ES2225217T3

ES2225217T3 - Metodo para la fabricacion y la aplicacion de un elemento calefactor para calentamiento de un vehiculo.

Info

Publication number: ES2225217T3
Application number: ES00963233T
Authority: ES
Inventors: Peter Oberg
Original assignee: Kongsberg Automotive AB
Current assignee: Kongsberg Automotive AB
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: EP1217920A1; WO2001019220A1; SE518456C2; SE9903324D0; SE9903324L; JP4776129B2; JP2003509820A; EP1217920B1; AU7467800A; US6792671B1; HK1048238A1; DE60012550T2; DE60012550D1; ATE271813T1

Abstract

Un método para la producción y la aplicación de elementos de calefacción para cx en vehículos, consistiendo dicho elemento de calefacción en un hilo conductor para calefacción (1) que define al menos un bucle para calefacción eléctrico que se extiende, en su posición de funcionamiento, según un patrón predeterminado, caracterizado por los pasos de: situar en posición el hilo conductor para calefacción (1) sobre al menos una cara (7) de un soporte temporal (4), aplicar un adhesivo (8) sobre dicho soporte, al menos sobre aquellas áreas en las que el hilo conductor para calefacción esté tendido sobre el soporte, y sobre el hilo conductor para calefacción, haciendo que el hilo conductor para calefacción se adhiera a la superficie del soporte, transportar el soporte (4) con el hilo conductor para calefacción a un substrato final con el cual haya de estar en íntimo contacto el elemento de calefacción, presionar el hilo conductor para calefacción contra el substrato, calentando el adhesivo de modo que se haga que el hilo conductor se adhiera al substrato, y retirar el soporte, de modo que el hilo conductor para calefacción se suelte del soporte y se adhiera al substrato, para formar el elemento de calefacción para cx en el vehículo.

Description

Método para la fabricación y la aplicación de un elemento calefactor para calentamiento en un vehículo.

Campo técnico

El presente invento se refiere a un método para la producción y aplicación de un elemento de calefacción para cx en vehículos, consistiendo el elemento de calefacción en un hilo conductor para calefacción que define un bucle para calefacción eléctrica que se extiende, en su posición de funcionamiento, según un patrón predeterminado; véase, por ejemplo, el documento WO-9-94 096 84.

Estado del arte

Es conocida de antes la producción de elementos de calefacción para vehículos construidos de un bucle para calefacción de conductor eléctrico que se aplica sobre una capa de material. Los elementos de calefacción usuales se producen como productos separados destinados a poder ser manipulados sin delicadeza, por ejemplo, para poder equipar con ellos asientos de vehículos existentes. El propio elemento de calefacción, o bien las capas de material que lo rodean, han de actuar como una capa protectora y de soporte, y han debido ser de un grosor tal que los elementos de calefacción han sido apreciables por el usuario, debido a su rigidez así como a las diferencias de nivel en el asiento en torno a los bordes del elemento. Además, el creciente interés en disminuir los costes de los componentes de los vehículos ha aumentado la demanda de bajos costes de fabricación, tanto por lo que se refiere a los materiales como en cuanto a los costes de montaje.

El objeto del presente invento es proporcionar un método para la producción y la aplicación de un elemento de calefacción para vehículos que resuelva los problemas antes enunciados, de tal modo que, por ejemplo, los vehículos puedan ser equipados con elementos de calefacción con un coste adicional muy limitado, para mejorar el confort de conducción.

