Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Solche Vorrichtungen kühlen einen Fahrzeugsitz im Sommer und wärmen
ihn im Winter.
Stand der Technik
Aus EP 0809576 ist ein Sitz
bekannt, der von Luft durchströmt wird, um ihn auf eine angemessene Temperatur zu
temperieren. Eine Durchströmung mit Luft ist jedoch bei bestimmten Sitzen, z. B.
wegen einer Bespannung mit einem Lederbezug, nicht realisierbar.
Aus DE 4432497 ist ein Sitz
mit einem Kühlkreislauf bekannt. Dieser Kühlkreislauf führt über flüssigkeitsdurchströmte
Schläuche Wärme aus der Sitzfläche ab. Das Verlegen der Schläuche im Sitzpolster
ist hierbei jedoch aufwendig. Außerdem sind flüssigkeitsgekühlte Sitze besonders
anfällig für unachtsame oder vorsätzliche Beschädigungen des Sitzes. Ein Austritt
des Kühlmediums kann nicht über die gesamte Lebensdauer ausgeschlossen werden.
Es besteht somit Bedarf nach Temperiereinrichtungen für Sitze, die
eine effiziente Temperierung, eine rationelle Fertigung und einen sicheren Betrieb
gewährleisten.
Gegenstand der Erfindung
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bietet einen erhöhten Schutz für
Kühlschläuche in einer Sitzfläche. Außerdem ist sichergestellt, dass selbst bei
einem Austritt der Kühlflüssigkeit die vom Benutzer berührte Kontaktfläche des Sitzes
unbenetzt bleibt.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 2 ermöglicht eine vereinfachte Montage.
Eine Röhre, die in die Schutzschicht eingebettet ist, kann gemeinsam mit der Schutzschicht
eingebaut werden. Außerdem kann die Schutzschicht bei eventuellen Beschädigungen
der Röhre als Ersatzwandung dienen.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 gestattet einen sehr robusten Aufbau.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht die Einsparung von Bauteilen
und die Herstellung der Einheit aus Schutzschicht und Röhre in einem Arbeitsgang.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 ermöglicht eine billige Schutzschicht
mit hoher Reißfestigkeit. Außerdem sind zusätzliche physikalische Eigenschaften
der Schutzschicht durch Beimengungen gezielt einstellbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 6 ermöglicht die Integration mehrerer
Subsysteme in eine Baueinheit.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 und 9 ist verfahrenstechnisch
einfach herstellbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 benötigt wenig zusätzliche
Bauteile.
Figuren
Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung
der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen
unter Bezug auf:
1 Draufsicht auf einen Sitz mit Temperiereinrichtung
im teilweisen Längsschnitt
2 Vergrößerter Querschnitt durch die
Schutzschicht einer Temperiereinrichtung von 1
1 zeigt einen Fahrzeugsitz
1 mit einem Sitzteil 2 und einer Lehne 4. Diese sind
im Ausführungsbeispiel mit einem nicht gelochten Lederbezug 6 bespannt.
Das Sitzteil 2 weist eine Kontaktfläche 5 auf, die von einem Passagier
bei Benutzung des Sitzes üblicherweise belegt ist.
Im Sitzteil 2 ist eine Temperiervorrichtung 3 angeordnet.
Die Temperiervorrichtung 3 weist eine Röhre 7 auf, welche aus
einem elastischen, aber druckbeständigen Material gefertigt ist, bspw. Gummi, Silikon,
PVC oder Kunststoffgel. Die Röhre 7 ist in einem unter der Kontaktfläche
5 angeordneten Abschnitt vorzugsweise mäandernd angeordnet. Sie verläuft
hier dicht unter dem Bezug 6.
Im Bereich der Kontaktfläche 5 ist die Röhre 7 zumindest
zum Bezug 6 hin von einer gummielastischen Schutzschicht 11 überdeckt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Röhre 7 vollständig und vorzugsweise
flüssigkeitsdicht in die Schutzschicht 11 eingebettet und von dieser umschlossen.
Dadurch entsteht ein robustes und gleichzeitig elastisches Flächenmodul, das einfach
in das Sitzteil 2 einzubauen ist. Das Material der Schutzschicht ist vorzugsweise
ein reißfestes, hoch elastisches Material wie z. B. Kautschuk, Silikon oder Kunststoffgel.
Die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Schutzschicht ist vorzugsweise größer als
0,05, vorzugsweise größer als 0,5, vorzugsweise größer als 5 W/Km. Die Wärmeleitfähigkeit
lässt sich durch Beimengungen von besonders wärmeleitendem Material, bspw. Metallfasern,
einstellen.
Die Röhre 7 ist mit einem Kühlmedium 9 gefüllt.
Das Kühlmedium 9 ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, vorzugsweise auf Wasser-
oder Alkoholbasis. Das Kühlmedium 9 hat einen Gefrierpunkt,
der vorzugsweise unter –20°C, vorzugsweise unter –40°C liegt.
Die beiden Enden der Röhre 7 sind auf der vom Benutzer abgewandten
Seite des Sitzteiles 2 an eine dort angeordnete Pumpeinrichtung
21 angeordnet. Die Pumpeinrichtung 21 bewirkt im Betrieb ein Zirkulieren
des Kühlmediums 9 in der Röhre 7 in einem geschlossenen Kreislauf.
