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Die Erfindung betrifft eine Fußmatteneinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die meisten Kraftwagen verfügen im Fußraum von Fahrer und Passagieren über Fußmatten. Diese Fußmatten können, z. B. zum Zwecke der Reinigung, entfernt werden. In modernen Fahrzeugen können diese Fußmatten auch mit zusätzlichen Funktionen, wie beispielsweise einer Heizfunktion, versehen sein. Für eine zuverlässige Funktion ist ein ordnungsgemäßer Einbau einer Fußmatte, insbesondere eine genaue Positionierung, hier wichtig.
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In der
DE 10 2011 101 011 A1 ist ein Beispiel für eine Fußmatte in einem Kraftwagen offenbart. Dort ist eine Fußbodenheizung in eine lösbar auf dem Fußboden eines Kraftwagens anbringbare Fußmatte integriert, welche über ein Verbindungselementepaar mit einem Pluspol und einem Minuspol der Energieversorgungsquelle des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fußmatteneinrichtung für einen Kraftwagen bereitzustellen, bei welcher der ordnungsgemäße Einbau einer Fußmatte vereinfacht überprüfbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fußmatteneinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ist Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Um einen ordnungsgemäßen Einbau der Fußmatte zu gewährleisten, ist bei einer erfindungsgemäßen Fußmatteneinrichtung für einen Kraftwagen wenigstens eine Fußmatte vorhanden, welche unter Vermittlung wenigstens eines Befestigungselements an wenigstens einem korrespondierenden Befestigungselement im Fußraum des Kraftwagens festgelegt ist, wobei die zusammenwirkenden Befestigungselemente auf Seiten der Fußmatte und im Fußraum wenigstens einen jeweiligen elektrischen Kontakt aufweisen, welche elektrisch zusammenwirken. Wesentlich ist hier, dass über die elektrischen Kontakte der zusammenwirkenden Befestigungselemente auf Seiten der Fußmatte und im Fußraum ein Signal an eine Überwachungseinrichtung zur Detektion eines ordnungsgemäßen Einbaus der Fußmatte übermittelbar ist. Die Befestigungselemente koppeln also die Fußmatte sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Kraftwagen. Das hat den Vorteil, dass sichergestellt werden kann, dass die Befestigung der Fußmatte korrekt erfolgt ist. Insbesondere ist hier über die Überwachungseinrichtung bei nicht ordnungsgemäßem Einbau der Fußmatte ein Warnhinweis ausgebbar, so dass Fahrer und Kraftwagen bei einem Einbau oder Wiedereinbau der Fußmatte über den fehlerhaften Einbau informiert werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fußmatte beheizbar. Das hat den Vorteil, dass eine Kältezone im Fußbereich vermieden werden kann. Da eine elektrische Kontaktierung der Fußmatte bereits vorgesehen ist, ist außerdem der erforderliche Mehraufwand für diese Zusatzfunktion, der insbesondere wegen der Stromversorgung und Ansteuerung der heizbaren Fußmatte anfällt, äußerst gering.
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Bevorzugt ist hier vorgesehen, dass die Fußmatte elektrisch durch Heizadern beheizbar ist und die Heizadern zumindest teilweise ein Trägergewebe in der Fußmatte ersetzen, insbesondere in einer Polyurethan-Schaumschicht der Fußmatte. Das hat den Vorteil, dass so auf Teile des Trägergewebes verzichtet werden kann, ohne dass hierbei ein Verlust von Stabilität oder Reißfestigkeit der Fußmatte autritt. Die Anordnung der Heizadern in einer Polyurethan-Schaumschicht der Fußmatte ist insofern von besonderem Vorteil, als dass die Polyurethan-Schaumschicht eine besonders hohe mechanische Dämpfung hat, welche einem Beschädigen der Heizadern z. B. bei einer Reinigung, insbesondere bei einem Klopfen, vorbeugt. Ferner verfügt Polyurethan über ein sehr gutes Rückstellverhalten bei Biegebeanspruchung und Druckbelastung, so dass die Heizadern auch bei ordnungsgemäßem Gebrauch mechanisch geschont werden.