Exposición del invento

Dicho objeto se consigue por medio de un método caracterizado por los pasos de:

situar el hilo conductor para calefacción en posición sobre al menos una cara de un soporte temporal,

aplicar un adhesivo sobre dicho soporte, al menos sobre aquellas áreas en donde esté tendido el hilo conductor para calefacción sobre el soporte, y sobre el hilo conductor para calefacción, haciendo que el hilo conductor para calefacción se adhiera a la superficie del soporte,

transportar el soporte con el hilo conductor para calefacción a un substrato final, con el cual haya de estar el elemento de calefacción en íntimo contacto,

presionar el hilo conductor para calefacción contra el substrato, calentando el adhesivo de modo que se haga que el hilo conductor se adhiera al substrato, y

retirar el soporte, de modo que el hilo conductor para calefacción se suelte del soporte y se adhiera al substrato, para formar el elemento de calefacción para la cx del vehículo.

Descripción de los dibujos

En lo que sigue se describirá el invento con más detalle, por medio de una realización que sirve de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista por arriba, en la que se ha ilustrado esquemáticamente la construcción de un ejemplo de un elemento de calefacción para uso con el método de acuerdo con el invento,

La Fig. 2 representa una sección parcialmente recortada, a escala ampliada, del elemento de calefacción durante una etapa de fabricación,

Las Figs. 3-5 representan la correspondiente sección durante una etapa de aplicación, y

La Fig. 6 es un corte transversal a través de un asiento de un vehículo con un elemento de calefacción durante el proceso de fabricación para el asiento completo.

Realización preferida

La idea básica del presente invento es proporcionar un elemento de calefacción de una construcción tan sencilla como sea posible, y limitar las etapas de manipulación y los tiempos de manipulación del elemento antes de acoplar el mismo en su posición final, por ejemplo, en un asiento de un vehículo. Con ello se pueden reducir las demandas de fácil manipulación de la construcción mecánica del elemento antes de su acoplamiento, reduciéndose así el coste adicional de proporcionar un vehículo con elementos de calefacción. El elemento de calefacción está por consiguiente destinado a la cx de un vehículo, siendo la fuente de energía, corrientemente, el generador del vehículo y su batería. El elemento de calefacción está destinado, en general, a la cx de un asiento de un vehículo, por ejemplo de la propia superficie del asiento, de su apoyo para la espalda o de su apoyo para la cabeza, con objeto de que no se enfríe el conductor del vehículo o el pasajero del mismo. El elemento de calefacción puede ser también dispuesto en otras posiciones en el compartimiento de pasajeros del vehículo, por ejemplo en los apoyos para los brazos, en el suelo, en los paneles de las puertas y en el techo, con objeto de mantener un ambiente cálido y confortable.

El componente activo del elemento de calefacción es un hilo conductor para calefacción 1, que normalmente está hecho de metal o de fibra de carbono, o bien hilado a partir de filamentos de diferentes propiedades. El hilo conductor para calefacción 1 es del tipo de hilo conductor de resistencia eléctrica, es decir, un hilo conductor que desarrolla calor debido a su alta resistencia cuando pasa por el mismo una corriente eléctrica, obteniéndose a su vez dicha corriente a través de dos líneas de alimentación 2, 3, que pueden, o no, estar aisladas, conectadas a una fuente de energía eléctrica (no representada) y, en una etapa de manipulación que se describirá con más detalle en lo que sigue, aplicado por encolado sobre un soporte flexible 4, tal como el que se ha insinuado mediante las líneas de puntos y trazos en la Fig. 1. El soporte puede ser una película de papel o de plástico, y, preferiblemente, como tal, no conductor eléctrico.

