Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch beheizbares Polster- und/oder Formschaumelement einer Fahrzeuginnenausstattung.

Elektrisch beheizbare Polsterelemente wie Fahrzeugsitze weisen Heizelemente auf, die üblicherweise aus einem textilen Trägermaterial bestehen, das mit einem elektrischen Heizleiter verbunden ist. Dieser Verbund kann bei der Montage mit dem Sitzpolsterschaum partiell oder ganzflächig verklebt. Der Verklebungsprozess und dessen Qualität hängt stark von den Umgebungsbedingungen ab, so dass oftmals keine konstante Haftungsqualität sicher gestellt werden kann. Dies kann unter ungünstigsten Fertigungs- oder Betriebsbedingungen unter Umständen zu Ablöseerscheinungen des Heizelements vom Schaum führen. Die hierbei entstehenden Falten bzw. Knicke können unter ungünstigen Umständen zu einem Ausfall des Heizelementes bzw. zu Brandschäden am Polster führen.

Derartige flächigen Verklebungen können weitere Nachteile mich sich bringen, da die Klebeflächen weitgehend luftundurchlässig sind. Zudem kann die textile Trägerschicht stören, da es unnötigerweise im Sitz verbleibt und das Sitzklima negativ beeinträchtigen kann.

Aus DE 37 25 408 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines flächenhaft elektrisch beheizbaren Fahrzeugsitzes und/oder einer Fläche im Sitzbereich des Fahrzeuges mit einer aufklebbaren Auflage bekannt. Die Auflage für den Sitz aus Schaumstoff bildet ein selbständiges Teil und wird für die unterschiedlichsten Formen von Sitzen verwendet. Die Auflage besteht aus Schaumstoff mit einem eingebetteten Heizleiter und kann nach dem Aufkleben auf den Sitz mit einem gewünschten Bezugsstoff überzogen werden.

Die WO 01/19220 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringung eines Heizelements auf ein Polsterelement einer Fahrzeuginnenausstattung. Das Heizelement weist mindestens einen Heizleiter auf, der in einer Schleife verlegt ist. Bei dem Verfahren wird der Heizleiter auf einem Zwischenträger aufgebracht und mit diesem verklebt, wonach der Zwischenträger mit dem darauf aufgebrachten Heizleiter auf eine Oberfläche des Polsterelements aufgelegt wird, die mit dem Heizleiter verbunden werden soll. Der Heizleiter wird gegen die Oberfläche gepresst, wobei gleichzeitig die Klebeschicht erhitzt wird, um den Heizleiter mit der Oberfläche zu verkleben. Anschließend wird der Zwischenträger entfernt, so dass das Polsterelement einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektrische beheizbares Polster- bzw. Formschaumelement zur Verfügung zu stellen, bei dem eine gute Haftverbindung zwischen einem Heizleiter und dem Polsterelement hergestellt ist.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung erben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein elektrisch beheizbares Polster- und/oder Formschaumelement einer Fahrzeuginnenausstattung gemäß Anspruch 1 weist einen zumindest teilweise elastischen Körper auf, der an einer Oberfläche mit einer Verkleidungsschicht verbunden ist. Der Körper kann insbesondere ein Polsterelement oder ein Formschaumteil einer Fahrzeuginnenverkleidung o. dgl. sein. Die Verkleidungsschicht kann bspw. ein Bezugsstoff oder eine Oberflächenverkleidung sein. Zwischen Oberfläche des als Trägerelement fungierenden Körpers und der Verkleidungsschicht ist ein elektrisches Heizelement mit wenigstens einem Heizleiter angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Heizelement zumindest teilweise in der Oberfläche des Trägerelements eingebettet und/oder haftend mit dieser verbunden, insbesondere mit dieser verklebt. Die Haftverbindung bzw. Verklebung kann bspw. dadurch gebildet sein, dass das Heizelement zumindest teilweise mit der Oberfläche des Trägerelement verschmolzen ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist beim fertigen Polster- und/oder Formschaumelement keine weitere Trägerstruktur oder -schicht vorgesehen, auf der das Heizelement aufgebracht ist. Dieses ist vielmehr ohne zusätzliche Trägerschicht direkt in den elastischen Körper des Polster- oder Formschaumelements eingebettet, so dass eine optimale Luftdurchlässigkeit gegeben ist. Zudem kann hierdurch eine gute Wärmeübertragung vom Heizelement auf die Verkleidungsschicht gewährleistet werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement unter Druckbeaufschlagung und/oder Wärmeeinwirkung mit dem Körper verbunden ist. Die Wärmeeinwirkung kann insbesondere dadurch zustande kommen, dass das Heizelement mit einer Heizspannung beaufschlagt wird, wodurch sich der Heizleiter über seine Betriebstemperatur hinaus erwärmt. Hierdurch kann wahlweise ein Schmelzkleber zur Herstellung einer formschlüssigen Klebeverbindung zwischen Heizleiter und elastischem Körper aufgeschmolzen werden. Der Heizleiter kann bspw. eine Umhüllung mit einem thermisch aktivierbaren Kleber aufweisen. Ein solcher Kleber kann bspw. auf Polyamidbasis hergestellt sein. Wahlweise kann durch das Erhitzen auch das elastische Polsterelement direkt aufgeschmolzen werden, bspw. wenn dieses aus einem thermoplastischen Schaummaterial (z.B. Polyurethanschaum o. dgl.) besteht.

