Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Funktionsbauteil und ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Funktionsbauteils.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugsitze oder Fahrzeuglenkräder bekannt, die beheizt werden können. Hierzu existieren flächige Heizelemente, die ein Substrat sowie mindestens einen auf das Substrat aufgebrachten elektrischen Heizwiderstand umfassen. Sofern der Fahrzeugsitz oder das Fahrzeuglenkrad über das Heizelement erwärmt werden soll, wird der elektrische Heizwiderstand mit Spannung beaufschlagt, wodurch der Fahrzeugsitz oder das Fahrzeuglenkrad mittels der über den elektrischen Heizwiderstand abgegebenen Wärmeenergie temperiert werden kann. Um den elektrischen Heizwiderstand an dem Substrat zu befestigen, wird der elektrische Heizwiderstand bei diversen Ausführungsformen auf das Substrat aufgenäht. Solche Fertigungsprozesse für das Heizelement sind jedoch zeitintensiv. Zudem können bei solchen Heizelementen lediglich Substrate verwendet werden, die sich zum Aufnähen eines jeweiligen elektrischen Heizwiderstandes eignen. Eine mittels einer Naht hergestellte Verbindung kann sich nach häufiger Belastung lösen, wodurch der elektrische Heizwiderstand und das Substrat nicht mehr fest miteinander verbunden sind.

Entsprechende Probleme existieren zudem bei aus dem Stand der Technik bekannten kapazitiven Sensoren, die über einen oder über mehrere auf ein Substrat aufgenähte Drähte verfügen, um beispielsweise eine Sitzbelegung oder eine Lenkradberührung erkennen zu können. Auch sind solche Probleme beispielsweise bei Schirmleitern bekannt, die in der Praxis ebenso auf ein Substrat aufgenäht sind.

Die vorliegende Beschreibung zeigt daher, dass Verbesserungen bei Funktionsbauteilen wünschenswert sind, bei denen elektrische Drähte mit einem Substrat in Verbindung stehen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Entwicklung bereitzustellen, mit welcher sich die obig genannten Nachteile zumindest teilweise vermeiden lassen. Die Aufgabe wird mit den Gegenständen gelöst, welche die Merkmale in den unabhängigen Ansprüchen umfassen. Vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Funktionsbauteil, das ein Substrat und mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht umfasst. Weiter umfasst das Funktionsbauteil wenigstens einen thermoplastischen Träger, in den der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zumindest anteilig eingebettet ist und über den eine Verbindung für den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht zum Substrat bereitgestellt ist. Solche Verbindungen können besonders einfach hergestellt werden und gewährleisten eine sichere Fixierung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes am Substrat. Zudem können solche Verbindungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Substratmaterialien verwendet werden.

Wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von dem wenigstens einen thermoplastischen Träger gesprochen wird, so fallen hierunter auch solche thermoplastischen Träger, die lediglich anteilig aus einem thermoplastischen Material gebildet sind. Es kann jedoch auch sein, dass es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen Träger um einen solchen Träger handelt, der vollständig aus thermoplastischem Material gebildet ist.

Wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht gesprochen wird, so ist dieses Merkmal breit zu verstehen. Es fallen hierunter sämtliche elektrisch leitfähigen Elemente, die strangförmig verlaufen und eine gewisse elastische Flexibilität besitzen, um diese auch kurvenförmig verlegen zu können.

In bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der wenigstens eine thermoplastische Träger als wenigstens eine Schweißverbindung bzw. als wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung für den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht und das Substrat ausgebildet ist. Der mindestens eine elektrische leitfähige Draht und das Substrat können daher über den wenigstens einen thermoplastischen Träger miteinander verschweißt sein, wobei es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen Träger um wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung handelt.

Mit dem wenigstens einen thermoplastischen Träger, der als wenigstens eine Schweißverbindung bzw. als wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung für den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht und das Substrat ausgebildet ist, können somit der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht und das Substrat jeweils in Oberflächenkontakt stehen, sodass der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht und das Substrat über die wenigstens eine Schweißverbindung bzw. über die wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung aneinandergehalten werden. Vorteilhafterweise liefern solche Schweißverbindungen bzw. solche Kunststoffschweißverbindungen glatte Oberflächen, ohne Kerbwirkungen und mit gleichmäßiger Spannungsverteilung. Auch dies führt zu einer besonders stabilen und langlebigen Fixierung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes am Substrat, wobei zudem durch die glatte Oberfläche ein günstiges optisches Erscheinungsbild erreicht werden kann.

