 3 verwendet wird,
6 ein Flussdiagramm, das die wesentlichen Schritte zum Herstellen des erfindungsgemäßen Heizelements darstellt,
7 schematisch ein Fahrzeuglenkrad, und
8 eine Abwicklung in Richtung des Doppelpfeils in 7 eines Teils eines Heizelements für das Lenkrad der 8 mit einem vergrößerten Ausschnitt eines Teils des Verlaufs des Heizelements

Further details and features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing shows:

1 a plan view of the one half of a mold with laid therein heating conductor and connecting sleeve,
2 a section along the section line AA in 1 but with the bottom surface of an upper molding not in 1 you can see,
3 a further schematic representation of a plan view of the one half of a mold, comparable with 1 with an additional temperature sensing element and with an enlarged section of a part of the profile of the heating element,
4A a section along the section line BB in 3 .
4B a further schematic representation according to the 4A .
5 a schematic plan view of a connecting sleeve, as for example for the heating element of 1 and the 3 is used,
6 a flow chart illustrating the essential steps for producing the heating element according to the invention,
7 schematically a vehicle steering wheel, and
8th a settlement in the direction of the double arrow in 7 a part of a heating element for the steering wheel of 8th with an enlarged section of a part of the course of the heating element

Das erfindungsgemäße Heizelement wird unter Verwendung eines Formwerkzeugs hergestellt, das vorzugsweise aus zwei Formteilen 3, 3' besteht, die einen Hohlraum bzw. eine Kavität 2 umschließen.The heating element according to the invention is produced using a mold, which preferably consists of two moldings 3 . 3. ' consists of a cavity or a cavity 2 enclose.

Die 1 zeigt eine Draufsicht auf die Innenseite und damit auf die Kavität 2 des einen Formteils 3 eines Formwerkzeugs 1.The 1 shows a plan view of the inside and thus on the cavity 2 of a molding 3 a mold 1 ,

Auf einer Bodenfläche 4 des Formteils 3 ist eine Vielzahl von Stiften 5 vorhanden, die sich mit ihrer Achse senkrecht zu der Bodenfläche 4 des Formteils 3 erstrecken. Die Stifte 5 sind entsprechend einem vorgegebenen Verlauf eines Heizleiters 6 positioniert, so dass der Heizleiter 6, wenn er um die Stifte herum geführt wird, wellen- oder mäanderförmig verläuft. In dem gezeigten Beispiel verläuft der Heizleiter 6 in zwei Mäander-Abschnitten, die durch einen Verbindungsabschnitt 7 des Heizleiters 6 miteinander verbunden sind, während das jeweilige Anschlussende 8 des Heizleiters 6 jeweils einer Verbindungshülse 9 zugeordnet ist.On a floor surface 4 of the molding 3 is a variety of pens 5 present, with their axis perpendicular to the ground surface 4 of the molding 3 extend. The pencils 5 are according to a predetermined course of a heat conductor 6 positioned so that the heating conductor 6 when guided around the pins, wavy or meandering. In the example shown, the heating conductor runs 6 in two meandering sections, passing through a connecting section 7 of the heating conductor 6 connected to each other while the respective terminal end 8th of the heating conductor 6 each a connecting sleeve 9 assigned.

Die Verbindungshülse 9 ist detaillierter in 5 schematisch dargestellt. Die Verbindungshülse 9 besteht im Wesentlichen aus einem im Querschnitt kreisförmigen oder ovalen Hülsenabschnitt 10, dessen Innenfläche in einem mittleren Teil mit Lötzinn 11 beschichtet ist. Zwischen diesem mit Lötzinn 11 beschichteten Bereich und dem jeweiligen Ende des Hülsenabschnitts 10 ist die Innenfläche auch mit einem Klebemittel 12 beschichtet.The connection sleeve 9 is more detailed in 5 shown schematically. The connection sleeve 9 consists essentially of a cross-sectionally circular or oval sleeve section 10 whose inner surface is in a middle part with solder 11 is coated. Between this with solder 11 coated area and the respective end of the sleeve section 10 The inner surface is also with an adhesive 12 coated.

