Klimatisierungseinrichtung

Hintergrund der Erfindung

[01] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1. Gattungsgemäße Klimatisierungseinrichtungen werden zur Klima- tisierung von Fahrzeugsitzen und Fahrzeugkabinen benutzt.

[02] Bekannte Klimatisierungseinrichtungen sind in ihrer Funktionalität beschränkt oder relativ teuer. Es besteht daher Bedarf nach kostengünstigen Systemen mit hoher individueller Anpassbarkeit.

Gegenstand der Erfindung

[03] Vor diesem Hintergrund wird ein technisches Konzept mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.

Figuren

[04] Im Folgenden werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Diese Ausfüh- rungen sollen die Erfindung verständlich machen. Sie haben jedoch nur beispielhaften Charakter. Selbstverständlich lassen sich im Rahmen der Erfindung einzelne oder mehrere beschriebene Merkmale auch weglassen, abwandeln oder ergänzen. Auch können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen selbstverständlich untereinander kombiniert werden. Entscheidend ist, dass das Konzept der Erfindung im Wesentlichen umgesetzt ist. Wenn ein Merkmal zumindest teilweise zu erfüllen ist, so schließt dies ein, dass dieses Merkmal auch vollständig erfüllt ist oder im Wesentlichen vollständig erfüllt ist. „Im Wesentlichen" bedeutet dabei insbesondere, dass die Umsetzung eine Erzielung des erwünschten Nutzens in erkennbarem Ausmaß erlaubt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass ein entsprechendes Merkmal zu mindestens 50 %, 90 %, 95 % oder 99 % erfüllt ist.

[05] Nachfolgend wird Bezug genommen auf:

Fig. 1 Fahrzeug mit einer Klimatisierungseinrichtung

Fig. 2 Erste Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung in Draufsicht

Fig. 3 Sitzlehne im Querschnitt und eine erste Montagemöglichkeit für die Klimatisierungseinrichtung von Fig. 1

Fig. 4 Sitzlehne im Querschnitt und eine zweite Montagemöglichkeit für die Klimatisierungseinrichtung von Fig. 1

Fig. 5 Erste Ausführungsform einer Luftfördereinrichtung in Draufsicht

Fig. 6 Zweite Ausführungsform einer Luftfördereinrichtung im Längsschnitt

Fig. 7 Zweite Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung im Längsschnitt

Fig. 8 Dritte Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung in Draufsicht

Fig. 9 a Vierte Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung in Draufsicht

Fig. 9 b Vierte Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung im Längsschnitt

Fig. 10 Vergrößerte Darstellung eines Abschnittes einer Luftführungseinrichtung

Beschreibung der Erfindung

[06] Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug als ein denkbares Einsatzgebiet der Erfindung. Dabei kann es sich z. B. um ein Flugzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Schiff oder wie hier um ein Kraftfahrzeug handeln.

[07] Das Fahrzeug weist mindestens einen Inneneinrichtungsgegenstand auf. Darunter werden im Zweifel alle Bauteile verstanden, mit denen ein Benutzer der Fahrgastzelle in Kontakt kommen kann, wie z. B. eine Lenkeinrichtung für Fahrzeuge, ein Armaturenbrett, eine Armauflage, eine Türverkleidung, eine

Sitzauflage, eine Wärmedecke, ein Fahrzeughimmel, ein Polster, ein Bezug oder ein Sitz.

[08] Der Inneneinrichtungsgegenstand weist vorzugsweise mindestens eine Klima-Konditioniereinrichtung auf. Sie dient z. B. der Temperierung/Klimatisie- rung von benutzerberührten Flächen im Fahrgastraum eines Fahrzeuges. Sie weist mindestens eine Temperiereinrichtung, mindestens eine Luftführungseinrichtung und/oder mindestens eine Feuchteregulierungseinrichtung auf. Unter Temperiereinrichtung wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung der Temperatur in ihrer Umgebung genutzt werden kann, z. B. alle Vorrichtungen die mindestens einen elektrischen Heizwiderstand, eine Wärmepumpe, ein Peltierelement und/oder eine Luftbewegungseinrichtung, z. B. einem Ventilator, aufweisen, oder im Wesentlichen daraus gebildet sind. Unter Luftführungseinrichtung wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung der Luftzusammensetzung oder der Luftströmungen in einem be- stimmten Flächen- oder Raumbereich zum Luftaustausch genutzt werden kann, wie z. B. Bordklimaanlage, zumindest teilweise luftdurchlässige Abstandsmedien, Abstandsgewirke und/oder Klimatisierungseinleger. Unter Feuchteregulierungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die der Regulierung der Luftfeuchtigkeit in ihrer Umgebung dient, insbesondere genannte Temperierein- richtungen, Feuchtigkeitsabsorber wie Aktivkohlefasern oder polymere Super- absorber.