Auch kann es sein, dass mehrere unterschiedliche elektrisch leitfähigen Drähte derart auf dem Substrat angeordnet sind, dass sie sich in einem Bereich oder in mehreren Bereichen kreuzen. Solche Ausführungsformen können in technischer und ästhetischer Hinsicht Vorteile mit sich bringen.

Als weiterer Vorteil kann genannt werden, dass elektrisch leitfähige Drähte bzw. Heizleiter oder Heizdrähte auch mit sehr geringem Abstand nebeneinander angeordnet werden können, wenn es sich bei der Verbindung des elektrisch leitfähigen Drahtes zum Substrat um wenigstens einen thermoplastischen Träger handelt. In diversen Ausführungsformen des elektrischen Funktionsbauteils kann es daher sein, dass mehrere unterschiedliche elektrisch leitfähige Drähte bzw. dass mehrere unterschiedliche elektrische Heizdrähte in einem Abstand von weniger als 1 mm nebeneinander angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend hierzu kann es in diversen Ausführungsformen sein, dass ein bestimmter elektrisch leitfähiger Draht bzw. dass ein bestimmter elektrischer Heizdraht mehrere Bereiche ausbildet, die in einem Abstand von weniger als 1 mm benachbart nebeneinanderliegen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn der bestimmte elektrisch leitfähige Draht bzw. der bestimmte elektrische Heizdraht mäandrierend auf dem Substrat angeordnet ist.

Der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht kann einen Radius von maximal 1mm besitzen. Bewährt haben sich auch Ausführungsformen, bei denen der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht einen Durchmesser von 20pm-200pm besitzt. Auch haben sich Ausführungsformen bewährt, bei denen der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht einen Durchmesser von 0,1mm besitzt. Bei solchen Ausführungsformen kann der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zudem als Schirmleiter bzw. als Abschirmleiter ausgebildet sein. Bewährt haben sich auch Ausführungsformen, bei welchen das Funktionsbauteil einen ersten elektrisch leitfähigen Draht umfasst, der als Abschirmleiter ausgebildet ist und in einen thermoplastischen Träger zumindest anteilig eingebettet ist, wobei über den thermoplastischen Träger eine Verbindung für den ersten elektrisch leitfähigen Draht zum Substrat bereitgestellt ist und der erste elektrisch leitfähige Draht auf einer ersten Seite des Substrates angeordnet ist. Zusätzlich kann das elektrische Funktionsbauteil einen zweiten elektrisch leitfähigen Draht umfassen, der als kapazitiver Sensor ausgebildet ist und in einen thermoplastischen Träger zumindest anteilig eingebettet ist, wobei über den thermoplastischen Träger eine Verbindung für den zweiten elektrisch leitfähigen Draht zum Substrat bereitgestellt ist und der zweite elektrisch leitfähige Draht auf einer zweiten Seite des Substrates angeordnet ist, welche der ersten Seite gegenüberliegt.

Der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht kann einen Radius von 1mm oder zumindest näherungsweise 1 mm besitzen. Auch kann es sein, dass der vorherig beschriebene bestimmte elektrisch leitfähige Draht einen Radius von 1mm oder zumindest näherungsweise 1mm besitzt.

Sofern gemäß der vorherigen Beschreibung mehrere unterschiedliche elektrisch leitfähige Drähte vorgesehen sind, kann es sein, dass die mehreren unterschiedlichen elektrisch leitfähigen Drähte jeweils einen Radius von 1mm oder zumindest näherungsweise 1mm besitzen oder dass die mehreren unterschiedlichen elektrisch leitfähigen Drähte jeweils einen Radis von maximal 1mm besitzen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Radius beschränkt, so dass die mehreren unterschiedlichen elektrisch leitfähigen Drähte bzw. der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht auch einen Radius aufweisen können, der größer als 1 mm ausgebildet ist.