Wie 1 zeigt, ist in die jeweilige Verbindungshülse 9 von der einen Seite aus das jeweilige Ende des Heizleiters 6 eingesteckt ist und von der gegenüber liegenden Seite der Verbindungshülse 9 ist das Ende eines Anschlussleiters einer Zuleitung 13 eingesteckt. Hierbei können das jeweilige Ende der Zuleitung 13 und das Anschlussende 8 des Heizleiters 6 so in der Verbindungshülse 9 positioniert werden, dass sie sich gegenseitig im Bereich des Lötzinns 11 überlappen oder mit ihren Enden aneinander stoßen oder aber die Enden unter einem geringen Abstand zueinander ausgerichtet sind. Die jeweiligen Enden von Heizleiter 6 und die jeweiligen Enden von Anschlussleitern einer Zuleitung 13 sind in geeigneter Weise abisoliert, bevor sie in die jeweilige Verbindungshülse 9 eingesteckt werden.As 1 shows is in the respective connection sleeve 9 from one side of the respective end of the heating element 6 is inserted and from the opposite side of the connecting sleeve 9 is the end of a connection conductor of a supply line 13 plugged in. In this case, the respective end of the supply line 13 and the connection end 8th of the heating conductor 6 so in the connection sleeve 9 be positioned that they are mutually in the area of the solder 11 overlap or abut each other with their ends or the ends are aligned at a small distance from each other. The respective ends of heating conductor 6 and the respective ends of leads of a lead 13 are properly stripped before going into the respective connection sleeve 9 be plugged in.

Wie anhand der 1 und 2 zu sehen ist, ist der Bodenfläche 4 des Formteils 3 eine kleine Heizfläche 14, die lokal im Bereich des Formwerkzeugs angeordnet ist, zugeordnet. Eine solche Heizfläche 14 kann zusätzlich auch in dem oberen Formteil, das nur in 2 angedeutet und mit dem Bezugszeichen 3' bezeichnet ist, angeordnet werden. Mit diesen Heizflächen 14 können, wenn das untere Formteil 3 und das obere Formteil 3' zusammengesetzt sind, die Verbindungshülsen 9 lokal beheizt werden, so dass das Lötzinn 11 schmilzt, gegebenenfalls das Klebemittel 12, das die Verbindungshülse 9 aufweist, aktiviert wird und der Hülsenabschnitt 10 schrumpft und sowohl das Anschlussende 8 des Heizleiters 6 als auch das Ende der Zuleitung 13 eng umschließt und zumindest eine flüssigkeitsdichte Umhüllung der Lötstelle erzielt. Gleichzeitig stellt das Lötzinn 11 die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussende 8 des Heizleiters 6 und dem Ende der Zuleitung 13 her, indem diese miteinander verlötet werden. Die Heiztemperatur, die über die Heizflächen 14 auf die Verbindungshülse 9 aufgebracht wird, sollte im Bereich der Schmelztemperatur des verwendeten Lötzinns, vorzugsweise eine eutektische Zinn-Legierung, vorzugsweise mit einem geringen Anteil an Kupfer und/oder Nickel und/oder Silber, von 200 °C bis 240 °C liegen. Vorzugweise wird ein Weichlot aus einer Zinn-Bleifrei-Legierung eingesetzt. Besonders geeignet ist eine Hülse, die aus einem Ethylencopolymer besteht. Eutektische Legierung bedeutet, dass diese Art von Legierung einen eindeutig bestimmbaren Schmelzpunkt hat. Dieser Schmelzpunkt ist zudem der niedrigste aller Mischungen aus den gleichen Bestandteilen. Mischungen mit anderen Anteilen der Legierungselemente hingegen haben einen Schmelz- oder Erstarrungsbereich, in dem außer der Schmelze auch eine feste Phase vorliegt. As based on the 1 and 2 The bottom surface is visible 4 of the molding 3 a small heating surface 14 , which is located locally in the area of the mold, assigned. Such a heating surface 14 can also in the upper molding, which only in 2 indicated and by the reference numeral 3. ' is designated to be arranged. With these heating surfaces 14 can if the lower molding 3 and the upper molding 3. ' are assembled, the connecting sleeves 9 be heated locally, leaving the solder 11 melts, if necessary, the adhesive 12 that the connecting sleeve 9 has activated, and the sleeve portion 10 shrinks and both the connection end 8th of the heating conductor 6 as well as the end of the supply line 13 closely encloses and at least achieved a liquid-tight enclosure of the solder joint. At the same time puts the solder 11 the electrical connection between the terminal end 8th of the heating conductor 6 and the end of the supply line 13 ago by these are soldered together. The heating temperature, over the heating surfaces 14 on the connection sleeve 9 is applied, should be in the range of the melting temperature of the solder used, preferably a eutectic tin alloy, preferably with a small amount of copper and / or nickel and / or silver, from 200 ° C to 240 ° C. Preferably, a soft solder of a tin-lead-free alloy is used. Particularly suitable is a sleeve which consists of an ethylene copolymer. Eutectic alloy means that this type of alloy has a definite melting point. This melting point is also the lowest of all mixtures of the same constituents. By contrast, mixtures with other proportions of the alloying elements have a melting or solidification range in which, apart from the melt, there is also a solid phase.