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Ferner verfügt in einer Ausführungsform der Erfindung die Fußmatte über eine Schutzfolie, insbesondere eine Polyethylenfolie, welche auf den für eine elektrische Kontaktierung vorgesehenen Flächen oder Bereichen der Fußmatte und der Heizadern angebracht ist. Das hat den Vorteil, dass in einem Herstellungsprozess, der ebenfalls Teil der Erfindung ist, eine Verklebung, insbesondere eine Verklebung der Polyurethan-Schaumschicht, mit den Kontaktierungsflächen oder -bereichen von Fußmatte und Heizadern unterbleibt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, einen insbesondere magnetischen Referenzpunkt auf der genannten Schutzfolie anzubringen, um die Fläche oder den Bereich, in dem die elektrische Kontaktierung erfolgen soll, zu markieren. Mit dieser Markierung wird dann eine Freilegung der Kontaktierungsflächen oder -bereiche der Heizadern gesteuert.
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Die Freilegung erfolgt in vorteilhafter Weise mittels eines CO2-Lasers, bei welchem der Laser im markierten Bereich, also im Bereich der Schutzfolie, eine Ausformung in die Polyurethan-Schaumschicht schneidet. Da ein CO2-Laser nicht zur Behandlung von Buntmetallen ausgelegt ist, kann die Intensität des Laserstrahls, welcher in solch einem Laserschneidverfahren verwendet wird, ohne weiteres so eingestellt werden, dass eine kupferne Kontaktierungsfläche der Heizadern nicht von dem Laser beschädigt wird. Nach diesem Schneidvorgang kann ein Schnittrest auch von Hand entfernt werden, da dieser Schnittrest auf Grund der Schutzfolie nicht mit dem Rest der Polyurethan-Schaumschicht verbunden ist. Damit sind die Teilbereiche der Fußmatte zugänglich, an denen eine elektrische Kontaktierung mit dem Befestigungselement auf Seiten der Fußmatte vorgesehen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die zusammenwirkenden Befestigungselemente auf Seiten der Fußmatte und im Fußraum jeweils eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf. Das hat den Vorteil, dass so die Möglichkeit besteht, über die Befestigungselemente weitere Stromversorgungsmöglichkeiten und in Folge insbesondere zusätzliche Sensorfunktionen in die Fußmatteneinrichtung zu integrieren. Insbesondere kann so eine genauere Abfrage der Position der Fußmatte erfolgen, sowie über einen zusätzlichen Sensor insbesondere eine Information über ein Vorhandensein eines Fußes auf der Fußmatte abgefragt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zusammenwirkenden Befestigungselemente als eine Rastverbindung oder eine Aufsteckverbindung ausgelegt sind. Das hat den Vorteil, dass so auf eine einfache Art und Weise eine feste mechanische Fixierung senkrecht zu den typischerweise auftretenden Verschiebekräften, welche meist parallel zur Fußmatte erfolgen, möglich ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungselement im Fußraum des Kraftwagens ein hervorstehendes Halteelement am Boden des Kraftwagens und das Befestigungselement auf Seiten der Fußmatte dazu ausgelegt, den hervorstehenden Teil des Halteelements reversibel lösbar aufzunehmen. Die Fußmatte wird in diesem Fall also nach dem Druckknopfprinzip mit dem Boden des Kraftwagens verbunden. Das hat den Vorteil, dass die Fußmatte besonders leicht entfernbar ist und auch der Boden des Kraftwagens, da er ja dann lokal konvex geformt ist, nach Entfernen der Fußmatte an dieser Stelle leicht zu reinigen ist.
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Insbesondere ist hier vorgesehen, dass zwischen einem Unterteil des Befestigungselements auf Seiten der Fußmatte, welcher in direktem Kontakt mit dem Befestigungselement im Fußraum steht, und Teilbereichen der Fußmatte, an denen ein elektrischer Kontakt mit dem Befestigungselement auf Seiten der Fußmatte besteht, ein Kontaktelement angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass über dieses zusätzliche Kontaktelement die elektrische Kontaktierung von Befestigungselement und Fußmatte verbessert wird. Darüber hinaus findet hier nämlich eine Entkopplung von der mechanischen Befestigungsgeometrie und der elektrischen Kontaktierungsgeometrie statt. Der Unterteil des Befestigungselements auf Seiten der Fußmatte kann so auf eine optimale mechanische Befestigung ausgelegt werden, und das Kontaktelement auf die optimale Gestaltung der elektrischen Kontaktierung. Insbesondere kann so Rücksicht auf Geometrie und sonstige Eigenschaften, insbesondere Elastizität, der elektrischen Kontakte in der Fußmatte genommen werden.