Bei diversen Ausführungsformen sind keine weiteren Verbindungen vorgesehen, um den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht am Substrat zu halten. Es kann somit sein, dass das Funktionsbauteil genau eine Verbindung zum Fixieren des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes am Substrat aufweist, bei welcher genau einen Verbindung der wenigstens eine thermoplastische Träger als wenigstens eine Schweißverbindung bzw. als wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung für den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht und das Substrat ausgebildet.

Es kann somit sein, dass der im Funktionsbauteil bereits erstarrte wenigstens eine thermoplastische Träger zum Herstellen einer Verbindung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes zum Substrat vorhergehend wenigstens partiell in einen fließfähigen Aggregatszustand überführt worden ist.

Alternativ oder ergänzend zu den vorherig beschriebenen Ausführungsformen kann der wenigstens eine thermoplastische Träger durch wenigstens eine thermoplastische Beschichtung ausgebildet sein, die über den gesamten Umfangsverlauf auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht aufgebracht ist und zumindest abschnittsweise entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verläuft. In besonders bevorzugten Ausführungsformen kann die wenigstens eine thermoplastische Beschichtung über den größten Anteil entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verlaufen oder sogar vollständig entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verlaufen.

Alternativ hierzu kann es sein, dass der wenigstens eine thermoplastische Träger durch wenigstens eine thermoplastische Beschichtung ausgebildet ist, die lediglich anteilig entlang des Umfangsverlaufs des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verläuft und die zudem zumindest abschnittsweise entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verläuft. Auch bei solchen Ausführungsformen kann die wenigstens eine thermoplastische Beschichtung über den größten Anteil entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verlaufen oder sogar vollständig entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verlaufen.

Bei dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht kann es sich um mindestens einen elektrischen Heizdraht handeln. In weiteren Ausführungsformen kann der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht auch durch mindestens eine Folie und/oder durch mindestens einen weiteren elektrischen Heizleiter ausgebildet sein, der einen elektrischen Widerstand ausbildet, um Wärmeenergie abgeben zu können. Auch ist denkbar, dass der mindestens eine elektrische Draht einen kapazitiven Sensor bildet oder als Bestandteil eines kapazitiven Sensors ausgebildet ist. Weiter kann es sein, dass der mindestens eine elektrische Draht einen Schirmdraht bzw. mindestens einen Abschirmdraht ausbildet.

Es hat sich gezeigt, dass gegenüber kapazitiven Sensoren, bei denen der elektrisch leitfähige Draht auf ein Substrat aufgenäht ist, ein vergleichsweise geringer Anteil an elektrisch leitfähigem Draht benötigt wird, um eine ordnungsgemäße Arbeitsweise des kapazitiven Sensors gewährleisten zu können. Der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht kann in diversen Ausführungsformen einen Durchmesser von 20|jm bis 200pm besitzen.

Das Substrat kann beispielsweise als Papier, als PU-Folie, als Polycarbonat-Folie, als Polymer-Papier, als textiles Flächengewirke, als PVB-Folie oder als Polycarbonat- Platte ausgebildet sein.

Auch kann es sein, dass das Substrat als Sitzbezug für einen Fahrzeugsitz ausgebildet ist. Der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht kann hierbei durch mindestens einen Heizdraht ausgebildet sein und/oder mindestens einen kapazitiven Sensor bereitstellen und/oder durch mindestens einen Schirmdraht gebildet sein. Es kann somit sein, dass das Substrat als Sitzbezug für einen Fahrzeugsitz und durch Leder und/oder durch ein textiles Flächengewirke ausgebildet ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Funktionsbauteilen werden elektrisch leitfähige Drähte häufig über Nahtverbindungen an einem Substrat festgesetzt. Solche Nahtverbindungen müssen einen Sitzbezug vollständig durchgreifen und können daher zu einem unerwünschten optischen Erscheinungsbild führen. Hingegen wird das optische Erscheinungsbild eines Sitzbezuges durch einen thermoplastischen Träger nicht beeinflusst, da sich dieser lediglich auf einer Seite des Sitzbezuges befinden kann, welcher nicht zu erkennen ist, wenn sich der Sitzbezug am Fahrzeugsitz befindet.

Die Erfindung betrifft zudem eine Verwendung eines Funktionsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorhergehenden Beschreibung als Heizelement, insbesondere als Heizelement für einen Fahrzeugsitz oder als Heizelement für ein Fahrzeuglenkrad.

Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Funktionsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiele der vorhergehenden Beschreibung als kapazitiven Sensor, insbesondere als kapazitiven Sensor zur Fahrzeugsitzbelegungserkennung oder als kapazitiven Sensor zur Erkennung einer Fahrzeuglenkradkontaktierung durch eine Person.

Auch betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Funktionsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorhergehenden Beschreibung zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen, wobei der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht als mindestens ein Abschirmleiter betrieben wird. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Funktionsbauteils und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Funktionsbauteils gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.

Bei dem Verfahren wird ein Substrat bereitgestellt. Beispielsweise kann hierzu eine Horizontalfördereinrichtung vorgesehen sein, welche das Substrat bereitstellt. Auch kann eine Ablage oder Arbeitsfläche vorgesehen sein, auf welcher das Substrat angeordnet und hierdurch bereitgestellt wird.

Ein weiterer Schritt sieht ein Erwärmen wenigstens eines thermoplastischen Trägers vor, so dass der wenigstens eine thermoplastische Träger hierdurch wenigstens partiell in einen fließfähigen Aggregatszustand überführt wird.

Im Rahmen eines weiteren Schrittes erfolgt ein Anordnen mindestens eines elektrisch leitfähigen Drahtes an dem Substrat, wobei der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht hierbei das Substrat über den wenigstens einen thermoplastischen Träger kontaktiert, der sich wenigsten partiell im fließfähigen Aggregatszustand befindet und nachfolgend erstarrt, woraus resultierend der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht über den erstarrten thermoplastischen Träger mit dem Substrat verbunden ist.

Die Praxis hat gezeigt, dass sich eine solche Verbindung des elektrisch leitfähigen Drahtes gegenüber einem Vernähen des elektrisch leitfähigen Drahtes mit dem Substrat mit höherer Geschwindigkeit umsetzen lässt. Hierdurch lässt sich eine größere Anzahl an elektrischen Funktionsbauteilen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums herstellen. Die Verbindung des elektrisch leitfähigen Drahtes mit dem Substrat über den wenigstens einen thermoplastischen Träger kann somit die einzige Verbindung des elektrisch leitfähigen Drahtes zum Substrat sein.

Es ist jedoch in diversen Ausführungsformen auch denkbar, dass der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zusätzlich zur Verbindung über den wenigstens einen thermoplastischen Träger auf das Substrat aufgenäht ist. Solche Ausführungsformen, bei denen der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht sowohl über den wenigstens einen thermoplastischen Träger als auch über eine Nahtverbindung mit dem Substrat verbunden ist, haben sich bewährt, um eine besonders sichere und stabile Befestigung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes an dem Substrat bereitstellen zu können. Der wenigstens eine thermoplastische Träger kann hierbei wenigstens eine Schweißverbindung bzw. wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung ausbilden, welche den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht am Substrat hält. Insbesondere kann der wenigstens eine thermoplastische Träger hierbei wenigstens eine Schweißverbindung bzw. wenigstens eine Kunststoffschweißverbindung ausbilden, in welche der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zumindest anteilig eingebettet ist und welche den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht am Substrat hält.

Es kann sein, dass der wenigstens eine thermoplastische Träger über mindestens eine Sonotrode wenigstens partiell in den fließfähigen Aggregatszustand überführt wird.

Weiter kann es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen Träger um wenigstens eine Beschichtung handeln oder der wenigstens eine thermoplastische Träger wenigstens eine Beschichtung umfassen, die zumindest anteilig oder sogar vollständig über den Umfangsverlauf auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht aufgebracht ist und zumindest abschnittsweise entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verläuft. Hierbei kann es sein, dass der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zusammen mit der wenigstens einen aufgebrachten Beschichtung der mindestens einen Sonotrode zugeführt wird, welche mindestens eine Sonotrode den als wenigstens eine Beschichtung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes zugeführten wenigstens einen thermoplastischen Träger wenigstens partiell in den fließfähigen Aggregatszustand überführt. Es kann sein, dass der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zusammen mit der wenigstens einen aufgebrachten Beschichtung die mindestens eine Sonotrode durchläuft und hierbei über einen Kanal in der mindestens einen Sonotrode geführt wird.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann es sein, dass es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen Träger um wenigstens eine Beschichtung handelt oder dass der wenigstens eine thermoplastische Träger wenigstens eine Beschichtung umfasst, welche auf das Substrat aufgebracht ist. Hierbei kann es sein, dass die mindestens eine Sonotrode den als wenigstens eine Beschichtung auf das Substrat aufgebrachten wenigstens einen thermoplastischen Träger partiell in den fließfähigen Aggregatszustand überführt, wobei sich die wenigstens eine Beschichtung hierbei auf dem Substrat befindet.