Das Formwerkzeug 1 wird auf eine Temperatur zwischen 40 °C bis 80 °C, vorzugsweise 50 °C bis 60 °C, besonders bevorzugt auf 55 °C, beheizt. Die Heizfläche 14, die lokal im Formwerkzeug 1 beheizbar ist, beheizt in einem Temperaturbereich zwischen 200 °C bis 250 °C.The mold 1 is heated to a temperature between 40 ° C to 80 ° C, preferably 50 ° C to 60 ° C, more preferably to 55 ° C. The heating surface 14 working locally in the mold 1 is heated, heated in a temperature range between 200 ° C to 250 ° C.

Wie anhand der 1, aber auch anhand der 3, die noch nachfolgend beschrieben wird, zu sehen ist, befinden sich die Verbindungshülsen 9 innerhalb der Kavität 2 des Formwerkzeugs 1, so dass nur die beiden Zuleitungen 13 an geeigneter Stelle aus dem Formwerkzeug 1 heraus geführt werden. Für die Herstellung des Heizelements wird die Kavität 2 ausgeschäumt.As based on the 1 , but also on the basis of 3 , which will be described later, are the connection sleeves 9 inside the cavity 2 of the mold 1 so that only the two leads 13 at a suitable location from the mold 1 be led out. For the production of the heating element is the cavity 2 foamed.

Die 3 zeigt einen Aufbau eines Heizelements, der mit demjenigen vergleichbar ist, der mit dem Formwerkzeug 1 herstellbar ist, der in 1 gezeigt ist. Zusätzlich ist in das Heizelement, der 3, das mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist und dessen geschäumtes Trägermaterial mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, ein Temperaturerfassungselement 17 integriert. Die beiden Anschlussdrähte 18 dieses Temperaturerfassungselements 17 sind durch zwei weitere Verbindungshülsen 9, die den bereits vorstehend beschriebenen Verbindungshülsen 9, die die Anschlussenden 8 des Heizleiters 6 aufnehmen, mit weiteren Zuleitungen 19 verbunden, so dass auch diese Verbindungsstellen in dem geschäumten Trägermaterial 16 eingeschäumt sind.The 3 shows a structure of a heating element, which is comparable to the one with the mold 1 can be produced in 1 is shown. In addition, in the heating element, the 3 that with the reference number 15 is designated and its foamed support material by the reference numeral 16 is designated, a temperature sensing element 17 integrated. The two connecting wires 18 this temperature detection element 17 are through two more connecting sleeves 9 , which are the connection sleeves already described above 9 that the connection ends 8th of the heating conductor 6 record, with further supply lines 19 connected, so that these joints in the foamed support material 16 are foamed.

