DE10019370A1 - Sitzkomfortsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Sitzkomfortsystem, insbesondere für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Beschrieben ist ein Sitzkomfortsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Es besteht aus einer zweiteiligen bifunktionellen Schicht. Die dem Bezugsstoff zugewandte Lage besitzt die Fähigkeit, Wasserdampf aufzunehmen, zu transportieren und auch wieder abzugeben. Die darunter liegende Schicht besteht aus einem dreidimensional in sich starren Gebilde, das durch punktförmige Belastung keine Volumenänderung erfährt. Durch dieses dreidimensionale Gebilde wird ein Luftstrom parallel zur Sitzoberfläche geführt. Dieser Luftstrom wird über Kanäle dem System zugeführt und von dort auch wieder abgeführt. Erzeugt wird dieser durch eine Einrichtung, die entweder Luft aus den Kanälen ansaugt oder in sie hineinführt. Diese Einrichtung kann über das Messsignal eines Sensors gesteuert werden, der zwischen Bezugsstoff und der darunter liegenden Schicht angebracht werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Sitzkomfortsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
bestehend aus einer zweiteiligen bifunktionellen Schicht, die sich aus einer Schicht, die
die Fähigkeit besitzt, Wasserdampf aufzunehmen, zu transportieren und wieder
abzugeben, und einer Schicht, die aus einem dreidimensional in sich starrem Gebilde
besteht, das durch punktförmige Belastung keine Volumenänderung erfährt und durch
das parallel zur Sitzoberfläche ein Luftstrom geführt werden kann, zusammensetzt.
Der Sitzkomfort besitzt insbesondere bei Kraftfahrzeugen eine sehr große Bedeutung.
Wird die Komfortgrenze, welche vom Institut für angewandte Ergonomie mit einer
relativen Feuchte von 85% an der Sitzoberfläche definiert wird, überschritten, so
entsteht ein unangenehmes Gefühl feuchter Wärme. Im Falle des Fahrers kann dies zu
deutlichen Beeinträchtigungen der Konzentrationsfähigkeit und damit zu verminderter
Fahrsicherheit führen. Konventionell gepolsterte Sitze haben zwar teilweise die
Fähigkeit, Wasserdampf aufzunehmen, jedoch ist die Kapazität nicht groß genug, so
dass sie bei länger anhaltendem Schwitzen relativ schnell in die Sättigung gehen und
die Sitzkomfortgrenze überschreiten. In der DE 195 42 210 C2 wird ein spezieller Stoff
beschrieben, der Adsorber enthält und eine sehr große Menge an Wasserdampf
aufnehmen kann. Dieser Stoff wird als Zwischenlage zwischen Bezugsstoff und
Sitzpolster verwendet. Das so aufgebaute Sitzsystem weist gegenüber den
konventionellen Sitzsystemen den Vorteil auf, dass das Überschreiten der
Sitzkomfortgrenze deutlich zeitverzögert auftritt. Eine weitere Möglichkeit, den
Sitzkomfort zu verbessern, besteht darin, durch eine Belüftung den Wasserdampf aktiv
abzuführen. In der DE 197 03 516 C1 wird ein solches System beschrieben. Dort wird
mit insgesamt 10 Lüftern ein Luftstrom durch die Sitzoberfläche geblasen. Dadurch wird
entstehender Wasserdampf sehr schnell und effektiv abgeführt.
