DE4418561A1 - Sitzbezug zur Ableitung elektrostatischer Aufladung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ableitung von elektrostatischen Aufladungen bei Sitzen aller Art, insbesondere bei Fahrzeugsitzen wie im Oberbegriff des Hauptanspruches angegeben.

Derartige Sitzbezüge sind nicht unbekannt, wie z. B. aus dem DE 42 34 547 C1 eine Lösung unter Einarbeitung von Metallfäden bzw. Metallstreifen in den Nahtvertiefungen anbietet, die geerdet werden. Eine ähnliche Lösung bietet auch das US 33 78 726 an. Aus dem DE 87 07 183 U1 sind eingewobene Metallfäden im Bereich des Sitzkissen favorisiert und über eine Kontaktleiste sowie einer Kabelverbindung mit der Fahrzeugmasse verbunden.

Diese Varianten unterliegen starker Beanspruchung durch Dehnung und Verschleiß; wobei textiles Material dehnfähiger ist als dünne Metallfäden, die bei starker Belastung reißen können. Auch in der Abnutzung unterscheiden sich die Materialien erheblich, wobei ein dünner, weicher Metalldraht schneller abnutzen kann als ein dickfaseriges Textilgewebe. Was in diesem Fall das Ziel der Ableitung statischer Aufladungen in weite Ferne bringt. Ebenfalls leidet der Sitzkomfort erheblich unter dem Kompromiß aus Metall- und Textilgewebe.

Das US 17 44 004 beinhaltet ein Netzwerk elektrisch leitender Drähte, die im Bezugsstoff mit eingewebt sind und mit der Fahrzeugmasse verbunden sind. Auch hier sind erhebliche Komfortnachteile aufgrund der Dehnungseigenschaften der Materialien hinzunehmen.

Außerdem ist das DE 37 41 023 A1 zu benennen, dessen Textilbezug mit einer elektrisch leitfähigen Einlage von eingewebten Metallfäden versehen ist und ebenfalls benannte Komfortkompromisse mit sich bringt.

Das US 28 58 482 benennt Leiterdrähte, die unterhalb des Sitzbezuges angeordnet sind und abstehende Leiterborsten aufweisen, die die Ladung abführen sollen. Auch hier ist nur eine begrenzte Elastizität des Sitzbezuges möglich. Die Leiterborsten könnten sich durch den Sitzbezug durchdrücken und unangenehm werden.

Insbesondere sei bei den bisher genannten Patentlösungen darauf hingewiesen, daß Metalle bei auftretender Feuchtigkeit z. B. durch Körperschweiß korrodieren können und somit brüchig werden oder die Korrosionsschicht eine zusätzliche Isolation darstellt und damit das System außer Funktion gestellt oder die Funktion eingeschränkt wird.

Aus dem DE 35 90 238 C2 ist eine Einrichtung bekannt, bei der ein Bürostuhl mit einem elektrisch leitenden Kunststoffgitter zwischen Sitzbezug und Polsterelement ausgestattet ist, welches auftretende Ladungen über eine Verbindung an den Metallrahmen des Bürostuhls ableitet.

Da hier der Sitzbezug in der Anordnung die ableitende Komponente voll umschließt, kann, je nach Gewebebezug, die Funktion sehr eingeschränkt sein. Weiterhin ist diese Anordnung der Ableitsysteme sowie alle vorgenannten Patentmöglichkeiten, bei denen der Insasse nicht im unmittelbaren Kontakt mit dem ableitenden Metall oder Leiter steht, von der Feuchtigkeit des Bezugsstoffes abhängig. Insbesondere besteht die Möglichkeit, das der DE 42 34 547 C1 und der DE 35 90 238 C2 bei geringer Luftfeuchtigkeit und trockenem Gewebe des Bezuges sowie der Insassenbekleidung aufgrund der Anordnung ihres Aufbaues zum ableitenden Leitermaterial nur noch äußerst geringe Ergebnisse bei sehr hohen Spannungen erzielen, bzw. die Funktion unter diesen Umständen überhaupt in Frage zu stellen wäre. Wobei bei allen vorgenannten Anwendungen elektrisches Leitermaterial mit hoher Leitfähigkeit und geringem elektrischen Widerstand verwendet wird, das durch eine entsprechende elektrisch leitende Masseverbindung mit dem Fahrzeug verbunden ist. Der Insasse eines Fahrzeuges steht somit in direkter Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie; die Schutzfunktion des Faraday′schen Käfigs ist nicht gewährleistet! Starke Spannungen, die z. B. bei Blitzentladung auf die Karosserie einwirken, werden an die Insassen übertragen und gehen, soweit sie in Kontakt mit anderen leitenden Fahrzeugteilen stehen, durch den Körper der Insassen, der einen guten Leiter darstellen kann. Desweiteren können innerhalb dieser Situation Spannungsfelder unterschiedlicher Stärke entstehen, die sich dann, da der Insasse voll am Massepotential anliegt, über den Insassen ausgleichen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine statische Aufladung unmittelbar bei der Entstehung abzuführen, dabei komfortabel und bequem zu sein und den Benutzer/Insassen eines Fahrzeuges auch in Ausnahmesituationen nicht zu gefährden.