In bevorzugten Ausführungsformen kann die mindestens eine Sonotrode zum Anordnen des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes an dem Substrat entlang des Substrates bewegt werden und hierbei eine Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung durchführen, durch welche Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung der als wenigstens eine Beschichtung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes zugeführte wenigstens eine thermoplastische Träger wenigstens partiell in den fließfähigen Aggregatszustand überführt wird.

Es haben sich Ausführungsformen bewährt, bei denen die mindestens eine Sonotrode zum Anordnen des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes an dem Substrat entlang des Substrates bewegt wird und hierbei durchgehend gegenüber dem Substrat beabstandet ist.

Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Funktionsbauteils. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Verlegungseinrichtung, welche zum Anordnen mindestens eines elektrische leitfähigen Drahtes auf einem Substrat ausgebildet ist und über welche wenigstens eine Verlegungseinrichtung wenigstens ein zum Verbinden des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes mit dem Substrat vorgesehener thermoplastischer Träger derart temperierbar ist, dass der wenigstens eine thermoplastische Träger mittels der Temperierung wenigstens partiell in einen fließfähigen Aggregatszustand überführbar ist.

Es kann sein, dass die wenigstens eine Verlegungseinrichtung als mindestens eine Sonotrode ausgebildet ist oder mindestens eine Sonotrode umfasst.

Hierbei kann es sein, dass die mindestens eine Sonotrode derart ausgebildet ist, dass die mindestens eine Sonotrode einen thermoplastischen Träger, bei dem es sich um wenigstens eine zumindest anteilig oder sogar vollständig über den gesamten Umfangsverlauf auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Draht aufgebrachte und zumindest abschnittsweise entlang des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes verlaufende Beschichtung handelt, derart temperieren kann, dass die wenigstens eine Beschichtung mittels der Temperierung wenigstens partiell in den fließfähigen Aggregatszustand überführbar ist.

Weiter kann es sein, dass die mindestens eine Sonotrode derart konfiguriert und ausgestattet ist, dass die mindestens eine Sonotrode zur Temperierung des wenigstens einen thermoplastischen Trägers eine Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung durchführen kann.

Denkbar ist auch, dass die mindestens eine Sonotrode derart konfiguriert und ausgestattet ist, dass die mindestens eine Sonotrode zum Anordnen des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes auf dem Substrat entlang des Substrates bewegbar ist, wobei die mindestens eine Sonotrode hierbei durchgehend gegenüber dem Substrat beabstandet ist.

Die mindestens eine Sonotrode kann einen Kanal ausbilden, welchen der mindestens eine elektrisch leitfähige Draht zusammen mit der wenigstens einen aufgebrachten thermoplastischen Beschichtung derart durchlaufen kann, dass die wenigstens eine aufgebachte thermoplastische Beschichtung hierbei über die mindestens eine Sonotrode erwärmt wird und hierdurch wenigstens partiell in einen fließfähigen Aggregatszustand überführt wird.

Ergänzend oder alternativ hierzu kann es sein, dass der Kanal zur Führung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Drahtes zusammen mit der wenigstens einen aufgebrachten thermoplastischen Beschichtung ausgebildet ist.

An dieser Stelle sei ergänzend betont, dass Merkmale, welche vorhergehend zur Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen von einem der erfindungsgemäßen Verfahren die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ohne erneut erwähnt zu werden. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Funktionsbauteils; Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und verdeutlicht einzelne Schritte, wie sie in diversen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein können;

Figur 3 zeigt im Flussdiagramm Schritte, wie sie einzeln oder gemäß der in Figur 3 dargestellten Kombination und/oder Reihenfolge in diversen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein können.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.

Das in Figur 1 dargestellte elektrische Funktionsbauteil 1 ist als Heizelement 2 ausgebildet, kann jedoch in weiteren Ausführungsformen auch als kapazitiver Sensor ausgebildet sein oder zur Abschirmung verwendet werden.