El hilo conductor de resistencia está hecho con una resistencia convenientemente adaptada para generar calor durante la aplicación de un voltaje a través de los extremos 5, 6 terminales del hilo conductor, a través de las líneas de alimentación 2, 3. Se elige la resistencia seleccionando para ello los valores de varios parámetros, tal como el de la resistividad del material del hilo conductor, el diámetro del hilo conductor y su longitud. El hilo conductor puede no estar aislado, o bien estar aislado con material aislante usual. El método de acuerdo con el invento se describirá a continuación, con referencia a las Figs. 2, 3, 4, 5
y 6. El antes mencionado soporte 4, durante la producción racional, se produce como una banda continua, desenrollada de un rollo no representado y conducida a través de una instalación para producir elementos de calefacción. El medio de transporte puede consistir en un transportador no representado, en forma de una correa transportadora sin fin, que sirve de apoyo al soporte y que lo alimenta, ya sea paso a paso o ya sea continuamente, a través de varias estaciones en el proceso de fabricación. Inicialmente, el hilo conductor para calefacción 1 se aplica, siendo igualmente desenrollado de un rollo no representado y aplicado con su patrón predeterminado para formar el componente activo del elemento de calefacción. La colocación en posición se efectúa, por ejemplo,, haciendo pasar el hilo conductor alrededor de una serie de espigas o clavos fijados que definen un dispositivo de colocación en posición para el hilo conductor. Esto podría hacerse manualmente, o bien automáticamente por medio de un robot. La forma sinusoidal "pequeña", es decir, la forma serpenteada superpuesta sobre la forma serpenteada mayor, se selecciona preferiblemente para absorber la carga de, por ejemplo, una persona en un asiento de un vehículo, y permitir que el hilo conductor para calefacción se estire. La forma sinusoidal más pequeña se preconforma, preferiblemente, en una etapa anterior. Es por supuesto imaginable otra forma serpenteada. Como puede deducirse de la Fig. 2, el hilo conductor se sitúa prácticamente en contacto con el soporte 4.

En la Fig. 2 se ha ilustrado un corte transversal esquemático a través del soporte, y por consiguiente cortes transversales a través de algunas de las partes de bucle del hilo conductor para calefacción 1. En una estación 21 para la aplicación de adhesivo, representada en la Fig. 2, se aplica el agente de pegado químico, preferiblemente en forma de una cola aplicada por rociado, rociando para ello preferiblemente toda la superficie del soporte, y más concretamente la cara superior 7 del mismo, o al menos aquellas partes del soporte por las que se extienda el hilo conductor para calefacción 1. La cola 8 de aplicación por rociado es suministrada desde una serie de boquillas, no representadas, por encima del soporte y del hilo conductor para calefacción. A través del soporte 4, que ventajosamente tiene ciertas propiedades de absorción, la cola de aplicación por rociado penetrará casi en todo el material del soporte, y por lo tanto no formará un recubrimiento superficial fuertemente adhesivo sobre el soporte. Por otra parte, sobre el hilo conductor para calefacción 1 se aplicará una capa de adhesivo, o capa de cola, en toda su longitud, sobre el soporte 4. La cola es del tipo de aplicación con calor, de modo que se mantiene la cola en las boquillas y durante su aplicación sobre el hilo conductor para calefacción calentada a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la cola, lo que entraña que la cola esté en forma líquida o que tenga al menos propiedades de adhesivo. En la práctica, la cola fuera de las boquillas se transformará en filamentos, solidificando como una superficie "hilada" a través del hilo conductor para calefacción 1 y de la cara superior 7 del soporte 4. Puede recubrirse ya sea la cara superior entera, o ya sean áreas seleccionadas a lo largo del bucle para calefacción. Se aplica la cola en una cantidad tal que la misma se deposite también en un área 10, 11 entre el hilo conductor para calefacción 1 y el soporte 4, por ambos lados del hilo conductor para calefacción, y que prácticamente fluya por debajo del hilo conductor. Con ello, el adhesivo o cola proporcionará una unión entre el hilo conductor para calefacción 1 y el soporte. Al ser conducido posteriormente el soporte con el hilo conductor para calefacción a un área en donde la temperatura esté por debajo del punto de fusión de la cola, en el caso de la cola de aplicación con calor, la cola solidificará y formará una unión eficaz del hilo conductor para calefacción 1 en su posición o con su distribución determinada con relación al soporte 4.