Der wenigstens eine Heizleiter des Heizelementes kann bspw. eine mäanderförmige Kontur bzw. einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen, so dass eine weitgehend gleichmäßige Überdeckung des Polsterelements gewährleistet ist. Ggf. kann der Heizleiter auch eine spiralförmige Verlegekontur aufweisen. Der Heizleiter kann aus Metall, aus Kohlefasern und/oder einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gebildet sein. Der Heizleiter kann ggf. auch eine Folienstruktur aufweisen, die sich nur minimal unter der Verkleidungsschicht des Polsterelementes abzeichnet.

Zur Herstellung eines elektrisch beheizbaren Polster- und/oder Formschaumelementes gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann es zweckmäßig sein, dass das mit einer flächigen Trägerschicht lösbar verbundene Heizelement mit dem zur Oberfläche des elastischen Körpers bzw. Polsterelements weisenden Heizelement auf diesen aufgelegt und unter Druckbeaufschlagung und Wärmeeinwirkung haftend mit der Oberfläche verbunden wird, wonach die Trägerschicht vom Heizelement entfernt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckbeaufschlagung mittels eines Formstempels bzw. eines Formelements erfolgt, das eine ungefähre Negativform der mit dem Heizelement zu versehenden Oberfläche des Polsterelementes aufweist. Diese Vorrichtung bzw. dieser Formstempel stellt ein weitgehend zur Kontur des Polsterelements passendes negatives Abbild des zu beaufschlagenden Sitzschaumtyps dar und ist geometrisch so ausgebildet, dass nur eine eindeutige Zuordnung auf den mit dem Heizelement zu versehenden Sitzformschaum ermöglicht ist. Die Trägerschicht mit dem darauf aufgebrachten Heizleiter kann somit auf dem Körper eindeutig positioniert werden.

Die Druckbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise mit definiertem Anpressdruck und weitgehend senkrecht zur Oberfläche des Körpers. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Anpresskraft weitgehend gleichmassig verteilt über die Fläche des zu verbindenden Heizelementes auf dieses einwirkt. Dazu kann weiterhin vorgesehen sein, dass der auf die Oberfläche wirkende Anpressdruck gemessen wird, bspw. mittels wenigstens eines Drucksensors. Hierdurch kann insbesondere eine automatisierte Fertigung ermöglicht werden, bei der jeweils für unterschiedliche Polstertypen eine definierte Anpresskraft gewährleitstet werden kann.

Mit der Druckbeauschlagung wird gleichzeitig auch das Heizelement erhitzt, bspw. durch Spannungsbeaufschlagung des Heizelementes mit seiner Betriebsspannung. Dieser Vorgang kann automatisiert mit einer auf den jeweiligen Sitztyp fest eingestellten Heizzeitablauf erfolgen, welche nur dann initiiert wird, wenn die Drucksensoren eine korrekte Platzierung der Vorrichtung mitsamt dem Heizelement auf dem Sitzschaum melden.