[09] Die Erfindung ist geeignet für viele Arten benutzerberührter Gebrauchsgegenstände, wie z. B. Sitze, Bänke, Liegen, Stützflächen, Lehnen, Armaturen und alle Flächen, die zumindest kurzzeitig mit einem Benutzer in Berührung kommen.

[10] Ein solcher Gegenstand 1 , wie z. B. ein Sitz gemäß Fig. 1 , bzw. eine Sitzlehne gemäß Fig. 3 und 4 weist vorzugsweise ein Polster 11 auf, z. B. aus einer oder mehreren Schichten oder Blöcken von Schaumstoff oder Fasern. Dieses Polster ist vorzugsweise von einer Deckschicht 13 zumindest teilweise abge- deckt, z. B. von einem Bezug aus Leder oder Textil.

[11] Ein benutzerberührter Gegenstand 1 weist außerdem eine oder mehrere Vorrichtungen 12 zur Beeinflussung klimatischer Parameter in der Umgebung eines Benutzers auf, z. B. gemäß Fig. 2. Diese kann serienmäßig integriert sein oder nachträglich am benutzerberührten Gegenstand 1 angeordnet sein.

[12] Eine Vorrichtung 12 zur Beeinflussung klimatischer Parameter weist eine oder mehrere Luftfördereinrichtungen 121 auf, um Luft von der Kontaktfläche zwischen Benutzer und berührtem Gegenstand 1 abzusaugen und/oder um Luft aus dem Gegenstand 1 und/oder der Vorrichtung 12 zur Kontaktfläche hin auszublasen. Hierfür sind z. B. Radialventilatoren geeignet. Wenn vorgesehen ist, dass die Strömungsrichtung eines Fördermediums umkehrbar ist, z. B. um von einer Beheizung eines Sitzes auf eine Beheizung eines Fahrzeuginnenraumes umzuschalten, so sind Axialventilatoren besonders geeignet.

[13] Die Luftfördereinrichtung 121 kann auf der dem Benutzer zugewandten A- Seite eines Polsters 11 angeordnet sein, um einen hohen Wirkungsgrad zu er- zielen. Sie kann aber auch auf einer dem Benutzer abgewandten B-Seite des Polsters 11 angeordnet sein, um eine gute Vibrationsdämpfung zu erreichen (Fig. 4). Je nach Anwendungsfall kann es auch zweckmäßig sein, sie in das Polster 11 zu integrieren (Fig. 4) oder in einer Luftführungseinrichtung 122 einzulassen (Fig. 9 a, b).

[14] Eine Vorrichtung 12 weist eine oder mehrere Luftführungseinrichtungen 122 auf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen oder mehrere langgestreckte Kanäle mit einer oder mehreren Wandungen 1223.

[15] Vorzugsweise sind eine oder mehrere Luftführungseinrichtungen 122 in ihrer Länge und/oder ihrer Höhe verstellbar, vorzugsweise um eine Differenz von mind. 5 cm, vorzugsweise mind. 10 cm. Dies ermöglicht z. B. die Versorgung einer beweglichen Kopfstütze mit einem Luftstrom. Vorzugsweise sind eine oder mehrere Luftführungseinrichtungen 122 horizontal und/oder vertikal (bezüglich ihrer Erstreckungsrichtung) dehnbar, tordierbar und/oder beugbar.

[16] Vorzugsweise bleiben die Querschnittsbemessungen einer oder mehrerer Luftführungseinrichtungen 122 über ihren Längsverlauf hinweg im Wesentlichen gleich. Insbesondere bei der Verwendung von Axialventilatoren ist wünschenswert, dass sich die durchströmbare Querschnittsfläche der Luftfüh- rungseinrichtung 122 nicht vermindert sondern allenfalls erhöht.

[17] Bei Radialventilatoren ist bevorzugt, dass die durchströmbare Querschnittsfläche länglich ist und ihre schmalen Seiten einen Abstand voneinander haben, der im Wesentlichen der Breite des Schaufelrades des Ventilators entspricht (Fig. 9 b).

[18] Die Luftführungseinrichtung 122 kann einen einzigen Strömungszweig 1221 aufweisen, wie die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 7 bis 9. Sie kann jedoch mehrere Strömungszweige 1221 a, b gemäß Fig. 1 bis 6 aufweisen, z. B. um mehrere Luftdurchtrittszonen 125 mit Luft zu versorgen.

