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Die Erfindung betrifft einen Sitzbezug für eine Sitzanordnung eines Kraftfahrzeugs, eine entsprechende Sitzanordnung sowie ein entsprechend ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Bei elektrischen Sitzheizungen in Neigefahrzeugen, wie beispielsweise in Motorrädern oder Motorrollern, sind üblicherweise elektrisch betreibbare Heizelemente in der Sitzbank vorgesehen, die durch Bestromung Wärme entwickeln und so einen Sitzkomfort für den Nutzer und/oder einen Sozius steigern.
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Als elektrisch betreibbare Heizelemente kommen zum Beispiel Heizmatten mit auf separaten Trägern aufgebrachten und gewundenen metallischen Heizschlaufen zum Einsatz, die jedoch üblicherweise eine relativ hohe Eigensteifigkeit aufweisen und daher meist nur innerhalb oder unterhalb eines Sitzschaumes angeordnet werden, um eine elastische Verformbarkeit der Sitzfläche nicht zu beeinträchtigen. Werden die bekannten Heizelemente dagegen oberhalb des Sitzschaumes angeordnet, so besteht die Gefahr, dass die Heizelemente aufgrund der hohen Eigensteifigkeit für den Nutzer in störender Weise spürbar sind.
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Bei der Anordnung innerhalb oder unterhalb des Sitzschaums ist jedoch zu beachten, dass mit zunehmender Entfernung der Heizelemente von der Sitzfläche der Weg für die erzeugte Wärme durch den Sitzschaum hindurch länger wird, wodurch ein Wärmeübergang erschwert wird. Zusätzlich wirkt sich die vergleichsweise hohe wärmeisolierende Wirkung des Sitzschaumes hemmend auf den Wärmeübergang aus.
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Dementsprechend muss eine hohe Wärmeabgabeleistung eingesetzt werden, um für den Nutzer trotzdem eine ausreichend intensive und reaktionsschnelle Wirkung zu entfalten. Entsprechend werden die Heizelemente mit einer hohen Betriebstemperatur betrieben, wobei jedoch eine Hitzebeständigkeit des umgebenden beziehungsweise benachbarten Sitzschaummaterials berücksichtigt werden muss, um dessen Beschädigung zu vermeiden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sitzheizung für die Sitzanordnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs, bereitzustellen, welche eine verbesserte Wirkungsweise aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Sitzbezug gemäß dem Gegenstand des Patentanspruchs 1, einer Sitzanordnung gemäß dem Gegenstand des Patentanspruchs 6 und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweils abhängigen Patentansprüchen.
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Demnach wird ein Sitzbezug für eine Sitzanordnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs, bereitgestellt, mit einer Trägerlage, welche zum Aufbringen auf einen Sitzunterbau der Sitzanordnung ausgebildet ist, und einer flächig mit der Trägerlage verbundenen Deckschicht, welche mit einer der Trägerlage abgewandten Oberfläche eine Sitzfläche für einen Nutzer bildet. Zusätzlich umfasst die Trägerlage mindestens ein elektrisch leitfähiges Heizelement.
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Als Neigefahrzeug im Rahmen dieser Beschreibung werden insbesondere Motorräder, aber auch Motorroller, beispielsweise zwei-, drei, oder vierrädrige Motorroller beziehungsweise Scooter, aber auch Trikes oder Quads verstanden. Grundsätzlich ist ein Einsatz aber auch in anderen Kraftfahrzeugen mit entsprechender Sitzanordnung, wie zum Beispiel in Schneemobilen, möglich.