Después de completada una aplicación y la unión del hilo conductor para calefacción al soporte 4 de la manera descrita en lo que antecede, se puede enrollar el soporte 4, en el extremo final de la máquina, formando un rollo para su posterior transporte, por ejemplo a un usuario intermedio subsiguiente o a un usuario final. Como alternativa, podrían cortarse el soporte y el hilo conductor para calefacción transversalmente en unidades predeterminadas, por ejemplo, con la forma rectangular indicada por líneas de puntos y trazos en la Fig. 1. El hilo conductor para calefacción puede con ello tener una extensión tal que discurra continuamente a través de una unidad de soporte a otra, para una producción racional, y luego se cortaría el hilo conductor en el mismo paso en que se efectúe el corte transversal del soporte 4. El material de banda continua habría de tener entonces la misma anchura que la anchura final del soporte, o bien se podrían disponer lado a lado dos o más soportes, de modo que el corte longitudinal se efectuase también en una etapa adecuada. Sin embargo, el soporte 4, de acuerdo con el invento, es tan solo un soporte temporal o un soporte para transporte, destinado a conservar la forma y la posición del hilo conductor para calefacción 1 y permitir su manipulación antes de que se le asigne su posición final en un producto intermedio o en un producto final.

En la Fig. 3 se ha ilustrado una etapa posterior en la manipulación del elemento de calefacción de acuerdo con el método del invento. Esa etapa puede ser una etapa posterior en un proceso continuo en una misma máquina descrita en lo que antecede, pero puede ser también una etapa de manipulación en un usuario intermedio o en un usuario final. Es común para los diferentes casos que el elemento de calefacción haya de ser situado sobre un substrato 13, que define una cierta clase de capa de recubrimiento dentro de un vehículo, preferiblemente en el compartimiento para pasajeros de un vehículo. Este substrato 13 podría ser una capa de tapicería textil que definiese el tapizado del asiento de un vehículo. La capa de tapicería puede ser, por lo tanto, proporcionada, por ejemplo, ya con el elemento de calefacción por el fabricante de la tapicería, el cual suministraría la capa de tapicería equipada con un elemento de calefacción. Alternativamente, el elemento de calefacción puede ser aplicado a la capa de tapicería en relación con la producción de un asiento de un vehículo, que se describirá con más detalle en lo que sigue. Con el término "substrato" hemos pretendido denominar una superficie de base, no necesariamente situada por debajo del elemento de calefacción sino también una superficie lateral, o bien una superficie que mire hacia abajo, tal como la de un techo.

El soporte funciona por lo tanto como un soporte temporal para almacenamiento y transporte del elemento de calefacción y para la aplicación del elemento de calefacción sobre el substrato. Cuando los substratos están mirando hacia arriba, tal como en la Fig. 3, se sitúa el soporte al revés (mirando hacia abajo) con relación a la etapa de acuerdo con la Fig. 2, estando el hilo conductor para calefacción situado en la cara inferior del soporte. El soporte se manipula ya sea por unidades, por ejemplo manualmente, situándolo, con el hilo conductor para calefacción 1 mirando hacia abajo, contra el substrato 13, es decir, sobre la cara superior 14 del mismo. El soporte, con el hilo conductor para calefacción, se aplica ventajosamente al substrato 13 empleando una cierta presión, por ejemplo con pesos. La adherencia del hilo conductor para calefacción 1 tendrá lugar calentando el hilo conductor para calefacción 1, así como el substrato 13, hasta una temperatura por encima de la temperatura de fusión de la cola de aplicación con calor, lo que entraña que la cola de aplicación con calor se funda de modo que se active para su adherencia, fijando el hilo conductor para calefacción al substrato. El calentamiento se obtiene mediante el hilo conductor para calefacción 1 que ya en esta etapa está ventajosamente conectado a las líneas de alimentación 2, 3, las cuales están a su vez conectadas a unos medios de conectador 23 (véase la Fig. 1). A través de los medios de conectador, se conecta el elemento de calefacción a una fuente de alimentación de energía eléctrica, lo que hace que circule una corriente eléctrica a través del hilo conductor para calefacción. Tal corriente es de tal intensidad que produce el calentamiento descrito en lo que antecede. Como se ha ilustrado esquemáticamente en la Fig. 4, el calentamiento y la fusión de la cola entraña que la superficie de la cola en el hilo conductor para calefacción 1 se separe, reduciendo la adherencia del soporte 4 al hilo conductor. La fusión de la cola entraña por consiguiente que el soporte 4, después de haber sido retirados los pesos, pueda ser levantado separando el hilo conductor para calefacción 1 del soporte y dejándolo sobre el substrato, Se interrumpe entonces el suministro de corriente, por ejemplo desconectando para ello los medios de conectador 23 de la fuente de voltaje, con lo cual el hilo conductor para calefacción se enfriará hasta una temperatura por debajo de la temperatura de fusión de la cola. Esto conduce a que la cola alcance su pleno poder de adherencia contra la cara superior 14 del substrato 13.