Das Funktionsbauteil 1 bzw. das Heizelement 2 umfasst ein Substrat 7, das beispielsweise durch eine Folie oder durch ein textiles Flächengewirke ausgebildet sein kann. Hierdurch besitzt das Substrat 7 eine ausreichende Flexibilität, um elastischen Verformungen eines Fahrzeugsitzes nachgeben zu können.

Weiter umfasst das Funktionsbauteil 1 einen elektrisch leitfähigen Draht 3, der als Heizdraht 5 ausgebildet ist und im Rahmen eines Herstellungsprozesses mit dem Substrat 7 verbunden wurde. Der elektrisch leitfähige Draht 3 bzw. der elektrische Heizdraht 5 wurde hierbei mäandrierend auf dem Substrat 7 verlegt. In Abhängigkeit der jeweiligen Verwendung für das Funktionsbauteil 1 kann der elektrisch leitfähige Draht 3 auch mit einem anderen Verlauf auf dem Substrat 7 verlegt werden, welcher von dem mäandrierenden Verlauf entsprechend Figur 1 abweicht. Auch können mehrere solche elektrisch leitfähigen Drähte 3 vorgesehen sein, welche auf einem Substrat 7 mittels eines nachfolgend noch beschriebenen Verfahrens angeordnet werden.

Um das Funktionsbauteil 1 auch nach längerem Einsatz in einem ordnungsgemäßen Zustand zu erhalten, ist es notwendig, dass der elektrisch leitfähige Draht 3 mit einer beständigen Fixierung am Substrat 7 festgesetzt ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungen kann nicht mit Gewissheit ausgeschlossen werden, dass sich der elektrisch leitfähige Draht 3 bei einem längeren Gebrauch des Funktionsbauteils 1 ungewollt vom Substrat 7 löst. Sofern über das Funktionsbauteil 1 bzw. über das Heizelement 2 ein Fahrzeugsitz beheizt werden soll, können Probleme mit dem Betrieb der Sitzheizung einhergehen, wenn sich das Funktionsbauteil 1 bzw. das Heizelement 2 durch ein ungewolltes Lösen des elektrisch leitfähige Drahtes 3 vom Substrat 7 nicht mehr im ordnungsgemäßen Zustand befindet. Die Wahrscheinlichkeit einer langen Lebensdauer des Funktionsbauteils 1 kann zudem erhöht werden, wenn eine Verbindung des elektrisch leitfähigen Drahtes 3 zum Substrat 7 eine gewisse elastische Flexibilität besitzt bzw. wenn der elektrisch leitfähige Draht 3 nicht starr am Substrat 7 angeordnet wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform eines Funktionsbauteils 1 bzw. eines Heizelementes 2 werden solche Probleme vermieden. Hierzu ist der elektrisch leitfähige Draht 3 über einen in Figur 1 nicht mit dargestellten thermoplastischen Träger 9 (vgl. Figur 2) am Substrat 7 befestigt. Wie nachfolgend zu Figur 2 beschrieben ist, wurde der thermoplastische Träger 9 über eine Sonotrode 8 in einen fließfähigen Aggregatszustand überführt und der elektrisch leitfähige Draht 3 an dem Substrat 7 derart angeordnet, dass der elektrisch leitfähige Draht 3 das Substrat 7 über den thermoplastischen Träger 9 kontaktiert. Der thermoplastische Träger 9 befindet sich hierbei zunächst noch in einem fließfähigen Aggregatszustand, wenn der elektrisch leitfähige Draht 3 zusammen mit dem thermoplastischen Träger 9 auf dem Substrat 7 verlegt wird. Nach einer gewissen Verweildauer erstarrt der thermoplastische Träger 9, wodurch der elektrisch leitfähige Draht 3 mit dem Substrat 7 über den sodann erstarrten thermoplastischen Träger 9 verbunden ist.