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Der beschriebene Sitzbezug weist also mindestens zwei aufeinanderliegende Lagen auf, die Trägerlage und die Decklage. Die Decklage kann als eine einzelne einheitliche Schicht ausgebildet sein oder mehrere (aufeinander geschichtete) Schichten aus jeweils gleichem Material oder schichtweise unterschiedlichem Material aufweisen. Die Decklage ist jedenfalls flächig mit der Trägerlage verbunden. Beispielsweise kann die Decklage und die Trägerlage flächig miteinander mittels Stoffschluss verbunden sein. So können die beiden Lagen thermisch miteinander verbunden werden (oder sein) oder unter Verwendung eines (zusätzlichen) Klebestoffs miteinander verklebt werden (oder sein). Alternativ kann die Decklage bei ihrer Herstellung mit der Trägerlage verbunden werden, beispielsweise indem ein Material der Decklage in einem fließfähigen Zustand auf die Trägerlage aufgebracht und ausgehärtet wird, wodurch eine belastbare Verbindung beider Lagen entsteht.
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Des Weiteren umfasst die Trägerlage das eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Heizelemente. Das mindestens eine elektrisch leitfähige Heizelement ist derart ausgebildet, dass es bei Anlegung einer elektrischen Spannung beziehungsweise beim Durchfließen eines elektrischen Stroms Wärme erzeugt. Das mindestens eine Heizelement ist also nicht im Bereich des Sitzschaumes vorgesehen, sondern direkt im Sitzbezug selbst integriert und dort in der Trägerlage umfasst sind.
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Dies bietet also die Möglichkeit den Sitzbezug direkt zu beheizen, wodurch sich eine Vielzahl an Vorteilen ergibt. So ist insbesondere der Abstand der Heizelemente zur Sitzfläche sehr gering und wird im Wesentlichen lediglich durch eine Dicke der Decklage bestimmt. Dadurch ist ein Wärmeverlust oder eine Wärmeisolation von anderen zwischengeordneten Materialien, wie einem Schaum des Sitzpolsters, minimiert. Entsprechend entfällt eine zusätzlich limitierende Hitzebeständigkeit dieser Komponente. Eine Reaktionszeit von der Aktivierung des Heizelements bis zur Bereitstellung der gewünschten Wärmewirkung an der Sitzfläche wird außerdem deutlich reduziert.
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Ein weiterer Vorteil des beheizbaren Sitzbezugs besteht darin, dass sich durch simples Tauschen des Sitzbezugs auch Fahrzeuge ohne Sitzheizung oder mit einer anderen Sitzheizung leicht nachrüsten lassen, ohne aufwendige Änderungen am Sitzpolster vornehmen zu müssen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das mindestens eine Heizelement mindestens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn umfassen, welche auf einer Oberfläche der Trägerlage aufgebracht ist. Dies bedeutet, dass das eine oder die mehreren Heizelemente auf einer Oberseite und/oder einer Unterseite der Trägerlage aufgebracht sein können. Zum Beispiel können hierzu eine oder mehrere Leiterbahnen durch Aufdampfen von geeignetem, metallischem Werkstoff auf die entsprechende Oberfläche der Trägerlage erzeugt werden.
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Auf diese Weise ist es möglich sehr dünne und biegeelastische Leiterbahnen zu erzeugen. Zum Beispiel kann bei entsprechender Breite der aufgedampften Leiterbahnen deren Dicke auf ein kaum sichtbares und/oder kaum spürbares Maß reduziert werden, und dennoch eine ausreichende Heizleistung bei Bestromung sichergestellt werden. Beispielhaft weisen die aufgedampften Leiterbahnen eine maximale Dicke d von bis zu 0,1 mm, vorzugsweise bis zu 0,01 mm, besonders bevorzugt bis zu 0,001 mm, auf.
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Außerdem kann eine Anordnung der Leiterbahnen bei der Herstellung optimal an einen lokalen Wärmebedarf angepasst werden. So können die Abstände zu benachbarten Abschnitten der Leiterbahn oder anderer Leiterbahnen derart ausgewählt sein, dass heizintensive Bereiche der Trägerlage mit einer höheren Dichte an Leiterbahnen versehen werden, als Bereiche mit geringerem Heizbedarf. Zum Beispiel können die aufgedampften Leiterbahnen in Form einer mäanderförmigen Struktur oder einer spiralförmigen Struktur aufgedampft werden.