Puede deducirse de la Fig. 4 que la cola en la superficie envolvente del hilo conductor para calefacción está faltando sustancialmente sobre aquella parte de su circunferencia en donde menos se necesita, es decir, en la parte de la circunferencia que queda hacia fuera del substrato 13. Esto, sin embargo, puede ser más o menos evidente. Esto entraña que, en una etapa después de la etapa de aplicación descrita, el soporte 4 para transporte pueda ser retirado, empezando para ello preferiblemente desde un borde 15 del soporte, levantándolo para separarlo del hilo conductor y del substrato. Con ello, el hilo conductor para calefacción permanece sobre el substrato y se puede retirar el soporte por completo, véase la Fig. 5. La cola se concentrará entonces sobre exactamente aquellas partes en donde haya de funcionar como adhesivo, es decir, entre el hilo conductor para calefacción 1 y el substrato 13.

A continuación se describirá la fabricación de un asiento para un vehículo, con un elemento de calefacción, a modo de ejemplo y por medio de un ejemplo, con referencia a la Fig. 6. Se puede usar el método de acuerdo con el invento para el tipo de fabricación de asientos para vehículos en el que el relleno o núcleo que forma el soporte que proporciona confort elástico para el material de tapicería no se forme antes de aplicar la tapicería sobre el núcleo acabado, sino que se forme por medio de llenado por expansión de espuma fría, por ejemplo espuma de poliuretano, dentro de un molde 16, para formar el núcleo 17 elástico, que proporciona confort.

El material de tapicería 13 se sitúa inicialmente dentro del molde 16 con su exterior, hecho por ejemplo de una capa textil 18, vuelto hacia la pared 19 del molde. El material de tapicería puede comprender, además del material textil, una capa interna 20 de, por ejemplo, película de poliuretano, aplicada fijada directamente sobre la capa de tela, o bien sobre un material intermedio de espuma. El material de tapicería 13 se produce y se acaba en una etapa anterior, por medio de, por ejemplo, encolado o estratificación por flameo. El elemento de calefacción de acuerdo con el invento puede ser aplicado, en una etapa anterior, por ejemplo por un suministrador de material de tapicería, al interior del material de tapicería, es decir, contra su capa interna 20, ó bien puede ser situado en el molde 16 contra el material de tapicería, en una etapa separada.

Si no se ha aplicado antes el elemento de calefacción, la transferencia y la adherencia del elemento de calefacción, es decir, del hilo conductor para calefacción, se efectúan de la manera descrita en lo que antecede, definiendo así el material de tapicería el substrato 13. En el ejemplo ilustrado, la capa 20 y la cola pueden ser del mismo material, por ejemplo de poliamida, de poliuretano, o similar. Con ello se fija el bucle para calefacción al material de tapicería 14.