Durch ein solches Herstellungsverfahren wird auf einfache und schnelle Art und Weise eine besonders stabile Verbindung zwischen dem elektrisch leitfähigen Draht 3 und dem Substrat 7 geschaffen. Durch die elastische Ausbildung des thermoplastischen Trägers 9 bleibt die stabile Verbindung auch erhalten, wenn auf das Substrat 7 und auf den elektrisch leitfähigen Draht 3 mit einer Kraft oder Masse eingewirkt wird, was ggf. dann der Fall sein kann, wenn das Funktionsbauteil 1 in einen Fahrzeugsitz eingebracht ist und eine Person auf dem Fahrzeugsitz Platz nimmt. Solche Anordnungen können beispielsweise dann vorgesehen sein, wenn es sich bei dem Funktionsbauteil 1 um einen kapazitiven Sensor zur Sitzbelegungserkennung handelt oder wenn das Funktionsbauteil 1 als Heizelement 2 für einen Fahrzeugsitz ausgebildet ist. Zudem können mittels des beschriebenen Verfahrens elektrisch leitfähige Drähte 3 bzw. Heizdrähte 5 an einer Vielzahl unterschiedlicher Substratmaterialien befestigt werden. Eine Verbindung über einen thermoplastischen Träger 9, der zunächst in einen fließfähigen Aggregatszustand gebracht wird und nachfolgend erstarrt, eignet sich mitunter, um elektrisch leitfähige Drähte 3 mit einem Substrat 7 verbinden zu können, bei dem es sich um ein textiles Flächengewirke, eine Kunststofffolie oder eine im Wesentlichen starre Platte aus Kunststoff handelt. Die beschriebene Verbindung über einen solchen thermoplastischen Träger 9 zeichnet sich somit auch dadurch aus, dass eine große Flexibilität im Hinblick auf die verwendeten Substratmaterialien besteht.

Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 und verdeutlicht einzelne Schritte, wie sie in diversen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 (vgl. Figur 3) vorgesehen sein können. Die Vorrichtung 10 umfasst eine in Figur 2 nicht mit dargestellte Bereitstellung, auf welcher das Substrat 7 in einem Arbeitsbereich der Verlegungseinrichtung 4 angeordnet werden kann. Bei der Bereitstellung kann es sich beispielsweise um eine Auflage bzw. um eine Arbeitsfläche handeln, die sich im Arbeitsbereich der Verlegungseinrichtung 4 befindet. Auch kann es sich bei der Bereitstellung um eine Horizontalfördereinrichtung handeln, welche das Substrat 7 in den Arbeitsbereich der Verlegungseinrichtung 4 transportiert. Die Verlegungseinrichtung 4 ist als Sonotrode 8 ausgebildet und kann den elektrisch leitfähigen Draht 3 bzw. den elektrischen Heizdraht 5 entlang einer vorgegebenen Bahn auf dem Substrat 7 anordnen. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 behält das Substrat 7 hierbei seine Position bei. Die Verlegungseinrichtung 4 bzw. die Sonotrode 8 wird entlang des Substrates 7 bewegt, um den elektrisch leitfähigen Draht 3 auf dem Substrat 7 anzuordnen.

Auf den elektrisch leitfähigen Draht 3 ist entlang seines gesamten Umfangsverlaufs ein thermoplastischer Träger 9 aufgebracht, bei dem es sich um eine thermoplastische Beschichtung 12 handelt. Der thermoplastische Träger 9 bzw. die thermoplastische Beschichtung 12 erstreckt sich in Längsrichtung entlang des gesamten elektrisch leitfähigen Drahtes 3. Der elektrisch leitfähige Draht 3 ist somit vollständig in den thermoplastischen Träger 9, bei dem es sich um eine thermoplastische Beschichtung 12 handelt, eingebettet.

Zusammen mit dem thermoplastischen Träger 9 bzw. zusammen mit der thermoplastischen Beschichtung 12 wird der elektrisch leitfähige Draht 3 der Verlegungseinrichtung 4 bzw. der Sonotrode 8 zugeführt. Die Sonotrode 8 führt durchgehend eine Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung aus, wodurch der thermoplastische Träger 9 bzw. die thermoplastische Beschichtung 12 erwärmt wird und hierbei in einen fließfähigen Aggregatszustand überführt wird. Während die Sonotrode 8 diese Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung ausführt, bewegt sich die Sonotrode 8 entlang einer definierten Bahn über das Substrat 7, wodurch der elektrisch leitfähige Draht 3 zusammen mit dem thermoplastischen Träger 9 bzw. zusammen mit der thermoplastischen Beschichtung 12 auf dem Substrat 7 angeordnet wird. Der thermoplastische Träger 9 bzw. das thermoplastische Substrat 12 befindet sich hierbei noch partiell in dem fließfähigen Aggregatszustand.

