Die Erfindung betrifft eine Temperierungsschicht insbesondere für eine Innen- raumverkleidung eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugteils.

Temperierungsschichten zum Beheizen und/oder zum Kühlen einer Innenraum- verkleidung in einem Fahrzeug - wie beispielsweise einer Verkleidung der Sitze, der Armauflagen oder der Türinnenflächen - sind bereits bekannt. In einer herkömmlichen Temperierungsschicht kann neben einer konventionellen Widerstandsheizung auch eine thermoelektrische Temperierungsanordnung verwendet werden, die die Innenraumverkleidung thermoelektrisch durch den Peltier-Effekt beheizt oder auch kühlt.

Die herkömmlichen Temperierungsschichten weisen jedoch eine geringe Energieeffizienz und folglich eine niedrige Heiz- oder Kühlleistung auf. Eine ausreichende Heiz- oder Kühlleistung wird nur bei einem erheblichen Energieverbrauch erreicht, was in einem Fahrzeug mit einem hohen Treibstoffverbrauch und folglich mit hohen Kosten verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Temperierungsschicht mit einer flächigen thermoelektrischen Temperierungsanordnung bereitzustellen, bei der die Energieeffizienz gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Energieeffizienz einer Temperierungsschicht durch eine Erhöhung des Wärmeaustausches zwischen der Tempeherungsschicht und dem Fahrzeuginnenraum in einem Fahrzeug zu steigern. Zum Beheizen und zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums weist die Temperierungsschicht eine flächige thermoelektrische Temperierungsanordnung mit wenigstens einem Thermoelement auf. Erfindungsgemäß weist die Temperierungsschicht eine Luftabsauganordnung mit wenigstens einem Luftabsaugkanal auf, wobei der Luftabsaugkanal von einer Außenseite der Temperierungsschicht durch die Temperierungsanordnung hindurch zu einer Innenseite der Temperierungsschicht führt.