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Bevorzugt ist hier vorgesehen, dass das Kontaktelement ringförmig ist und/oder gegen ein Drehen um eine Achse senkrecht zur Fußmatte gesichert ist. Diese Sicherung kann beispielsweise über eine Nut mit einer zugeordneten Feder oder eine unsymmetrische Form des Kontaktelements erfolgen. Das hat den Vorteil, dass so auf einfache Art und Weise sichergestellt werden kann, dass die vorhandenen elektrischen Kontakte am richtigen Ort relativ zu Befestigungselement und Fußmatte sind.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfügt das Kontaktelement auf einer der Fußmatte zugewandten Seite und/oder auf einer gegenüberliegenden, den Unterteil des Befestigungselements auf Seiten der Fußmatte zugewandten Seite über gefederte Kontaktflächen. Das hat den Vorteil, dass über die Federelemente ein Toleranzausgleich zwischen dem Unterteil des Befestigungselements und dem bzw. den Kontakten in der Fußmatte realisiert wird. Somit ist eine elektrische Kontaktierung auch gewährleistet, wenn die Fußmatte geringfügig bewegt wird oder, beispielsweise auf Grund eines auf ihr ruhenden Fußes, komprimiert wird und sich so die Geometrie der elektrischen Kontakte verändert.
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Die Erfindung beinhaltet auch einen Kraftwagen mit zumindest einer erfindungsgemäßen Fußmatteneinrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform davon.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Figuren.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fußmatteneinrichtung; sowie
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2 ein Detail einer schematischen Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fußmatteneinrichtung.
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In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Fußmatteneinrichtung 1 für einen Kraftwagen in einer schematischen Explosionszeichnung dargestellt. Eine Fußmatte 2 verfügt hier über zwei Polyurethan-Schaumschichten 7, wobei in eine der Polyurethan-Schaumschichten 7 Heizadern 6 eingelassen sind. Diese Heizadern 6 werden in Teilbereichen 8 der Fußmatte so angeordnet bzw. präpariert, dass sie elektrisch kontaktiert werden können. Die Heizadern 6 sind also z. B. in den Teilbereichen 8 der Fußmatte 2 blank. Das kann beispielsweise über einen Schneid- oder. Fräsvorgang, der mit einem CO2-Laser durchgeführt wird, erreicht werden, da ein CO2-Laser Buntmetalle, wie sie im Allgemeinen für Heizadern 6 verwendet werden, typischerweise nicht versehrt. Im vorliegenden Beispiel sind die Teilbereiche 8 um eine Aussparung 11 in der Fußmatte 2 angeordnet. Diese Aussparung 11 schafft Raum für zusammenwirkende Befestigungselemente 3, 4, ein Kontaktelement 9 sowie einen Deckel 12. Die vier genannten Teile sind hier entlang einer Achse A senkrecht zur Fußmatte 2 angeordnet und sind im eingebauten Zustand zusammengesteckt und/oder -geschraubt. Ein Befestigungselement 4 ist hier dafür vorgesehen, am Boden des Kraftwagens befestigt zu werden. Ein anderes Befestigungselement 3 befindet sich auf Seiten der Fußmatte 2 und wird im vorliegenden Beispiel mit dem Deckel 12 verschraubt, so dass das Befestigungselement 3 das Kontaktelement 9 und mit dem Deckel 12 als Gegenstück die Fußmatte 2 in den Teilbereichen 8 zusammenpresst. Damit kommt im gezeigten Beispiel eine elektrische Kontaktierung zwischen den in den Teilbereichen 8 der Fußmatte 2 liegenden Enden der Heizadern 6 und den Kontakten 10 des Kontaktelements 9 einerseits, sowie zwischen den Kontakten 10 des Kontaktelements 9 und den Kontakten 5 des Befestigungselements 3 andererseits zustande. Somit ist dann in einem eingebauten Zustand, in dem die beiden Befestigungselemente 3, 4 zusammenwirken auch die Kontaktierung zwischen den Kontakten 13 des Befestigungselements 4 im Fußraum und den Heizadern 6 hergestellt.
