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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz zur Verwendung
in allen Arten von Fahrzeugen.
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Das
Sitzen auf normalen Fahrzeugsitzen, beispielsweise in serienmäßig ausgestatteten
Autos, kann besonders auf längeren
Fahrten und nach körperlichen
Anstrengungen vor der Fahrt, bei hohen Temperaturen und/oder hoher
Luftfeuchtigkeit unangenehm werden. Da keine Luft zwischen dem Körper und
dem Fahrzeugsitz zirkulieren kann, beginnt der Körper dort besonders zu schwitzen.
Dadurch sammelt sich Feuchtigkeit im Körperkontaktbereich an, und
auch die Temperatur in diesem Bereich steigt an. Dieser Effekt ist
nicht nur unangenehm sondern kann auch zur Ermüdung des Fahrers führen.
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Daher
wurde beispielsweise in der U.S. Patentanmeldung Nr. US 2002/0003362
A1 ein Fahrzeugsitz vorgeschlagen, welcher eine Belüftung der Körperkontaktflächen mittels Öffnungen
in der Sitzfläche
und der Lehne vorsieht, durch welche Luft auf den Körper geleitet
wird. Dabei wird der Schweiß jedoch
nur teilweise getrocknet, da die meisten Öffnungen während des Sitzens durch den
Körper
verschlossen werden, so dass aus diesen keine Luft austreten kann.
Je mehr Öffnungen
verschlossen sind, desto stärker
wird die Luftströmung
durch die übrigen Öffnungen.
Die aus den übrigen Öffnungen z.B.
zwischen den Beinen hindurch strömende
Luft wird von manchen Personen als unangenehm empfunden. Die Ansammlung
von Feuchtigkeit im Körperkontaktbereich
wird somit nur geringfügig
vermieden, und es besteht weiterhin eine schlechte Zirkulation der
Luft zwischen Körper
und Fahrzeugsitz. Folglich steigt auch weiterhin die Temperatur
in den Körperkontaktbereichen
mit der Zeit an.
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Daher
ist es Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugsitz mit einer verbesserten
Entfeuchtung und gleichzeitigen Kühlung für eine auf dem Fahrzeugsitz
sitzende Person bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird mit einem Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
gelöst.
In davon abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung
angegeben.
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Ein
erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz
umfasst ein Sitzelement, bei dem unterhalb einer außenliegenden,
wasserdampfdurchlässigen
Sitzbezugschicht ein Polsterelement und ein luftdurchlässiger Abstandshalter
zwischen dem Sitzbezug und dem Polsterelement angeordnet sind. In
diesem Zusammenhang betrifft das nachfolgend beschriebene Sitzelement
nicht nur den Sitzbereich eines Sitzes sondern auch die Rückenlehne
oder sonstige Elemente einer mehrteiligen Sitzkonstruktion. Als
zentrale Bereiche werden Bereiche bezeichnet, in denen der Körper eines
durchschnittlich gebauten Menschen den Fahrzeugsitz berührt ("Körperkontaktbereiche"). Diese zentralen
Bereiche sind luftundurchlässig
und wasserdampfdurchlässig,
indem z.B. entweder der Sitzbezug selbst ein extrem dichtes Gewebe
umfasst oder indem vorzugsweise unter dem Sitzbezug eine luftundurchlässige, wasserdampfdurchlässige Schicht
angeordnet ist. Das Sitzelement besitzt neben dem zentralen Bereich
mindestens einen Randbereich. Wird beispielsweise der Sitzbereich
eines Fahrzeugsitzes betrachtet, werden die Seitenwangen oder der
vordere Kantenbereich des Sitzes als Randbereiche bezeichnet. Die
Randbereiche werden gewöhnlicherweise
von der auf dem Sitz sitzenden Person nicht berührt und besitzen vorteilhafterweise eine
luftdurchlässige
Sitzbezugschicht.
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Die
Luftdurchlässigkeit
von Flächengebilden wird
nach der europäischen
Norm EN ISO 9237 (1955) bestimmt und in l/m2/s
angegeben. Im Zusam menhang mit der Erfindung ist die Luftundurchlässigkeit
durch einen Wert < 0,1
l/m2s Pa definiert. Dadurch ist es möglich in
den Körperkontaktbereichen unterhalb
des Sitzbezugs einen ersten Luftstrom parallel zum Sitzbezug zu
führen,
ohne dass diese von der auf dem Sitz sitzende Person wahrgenommen wird.