Das Thermoelement der Temperierungsanordnung nutzt den Peltier-Effekt aus und kann sowohl für das Kühlen als auch für das Beheizen der Innenraumver- kleidung und dadurch des Fahrzeuginnenraums in dem Fahrzeug eingesetzt werden. Dabei kann ein Umschalten zwischen dem Kühlen und dem Heizen auf einfache Weise durch eine Umkehrung der Stromrichtung in dem Thermoelement erfolgen. Der Luftabsaugkanal der Absauganordnung verbindet die Außenseite und die Innenseite der Temperierungsschicht, wobei die Außenseite der Temperierungsschicht als eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite der Temperierungsschicht definiert ist. Der jeweilige Luftabsaugkanal führt erfindungsgemäß von einer Außenseite der Temperierungsschicht durch die Temperierungsanordnung hindurch zu einer Innenseite der Temperierungsschicht und durchdringt auch das Thermoelement der Temperierungsanordnung. Durch den Luftabsaugkanal kann die Innenluft von der Außenseite der Temperierungsschicht abströmen, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen dem Thermoelement und dem Fahrzeuginnenraum zumindest an dem Luftabsaugkanal gesteigert wird. Eine Erhöhung der Temperaturdifferenz führt zu einer Steigerung des Wärmeaustausches zwischen dem Thermoelement und dem Fahrzeuginnenraum, wodurch der Fahrzeuginnenraum effizienter beheizt oder gekühlt wird. Folglich steigt die Energieeffizienz des Thermoelements und der Temperierungsschicht insgesamt. Die Innenraumverkleidung des Fahrzeugs oder des Fahrzeugteils kann beispielsweise ein Sitzbezug, eine Armauflage, ein Armaturenbrett, ein Dachhimmel, ein Kabinenboden, eine Türinnenfläche oder eine Mittel konsolenfläche sein. Die Anzahl sowie der Durchmesser der Luftabsaugkanäle in der Luftabsauganordnung können dabei abhängig von der Art der Innenraumverkleidung sowie von der geforderten Heiz- oder Kühlleistung der Temperierungsschicht variieren.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass beim Kühlen das jeweilige Thermoelement mit einer Kühlungsfläche der Außenseite der Temperierungsschicht zugewandt ist und der jeweilige Luftabsaugkanal beim Absaugen der Innenluft von der Außenseite zu der Innenseite eine Wärmesenke bildet. Bei einer derartigen Anordnung des Thermoelements wird der Fahrzeuginnenraum auf der Außenseite der Temperierungsschicht durch das Thermoelement gekühlt. Eine Heizungsfläche des Thermoelements ist dabei der Innenseite der Temperierungsschicht zugewandt. Die Innenluft wird zumindest teilweise in den Luftabsaugkanal eingesaugt und weist eine niedrigere Temperatur als die Heizungsfläche des Thermoelements auf. Der Luftabsaugkanal bildet in Verbindung mit der in dem Luftabsaugkanal befindlichen kühleren Innenluft innerhalb der Temperierungsschicht eine Wärmesenke. Zwischen der eingesaugten kühleren Innenluft und der heißeren Heizungsfläche findet ein konduktiver oder ein konvektiver Wärmeaustausch statt und die Heizungsfläche des Thermoelements wird gekühlt. Da eine Tempe- raturdifferenz zwischen der Heizungsfläche und der Kühlungsfläche des Thermoelements von seinen physikalischen Eigenschaften abhängt und gegen einen konstanten Wert strebt, kühlt sich die Kühlungsseite weiter. Der Wärmeaustausch zwischen dem Fahrzeuginnenraum und dem Thermoelement auf der Außenseite der Temperierungsschicht sowie insgesamt die Kühlleistung der Temperierungsschicht steigen. Ferner bildet die Kühlungsfläche eine flächige dem Fahrgastinnenraum zugewandte Strahlungsfläche, die aufgrund der Wärmesenke den Fahrzeuginnenraum effektiv kühlt. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass beim Heizen das jeweilige Thermoelement mit der Heizungsfläche der Außenseite der Temperierungsschicht zugewandt ist und der jeweilige Luftabsaugkanal beim Absaugen der Innenluft von der Außenseite zu der Innenseite eine Wärmequelle bildet. Bei einer derartigen Anordnung des Thermoelements wird der Fahrzeuginnenraum an der Außenseite der Temperierungsschicht geheizt und die Kühlungsfläche ist der Innenseite der Temperierungsschicht zugewandt. Die Innenluft wird auch hier in den Luftabsaugkanal eingesaugt und weist eine höhere Temperatur als die Kühlungsfläche des Thermoelements auf. Der Luftabsaugkanal bildet in Verbindung mit der in dem Luftabsaugkanal befindlichen Innenluft innerhalb der Temperierungsschicht eine Wärmequelle. Die Kühlungsfläche des Thermoelements wird durch einen konduktiven oder einen konvektiven Wärmeaustausch geheizt. Die Tempe- raturdifferenz zwischen der Heizungsfläche und der Kühlungsfläche des Thermoelements wird kleiner, wodurch die Temperatur der Heizungsfläche weiter steigt. Der Wärmeaustausch zwischen der Heizungsfläche des Thermoelements und dem Fahrzeuginnenraum auf der Außenseite der Temperierungsschicht erhöht sich, wodurch die Heizleistung des Thermoelements und der Temperierungsschicht insgesamt steigen. Ferner bildet die Heizungsfläche eine flächige dem Fahrgastinnenraum zugewandte Strahlungsfläche, die aufgrund der Wärmequelle den Fahrzeuginnenraum effektiv heizt.