Die Entstehung elektrostatischer Aufladung durch Reibung zweier Körper/Stoffe aneinander ist hinlänglich bekannt. Die Erscheinungsformen von kleinen Abreißfunken bis hin zum schmerzlichen Lichtbogen sind schon in vielen Publikationen erwähnt und ist bei vielen Autoinsassen eine oft schmerzliche Bekanntschaft. Insbesondere bei lebensälteren Personen kann dieser elektrische Schlag bedenkliche Folgen haben. Auch sollte nicht unerwähnt bleiben, daß mit der Entladung der Spannung in Form eines Lichtbogens kurzzeitig ein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird, dessen Frequenz und Strahlung im Extremfall Beeinträchtigungen bei elektronischen Teilen hervorrufen kann wie z. B. eines Herzschrittmachers im Körper eines aussteigenden Insassen oder Computerdisketten, die beim Aussteigen in der Hand gehalten werden. Außerdem sei hier noch der Aspekt nennenswert, daß bei einem Unfall oder Unglücksfall bei dem brennbare Flüssigkeiten oder Gase austreten können, der Insasse eines Fahrzeugs beim Aussteigevorgang durch Erzeugung eines Abreißfunkens das Gefahrgut entzünden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Fahrzeug wie z. B. einem Automobil eine Einrichtung zu schaffen, die für die Fahrzeuginsassen das Entstehen dieser elektrostatischen Aufladung verhindert bzw. ständig die gefahrlose Ableitung solcher Aufladungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung wie im Oberbegriff des Hauptanspruches angegeben, gelöst, bei der der Fahrzeugsitz eine Textilauflage aufweist, die direkt mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Das Sitzauflagematerial sowie die Masseverbindung sollte einen elektrischen Widerstand im antistatischen Bereich von 10³ bis 10⁹ Ohm aufweisen.

Erfindungsgemäß besteht die Fahrzeugsitzauflage möglichst aller Fahrzeugsitze, und zwar möglichst jeweils sowohl des Sitzflächenteils als auch des Sitzrückenteils sowie auch der Bezug der Kopfstütze, aus einem ableitfähigen Material, wodurch sichergestellt ist, daß etwa entstehende elektrostatische Aufladungen über die jeweilige Masseverbindung ständig zum metallischen Fahrzeugaufbau abgeleitet werden. Dadurch ist ein permanenter Potentialausgleich zwischen den Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeugaufbau gewährleistet. Gleichzeitig ist durch den hohen elektrischen Widerstand im antistatischen Bereich, und zwar Oberflächenwiderstand und Durchgangswiderstand des Sitzauflagenmaterials sowie insbesondere der Masseverbindung z. B. über die metallischen Bodenhalterungen der Fahrzeugsitzverstellschienen zur Karosserie sichergestellt, daß die Schutzwirkung, des Fahrzeuggehäuses als Faraday′scher Käfig nicht verloren geht. (Der elektrische Strom sucht sich den Weg des geringsten Widerstandes.) Der Insasse kommt bei dieser Ausstattung nicht mit elektrisch leitendem Material von geringem Ohmschen Widerstandes in Kontakt.

Das Material der Fahrzeugsitzauflage kann aus einem Gewebe, Gewirke, Vliesstoff etc. aus Kunstfasern, Naturfasern, Kunststoffmaterial usw. bestehen. Zur Einstellung des elektrischen Widerstandes kann das Material der Sitzauflage und ggfs. der Masseverbindung Metallfasern oder Partikel, z. B. eine 1%ige Stahlfaserbeimischung, Kupferfasern, Titan, Aluminiumpulver, Graphitfasern, Graphitpulver, Ruß oder andere Kohleverbindungen, sowie auch Kombinationen solcher Zusätze sowie mit anderen Halbleitermaterialien als auch keramische oder chemische Zusätze enthalten. Das Material der Sitzauflage oder der Masseverbindung kann zum Zweck der Einstellung des elektrischen Widerstandes auch mit einem der o.g. Materialien oder Halbleitermaterialien bedampft, getränkt oder besprüht werden. Die antistatische Einstellung natürlicher Sitzbezüge z. B. Leder kann über Anreicherung von Pflegemitteln mit den oben genannten Leiter- oder Halbleitermaterialien erzielt werden.