In den Randbereichen des Fahrzeugsitzes kann dagegen Luft nach außen durch
den Sitzbezug hindurch geleitet werden.
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Wichtigste
Voraussetzung ist jedoch, dass Feuchtigkeit, z.B. Schweiß, durch
den Sitzbezug hindurch treten kann. Bei Textilbezügen ist
dies ohne weiteres gewährleistet,
da Textilbezüge
für Feuchtigkeit
wie ein Docht wirken. Standardlederautositzbezüge sind nicht oder kaum atmungsaktiv,
d.h. sie können
bestenfalls nur minimale Mengen Wasserdampf abführen. Es gibt aber auch atmungsaktive
Leder, welche ohne Perforierung ausreichend feuchtigkeitsdurchlässig sind
und daher für
Sitzbezüge
verwendet werden können.
Anstelle von dampfdurchlässigen Lederbezügen kann
selbstverständlich
auch perforiertes Leder oder Alcantara für den Sitzbezug verwendet werden.
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Handelt
es sich um einen Lederbezug, so ist dessen Außenseite üblicherweise mit einer Schutzschicht
weitgehend versiegelt. Die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit eines ledernen Sitzbezugs
hängt daher
im wesentlichen von den Wasserdampftransporteigenschaften der Schutzschicht
ab. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung sollte der Lederbezug vorzugsweise
einen MVTR-Wert
(nach DIN 53 333) von größer 10 mg/cm2 h haben. Besonders bevorzugt sind atmungsaktive
Leder mit einem MVTR-Wert von mehr als 12 mg/cm2 h.
Solche Leder sind beispielsweise bei der Lederfabrik Vogl in Mattighofen/Österreich
erhältlich.
Im Falle eines nicht atmungsaktiven, insbesondere vollversiegelten
Lederbezugs kommt auch eine Makro- oder Mikroperforation des Bezugs in
Betracht. Unter mikroperforiertem Leder ist ein Leder mit üblicherweise
in einem Nadelungsprozeß erzeugten
Poren mit einem Porendurchmesser von 80 μm bis 100 μm zu verstehen. Übliche mikroperforierte Leder
mit einer Dicke zwischen 1,9 mm und 2,5 mm erzielen einen MVTR-Wert
zwischen 2 und 6 mg/cm2 h, was für die Zwecke
der Erfindung allerdings nicht befriedigend ist. Makroperforierte
Leder, bei denen die Löcher
sichtbar sind, erzielen je nach Lochdichte und Lochgröße MVTR-Werte von > 10 mg/cm2 h
und sind daher für
die Zwecke der Erfindung geeigneter.
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Sammelt
sich nun Feuchtigkeit in Form von Schweiß zwischen dem Körper der
auf dem Sitz sitzenden Person und dem Fahrzeugsitz an ("Körperkontaktflächen"), wird diese aufgrund
einer Partialdruckdifferenz durch den wasserdampfdurchlässigen Sitzbezug
hindurch vom Körper
weg geleitet und gelangt zum Abstandshalter. Dort wird die Feuchtigkeit durch
den parallel zum Sitzbezug verlaufenden ersten Luftstrom erfasst
und abtransportiert, wodurch eine Entfeuchtung und Kühlung in
den Körperkontaktbereichen
erfolgt. Dabei definieren der Sitzbezug auf der einen Seite des
Abstandshalters und das luftundurchlässige Polster auf der anderen
Seite einen Luftleitkanal für
die durch den Abstandshalter hindurch geführte Luft. Der Abstandshalter
ist derart ausgebildet, dass der erste Luftstrom in dem Abstandshalter
in einer Richtung parallel zum Sitzbezug bei einem Druckgefälle zwischen
10 und 50 Pa über eine
Strecke von 40 cm eine Geschwindigkeit zwischen 10 und 100 cm/s,
vorzugsweise zwischen 20 und 70 cm/s, besitzt. In der überwiegenden
Mehrzahl der Fahrsituationen brauchen jedoch nur viel geringere
Feuchtemengen abtransportiert zu werden, so dass die Luftgeschwindigkeiten
zu den meisten Zeiten tatsächlich
wesentlich niedriger liegen. Um die mit der Luftstromerzeugung verbundene
Geräuschentwicklung
der Lüfter
zeitlich zu begrenzen, ist es zweckmäßig, eine Sitztemperaturregelung
analog zur Innentemperaturregelung moderner Fahrzeugklimaanlagen vorzusehen.