Der Nachteil von passiven Systemen, die wie in der DE 195 42 210 C2 beschrieben mit
einer wasseraufnehmenden Schicht arbeiten, liegt darin, dass auch sie zwar
zeitverzögert aber dennoch die Sitzkomfortgrenze überschreiten. Zudem benötigen sie
nach erfolgter Sättigung mindestens die gleiche Zeit, um das aufgenommene Wasser
wieder abzugeben. Der Nachteil von aktiven Systemen, die wie die DE 197 03 516 C1
eine große Anzahl von Lüftern verwendet, liegt in dem sehr komplexen Aufbau und dem
daraus resultierenden Energiebedarf und Steuerungsaufwand. Weiterhin tritt durch den
Luftstrom ein unerwünschter Abkühleffekt durch die abgeführte Verdampfungswärme
auf. Dieser kann nur durch paralleles Zuschalten einer Sitzheizung kompensiert
werden. Wenn sich im Sommer eine nassgeschwitzte Person auf einen solchen Sitz
setzt, so muss die Sitzheizung zugeschaltet werden, da sonst eine Unterkühlung und
somit gesundheitliche Beeinträchtigungen drohen. Somit funktioniert so ein System nur
mit Sitzheizung, was zusätzlichen Steuerungsaufwand bedeutet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sitzkomfortsystem aufzuzeigen, das
über einen so guten Feuchtigkeitsabtransport verfügt, dass nie die Sitzkomfortgrenze
erreicht oder überschritten wird, wobei ein unerwünschter Abkühleffekt, der zu
Unterkühlung und gesundheitlicher Beeinträchtigung führen kann, ohne Verwendung
einer eventuell vorhandenen Sitzheizung nicht auftritt.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch Kombination zweier Schichten mit
unterschiedlichen Funktionen. Der prinzipielle Aufbau eines solchen Systems ist in
Fig. 1 dargestellt. Unter den Sitzbezug (1) wird eine Schicht (2) angebracht, die die
Fähigkeit besitzt, Wasserdampf aufzunehmen, zu transportieren und wieder
abzugeben. Unterhalb dieser Schicht wird ein dreidimensionales in sich stabiles Gebilde
(3) angebracht, welches durch punktförmige Belastung keine Volumenveränderung
erfährt. Durch dieses dreidimensionale Gebilde (3) wird parallel zur Sitzoberfläche ein
Luftstrom (4) geführt. Der Luftstrom (4) wird über Kanäle (7), die durch
luftundurchlässige Wandungen (8) gebildet werden, dem System zugeführt und von
diesem weggeführt. Erzeugt wird er durch eine Einrichtung (9), die entweder Luft aus
den Kanälen (7) ansaugt oder in diese hineinbläst. Dieses System aus dem
dreidimensionalen Gerüst (3), der reversibel wasserdampfaufnehmenden und wieder
abgebenden Schicht (2) und dem Sitzbezug (1) wird auf das Sitzpolster (6) aufgesetzt.
Es kann zusätzlich zwischen Sitzpolster und dem dreidimensionalen Gerüst eine
wasserdampf- und luftundurchlässige Schicht (5) angebracht werden. Weiterhin kann
auf der wasserdampfaufnehmenden Schicht ein Sensor (10) angebracht werden, der
die Temperatur oder die Luftfeuchte oder beides misst und dessen Messsignal zur
Steuerung der Einrichtung zur Erzeugung des Luftstromes verwendet werden kann.
In einer ersten Ausführungsform kann die wasserdampfaufnehmende Schicht ein
wasserdampf- und luftdurchlässiger Träger sein, auf den Adsorber aufgeklebt sind. Das
dreidimensionale Gebilde kann durch ein Abstandsgewirke aus Polypropylen realisiert
werden. Vorteilhafterweise enthält die wasseraufnehmende Schicht Faserbärte, die
zusätzlich zu der Wasseraufnahme durch die Adsorbentien eine Dochtwirkung
hervorrufen. Der Luftstrom durch das Abstandsgewirke kann mit Hilfe eines kleinen
Ventilators erzeugt werden. Hierzu sind in dem Sitzpolster entsprechende
Zuführungskanäle vorgesehen. Je nach Einbaurichtung kann hierbei Luft durch den
entsprechenden Kanal in das System hereingeführt oder aus dem System abgesaugt
werden. Zwischen dem Abstandsgewirke und der Schicht, die die Adsorber enthält, ist
ein Sensor angebracht, der entweder die Temperatur oder den Feuchtegehalt der Luft
oder beides messen kann. Dieses Messsignal kann dazu verwendet werden, um den
Ventilator ab- und wieder einzuschalten. In einer zweiten Ausführungsform kann das
dreidimensionale Gebilde auch durch eine plissierte Struktur einer steifen Flächenware