Mit Vorteil kann die Masseverbindung bzw. könnten die Verbindungsbänder aus einem elastischen Kautschukmaterial mit Rußbeimischung bestehen, hergestellt z. B. im Koextrusionsverfahren und im elektrischen Widerstand eingestellt auf einen Mittelwert von ca. 10⁷ Ohm. Die Masseverbindung kann auch aus einem flexiblen ableitfähigen Kunststoffband bestehen. Statt auf mechanischem Wege könnte die Masseverbindung auch auf elektronischem Wege erfolgen.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugsitzauflage, und zwar Sitzflächenteil, Sitzrückenlehnenteil und Kopfstützenteil, kann im Fahrzeugsitz integriert sein. Die Sitzauflage kann aber auch lösbar mit dem Fahrzeugsitz verbunden sein, z. B. durch Gummibänder, Klettanschlüsse, Druckknöpfe, Reißverschluß etc. Im letzteren Fall kann die Fahrzeugsitzauflage samt Masseverbindung ein eigenes Fahrzeugzubehörteil sein. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können jeweils nur die erhabenen Außenwülste des Sitzflächenteils und des Rückenlehnenteils der Fahrzeugsitzauflage aus dem die elektrostatischen Aufladungen ableitenden Material bestehen. Die restlichen (mittleren) Sitzauflagenbereiche dagegen aus normalen Materialien, da die elektrostatischen Aufladungen durch Rutschen insbesondere über diese erhabenen Seitenwülste bzw. Stützwülste hervorgerufen werden. An seiner Unterseite kann das textile Sitzauflagenmaterial einen Unterbau aus Schaumstoff aufweisen, dessen Material z. B. durch Rußbeimischung ebenfalls ableitend eingestellt werden kann. Die Schaumstoffschicht kann eine Vielzahl von Klimaschlitzen aufweisen, und zwar in Form von an der Unterseite der Schaumstoffschicht angebrachten schlitzförmigen Ausnehmungen oder auch in Form von durchgehenden Schlitzen z. B. diagonal verlaufend.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Fahrzeugsitz mit der erfindungsgemäßen Sitzauflage;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Sitzauflage mit Unterschicht

Fig. 3 die Ansicht auf die Rückseite der Sitzauflage mit Schaumstoffschicht in deren mittleren Bereich.

Beim Fahrzeugsitz der Fig. 1 sind insbesondere jeweils die erhabenen Seitenwülste bzw. Stützwülste sowohl des Sitzflächenteils als auch des Rückenlehnenteils mit einer Sitzauflage (10, 11, 12, 13) versehen, die lösbar mit dem Sitzpolster verbunden sein kann. Die Sitzauflage (10 bis 13) besteht aus einem ableitfähigen Material, z. B. einem Stoffmaterial, das z. B. durch etwa 1% Stahlfaserbeimischung einen elektrischen Widerstand von im Mittel 10⁷ Ohm aufweist.

Durch Reiben und Rutschen des Fahrzeuginsassen etwa entstehende elektrostatische Aufladungen werden über die Sitzauflage (10 bis 13) und über Masseverbindungen (14), deren elektrischer Widerstand im Mittel ebenfalls auf ca. 10⁷ Ohm eingestellt ist, ständig gefahrlos z. B. über die metallischen Sitzverstellschienenhalterung (15) in den Fahrzeugaufbau abgeleitet. Die Anfangs beschriebenen Erscheinungen, die mit der elektrostatischen Aufladung der Fahrzeuginsassen verbunden sind, können so mit Sicherheit vermieden werden.

Es kann auch die gesamte Sitzauflage und Kopfstützenbezug (10 bis 13a und 18) aus dem oben genannten ableitfähigen Material bestehen, die über das Masseverbindungselement (14) mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Aus Fig. 2 wird ersichtlich, daß der ableitfähige Textilbezug (16) der Fahrzeugsitzauflage eine Unterschicht (17) aus einem Schaumstoffmaterial aufweisen kann, dessen Material ebenfalls ableitend eingestellt sein kann. Die Sitzauflagenteile (10, 11, 12, 13, 13a) können zu einem eine Einheit bildenden Sitzbezug verbunden sein. Zur Komforterhöhung kann die Schaumstoffunterschicht (17) wenigstens im mittleren Bereich (13a) eine Vielzahl von Klimaschlitzen aufweisen, und zwar in Form von z. B. diagonal angeordneten, durchgehenden Lüftungsschlitzen (19), oder auch in Form von an der Unterseite der Schaumstoffschicht angebrachten schlitzförmigen Ausnehmungen (20), z. B. 2 mm tief und 3 mm breit.