Sowohl die Heizleistung als auch die Kühlleistung des Thermoelements und folglich der Temperierungsschicht können auf diese Weise erhöht werden, wodurch insgesamt die Energieeffizienz der Temperierungsschicht steigt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Luftabsaugkanal der Luftabsauganordnung eine Luftpore ist. Die Luftporen können bereits bei der Herstellung der Temperierungsschicht in die Temperierungsanordnung eingebracht werden und eine Luftabsauganordnung bilden. Auf diese Weise kann der Aufwand für die Herstellung einzelnen Luftabsaugkanäle reduziert werden.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Temperierungsschicht ist vorgesehen, dass die Temperierungsschicht eine Wärmeübertragungsstruktur aufweist. Dabei verbindet die Wärmeübertragungsstruktur auf der Innenseite der Temperierungsschicht die jeweiligen Thermoelemente der Temperierungsanordnung mit den jeweiligen Luftabsaugkanälen der Luftabsauganordnung wärmeleitend. Die Wärmeübertragungsstruktur kann dabei beispielsweise aus einem wärmeleitenden Material - beispielsweise aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung - hergestellt sein und die Temperierungsschicht komplett oder bereichsweise bedecken. Die Wärmeübertragungsstruktur kann dabei der Innenseite der Temperierungsschicht zugewandt an der Temperierungsanordnung anliegend angeordnet sein. Durch die Wärmeübertragungsstruktur kann der Wärmeaustausch zwischen der Heizungsfläche oder der Kühlungsfläche der jeweiligen Thermoelemente und der Wärmequelle oder der Wärmesenke der jeweiligen Luftabsaugkanäle erhöht werden, wodurch auch die Energieeffizienz der Temperierungsschicht erhöht werden kann.

Um den Wärmeaustausch zwischen der Heizungsfläche oder der Kühlungsfläche der jeweiligen Thermoelemente und der Wärmequelle oder der Wärmesenke der jeweiligen Luftabsaugkanäle weiter zu erhöhen, ist vorgesehen, dass die Wärmeübertragungsstruktur zumindest bereichsweise auf einer Innenfläche des jeweiligen Luftabsaugkanals festgelegt ist. Auf diese Weise kann ein direkter Wärmeaustausch zwischen der in dem Luftabsaugkanal befindlichen Innenluft und der Wärmeübertragungsstruktur und folglich den jeweiligen Thermoelementen erreicht werden, wodurch die Heizleistung oder die Kühlleistung der jeweiligen Thermoelemente erhöht werden können. Vorteilhafterweise kann die Wärme- Übertragungsstruktur die Innenfläche des Luftabsaugkanals zumindest bereichsweise bilden, so dass der Wärmeaustausch weiter verbessert werden kann.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Temperierungsschicht auf der Innenseite eine Übertragungsschicht aufweist, welche an der Temperierungsanordnung oder an der Wärmeübertragungsstruktur festgelegt ist. Die Übertragungsschicht kann beispielsweise auf der Wärmeübertragungsstruktur oder direkt auf den Thermoelementen stoffschlüssig festgelegt sein. Die Übertragungsschicht kann sowohl wärmeleitend als auch wärmeisolierend sein und beispielsweise ein Innenpolster für die Innenraumverkleidung bilden. Die Luftabsaugkanäle der Luftabsaugstruktur gehen dabei durch die Übertragungsschicht hindurch und können hier beispielsweise durch Luftporen gebildet sein.

Um die Innenluft durch die Luftabsaugkanäle der Luftabsauganordnung absaugen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Temperierungsschicht eine Absaugvorrichtung aufweist. Durch die Absaugvorrichtung - beispielsweise eine Luftpumpe - kann die Innenluft durch die Luftabsaugkanäle der Luftabsauganordnung von einer Außenseite der Temperierungsschicht durch die Temperierungsanordnung hindurch zu der Innenseite der Temperierungsschicht abgesaugt werden. Durch die Absaugvorrichtung kann der Wärmeaustausch zwischen dem Fahrzeuginnenraum und der Temperierungsschicht geregelt werden, indem die Leistung der Absaugvorrichtung und somit die Menge der abgesaugten Innenluft abhängig von der geforderten Kühl- oder Heizleistung der Temperierungsschicht angepasst wird.