Hierbei wird z.B. vom Benutzer eine gewünschte Sitztemperatur vorgewählt, die dann
durch automatische stufenlose Regelung der Lüfter nach kurzer Zeit erreicht
wird. Durch die Entfeuchtung und Wärmeleitung wird die Temperatur
an den Körperkontaktflächen abgesenkt,
was unmittelbar als angenehmer Effekt durch die Person wahrgenommen
wird. Durch Anordnung des Abstandshalters direkt unterhalb des Sitzbezugs
entstehen kurze Diffusionswege für
die Feuchtigkeit und eine gute Wärmeleitung.
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Der
erfindungsgemäße Sitz
kombiniert diesen ersten Luftstrom mit einem zweiten Luftstrom, der
aus den Randbereichen des Sitzes austritt. Dadurch, dass der zweite
Luftstrom in Randbereichen des Sitzes aus dem Sitzbezug herausströmt, wird
ein zusätzlicher
Kühleffekt
erzeugt, den die Person sofort wahrnimmt. Damit dieser zweite Luftstrom
nicht zu unangenehmen Zugerscheinungen führt, die von Person zu Person
unterschiedlich empfunden werden, kann er vorzugsweise über eine
geeignete Steuerung individuell vermindert oder ganz abgeschaltet werden. Überraschender
Weise hat sich gezeigt, dass erst durch die Kombination der beiden
vorbeschriebenen Funktionalitäten
ein deutlich verbesserter Sitzkomfort, der sofort spürbar ist,
erzielt wird. Desweiteren besitzt ein solcher Fahrzeugsitz einen einfachen
Aufbau und ist in einfacher Weise in ein Sitz- und Lehnenelement
integrierbar.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst
der zentrale Bereich des Fahrzeugsitzes eine separate, zwischen
dem Abstandshalter und dem Sitzbezug angeordnete wasserdampfdurchlässige, luftundurchlässige Schicht. Geeignete
Materialien für
die luftundurchlässige, wasserdampfdurchlässige Schicht
sind insbesondere Polyurethan (PUR), Polypropylen und Polyester, einschließlich Polyetherester
und deren Laminate, wie sie in den Druckschriften US-A-4,725,418
und US-A-4,493,870 beschrie ben sind. Besonders bevorzugt wird jedoch
gerecktes mikroporöses
Polytetrafluorethylen (ePTFE), wie es beispielsweise in den Druckschriften
US-A-3,953,566 sowie US-A-4,187,390
beschrieben ist. Diese Schicht kann dabei ein Textil oder eine Membran
bzw. ein Membranlaminat sein, wobei die Membran vorteilhafterweise
z.B. mikroporös
(z.B. ePTFE) oder monolithisch (z.B. PUR) ist. Ist die eingesetzte
Membran eine mikroporöse
Membran aus gerecktem Polytetrafluorethylen (ePTFE), besitzt sie
vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 und 150 μm und eine Porosität zwischen 70
und 85 %. Unter einer mikroporösen
Schicht wird eine Schicht verstanden, deren durchschnittliche Porengröße zwischen
etwa 0,1 μm
und etwa 2,0 μm liegt.
Die Porengröße kann
mit dem Coulter Porometer (Markenname) gemessen werden, das von
der Coulter Electronics, Inc., Hialeath, Florida, USA, hergestellt
wird.
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Des
weiteren weist die mikroporöse
Membran einen RET-Wert zwischen 4,0 und 6,0 m2 Pa/W auf.
Der RET-Wert definiert als spezifische Materialeigenschaft von textilen
Flächengebilden
und sonstigen textilen Materialaufbauten deren Wasserdampfdurchgangswiderstand.