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Die Leiterbahnen können also oberflächlich auf der Trägerlage aufgebracht sein, so dass eine integrale beziehungsweise einstückige Trägerlage entsteht, bei der die Heizelemente für einen Nutzer einer Sitzanordnung mit diesem Sitzbezug nicht oder nur unwesentlich spürbar sind. Eine spürbare Komforteinbuße kann somit wirkungsvoll vermieden werden.
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Die Trägerlage selbst kann zum Aufbringen der Leiterbahn(en) beispielsweise als Folie oder Platte oder textile Struktur ausgebildet sein. Die Folie kann zum Beispiel eine Dicke von 10µm bis 200µm, vorzugsweise von 20µm bis 100µm, besonders bevorzugt von 45µm bis 55µm aufweisen. Im Falle der textilen Struktur kann diese insbesondere von einem Gewebe, Gelege, Geflecht oder Gewirke gebildet sein. Als Werkstoff der textilen Struktur eignen sich Fasern aus textilen Werkstoffen, Naturfasern, Kunstfasern und/oder Glasfasern.
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Alternativ oder zusätzlich zu den oberflächlich aufgebrachten Leiterbahnen kann das mindestens eine Heizelement in der textilen Struktur der Trägerlage integriert sein. Zum Beispiel kann das eine oder die mehreren Heizelemente hierzu in die textile Struktur eingearbeitet sein und sich somit (nicht nur oberflächlich, sondern) auch zwischen den beiden Oberflächen in Dickenrichtung der Trägerlage (von einer zur anderen Oberfläche) erstrecken.
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Hierzu kann das mindestens eine Heizelement von mindestens einem elektrisch leitfähigen Strang gebildet sein, der in die textile Struktur eingearbeitet ist, beispielsweise durch ein Einweben, Einflechten oder Einnähen.
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Auch für den Fall, dass das mindestens eine Heizelement keine Leiterbahn sondern mindestens ein elektrisch leitfähiger Strang ist, kann dessen Anordnung im Rahmen der Herstellung optimal an einen lokalen Wärmebedarf angepasst werden. So können die Abstände zu benachbarten Abschnitten des Strangs oder anderer Stränge derart ausgewählt werden, dass heizintensive Bereiche mit einer höheren Dichte an elektrisch leitfähigen Strängen versehen werden, als Bereiche mit geringerem Heizbedarf. Zum Beispiel können der eine oder die mehreren Stränge in Form einer mäanderförmigen Struktur oder einer spiralförmigen Struktur vorgesehen werden.
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Alternativ kann die textile Struktur vollständig oder zumindest zu einem Anteil aus elektrisch leitfähigen Strängen gebildet sein. Das heißt die elektrisch leitfähigen Stränge bilden in dieser Alternative selbst vollständig oder abschnittsweise das Gewebe, Gelege, Geflecht oder Gewirke. Auf diese Weise kann die textile Struktur selbst (oder nur in dem jeweiligen Abschnitt) mit elektrischem Strom durchflossen werden und so eine Wärmeentwicklung in der textilen Struktur selbst erzeugt werden.
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Geeignet sind als Material für den mindestens einen Strang in jedem der Fälle elektrisch leitfähige faserförmige Werkstoffe, wie insbesondere Kohlefasern. Diese können einzeln oder vorzugsweise als Faserbündel oder in anderer Form eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich sind für den mindestens einen Strang auch metallische Werkstoffe einsetzbar, die jeweils als metallischer Draht Verwendung finden und bei einer Bestromung Wärme entwickeln.