Die Verbindungshülsen 9, wie sie in den verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden, können auch zu einer zusammenhängenden Einheit zusammengefasst werden. Es ist jedoch sicherzustellen, dass die Strompfade für die jeweiligen Verbindungen voneinander getrennt sind. Auch können mehrere Verbindungshülsen 9 durch einen weiteren Schrumpfschlauch, oder eine entsprechende Schrumpfhülse, miteinander verbunden werden.The connection sleeves 9 as used in the various embodiments may also be grouped together. However, make sure that the current paths for each connection are separate. Also, several connection sleeves 9 be connected by another shrink tube, or a corresponding shrink sleeve.

Der vergrößerte Ausschnitt des Heizelements 15 in 3 zeigt einen Teil des Heizleiters 6 sowie dazu zugeordnete Stifte 5 eines entsprechenden Formwerkzeugs, um zu verdeutlichen, dass durch die Zahl und Positionierung der Stifte 5 der Heizleiter 6 annähernd jeden Verlauf annehmen kann. Nach Ausschäumen und Ausformen des Heizelements aus dem Formwerkzeug 1, indem die Formteile 3 und 3' des Formwerkzeug 1 geöffnet werden, verbleiben an den Stellen, an denen die Stifte 5 in das entsprechende Formteil 3 und/oder 3' eingesetzt sind, Hohlräume, die gleichzeitig als Belüftungsöffnungen dienen können, insbesondere dann, wenn sie durchgehend durch das geschäumte Trägermaterial 16 von der Oberseite bis zu der Unterseite verlaufen.The enlarged section of the heating element 15 in 3 shows a part of the heating conductor 6 and associated pens 5 a corresponding molding tool to illustrate that by the number and positioning of the pins 5 the heating conductor 6 can take on almost every course. After foaming and shaping of the heating element from the mold 1 by removing the moldings 3 and 3. ' of the mold 1 be opened, remain in the places where the pins 5 in the corresponding molding 3 and or 3. ' are used, cavities that can serve as vents at the same time, especially when they are continuously through the foamed support material 16 from top to bottom.

In den 4A und 4B, die einen Schnitt entlang der Schnittlinie B-B in 3 zeigen, ist zu erkennen, dass die Stifte 5, die sich zwischen den Bodenflächen 4, 4' des unteren Formteils 3 und des oberen Formteils 3', vorzugsweise etwa senkrecht dazu, erstrecken, eine Einkerbung 20 oder Auflage 23, in 4B, besitzen, so dass sich der Heizleiter 6, der entlang des Stifts 5 geführt wird, darin einlegt/auflegt und so in seiner Position innerhalb des Formwerkzeugs 1 an dem Stift 5 fixiert ist. Dies Einkerbung 20 sollte ausgehend von der Oberfläche des Stifts 5 nur eine geringe Tiefe aufweisen, so dass sich der Heizleiter 6 aus den Einkerbungen 20 des geschäumten Heizelements 15 leicht löst, wenn das Heizelement 15 aus dem Formwerkzeug 1 entnommen wird.In the 4A and 4B making a cut along the section line BB in 3 show, it can be seen that the pins 5 extending between the floor surfaces 4 . 4 ' of the lower molding 3 and the upper molding 3. ' , preferably approximately perpendicular thereto, extend a notch 20 or edition 23 , in 4B , own, so that the heating conductor 6 that goes along the pin 5 is guided, in / inserts and so in its position within the mold 1 at the pin 5 is fixed. This notch 20 should start from the surface of the pen 5 have only a small depth, so that the heating conductor 6 from the notches 20 the foamed heating element 15 easily triggers when the heating element 15 from the mold 1 is removed.

6 stellt den Verfahrensablauf für die Herstellung eines Heizelements 15, wie es vorstehend beschrieben, unter Verwendung des beschriebenen Formwerkzeugs 1, dar. 6 represents the procedure for the production of a heating element 15 as described above, using the mold described 1 , dar.