Dabei wird der latente Verdampfungswärmefluss durch eine gegebene
Fläche infolge
eines bestehenden stationären
Partialdrucks bestimmt. Der RET-Wert wird mittels dem Hohenstein-Hautmodellversuch
ermittelt, der in der Standard-Prüfvorschrift Ne. BPI 1.4 vom
September 1987 des Bekleidungsphysiologischen Instituts e.V. Hohenstein
beschrieben wird.
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Der
erste Luftstrom im Abstandshalter wird vorzugsweise mit mindestens
einer Gebläseeinrichtung
erzeugt. Beispielsweise können
als Gebläseeinrichtung
von der Firma Papst speziell für
den Fahrzeugbereich entwickelte Axial- bzw. Radiallüfter verwendet
werden. Für
diesen Luftstrom im Abstandshalter genügt eine Gebläseeinrichtung
mit geringer Leistung, beispielsweise 0,5 bis 2 W. Sie kann über die
Fahrzeugbatterie betrieben werden, auch wenn der Motor ausgeschaltet
ist. Die Gebläseeinrichtung kann
sich beispielsweise automatisch einschalten, wenn das Fahrzeug entriegelt
wird. Eine Aktivierung durch Fernsteuerung oder Zeitschaltung ist
ebenfalls möglich.
Auch eine Taktung der Gebläseeinrichtung kann
sinnvoll sein, wobei die Frequenz des Takts und die Zeit der Kühlung pro
Takt abhängig
von der Sitztemperatur automatisch eingestellt werden kann.
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Für die Randbereiche
des Fahrzeugsitzes, normalerweise ohne Körperkontakt, werden zweckmäßigerweise
etwas stärkere
Gebläseeinrichtungen eingesetzt,
beispielsweise mit 2 bis 5 W, um einen ausreichenden zweiten Luftstrom
zu erzeugen, welcher durch die Sitzbezugschicht hindurch nach außen geblasen
wird. Dabei hat der Luftstrom im Randbereich bei einem Druckgefälle zwischen
30 und 100 Pa eine Geschwindigkeit zwischen 5 cm/s und 1 m/s. Die
Sitzbezugschicht in den Randbereichen ist luftdurchlässig, wobei
im Zusammenhang mit der Erfindung der Luftdurchlässigkeitswert größer 0,1
l/m2 s Pa, bevorzugt > 0,5 l/m2 s Pa,
ist. Vorzugsweise ist diese Gebläseeinrichtung
individuell einstellbar, um den Luftstrom den Gegebenheiten und
Vorlieben anpassen zu können.
Dabei kann die Gebläseeinrichtung
für diesen
Bereich bei Bedarf auch vollständig abgeschaltet
werden, wodurch die auf dem Sitz sitzende Person zwischen "kein Luftzug" und "direkte Luftströmung" wählen kann.
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Die
Gebläseeinrichtungen
sollten derart angeordnet sein, dass sie Luft aus Bodennähe ansaugen,
da dort die Luft kühler
ist. Vorzugsweise sind die Gebläseeinrichtungen
in der Nähe
der Lüftungsausgänge des
Fahrzeugs vorgesehen, die sich beispielsweise unterhalb des Sitzes
befinden, so dass aus diesen Ausgängen austretende, bei Einsatz
einer Klimaanlage gekühlte
und trockene Luft angesaugt wird. Alternativ kann der erfindungsgemäße Fahr zeugsitz
direkt an die Klimaanlage angeschlossen werden. In diesem Fall kann
auf die separaten Gebläseeinrichtungen
des Fahrzeugsitzes verzichtet werden und eine auf dem Sitz sitzende
Person kann sich in den Bereichen ohne Körperkontakt über die
Klimaanlage des Fahrzeugs mit kalter Luft umströmen lassen. Die von den Gebläseeinrichtungen
angesaugte Luft kann auch über
eine separate Kühleinrichtung, z.B.
ein Peltierelement, vorgekühlt
werden.
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Dabei
wird in jedem der beschriebenen Fälle die Luft, welche unterhalb
der Körperkontaktbereiche entlang
strömt,
in einem oder mehreren Bereichen abgeführt, die vom Ansaugbereich
der Gebläseeinrichtungen
ausreichend entfernt sind, um dadurch das Ansaugen der abgeführten Luft
zu vermeiden, die aufgewärmt
ist und die von den Körperkontaktflächen abgeführte Feuchtigkeit
enthält.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung ist eine gemeinsame Gebläseeinrichtung
zur Erzeugung beider Luftströmungen
vorgesehen. In diesem Fall kann der in den Bereichen ohne Körperkontakt durch
den Sitzbezug hindurchströmende
Luftstrom vorteilhafterweise über
ein Ventil individuell eingestellt werden.