[19] Gemäß Fig. 2 bis 4 kann vorgesehen sein, dass ein erster Strömungs- zweig 1221 b z. B. der Versorgung einer Sitzlehne (oder Sitzfläche) dient, während ein zweiter Strömungszweig 1221 a der Beaufschlagung einer Kopfstütze (oder eines Fußraumes) mit Luft dient.

[20] Vorzugsweise sind die Luftmengen und/oder die Temperatur in verschiedenen Strömungszweigen abweichend voneinander einstellbar. Die Art und Menge der geführten Luft ist z. B. über Stellorgane 1222 einstellbar, z. B. gemäß Fig. 5 und 6. Dabei kann es sich um Klappen handeln, die die Strömungszweige öffnen oder verschließen. Es können aber auch z. B. bei Radialventilatoren mehrere Abgänge vorgesehen sein, die mittels beweglicher Bogenseg- mente verschließbar oder drosselbar sind. Vorzugsweise weist ein Ventilator mit mehreren Abgängen mindestens ein Stellorgan 1222 auf, das je nach gewünschter Betriebsart von einer ersten Position, in der es zumindest einen Abgang zumindest teilweise sperrt und mindestens einen weiteren zumindest teilweise frei gibt, in eine zweite Position, in der es einen vermehrten Durchtritt durch den ursprünglich zumindest teilweise gesperrten Abgang freigibt und in der es eine Reduktion der Durchflussmenge durch den ursprünglich zumindest

teilweise freigegebenen Abgang bewirkt, schaltbar ist. Vorzugsweise weist dieses Stellorgan 1222 eine schwenkbare Klappe auf. Vorzugsweise ist es innerhalb des Ventiltor-Gehäuses angeordnet.

[21] Das Stellorgan 1222 kann elektronisch zentral geschaltet und geregelt sein. Es kann aber auch eine kostengünstige, vereinfachte Steuerung aufweisen. Hierzu kann z. B. vorgesehen sein, dass die Temperatur einer Lufttemperiereinrichtung 123 überwacht wird. Wenn die Temperatur, die über ein Bimetall oder ein elektronisches Signal erfasst wird, oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, ist davon auszugehen, dass zugeheizt wird und die Umgebungsluft als kalt zu beurteilen ist. In diesem Fall würde das Stellorgan 1222 dann in eine Position schalten, die z. B. einen Luftströmungszweig zur Beheizung von Nacken und/oder Füßen frei gibt, und die vorzugsweise gleichzeitig eine Anströmung des Benutzers über unbeheizte Luftströmungszweige schließt.

[22] Eine oder mehrere Luftführungseinrichtungen 122 und/oder ein oder meh- rere Strömungszweige 1221 weisen vorzugsweise eine Wandung 1223 auf, die zumindest abschnittsweise aus einem elastischen, flexiblen, dehnbaren und/oder im unverbauten Zustand biegeschlaffen Material gefertigt ist. Dies kann z. B. ein Textil, ein Vlies, eine Folie, ein Schicht-Verbundmaterial o. ä. sein. Eine solche Ausführungsform benötigt wenig Material, wenig Bauraum und hat ein niedriges Gewicht. Vorzugsweise weist die Wandung 1223 eine mechanische lastenaufnehmende Trägerschicht und eine glatte, im Wesentlichen luftundurchlässige Auskleidungsschicht auf, z. B. ein mit Folie beschichtetes Vlies. Diese Ausführung ist gut klebbar, mechanisch robust und hat einen niedrigen Strömungswiderstand.

[23] Um die Montage zu vereinfachen sind jedoch auch vorgeformte, ausgesteifte und/oder steife Luftführungseinrichtungen 122 und/oder Strömungszweige 1221 verwendbar. Die mittlere Rauhigkeit Rz der Wandung 1223 an ihrer fluid-zugewandten Seite liegt vorzugsweise unterhalb von 4 μm.

[24] Vorzugsweise sind eine oder mehrere Wandungen 1223 durch ein oder mehrere Stützelemente 1224 gestützt und/oder ausgesteift. Diese sind so an der Wandung angeordnet, dass sie den Strömungsquerschnitt der Luftführungseinrichtung 122 zumindest teilweise offen halten, um ein Abklemmen der Luftführungseinrichtung 122 z. B. bei deren Verstellung zu verhindern. Vorzugsweise kommen dabei Ringe oder Spiralen zum Einsatz, die den Strömungsquerschnitt umlaufen. Die Längsachse einer solchen Spirale kann dabei linear oder gekrümmt sein.