Nachdem der elektrisch leitfähige Draht 3 zusammen mit dem thermoplastischen Träger 9 solchermaßen auf dem Substrat 7 angeordnet wurden, erstarrt der thermoplastische Träger 9 nach einer gewissen Verweildauer, wodurch der elektrisch leitfähige Draht 3 über den thermoplastischen Träger 9 mit dem Substrat 7 verbunden ist und der thermoplastische Träger 9 eine Kunststoffschweißverbindung ausbildet, die den elektrisch leitfähigen Draht 3 am Substrat 7 hält.

Während der gesamten Bewegung der Sonotrode 8 entlang des Substrates 7 ist die Sonotrode 8 gegenüber dem Substrat 7 beabstandet und besitzt keinen Oberflächenkontakt zum Substrat 7. Ihren relativen Abstand gegenüber dem Substrat 7 kann die Sonotrode 8 zumindest näherungsweise beibehalten, bis der gesamte elektrisch leitfähige Draht 3 zusammen mit der aufgebrachten Beschichtung 12 auf dem Substrat 7 verlegt worden ist.

Figur 3 zeigt im Flussdiagramm Schritte, wie sie einzeln oder gemäß der in Figur 3 dargestellten Kombination und/oder Reihenfolge in diversen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 vorgesehen sein können. Im Schritt 110 wird ein Substrat 7 bereitgestellt. Bei dem Substrat 7 kann es sich beispielsweise um eine Kunststofffolie oder um ein textiles Flächengewirke handeln.

Auf den Schritt 110 folgt der Schritt 120, bei dem einer Sonotrode 8 ein elektrisch leitfähiger Draht 3 und ein thermoplastischer Träger 9 gemeinsam zugeführt werden. Bei dem thermoplastischen Träger 9 handelt es sich um eine thermoplastische Beschichtung 12, die über den gesamten Umfangsverlauf auf den elektrisch leitfähigen Draht 3 aufgebracht ist und entlang des elektrisch leitfähigen Drahtes 3 verläuft.

Im Schritt 130 wird die thermoplastische Beschichtung 12 über die Sonotrode 8 erwärmt, so dass die thermoplastische Beschichtung 12 hierbei in einen fließfähigen Aggregatzustand überführt wird. Hierbei ist die thermoplastische Beschichtung 12 noch durch die Sonotrode 8 aufgenommen. Zum Erwärmen der thermoplastischen Beschichtung führt die Sonotrode 8 eine Vibrationsbewegung in vertikaler Richtung durch. Im Schritt 140 wird der elektrisch leitfähige Draht zusammen mit der thermoplastischen Beschichtung 12 von der Sonotrode 8 in definierten Bahnen, die auf eine Beheizung eines Fahrzeugsitzes abgestimmt sind, auf dem Substrat 7 verlegt. Die thermoplastische Beschichtung 12 befindet sich hierbei noch im fließfähigen Aggregatszustand.

Auf den Schritt 140 folgt der Schritt 150. Im Schritt 150 ist das Verlegen des elektrisch leitfähigen Drahtes 3 und der thermoplastischen Beschichtung 12 auf dem Substrat 7 abgeschlossen. Die thermoplastische Beschichtung 12 erstarrt im Schritt 150 nach einer gewissen Verweildauer, wodurch der elektrisch leitfähige Draht 3 über die sodann erstarrte thermoplastische Beschichtung 12 mit dem Substrat 7 verbunden ist. Die thermoplastische Beschichtung 12 bildet hierbei eine Kunststoffschweißverbindung aus, über die der elektrisch leitfähige Draht 3 an dem Substrat 7 gehalten wird.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezuqszeichenliste

Elektrisches Funktionsbauteil

Heizelement

Elektrischer Heizleiter

Verlegungseinrichtung

Heizdraht

Substrat

Sonotrode

Thermoplastischer Träger

Vorrichtung

Beschichtung

Verfahren

Erster Verfahrensschritt

Zweiter Verfahrensschritt

Dritter Verfahrensschritt

Vierter Verfahrensschritt

Fünfter Verfahrensschritt