Die Temperiervorrichtung 3 weist außerdem noch eine Tauschereinheit
15 auf. Sie weist ein Peltierelement 17 und einen Ventilator
19 auf. Das Peltierelement 17 ist an der Röhre 7 angeordnet,
um die Temperatur des Kühlmediums 9 auf das gewünschte Temperaturniveau
einzustellen. Je nach Polarität der am Peltierelement anliegenden elektrischen Spannung
wird das Kühlmedium 9 durch das Peltierelement 17 erwärmt oder
gekühlt. Das Peltierelement 17 seinerseits wird vom Ventilator
19 mit einem Luftstrom angeströmt, um Abwärme zu entfernen oder Umgebungswärme
zuzuführen. Die Tauschereinheit 15 befindet sich vorzugsweise auf einer
von der Kontaktfläche 5 verschiedenen Seite des Fahrzeugsitzes
1, vorzugsweise auf dessen Rück- oder Unterseite.
Die Temperiervorrichtung ist vorzugsweise so geregelt, dass die Temperatur
der Kontaktfläche 5 bei 34°C oder darunter bleibt.
Die Temperiervorrichtung kann zusätzlich ein elektrisches Heizelement
beinhalten. Dieses ist dann vorzugsweise in die Schutzschicht integriert oder mittels
eines elektrisch leitfähigen Schutzschichtmaterials aus dieser gebildet. Es kann
außerdem vorgesehen sein, dass statt einer Röhre mehrere Röhren vorgesehen sind.
Auch kann es zweckmäßig sein, dass die Schutzschicht selbst die Wandung der Röhre
bildet. Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Polster des Sitzes im wesentlichen
vollständig aus der gummielastischen Schutzschicht gebildet ist. Dazu erhält die
Schutzschicht zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von mindestens 1 cm Dicke. Auch
kann es zweckmäßig sein, eine entsprechende Temperiereinrichtung in der Rücklehne
anzuordnen. Die entsprechende Tauschereinheit und/oder Pumpeinrichtung könnte dann
entweder auf der Rückseite der Lehne oder der Unterseite des Sitzteiles angeordnet
sein.
2 zeigt einen Querschnitt durch die Schutzschicht
11 mit zusätzlich integrierten Sitzbesetzt-Erkennungseinrichtungen
25, 25', 25".
Die Sitzbesetzt-Erkennungseinrichtung 25 weist eine erste
Kondensatorplatte 29 auf, die an der dem Bezug 6 zugewandten Seite
der Schutzschicht 11 angeordnet ist. Die Sitzbesetzt-Erkennungseinrichtung
25 weist außerdem eine zweite Kondensatorplatte 29' auf. Diese
ist auf der dem Bezug abgewandten Seite der Schutzschicht 11 an der Schutzschicht
angeordnet. Die Kondensatorplatten 29, 29' sind über jeweils einen
Leiter 30, 30' mit einer nicht dargestellten Messeinrichtung verbunden.
Die Kondensatorplatten 29, 29' sind vorzugsweise durch dünne Metallschichten
gebildet. Diese werden bspw. aufgedruckt oder aufgedampft und bestehen zumindest
teilweise aus Silber, Kupfer und/oder Aluminium.
Wird im Betrieb an die beiden Kondensatorplatten 29,
29' eine elektrische Spannung angeschlossen, so bilden sie einen Kondensator,
bei dem die Schutzschicht 11 als Dielektrikum dient. Wird die Schutzschicht
11 durch einen auf dem Sitz sitzenden Passagier mit Druck beaufschlagt,
wird die Schutzschicht 11 zusammen gedrückt. Dies ändert den Abstand der
Kondensatorplatten 29, 29' zueinander. Dies führt zu einer von
der Auswerteeinrichtung detektierten Kapazitätsänderung des Kondensators und somit
zu einem Sitzbesetzt-Signal.
Die Sitzbesetzt-Erkennungseinrichtung 25' weist einen Hohlraum
37 vorzugsweise in Form einer Blase 37' auf. Dieser Hohlraum ist
mit einem Messfluid 35 gefüllt. Hierbei sind Luft oder Wasser zweckmäßig.
Der Hohlraum 37 ist über eine Messleitung 36 mit einem nicht dargestellten
Druckmessgerät verbunden. Wird die Schutzschicht 11 durch einen Passagier
mit Druck belastet, so steigt der Druck im Messfluid 35. Dieser Druckanstieg
und somit das Sitzerkennungs-Signal lässt sich über die Messleitung 36
abgreifen.
Die Sitzbesetzt-Erkennungseinrichtung 25" weist einen ersten
Lichtleiter 39 auf, dessen eines Ende 41 in die Schutzschicht
11 eingebettet ist. Außerdem ist ein zweiter Lichtleiter 39' vorgesehen,
dessen eines Ende 41' ebenfalls in die Schutzschicht 11 eingebettet
ist. Die beiden Enden 41, 41' sind fluchtend zueinander angeordnet,
um Licht von einem Lichtleiter 39 in den anderen Lichtleiter
39' übertreten zu lassen. Um diesen Übertritt von Licht vom einen Lichtleiter
auf den anderen zu ermöglichen, ist zumindest der zwischen den beiden Lichtleiterenden
41, 41' angeordnete Bereich der Schutzschicht 11 zumindest
teilweise transparent. Wird die Schutzschicht 11 nun mit Druck belastet,
so wird mindestens einer der Lichtleiter 41, 41' ausgelenkt. Dadurch
ist die Lichtmenge und/oder die Lichtqualität (z. B. Farbigkeit) des übergetretenen
Lichtes verändert. Außerdem oder alternativ bewirkt eine Kompression des zwischen
den beiden Lichtleiterenden 41, 41' angeordneten Bereiches der
Schutzschicht 11 eine veränderte Streuung des Lichtes innerhalb der Schutzschicht
11. Auch dies führt zu einem veränderten Lichtdurchtritt.