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Des Weiteren kann die Deckschicht aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Grundsätzlich sind alle für Sitzbezüge bekannten Kunststoffmaterialen einsetzbar. Zum Beispiel finden bei Bezügen für Neigefahrzeuge häufig Polyvinylchlorid (kurz: PVC) als Kunststoffmaterial Anwendung. Dieses wird im Rahmen des Herstellungsprozesses in flüssiger Form auf die Trägerlage gegossen und ausgehärtet. In eine äußere Oberfläche, welche die Sitzfläche bilden soll, können Strukturen, wie beispielsweise eine Ledernarbung oder andere Strukturen, eingeprägt werden.
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Die Deckschicht aus Kunststoff bietet den Vorteil, dass der gesamte Sitzbezug flexibel ist und einen hohen Sitzkomfort bietet. Auch ist ein solcher Bezug im Gegensatz zu natürlichen Werkstoffen nicht dehnbar, wodurch Schubspannungen gegenüber der flächig verbundenen Trägerschicht und dem mindestens einen Heizelement vermieden werden können.
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Des Weiteren wird eine Sitzanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Neigefahrzeug, beschrieben, mit einem Sitzunterbau und einem auf einer (in einer Höhenrichtung) oberen Oberfläche des Sitzunterbaus angeordneten Sitzbezug, wobei der Sitzbezug gemäß dieser Beschreibung ausgebildet ist.
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Grundsätzlich kann der beschriebene Sitzbezug aber auch auf anderen, bereits bekannten Sitzunterbauten anstelle bekannter Sitzbezüge aufgebracht werden.
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Insbesondere kann die Sitzanordnung als sattelartiger Fahrzeugsitz und/oder als sattelartige Sitzbank ausgebildet sein.
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Die Sitzanordnung kann derart gestaltet sein, dass der Sitzunterbau mindestens ein Sitzpolster umfasst, auf dessen Oberfläche der Sitzbezug flächig angeordnet ist. Das mindestens eine Sitzpolster kann beispielsweise mindestens ein Sitzschaumelement umfassen, welches die obere Oberfläche des Sitzunterbaus bereitstellt.
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Außerdem kann der Sitzunterbau eine Sitzwanne umfassen, auf dessen Oberseite das mindestens eine Sitzpolster angeordnet ist.
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Das Weiteren wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Neigefahrzeug, bereitgestellt, mit einer Sitzanordnung, wobei die Sitzanordnung gemäß dieser Beschreibung ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie im Vergleich zum Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine seitliche Schnittansicht eines Sitzbezugs gemäß der Beschreibung,
- 2: eine horizontale Schnittansicht durch den Sitzbezug gemäß 1,
- 3: eine seitliche Schnittansicht einer Sitzanordnung gemäß der Beschreibung, und
- 4: eine seitliche Schnittansicht einer Sitzanordnung gemäß dem Stand der Technik.
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1 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Sitzbezugs 10 für eine Sitzanordnung 11 (gemäß 4) eines Kraftfahrzeugs (nicht näher dargestellt), insbesondere eines Neigefahrzeugs. Der Sitzbezug 10 umfasst in der dargestellten Ausführungsform zwei (in Höhenrichtung H) aufeinanderliegende Lagen: eine Trägerlage 12, welche zum Aufbringen auf einen Sitzunterbau 13 der Sitzanordnung ausgebildet ist, und eine flächig mit der Trägerlage 12 verbundene Deckschicht 14. Die Deckschicht 14 ist als eine einzelne einheitliche Schicht ausgebildet und bildet mit einer der Trägerlage 12 abgewandten Oberfläche 14a eine Sitzfläche für einen Nutzer des Neigefahrzeugs.
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Zusätzlich weist die Trägerlage 12 ein oder mehrere elektrisch leitfähige Heizelemente 15a, 15b auf, die bei Anlegung einer elektrischen Spannung beziehungsweise beim Durchfließen mit elektrischem Strom Wärme erzeugen. Somit sind die Heizelemente 15a, 15b direkt im Sitzbezug 10 selbst integriert, so dass dieser beheizbar ausgebildet ist.