El elemento de calefacción es entonces orientado por completo y fijado con relación al material de tapicería, tras lo cual se crea el núcleo 13 a través del llenado con la espuma fría 13, expandiéndose después la espuma en n proceso de fermentación y llenando por completo el interior del molde y quedando conectada a la capa interior del material de tapicería, siendo también dicha capa del mismo material que el material de espuma, es decir, de poliuretano. La capa impide además que la espuma que se expande penetre dentro y a través del material de tapicería.

El asiento del vehículo en cuestión, o más concretamente, una parte del mismo, queda así sustancialmente listo después de recortado a sus dimensiones exactas y de aplicar una capa por la cara posterior, si la hay. Esto no se ha representado en la figura, pero ya en relación con su aplicación, el elemento de calefacción será provisto de líneas de alimentación, que se extenderán entre el material de tapicería y el núcleo, así como de dichos medios de conectador eléctrico para conexión a una unidad de control, no representada, para controlar la energía eléctrica suministrada desde la fuente de voltaje del vehículo.

El invento no deberá considerarse limitado a las realizaciones descritas en lo que antecede e ilustradas en los dibujos, sino que puede variarse dentro del alcance de las reivindicaciones que se acompañan. Ha de quedar entendido que el hilo conductor para calefacción está en íntimo contacto con el soporte temporal 4, así como con la tapicería y con el núcleo, incluso aunque, para mayor claridad, se hayan representado los diversos componentes con distancias de separación entre ellos. Como se ha mencionado en lo que
antecede, el elemento de calefacción puede ser acoplado a otros substratos en el vehículo, por ejemplo a paneles, al techo, al tablero de instrumentos, etc. Cuando se acople en asientos del vehículo, se podrían usar otros métodos diferentes al descrito para los asientos.

Claims

1. Un método para la producción y la aplicación de elementos de calefacción para cx en vehículos, consistiendo dicho elemento de calefacción en un hilo conductor para calefacción (1) que define al menos un bucle para calefacción eléctrico que se extiende, en su posición de funcionamiento, según un patrón predeterminado, caracterizado por los pasos de:

situar en posición el hilo conductor para calefacción (1) sobre al menos una cara (7) de un soporte temporal (4),

aplicar un adhesivo (8) sobre dicho soporte, al menos sobre aquellas áreas en las que el hilo conductor para calefacción esté tendido sobre el soporte, y sobre el hilo conductor para calefacción, haciendo que el hilo conductor para calefacción se adhiera a la superficie del soporte,

transportar el soporte (4) con el hilo conductor para calefacción a un substrato final con el cual haya de estar en íntimo contacto el elemento de calefacción,

retirar el soporte, de modo que el hilo conductor para calefacción se suelte del soporte y se adhiera al substrato, para formar el elemento de calefacción para cx en el vehículo.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por ser aplicado el adhesivo por medio de un rociado a través del hilo conductor para calefacción y de la superficie del soporte, sobre aquella cara del mismo en la que esté situado el hilo conductor para calefacción (1).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por absorber el soporte al adhesivo (8) de modo que la superficie (7) del soporte obtenga solamente una capacidad adhesiva despreciable.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el adhesivo es una cola de aplicación con calor, caracterizado por ser calentada la cola de aplicación con calor y mantenida a una temperatura por encima del punto de fusión de la cola de aplicación con calor cuando se aplique la cola de aplicación con calor sobre el hilo conductor para calefacción (1) y el soporte (4), así como cuando hayan sido aplicados los hilos conductores sobre el substrato (13).

5. El método según la reivindicación 4, caracterizado por ser obtenida dicha cx por medio del suministro de corriente eléctrica a través del hilo conductor para calefacción (1).

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por conseguirse el suministro de corriente eléctrica por medio de la conexión del hilo conductor para calefacción (19) a una fuente de energía eléctrica a través de uno o más medios de conectador eléctrico (31), destinados a efectuar la conexión del elemento de calefacción a la fuente de voltaje del vehículo cuando esté en la posición de funcionamiento final en el vehículo.