hergestellt sein. Ebenso ist es möglich ein Geflecht aus porösen, d. h. luft- und
wasserdampfdurchlässigen, Schläuchen unter die wasseraufnehmende Schicht zu
legen. In diesem Fall werden die Zuführungskanäle einfach durch Anschließen von
undurchlässigen Schläuchen mit gleichem Durchmesser an die porösen Schläuche
realisiert. Ein solcher Schlauch kann in einem Kraftfahrzeug zusammen mit den schon
vorhandenen Kabelbäumen verlegt und so an eine vorhandene Lüftung angeschlossen
werden. In weiteren Ausführungsformen sind unterschiedliche Arten von
wasseraufnehmenden Schichten denkbar. Hierzu zählen Aktivkohlegewirke,
Aktivkohlegewebe, Vliesstoffe aus Halbwollwatte oder Nadelvliesstoffe aus Naturfasern
oder synthetischen Fasern. Das Wirkungsprinzip ist immer das selbe. Die
wasseraufnehmende Schicht hat zunächst die Aufgabe, kurzfristig auftretende hohe
Wassermengen aufzunehmen, um sie dann langsam und kontinuierlich an den
Luftstrom abzugeben. So kann ein Schweißimpuls, der beim Einsteigen in ein warmes
Auto entsteht, abgefangen werden. Die wasseraufnehmende Schicht hat weiterhin die
Aufgabe, als Wärmeisolator gegenüber der luftführenden dreidimensionalen Schicht zu
wirken. Auf diese Weise wird der unerwünschte Abkühleffekt bei Betrieb des Ventilators
verhindert.
In Fig. 2 ist der vereinfachte Aufbau eines solchen aktiven Sitzsystems schematisch
dargestellt. Unter einen Bezugsstoff (1') wird eine Schicht helsasorb (2') gelegt.
Darunter befindet sich eine 1 cm dicke Schicht eines Abstandsgewirkes (3'). Diese
Anordnung ist in einem Rahmen (5') aus Makralon angebracht. Innerhalb dieses
Rahmens (5') ist ein zweiter Rahmen (6') angebracht, der eine Abdeckplatte (7') hält,
die so ausgeführt ist, dass die Unterseite des Abstandsgewirkes (3') luftdicht
abgeschlossen ist und nur an zwei gegenüberliegenden Seiten Bohrungen (8') als
Luftdurchlässe vorgesehen sind. Der innere Rahmen (6') bildet mit dem äußeren
Rahmen (5') Kanäle (9'). In einen dieser Kanäle ist ein Ventilator (10') so eingebracht,
dass er durch die Bohrungen (8') und das Abstandsgewirke (3') einen Luftstrom (4')
zieht. Der Ventilator wird so eingestellt, dass er 80 l/min fördert. Auf den Bezugsstoff
wird eine spezielle Apparatur (11') gesetzt, mit deren Hilfe eine Temperatur von 36°C
und eine relative Feuchte von 100% vollflächig aufgegeben wird. Dies wird dadurch
erreicht, dass eine beheizbare Platte auf 36°C aufgeheizt wird, unter diese Platte ein
Polyestervlies, das mit 10 g Wasser befeuchtet wurde, gelegt wird und darunter eine
wasserdampfdurchlässige Membran angebracht wird. Die 10 g Wasser, die durch den
Temperatureintrag verdampfen und durch die Membran als Wasserdampf auf den
Bezugsstoff treffen, sollen einen Schweißimpuls einer sich auf einen Sitz setzenden
Person simulieren. Zur Messung der relativen Feuchte und der Temperatur ist zwischen
dem Bezugsstoff (1') und der helsasorb-Schicht (2') ein Sensor (12') angebracht. Wird
die Apparatur (11') auf den Bezugsstoff aufgesetzt, so erhält man als Verlauf der
relativen Feuchte über die Testdauer die Kurve, die in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3
sind die Kurven von drei unterschiedlichen Messungen dargestellt. Kurve (1") zeigt den
Verlauf für das im Ausführungsbeispiel beschriebene System, das in Fig. 2
schematisch dargestellt ist. Kurve (2") zeigt den Verlauf für das selbe System, jedoch
ist diesmal der Ventilator über die gesamte Messdauer abgeschaltet. Kurve (3") zeigt
den Verlauf für ein System, das wie folgt aufgebaut ist: Unter den Bezugsstoff wurde
eine 1 cm dicke Schicht Gummihaar angebracht. Dies wurde zusammen auf einen
Schnittschaum gelegt. Die eingezeichnete Linie (4") stellt die Komfortgrenze dar. Man
erkennt deutlich, dass das passive System mit Gummihaar schon nach 5 Minuten diese
Komfortgrenze überschreitet. Das passive System mit helsasorb erreicht diese Grenze
erst nach 40 Minuten. Das in diesem Beispiel beschriebene aktive System hingegen
bleibt deutlich unterhalb dieser Grenze.