Die Erfindung ist bei Sitzen aller Art grundsätzlich einsetzbar, z. B. auch bei Luft- und Wasserfahrzeugen.

Claims (20)

1. Sitzbezug insbesondere für Fahrzeugsitze zur Verhinderung des Entstehens bzw. zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen der Insassen von Fahrzeugen z. B. Automobilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzauflage (10 bis 13a) ein textiles Material aufweist, das über eine Masseverbindung (14) mit dem Fahrzeugaufbau (-rahmen) in Verbindung steht, und daß das Sitzauflagenmaterial sowie die Masseverbindung einen elektrischen Widerstand in einem Bereich nahe 10³ bis 10⁷ Ohm aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Sitzauflagematerials (10-13a) und der Masseverbindung (14) in einem Bereich nahe 10³ bis 10⁷ Ohm liegt.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Sitzauflage (10 bis 13a), der Kopfstütze (18) und ggfs. der Masseverbindung (14) Metallfasern oder Partikel, z. B. Stahlfasern und/oder eine Graphitbeimischung und/oder eine Rußbeimischung enthält.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Sitzauflage (10 bis 13a), der Kopfstütze (18) und ggfs. der Masseverbindung (14) Beimischungen aus Halbleitermaterialien oder keramische Beimischungen enthält.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseverbindung (14) aus einem Kautschukmaterial oder Kunststoffmaterial unter Beimischung von leitendem, halbleitendem oder keramischem Material besteht.

6. Einrichtung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugsitzauflage aus einem Sitzflächenteil, einem Sitzrückenlehnenteil und oder einer Kopfstütze besteht.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugsitzauflage (10 bis 13a) (18) lösbar oder nicht lösbar mit dem Fahrzeugsitz verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Seitenwülste bzw. Stützwülste (10 bis 13) des Sitzflächenteils und des Rückenlehnenteils der Fahrzeugsitzauflage aus dem die elektrostatischen Aufladungen ableitenden Material bestehen, die restlichen (mittleren) Sitzauflagenbereiche (13a) dagegen aus normalem herkömmlichen Bezugsmaterial.

9. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das textile oder Sitzauflagenmaterial (16) an seinen Sitzflächen und/oder Rückenlehnteil einen Unterbau z. B. aus einer Schaumstoffschicht (17) aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau ebenfalls aus einem ableitfähigen Material besteht, indem z. B. die Schaumstoffschicht auf einen elektrischen Widerstand nahe 10³ bis 10⁷ Ohm eingestellt ist.

11. Einrichtung nach Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht (17) eine Vielzahl von Klimaschlitzen (19, 20) aufweist.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (14) zur Fahrzeugmasse in der Form rund, eckig, gezackt, konisch oder litzenartig ausgeformt oder zusätzlich ummantelt oder spiralförmig ist.

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (14) zur Fahrzeugmasse als Umhüllung für andere Zuleitungen, Flüssigkeiten oder Gase dienend oder balgartig ausgeformt ist.

14. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß das Masseverbindungselement leitend oder ableitend ist und/oder durch elektronische Bauteile ergänzt oder verbunden ist.

15. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14 oder einzelner Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (14) an das Fahrzeug- oder Massepotential durch Verschraubung, Druckknopf, Klettelemente, geklebt, genietet, gelötet, geklemmt, gesteckt, oder durch Magneten befestigt ist.

16. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement an das Fahrzeug- oder Massepotential auf dem Wege der Transformation oder der Entkopplung dienende Möglichkeiten erfolgt.

17. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 bei der der Sitzbezug direkt mit dem Massepotential des Trägergestelles verbunden ist.

18. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10 bei der der Sitzbezug direkt mit dem Massepotential des Trägergestelles verbunden ist.

19. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 11 bei der der Sitzbezug direkt mit dem Massepotential des Trägergestelles verbunden ist.

20. Einrichtung nach einem oder mehrere der Ansprüche 1 bis 11 bei der das Auflagematerial durch Behandlung mit ableitenden Pflegemitteln und Nachrüstung mit Gegenständen oder Teilen aus einem oder mehrerer der Ansprüche 12 bis 19 die Ableitung elektrostatischer Aufladung erfolgt.