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Die elektrische Kontaktierung der Fußmatte 2 bewirkt im gezeigten Beispiel zweierlei:
Zum einen wird, falls die Fußmatte 2 nicht ordnungsgemäß in den Fußraum eingebaut oder positioniert wird, auch ein korrektes Kontaktieren der Kontakte 5, 13 der zusammenwirkenden Befestigungselemente 3, 4 unterbleiben. Damit kann über die elektrischen Kontakte 5, 13 von einer Überwachungseinrichtung detektiert werden, dass die Fußmatte 2 beispielsweise verdreht wurde oder in einem falschen Rotationswinkel bezüglich der Achse A eingebaut wurde. Zusätzlich kann mit der elektrischen Kontaktierung der Fußmatte 2 auch eine Heizung der Fußmatte 2 betrieben werden oder auch weitere Sensoren, welche z. B. in der Fußmatte 2 angeordnet sind, mit Strom versorgt und angesteuert werden.
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In 2 ist ein Detail einer schematischen Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer Fußmatteneinrichtung 1 dargestellt. Zu sehen sind hier neben der Fußmatte 2 noch ein Kontaktelement 9 und zwei Befestigungselemente 3, 4. Die Befestigungselemente 3, 4 verfügen hier über elektrische Kontakte 5a, 5b, 5c, 13a, 13b und sind ähnlich dem in 1 gezeigten Beispiel in Art eines Druckknopfs ausgeführt. in zusammengebautem Zustand besteht dann eine elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Befestigungselementen 3, 4 über die Kontakte 5a, 5b, 5c, 13a, 13b, sowie zwischen dem Kontaktring 9 und dem Befestigungselement 3 auf Seiten des Fußraums über die Kontakte 5a, 5b, 5c und die gefederten Kontaktflächen 10a, 10b, 10c des Kontaktelements 9. Nicht gezeigt ist, mit welchen Teilbereichen 8 (1) der Fußmatte 2 die gefederten Kontaktflächen 10a, 10b, 10c des Kontaktelements 9 im zusammengebauten Zustand elektrisch kontaktiert sind.
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Im gezeigten Beispiel sind zwei Effekte eines solchen Aufbaus gut zu erkennen. Zum einen wird deutlich, dass bei einem Verdrehen der Fußmatte 2 und damit des Befestigungselements 3 auf Seiten der Fußmatte 2 die Kontakte 5a, 5b, 5c des Befestigungselements 3 auf Seiten der Fußmatte 2 nicht mehr mit den korrespondierenden Kontakten 13a, 13b des Befestigungselements 4 im Fußraum kontaktiert werden, sondern vielmehr nicht korrespondierende Kontakte, als z. B. der Kontakt 5a des einen Befestigungselements 3 mit dem Kontakt 13b des anderen Befestigungselementes 4. Somit kann also eine nicht ordnungsgemäße Positionierung oder ein nicht ordnungsgemäßer Einbau der Fußmatte 2 elektrisch detektiert werden.
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Ferner wird deutlich, dass die gefederten Kontaktflächen 10a, 10b, 10c die elektrische Kontaktierung zwischen dem Befestigungselement 3 auf Seiten der Fußmatte 2 und dem Teilbereich 8 der Fußmatte 2, genauer den in dem Teilbereich 8 liegenden Enden der Heizadern 6 (1) verbessern. Über die Federwirkung wird nämlich ein erhöhter Anpressdruck zwischen den Kontaktflächen 5a, 5b, 5c und den gefederten Kontaktflächen 10a, 10b, 10c erzielt. Der gleiche erhöhte Anpressdruck wird auch für die Bereiche 8 (1) der Fußmatte 2, bewirkt. Somit ist nicht nur eine Fertigungstoleranz beim Zusammenbau der Fußmatte mit dem zugeordneten Befestigungselement 3 erhöht, sondern es werden insbesondere auch bei wechselnden Abstandsverhältnissen, welche im Betrieb auf Grund von unterschiedlich schweren Belastungen der Fußmatte 2 in Verbindung mit der Komprimierbarkeit der Fußmatte 2, insbesondere einer vorhandenen Polyurethan-Schaumschicht 7, auftreten können, kompensiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011101011 A1 [0003]