[25] Vorzugsweise weist eine Vorrichtung 12 zur Beeinflussung klimatischer Parameter eine oder mehrere Lufttemperiereinrichtungen 123 auf. Eine Lufttemperiereinrichtung 123 ist vorzugsweise in einer oder mehreren Luftführungseinrichtungen 122 und/oder ein oder mehreren Strömungszweigen 1221 angeordnet. Dabei kann es sich bspw. um ein Register von Heizwendeln, ein PTC-Heizelement mit oder ohne Wärmetauscher und/oder ein oder mehrere Peltierelemente handeln. Die Lufttemperiereinrichtung 123 ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie von der in der Luftführungseinrichtung 122 und/oder in dem Strömungszweig 1221 strömenden Luftstrom umspült wird, um die Luft auf eine gewünschte Temperatur zu temperieren. Vorzugsweise ist die Lufttemperiereinrichtung 123 von der Oberfläche des Gegenstandes 1 und/oder seiner Deckschicht 13 beabstandet, vorzugsweise mindestens 3, besser 5 oder 10 cm, um den Benutzer vor punktueller überhitzung und Druckstellen zu schützen. Vorzugsweise ist eine Lufttemperiereinrichtung 123 jedoch im Endabschnitt einer Luftführungseinrichtung 122 und/oder eines Strömungszweiges 1221 nahe einer Luftdurchtrittszone 125 angeordnet, um Leistungsverluste durch Wärmeaustausch mit der Wandung 1223 zu minimieren. Sind mehrere Luftdurchtrittszonen 125 a, b vorgesehen, so lassen sich durch eine endnahe Anordnung auch mit einer Luftführungseinrichtung 122 bzw. einem Strömungszweig 1221 verschieden temperierte Luftströme erzeugen, z. B. zur Ventilation einer Sitz- oder Lehnenfläche und gleichzeitiger Erwärmung eines Luftstroms in den Fußraum, einer Fahrgastzelle oder zum Nacken eines Benutzers. Die Lufttemperiereinrichtung 123 kann jedoch auch an der Luftfördereinrichtung 121 angeordnet und modular mit der Luftfördereinrichtung 121 zu einer einfach

montierbaren Baugruppe zusammengefasst sein. Auch die Strömungszweige 1221 und 1223 sind vorzugsweise modular, insbesondere einstückig, zusammengefasst und mit der Luftfördereinrichtung 121 und/oder Lufttemperiereinrichtung 123 modular verbunden. Alternativ ist es auch möglich, eine Aus- wähl oder alle vor- oder nachstehend beschriebenen Komponenten zu einer Auflagematte zusammen zu fassen und als Nachrüstlösung zur Auflage auf einen bereits endmontierten Sitz vorzusehen.

[26] Die Vorrichtung 12 und/oder der benutzerberührte Gegenstand 1 können außerdem eine Oberflächen-Temperiereinrichtung 124 aufweisen. Diese ist vorzugsweise unmittelbar unter der Deckschicht 13 angeordnet, um eine effiziente Temperierung der Kontaktfläche mit dem Benutzer zu erreichen.

[27] Die Oberflächen-Temperiereinrichtung 124 ist bspw. ein textiles Flächenheizelement.

[28] Eine Luftführungseinrichtung 122 und/oder ein Strömungszweig 1221 wei- sen vorzugsweise ein oder mehrere Luftdurchtrittszonen 125 auf. Eine solche Luftdurchtrittszone 125 a ist vorzugsweise benutzernah angeordnet, z. B. an einer Sitz- oder Lehnenfläche im Kontaktbereich mit dem Benutzer. Sie kann auch in nicht benutzerberührten Bereichen liegen. Dann ist die Luftdurchtrittszone 125 b vorzugsweise so ausgeführt, dass der Luftstrom über eine größere Strecke hinweg spürbar nach Art einer Düse ausgestoßen wird. Im ersten Fall ist die Luftdurchtrittszone 125 a vorzugsweise ganz oder teilweise von einem luftdurchlässigen, flächigen Material, z. B. einer Folie, einem Textil, der Deckschicht 13 und/oder der Oberflächen-Temperiereinrichtung 124, abgedeckt. Dies dient der Verbesserung der Optik, dem Schutz der Luftführungseinrich- tung 122 und der Homogenisierung der Luftströmung. Im zweiten Fall kann die Luftdurchtrittszone 125 b aus denselben Gründen z. B. von einem Gitter abgedeckt sein. Wichtig ist jedoch, dass hier die drosselnde Wirkung geringer ist. Deshalb sollte die Grundfläche einer Abdeckung weniger als 40 % der Fläche des Strömungsquerschnittes betragen, vorzugsweise weniger als 20 % oder 10 %.