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Wie in der Schnittansicht (Schnitt A-A) gemäß 2 ersichtlich ist die Trägerlage 12 als textile Struktur ausgebildet. Die textile Struktur kann beispielsweise von einem Gewebe, Gelege, Geflecht oder Gewirke gebildet sein.
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Die dargestellten Heizelemente 15a, 15b können als elektrisch leitfähige Leiterbahnen ausgebildet sein, welche auf einer Oberseite und/oder einer Unterseite 12a der Trägerlage 12 aufgebracht sind, beispielsweise durch Aufdampfen von geeignetem, metallischem Werkstoff auf die entsprechende Oberfläche der Trägerlage 12.
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Die dargestellten Heizelemente 15a, 15b können aber auch von jeweils einem elektrisch leitfähigen Strang gebildet sein, der in die textile Struktur 16 eingearbeitet ist und sich somit auch zwischen den beiden Oberflächen in Dickenrichtung der Trägerlage 12 (von einer zur anderen Oberfläche) erstreckt. Geeignete Materialien für den mindestens einen Strang sind elektrisch leitfähige faserförmige Werkstoffe, wie insbesondere Kohlefasern. Diese können einzeln oder vorzugsweise als Faserbündel oder in anderer Form eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich sind für den mindestens einen Strang auch metallische Werkstoffe einsetzbar, die jeweils als Draht Verwendung finden. Das Einarbeiten in die textile Struktur kann beispielsweise durch ein Einweben, Einflechten oder Einnähen erfolgen.
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Alternativ kann die textile Struktur 16 selbst vollständig oder zumindest zu einem großen Anteil aus elektrisch leitfähigen Strängen gebildet sein. Das heißt die elektrisch leitfähigen Stränge bilden in dieser Alternative selbst vollständig oder abschnittsweise das Gewebe, Gelege, Geflecht oder Gewirke.
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Beispielhaft dargestellt und unabhängig von der Ausführung der Heizelemente 15a, 15b als eklektisch leitfähige Stränge oder als aufgebrachte Leiterbahnen, ist ein Heizelement 15a in Form einer mäanderförmigen Struktur angeordnet. Hierbei kann ein Verlauf des Heizelements 15a bei der Herstellung optimal an einen lokalen Wärmebedarf angepasst werden. So können die Abstände zu benachbarten Abschnitten des Heizelements 15a oder anderen Heizelementen 15b derart gewählt werden, dass heizintensive Bereiche mit einer höheren Dichte an Heizelementen versehen werden, als Bereiche mit geringerem Heizbedarf.
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Gemäß der Darstellung in den 1 und 2 sind die Heizelemente 15a, 15b beispielhaft entweder in einer Breitenrichtung B des Sitzbezugs 11 (und damit im verbauten Zustand auch in einer Fahrzeugbreitenrichtung des Kraftfahrzeugs) oder in einer Längsrichtung L des Sitzbezugs 11 (und damit im verbauten Zustand auch in einer Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs) ausgerichtet.
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3 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Sitzanordnung 110 gemäß dem Stand der Technik für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Neigefahrzeug, mit einem Sitzunterbau 130 und einem auf einer (in Fahrzeughöhenrichtung H) oberen Oberfläche des Sitzunterbaus angeordneten Sitzbezug 100. Die Sitzanordnung 110 ist je nach deren Erstreckung in der Längsrichtung L (im verbauten Zustand identisch zu einer Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs) als sattelartiger Fahrzeugsitz für einen Nutzer oder als sattelartige Sitzbank für mehrere Nutzer ausgebildet. Außerdem ist eine Sitzheizungsmatte 115 mit einem oder mehreren Heizelementen innerhalb des Sitzunterbaus 130 vorgesehen. Der Sitzunterbau 130 umfasst dabei ein zweiteiliges Sitzpolster mit einem unteren Schaumelement 130b, welches mit seiner Unterseite auf einer Oberseite beziehungsweise innerhalb einer Kavität einer Sitzwanne 130c flächig angeordnet ist. In Höhenrichtung H der Sitzanordnung 110 oberhalb des unteren Schaumelements 130b ist ein oberes Schaumelement 130a des Sitzpolsters vorgesehen, auf dessen Oberseite beziehungsweise auf dessen nach oben gewandter Oberfläche der Sitzbezug 100 angeordnet ist. Zwischen dem unteren 130b und dem oberen Schaumelement 130a ist die Sitzheizungsmatte 115 eingebettet, so dass deren hohe Eigensteifigkeit für einen auf der Sitzanordnung 110 sitzenden Nutzer nicht oder nur geringe Komforteinbußen bewirkt. Jedoch muss die Sitzheizungsmatte 115 derart ausgelegt sein, dass eine ausreichende Heizwirkung auf der Sitzfläche 140a für den Nutzer bereitgestellt werden kann. Hierzu muss der Wärmestrom zunächst das obere Schaumelement 130a in Richtung der Sitzfläche 140a durchdringen.