Insgesamt weist die erfindungsgemäße Temperierungsschicht in Vergleich zu den herkömmlichen Temperierungsschichten eine bessere Kühl- und Heizleistung sowie eine höhere Energieeffizienz auf. Insgesamt kann dadurch der Treibstoffverbrauch in einem Fahrzeug reduziert und die Umwelt geschont werden. Die Erfindung betrifft auch eine Innenraumverkleidung für ein Fahrzeug oder für ein Fahrzeugteil, wobei erfindungsgemäß die Innenraumbekleidung eine Tempe- rierungsschicht wie oben beschrieben aufweist. Die Innenraumverkleidung kann beispielsweise ein Sitzbezug, eine Armauflage, ein Armaturenbrett, ein Dachhimmel, ein Kabinenboden, eine Türinnenfläche oder eine Mittel konsolenfläche sein. Durch die erfindungsgemäße Innenraumverkleidung mit der Temperierungsschicht kann die Kühl- und die Heizleistung deutlich erhöht werden und die Energieeffizienz gesteigert werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Temperierungsschicht; Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Tempenerungsschicht bei einem Kühlvorgang;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Temperierungsschicht bei einem Heizvorgang.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Temperierungsschicht 1 für eine Innenraumverkleidung eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugteils. Die Innenraumverkleidung kann beispielsweise ein Sitzbezug, eine Armauflage, ein Armaturenbrett, ein Dachhimmel, ein Kabinenboden, eine Türinnenfläche, eine Mittel konsolenfläche oder ähnliches sein. Die Temperierungsschicht 1 weist eine flächige thermoelektrische Temperierungsanordnung 2 mit einem Thermoelement 3 auf. Erfindungsgemäß weist die Temperierungsschicht 1 eine Luftabsauganordnung 4 mit Luftabsaugkanälen 5 auf, wobei der jeweilige Luftabsaugkanal 5 von einer Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 durch die Temperierungsanordnung 2 hindurch zu einer Innenseite 7 der Temperierungsschicht 1 führt. Die Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 ist dabei als eine einem Fahrzeuginnenraum 8 zugewandte Seite der Temperierungsschicht 1 definiert.

Das Thermoelement 3 der Temperierungsanordnung 2 ist hier ein Peltier- Element und kann sowohl für das Kühlen als auch für das Heizen des Fahrzeuginnenraums 8 verwendet werden. Durch den jeweiligen Luftabsaugkanal 5 kann die Innenluft von der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 zu der Innenseite 7 der Temperierungsschicht 1 durchströmen, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen dem Thermoelement 3 und dem Fahrzeuginnenraum 8 zumindest an dem Luftabsaugkanal 5 steigt. Dies führt zu einer Steigerung des Wärmeaustausches zwischen dem Thermoelement 3 und dem Fahrzeuginnenraum 8, wodurch der Fahrzeuginnenraum 8 effizienter geheizt oder gekühlt wird. Die Anzahl sowie der Durchmesser der Luftabsaugkanäle 5 in der Luftabsauganordnung 4 können abhängig von der Art der Innenraumverkleidung und von der geforderten Kühloder Heizleistung variieren.

Die Temperierungsschicht 1 weist des Weiteren eine Wärmeübertragungsstruktur 9 auf. Die Wärmeübertragungsstruktur 9 ist der Innenseite 7 der Temperierungsschicht 1 zugewandt und an der Temperierungsanordnung 2 anliegend angeordnet. Die Wärmeübertragungsstruktur 9 verbindet wärmeleitend das Thermoelement 3 mit den Luftabsaugkanälen 5. Die Wärmeübertragungsstruktur 9 kann beispielsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt sein und die Temperierungsanordnung 2 komplett oder bereichsweise bedecken. In diesem Ausführungsbeispiel bildet die Wärmeübertragungsstruktur 9 bereichsweise eine Innenfläche der Luftabsaugkanäle 5.