Zur Herstellung einer guten Haftverbindung kann der Heizleiter einen Schmelzkleber aufweisen, der unter der Hitzeeinwirkung aufschmilzt und eine Klebeverbindung mit dem Polsterelement herstellt. Wahlweise kann das Polster- bzw. Formschaumelement auch aus einem unter Hitzeinwirkung schmelzenden Kunststoffschaum bestehen.

Nach Abschluss des Vorganges wird die Trägerschicht entfernt. Es verbleibt somit das mit dem Sitzformschaum fest verbundene Heizelement, das eine gut haftende formschlüssige Verbindung mit dem Trägerelement des Schaums bildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Schemadarstellung eines Heizelements, das auf einer flächigen Trägerschicht aufgebracht ist,

2 eine Schnittdarstellung des Heizelements gemäß 1,

3 eine Schnittdarstellung eines in einen Formstempel eingelegten Heizelements,

4 eine Schnittdarstellung eines Fertigungsschrittes bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrisch beheizbaren Polsterelements,

5 einen weitere Verfahrensschritt bei der Herstellung des Polsterelementes in schematischer Schnittdarstellung und

6 einen weiteren Verfahrensschritt bei der Herstellung des Polsterelements in schematischer Schnittdarstellung.

Die schematische Darstellung der 1 verdeutlicht ein Heizelement 10, das im Wesentlichen aus einer flächigen Trägerschicht 12 und einem darauf aufgebrachten Heizleiter 14 besteht. Die schematische Schnittdarstellung der 2 verdeutlicht den Aufbau des Heizelements 10, bei dem der Heizleiter 14 auf einer Oberfläche der Trägerschicht 12 aufgebracht ist. Der Heizleiter 14 kann insbesondere eine herkömmliche Heizlitze aus Metall oder Karbonfasern oder ein Heizleiter aus elektrisch leitfähigem Kunststoff sein. Der Heizleiter kann bspw. aus einer elektrisch leitfähigen Kunststofffolie bestehen. Die flächige Trägerschicht 12 kann insbesondere aus einen textilen Trägermaterial, bspw. einem Gewebe oder Gewirke o. dgl. bestehen. Der Heizleiter 14 ist auf der Trägerschicht 12 in mäanderförmigem Verlauf aufgebracht, um ein große wirksame Heizfläche abdecken zu können. Weiterhin weist das Heizelement 10 eine Verbindungsleitung 16 mit einem Kontaktbereich 18 auf. Mittels des Kontaktbereichs 18 sowie der elektrischen Verbindungsleitung 16 ist eine Beaufschlagung des Heizelements 10 mit einer elektrischen Versorgungsspannung ermöglicht, sobald sich das Heizelement 10 an seinem vorgesehenen Montageort befindet. Dies kann bspw. ein Sitzpolster oder Lehnenpolster eines Fahrzeugsitzes o. dgl. sein. Das Heizelement 10 eignet sich auch zur Beheizung von anderen Polsterfeilen einer Fahrzeuginnenausstattung, bspw. einer Türinnenverkleidung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Heizleiter 14 lösbar mit der Trägerschicht 12 verbunden ist, so dass die Trägerschicht 12 nach der Montage des Heizelements 10 entfernt werden kann. Die Trägerschicht 12 hat ausschließlich die Funktion, die vorgesehene Heizmediumanordnung bis zur Montage aufrecht zu erhalten. Anschließend kann die Trägerschicht 12 entfernt und entsorgt werden, da sie nicht mehr benötigt wird.

Die schematische Schnittdarstellung der 3 verdeutlicht das in eine Negativform 20 eines Formstempels o. dgl. eingelegte Heizelement 10, das mittels der Negativform 20 auf ein entsprechend geformtes Formschaumteil eines Sitzes o. dgl. aufgebracht werden kann. In einem ersten Verfahrensschritt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Polster- oder Formschaumelementes wird die Trägerschicht 12 des Heizelements 10 mit dem darauf aufgebrachten Heizleiter 14 in die Negativform 20 eingelegt, deren Kontur weitgehend einer Oberflächenkontur eines Polster- oder Formschaumelementes (vgl. 4 bis 6) entspricht. Der Heizleiter 14 befindet sich dabei auf der der Negativform 20 abgewandten Oberseite 22 der Trägerschicht 12. Die Negativform 20 muss jeweils so gestaltet sein, dass sie ein negatives Abbild des zu beaufschlagenden Sitz- oder Polsterschaumtyps darstellt. Die Negativform 20 ist so geformt, dass nur eine eindeutige Zuordnung auf den zu beaufschlagenden Polstertyp möglich ist.