Claims (20)
1. Sitzkomfortsystem bestehend aus einer zweiteiligen bifunktionellen Schicht,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug (1) zugewandte Schicht (2) die
Fähigkeit besitzt, Wasserdampf aufzunehmen, zu transportiern und wieder
abzugeben, und dass die darunter liegende Schicht (3) aus einem dreidimensional
in sich starrem und durch punktförmige Belastung in seinem Volumen nicht
veränderbaren Gebilde besteht, durch das parallel zur Sitzoberfläche mit Hilfe von
Luftführungskanälen (7) und einer einen Luftstrom erzeugenden Einheit (9), die über
einen Sensor (10) gesteuert werden kann, der zwischen Bezug und der darunter
liegenden Schicht angebracht sein kann, ein Luftstrom (4) geführt wird.
2. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht einen luft- und wasserdampfdurchlässigen Träger mit
Adsorberpartikeln aufweist.
3. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adsorberpartikel aus Aktivkohle sind.
4. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adsorberpartikel aus Trockenmitteln wie z. B. Zeolithe, Silikagele und Calciumchlorid
bestehen.
5. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adsorberpartikel Aerogele sind.
6. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Adsorberpartikel aus Zellulose sind.
7. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der luft- und wasserdampfdurchlässige Träger ein Schaummaterial oder ein
Vliesstoff oder ein Textilmaterial aufweist.
8. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht ein aktiviertes Aktivkohlegewebe oder Aktivkohlegewirke ist.
9. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht aus einem PU-Schaum besteht, auf den Aktivkohlepartikel
aufgeklebt sind und welcher anschließend mit einem Viskosenadelvlies vernadelt
wurde.
10. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht aus Naturfasern besteht.
11. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht aus synthetischen Fasern besteht.
12. Sitzkomfortsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bezug
zugewandte Schicht aus einer Fasermischung besteht.
13. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das luftdurchlässige dreidimensionale Gebilde ein Abstandsgewirke ist.
14. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das dreidimensional Gebilde aus luft- und wasserdampfdurchlässigen
Schläuchen besteht.
15. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das dreidimensional Gebilde aus einer plissierten Flächenware besteht.
16. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der durch das dreidimensional Gebilde geführte Luftstrom mit Hilfe eines
saugenden Ventilators erzeugt wird.
17. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der durch das dreidimensional Gebilde geführte Luftstrom mit Hilfe eines
blasenden Ventilators erzeugt wird.
18. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der durch das dreidimensional Gebilde geführte Luftstrom mit Hilfe eines
Anschlusses an eine vorhandene Lüftung erzeugt wird.
19. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftstrom über die relative Feuchte, die sich zwischen Bezugsstoff und der
darunter liegenden Schicht einstellt, geregelt wird.
20. Sitzkomfortsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftstrom über die Temperatur, die sich zwischen Bezugsstoff und der
darunter liegenden Schicht einstellt, geregelt wird.
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