Auf der Wärmeübertragungsstruktur 9 ist eine Übertragungsschicht 10 anliegend angeordnet, die ein Innenpolster für die Innenraumverkleidung bildet. Die Luftabsaugkanäle 5 der Luftabsaugstruktur 4 gehen dabei durch die Übertragungsschicht 10 hindurch und können beispielsweise durch Luftporen in der Übertragungsschicht 10 gebildet sein. Die Temperierungsschicht 1 weist auch eine Absaugvorrichtung 1 1 auf, durch die die Innenluft durch die Luftabsaugkanäle 5 der Luftabsauganordnung 4 von der Außenseite 6 durch die Temperierungsanordnung 2 hindurch zu der Innenseite 7 - beispielsweise mit einer Luftpumpe - abgesaugt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Temperierungsschicht 1 beim Kühlen. Zur Übersichtlichkeit sind hier der Wärmetransport mit durchgezogenen Pfeilen und der Lufttransport mit gepunkteten Pfeilen angedeutet. Das Thermoelement 3 ist mit einer Kühlungsfläche 12 der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 und mit einer Heizungsfläche 13 der Innenseite 7 der Tempenerungsschicht 1 zugewandt. Der Fahrzeuginnenraum 8 wird auf der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 durch das Thermoelement 3 gekühlt und die Innenluft wird zumindest teilweise in den Luftabsaugkanal 5 eingesaugt. Die Innenluft in dem Luftabsaugkanal 5 weist eine niedrigere Temperatur als die Heizungsfläche 13 des Thermoelements 3 auf und der Luftabsaugkanal 5 bildet in Verbindung mit der Innenluft eine Wärmesenke 14. Zwischen der eingesaugten kühleren Innenluft und der heißeren Heizungsfläche 13 findet ein konduktiver o- der ein konvektiver Wärmeaustausch statt und die Heizungsfläche 13 des Thermoelements 3 wird gekühlt. Folglich kühlt sich die Kühlungsfläche 12 des Thermoelements 3 weiter. Der Wärmeaustausch zwischen dem Fahrzeuginnenraum und dem Thermoelement 3 auf der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 und folglich die Kühlleistung des Thermoelements 3 steigen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Temperierungsschicht 1 beim Heizen. Auch hier sind zur Übersichtlichkeit der Wärmetransport mit durchgezogenen Pfeilen und der Lufttransport mit gepunkteten Pfeilen angedeutet. Hier ist die Heizungsfläche 13 der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 und die Kühlungsfläche 12 der Innenseite 7 der Temperierungsschicht 1 zugewandt. Eine derartige abweichende Anordnung der Kühlungsfläche und der Heizungsfläche ist in dem Thermoelement 3 auf einfache Weise durch eine Umkehrung der Stromrichtung möglich. Der Fahrzeuginnenraum 8 wird auf der Außenseite 6 der Temperierungsschicht 1 geheizt und die Innenluft wird in den Luftabsaugkanal 5 zumindest teilweise eingesaugt. Die eingesaugte Innenluft weist eine höhere Temperatur als die Kühlungsfläche 12 des Thermoelements 3 auf und der Luftabsaugkanal 5 bildet in Verbindung mit der in dem Luftabsaugkanal 5 befindlichen Innenluft eine Wärmequelle 15. Die Kühlungsfläche 12 des Thermoelements 3 wird durch einen konduktiven oder einen konvektiven Wärmeaustausch geheizt. Die Temperaturdifferenz zwischen der Heizungsfläche 13 und der Kühlungsfläche 12 des Thermoelements 3 wird klei- ner, wodurch die Temperatur der Heizungsfläche 13 weiter steigt. Der Wärmeaustausch zwischen der Heizungsfläche 13 des Thermoelements 3 und dem Fahrzeuginnenraum 8 erhöht sich, wodurch die Heizleistung des Thermoelements 3 steigt.

In der erfindungsgemäßen Temperierungsschicht 1 können sowohl die Heizleistung als auch die Kühlleistung des Thermoelements 3 und folglich der Temperierungsschicht 1 insgesamt erhöht werden. Insgesamt weist die erfindungsgemäße Temperierungsschicht 1 in Vergleich zu den herkömmlichen Temperierungsschichten eine höhere Energieeffizienz auf.