Die schematische Schnittdarstellung der 4 verdeutlicht einen Verfahrensschritt, bei dem die Negativform 20 mit dem darin eingelegten Heizelement 10 auf eine Oberfläche 24 eines Formschaumteiles 26 aufgebracht und mit gleichmäßiger Kraft F auf das Formschaumteil 26 aufgedrückt wird. Gleichzeitig wird der Heizleiter 14 erhitzt, was vorzugsweise mittels einer Spannungsbeaufschlagung erfolgen kann. Die Andrückkraft F wird definiert und gleichmäßig aufgebracht, so dass eine gleichmäßige Andrückung des Heizleiters 14 an die Oberfläche 24 erfolgt. Diese Andruckkraft F kann bspw. mittels Drucksensoren 28 gemessen und gesteuert werden. Durch eine zeitlich definierte Erhitzung des Heizelements 10 und die definierte Kraftbeaufschlagung über einen bestimmten Zeitraum kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Oberfläche 24 des Formschaumteils 26 und dem Heizleiter 14 hergestellt werden.

Der Heizleiter 14 kann wahlweise mit einem Schmelzkleber versehen sein, der bei der Erhitzung eine Klebeverbindung mit der Oberfläche 24, nicht jedoch mit der Trägerschicht 12 herstellt. Zusätzlich kann der Heizleiter 14 durch die Anpresskraft F in die Oberfläche 24 des Formschaumteils 26 eingedrückt werden, wobei dieses aufgrund der Erhitzung anschmelzen und Vertiefungen bilden kann, in denen der Heizleiter 14 anschließend eingebettet bleibt.

Dieser Vorgang kann in vorteilhafter Weise automatisiert und mit auf den Sitztyp fest eingestellter Heizzeit ablaufen. Die Erhitzung soll nur dann initiiert werden, wenn die Drucksensoren 28 eine korrekte Platzierung der Negativform 20 mitsamt dem Heizelement 10 auf dem Formschaumteil 26 signalisieren.

Die schematische Schnittdarstellung der 5 verdeutlicht einen nachfolgenden Verfahrensschritt, bei dem eine haftende Verbindung zwischen dem Heizleiter 14 und der Oberfläche 24 des Formschaumteils 26 gebildet ist. Die Trägerschicht 12 befindet sich noch in haftender Verbindung mit dem Heizleiter 14. Anschließend kann die Trägerschicht 12 vom Heizleiter 14 abgezogen werden (vgl. 6), da die Haftverbindung zwischen dem Heizleiter 14 und der Oberfläche 24 des Formschaumteils 26 stärker ist als die Haftverbindung zwischen dem Heizleiter 14 und seiner Trägerschicht 12. Die in der 6 gezeigte Fertigungszwischenstufe verdeutlicht das mit dem Heizleiter 14 versehene Polsterteil, auf dessen Oberfläche 24 anschließend eine Verkleidung bzw. ein Bezugsstoff oder Lederbezug o. dgl. (nicht dargestellt) aufgebracht werden kann.

Das Formschaumteil 26 kann bspw. aus PUR-Schaum oder aus einem anderen geeigneten Kunststoffschaummaterial bestehen, das unter der Hitzeeinwirkung die Einbettung und Verklebung mit dem Heizleiter 14 ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Polsterelement kann grundsätzlich jedes denkbare Interieurteil im Fahrzeug sein, das auf die beschriebene Weise mit einer Heizeinrichtung versehen werden kann. Das Formschaumteil 26 muss nicht unbedingt eine elastische Struktur aufweisen, sondern kann auch relativ formsteif sein.

Als derartige elektrisch beheizbare Formschaumelemente kommen insbesondere Sitzpolster von Fahrzeugsitzen in Frage. Die Elemente können jedoch auch Lehnenpolster oder Wangenpolster von Fahrzeugsitzen sein.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.