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4 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Sitzanordnung 11 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Neigefahrzeug, mit einem Sitzunterbau 13 und einem auf einer oberen Oberfläche des Sitzunterbaus 13 angeordneten Sitzbezug 10, wobei der Sitzbezug 10 gemäß den 1 und 2 ausgebildet ist.
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Auch diese Sitzanordnung 11 ist je nach deren Erstreckung in der Längsrichtung L (im verbauten Zustand identisch zu einer Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs) als sattelartiger Fahrzeugsitz oder als sattelartige Sitzbank ausgebildet. Der Sitzunterbau 13 umfasst rein beispielhaft ein zweiteiliges Sitzpolster mit einem unteren Schaumelement 13b, welches mit seiner Unterseite auf einer Oberseite beziehungsweise innerhalb einer Kavität einer Sitzwanne 13c flächig angeordnet ist. In der Höhenrichtung H der Sitzanordnung 11 oberhalb des unteren Schaumelements 13b ist ein oberes Schaumelement 13a des Sitzpolsters vorgesehen, auf dessen Oberseite beziehungsweise auf dessen nach oben gewandter Oberfläche der Sitzbezug 10 angeordnet ist.
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Anstelle der innerhalb des Sitzunterbaus 13 angeordneten Sitzheizungsmatte 115 (gemäß dem Stand der Technik) ist erfindungsgemäß der Sitzbezug 10 selbst beheizbar ausgebildet. Es kann somit auf eine derartige Sitzheizungsmatte 115 mit hoher Eigensteifigkeit verzichtet werden, wodurch ein Komfortempfinden des Nutzers nicht beeinträchtigt wird. Zudem muss der erzeugte Wärmestrom nicht erst durch das obere Schaumelement 13a dringen, sondern wird direkt im Sitzbezug 10, also in unmittelbarer Nähe zur Sitzfläche 14a erzeugt. So ist insbesondere der Abstand der Heizelemente 15a, 15b zur Sitzfläche 14a sehr gering und wird im Wesentlichen lediglich durch eine Dicke d der Decklage 14 (siehe 1) bestimmt. Dadurch ist ein Wärmeverlust oder eine Wärmeisolation von anderen zwischengeordneten Materialien, wie dem Schaum des Sitzpolsters, verhindert. Entsprechend entfällt eine zusätzlich limitierende Hitzebeständigkeit des oberen Schaumelements 13a. Außerdem wird eine Reaktionszeit von der Aktivierung des Heizelements 15a, 15b bis zur Bereitstellung der gewünschten Wärmewirkung an der Sitzfläche 14a deutlich reduziert.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Sitzbezugs 10 besteht darin, dass sich durch simples Tauschen des Sitzbezugs 10 auch Fahrzeuge ohne Sitzheizung oder Fahrzeuge mit einer bekannten Sitzheizungsmatte 115 gemäß dem Stand der Technik, wie in 3 dargestellt, leicht nachrüsten lassen, ohne aufwendige Änderungen am Sitzpolster vornehmen zu müssen.