In einem ersten Schritt 101 wird das Formwerkzeug 1 geöffnet und, falls vorgesehen, zumindest auf die Bodenfläche 4, 4' des einen Formteils 3, 3' ein geeignetes Befestigungsmittel eingelegt, das sich bei dem geschäumten Heizelement 15 dann auf seiner einen Oberseite befindet und dazu vorgesehen ist, das Heizelement 15 an einer zu beheizenden Fläche zu befestigen. Als Befestigungsmittel kann das eine Teil eines Klettbands, vorzugsweise ein Flauschband, oder auch ein Klebeband, das zunächst in dem Formwerkzeug 1 durch eine Schutzfolie abgedeckt ist, verwendet werden.In a first step 101 becomes the mold 1 opened and, if provided, at least on the floor surface 4 . 4 ' of a molding 3 . 3. ' a suitable fastener inserted, which is in the foamed heating element 15 then located on its one top and intended to be the heating element 15 to attach to a surface to be heated. As a fastener, the one part of a Velcro, preferably a loop tape, or an adhesive tape, the first in the mold 1 covered by a protective film can be used.

Dann wird im Schritt 102 die jeweilige Verbindungshülse 9 in das Formwerkzeug 1 eingelegt und die jeweilige Zuleitung 13 in die Verbindungshülse 9 eingesteckt. Im Schritt 103 wird der Heizleiter 6 verlegt, indem er um die Stifte 5 des Formteils 3, 3' entsprechend dem vorgesehenen Verlegemusters geführt wird. Auch wird im Schritt 103 ein Temperaturfühler (NTC) 17, falls dieser vorgesehen ist, positioniert und mit seinen abisolierten Enden in einer entsprechenden Verbindungshülse 9 angeordnet ebenso wie in der entsprechenden Verbindungshülse 9 die weitere Zuleitung 19 für das Temperaturerfassungselement 17 eingesteckt wird.Then in step 102 the respective connection sleeve 9 in the mold 1 inserted and the respective supply line 13 in the connection sleeve 9 plugged in. In step 103 becomes the heating conductor 6 misplaced by asking for the pens 5 of the molding 3 . 3. ' according to the planned laying pattern. Also gets in step 103 a temperature sensor (NTC) 17 , if provided, positioned and with its stripped ends in a corresponding connection sleeve 9 arranged as well as in the corresponding connection sleeve 9 the further supply line 19 for the temperature sensing element 17 is inserted.

Es ist anzumerken, dass die einzelnen Arbeitsvorgänge, wie sie im Schritt 102 und 103 angegeben sind, in der Reihenfolge geändert werden können.It should be noted that the individual operations, as in step 102 and 103 can be changed in order.

In vorteilhafterweise kann der Schritt 103, Verlegung des Heizleiters und/oder des NTC's, halb- oder auch voll automatisiert durchgeführt werden.In an advantageous manner, the step 103 , Laying of the heat conductor and / or the NTC's, semi or fully automated.

Im Schritt 104 wird, nachdem die Formteile 3, 3' des Formwerkzeugs 1 geschlossen sind, die den Verbindungshülsen 9 zugeordnete Heizfläche 14 aktiviert, damit die Verbindungshülse 9 auf die sich in der Hülse befindlichen Enden aufschrumpft und gleichzeitig mit dem Lötmittel der Verbindungshülse 9 die Drähte miteinander verlötet werden und der Kleber in der Verbindungshülse unter anderem gegen Flüssigkeitseindringung aktiviert wird.In step 104 will after the moldings 3 . 3. ' of the mold 1 are closed, the connecting sleeves 9 allocated heating surface 14 activated to allow the connecting sleeve 9 shrinks on the ends located in the sleeve and at the same time with the solder of the connecting sleeve 9 the wires are soldered together and the adhesive in the connection sleeve is activated inter alia against liquid penetration.

Im Schritt 105 wird ein Schaum bildendes Mittel in die Kavität 2 des Formwerkzeugs 1 injiziert und somit der Heizleiter 6 und die Verbindungshülse 9 umschäumt. Im Schritt 106 kann dann das Heizelement 15 entnommen werden.In step 105 a foaming agent is introduced into the cavity 2 of the mold 1 injected and thus the heating conductor 6 and the connection sleeve 9 foamed. In step 106 then can the heating element 15 be removed.