[29] Vorzugsweise sind mindestens eine Luftführungseinrichtung 122 und/oder mindestens ein Strömungszweig 1221 mit mehreren Luftdurchtrittszonen a, b ausgestattet. Diese sind vorzugsweise voneinander beabstandet und relativ zueinander beweglich. Z. B. kann eine Luftdurchtrittszone 125 a eine Sitzlehne belüften und eine weitere Luftdurchtrittszone 125 b an einer höhenverstellbaren Kopfstütze angeordnet sein. Vorzugsweise werden mehrere Luftdurchtrittszonen 125 a, b von einer gemeinsamen Luftfördereinrichtung 121 gespeist, um niedrige Montagekosten zu ermöglichen.

[30] Die Vorrichtung 12 weist vorzugsweise eine oder mehrere Regeleinrich- tungen 126 auf, die einen effizienten Betrieb einzelner oder mehrerer Komponenten innerhalb der Vorrichtung 12 und/oder des berührten Gegenstandes 1 sicherstellen. Dazu ist die Regeleinrichtung 126 mit einer oder mehreren Luftfördereinrichtungen 121 , Luftführungseinrichtungen 122, Stellorganen 1222 und/oder Lufttemperiereinrichtungen 123 elektrisch verbunden, um deren Be- trieb jeweils für sich oder abgestimmt auf andere Komponenten zu regeln.

[31] Einem Sitz sind vorzugsweise eine Luftführungseinrichtung 122 und/oder ein Strömungszweig 1221 zugeordnet zur gemeinsamen Belüftung einer Lehnenfläche und eines Nackenbereiches, wo jeweils mindestens eine eigene Luftdurchtrittszone 125 vorgesehen ist. Der Sitz weist vorzugsweise außerdem eine weitere Luftführungseinrichtung 122 und/oder einen weiteren Strömungszweig 1221 zur Belüftung einer Sitzfläche und eines Fußraumes auf, wobei diesem ebenfalls jeweils mindestens eine eigene Luftdurchtrittszone 125 zugeordnet ist.

[32] Eine solche Anordnung kann dann je nach Nutzerwunsch oder hinterleg- tem Algorithmus in einen oder mehrere der folgenden Betriebszustände geschaltet und betrieben werden:

a) Der der Sitzfläche und dem Fußraum zugeordnete Strömungszweig 1221 bzw. die zugeordnete Luftführungseinrichtung 122 ist abgeschaltet und/ oder kühlt bzw. ventiliert und der der Lehne und dem Nackenraum zuge- ordnete Strömungszweig ist eingeschaltet und/oder heizt. Eine dem abge-

schaltetem Bereich zugeordnete Oberflächen-Temperiereinrichtung 124 kann dennoch separat dazugeschaltet sein.

b) Dieser Betriebszustand entspricht dem Betriebszustand a) nur sind die ein- und abgeschalteten Komponenten diesmal vertauscht.

c) Sowohl die Sitz- als auch die Lehnenbereiche werden beide eingeschaltet und abgestimmt aufeinander oder unabhängig voneinander geregelt.

In Kombination mit diesen drei Zuständen kann vorgesehen sein,

d) dass Sitzfläche und/oder Lehnenfläche abgeschaltet oder gekühlt oder ventiliert sind, während Nackenbereich und/oder Fußraum beheizt sind.

e) dass beide Zonen beheizt oder beide Zonen gekühlt bzw. ventiliert oder abgeschaltet sind.

f) dass der Fußraum beheizt und der Nackenbereich gekühlt, ventiliert oder abgeschaltet ist.

g) dass nur die Lehne und/oder die Sitzfläche beheizt, ventiliert oder gekühlt werden, während Fußraum und Nackenbereich abgeschaltet oder abweichend temperiert sind.

Bezugszeichen

1 Gegenstand

11 Polster

12 Vorrichtung

13 Deckschicht

121 Luftfördereinrichtung

122 Luftführungseinrichtung

123 Lufttemperiereinrichtung

124 Oberflächen-Temperiereinrichtung

125 Luftd u rchtrittszone

126 Regeleinrichtung

1251 Du rchtrittsöff nu ngen

1221 a, b Strömungszweige

1222 Stellorgane

1223 Wandung

1224 Stützelement

1251 Durchtrittsöffnungen