Es ist ersichtlich, dass der Herstellungsprozess des Heizelements 15, wie er anhand der 6 beschrieben ist, voll automatisiert durchgeführt werden kann und bei diesem Prozess gleichzeitig die Zuleitungen 13 für das Heizelement 15 und die weiteren Zuleitungen 19 für das Temperaturerfassungselement, falls ein solches verwendet wird, in das geschäumte Trägermaterial 16 des Heizelements 15 integriert werden können. Ein weiterer Vorteil ist derjenige, dass der Heizleiter 6 in beliebigen Verlegemustern in das geschäumte Trägermaterial 16 integriert werden kann, ohne dass dazu ein Träger benötigt wird, um vor dem Schäumen den Heizleiter 6 entsprechend einem Verlegemuster daran zu fixieren.It can be seen that the manufacturing process of the heating element 15 as he said on the basis of 6 can be performed fully automated and at the same time the supply lines in this process 13 for the heating element 15 and the other leads 19 for the temperature sensing element, if used, in the foamed support material 16 of the heating element 15 can be integrated. Another advantage is the one that the heating conductor 6 in any laying patterns in the foamed carrier material 16 can be integrated without the need for a carrier to the heat conductor before foaming 6 according to a laying pattern to fix it.

Die 7 zeigt schematisch ein Fahrzeuglenkrad 21 und 8 zeigt die Abwicklung in Richtung des Doppelpfeils 22 in 7 eines Teils eines Heizelements 15 für das Lenkrad 21. 8 zeigt zusätzlich einen vergrößerten Ausschnitt eines Teils des Verlaufs des Heizelements 15, wobei wiederum, vergleichbar mit der Darstellung der 3, eine Anzahl von Stiften 5 gezeigt ist, um die der Heizleiter 6 herum geführt ist. Für das Heizelement eines Lenkrads werden sehr dünne Stifte 5 verwendet, um ein engeres Verlegemuster auf einer kleinen Fläche zu erzielen. Auch diese Stifte 5 weisen nicht dargestellte Einkerbungen 20 oder Absätze 23, in die sich der Heizleiter 6 entsprechend einlegt/auflegt und so gegen ein Verrutschen gesichert ist, auf. Ansonsten wird das Heizelement 15 über eine oder mehrere Verbindungshülse(n) 9, die in das geschäumte Trägermaterial 16 integriert ist/sind, angeschlossen.The 7 schematically shows a vehicle steering wheel 21 and 8th shows the settlement in the direction of the double arrow 22 in 7 a part of a heating element 15 for the steering wheel 21 , 8th additionally shows an enlarged section of a part of the course of the heating element 15 , again, comparable to the presentation of the 3 , a number of pens 5 shown is the heating conductor 6 is guided around. For the heating element of a steering wheel are very thin pins 5 used to achieve a closer laying pattern on a small area. Also these pins 5 have not shown notches 20 or paragraphs 23 into which is the heating conductor 6 according inserts / hangs up and is secured against slipping on. Otherwise, the heating element 15 via one or more connecting sleeve (s) 9, which in the foamed carrier material 16 integrated / are, connected.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014005190 A1 [0004]
WO 2006/015588 A1 [0005]
DE 3725408 A1 [0006]
DE 10152719 C1 [0007]

Claims

Heating element for user-touchable surfaces in a vehicle with a foamed support material, in which at least one heating element is embedded, and with connecting conductors, which are electrically connected to the ends of the heating element and form an electrical supply line, characterized in that the electrical connection of the respective connecting conductor of Supply line (13) with the respective end of the at least one heat conductor (6) is formed and enclosed by at least one connecting sleeve (9) and that the connecting sleeve (9) is disposed within the foamed carrier material.

Heating element after Claim 1 , characterized in that the connecting sleeve (9) is foamed into the carrier material.

Heating element after Claim 1 or 2 , characterized in that the connecting sleeve (9) closes the region of the connection at least liquid-tight.

Heating element according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the connecting sleeve (9) is a solder (11) containing and shrinking under heat sleeve.

Heating element according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the connecting sleeve (9) is a sleeve containing hot melt adhesive (12).