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Des
weiteren können
der erste und zweite Luftstrom durch eine gemeinsame Gebläseeinrichtung
erzeugt werden. D.h., die Luft strömt z.B. von der Mitte des zentralen
Sitzbereichs parallel entlang des Sitzbezugs in die Randbereiche,
um dann durch die luftdurchlässige
Sitzbezugschicht der Randbereiche nach außen zu strömen. Dabei kann der mittels dieser
Gebläseeinrichtung
erzeugte Luftstrom in dem Abstandhalter eine sehr hohe Geschwindigkeit
besitzen, da die auf dem Sitz sitzende Person den Luftstrom unterhalb
des Sitzbezugs nicht spüren
kann, wenn, wie bevorzugt, eine luftundurchlässige Schicht (z.B. eine Membran)
zwischen der äußeren Sitzbezugschicht
und dem Abstandshalter angeordnet ist.
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Als
Abstandshalter zwischen Sitzbezug und Polster kann jede flächige, offene
Struktur verwendet werden, die einerseits eine Durchströmung zur
Ableitung von durch den Sitzbezug hindurchtretendem Wasserdampf
ermöglicht
und die andererseits ausreichend flexibel und dennoch druckstabil
ist, so dass sie auch unter dem Gewicht einer auf ihr lastenden Person
nicht kollabiert. Geeignet sind insbesondere dreidimensionale Textilien,
beispielsweise Gewebe, Gestricke oder Gewirke aus Kunststofffasern.
Es können
aber auch Gewebe, Gestricke oder Gewirke aus Metallfasern eingesetzt
werden. Ist zwischen dem Abstandshalter und dem Sitzbezug beispielsweise
eine Membran angeordnet, kann diese mit der Oberfläche des
Abstandshalters fest verbunden sein, beispielsweise vernäht oder
verklebt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Abstandshalter ein dreidimensionales Abstandsgewirk
mit zwei äußeren, luftdurchlässigen Schichten.
Dazwischen sind Elemente angeordnet, welche die zwei äußeren Schichten
in vertikaler Richtung verbinden und auf Abstand halten. Zumindest
die dem Sitzbezug zugewandte äußere Schicht
besteht aus zueinander benachbarten Garnen, wobei jeweils unmittelbar
benachbarte Garne in horizontaler Richtung punktuell miteinander
verbunden sind. Die Elemente zwischen den äußeren Schichten verlaufen mäanderartig
zwischen den zwei Schichten und sind abwechselnd mit der einen und der
anderen äußeren Schicht
verbunden.
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Das
Abstandsgewirk ist vorzugsweise flexibel und besteht aus Polyester,
Polyamid, Polypropylen und/oder Polyethylen. Es ist ein formstabiles
dreidimensionales Fasergewirk, das auch als "3D-mesh" bekannt ist. Beispiels weise kann der
Artikel mit der Nr. 5911 oder 5556 von Firma Müller Textil in 51674 Wiehl-Drabenderhöhe, Deutschland
verwendet werden. Der Aufbau des Abstandsgewirks ist sehr einfach
gestaltet. Desweiteren bietet ein solches Abstandsgewirk ausreichend
Flexibilität
für ein
komfortables Sitzgefühl
und ausreichend Druckstabilität
für eine
hohe Lebensdauer. Durch den einfachen Aufbau ist es sehr gut zu
den meisten Sitzbezügen
kompatibel.
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Die
Membran und das Abstandsgewirk sind vorzugsweise kaschiert. Um ein
Durchdrücken
der Abstandshalterstruktur auf den Sitzbezug zu verhindern, kann
ein weiteres, zwischen dem Abstandsgewirk und dem Sitzbezug liegendes,
feineres Abstandsgewebe, beispielsweise ein Vlies, vorgesehen sein.
Das Vlies besteht vorzugsweise aus Wolle oder Kunstfasern bzw. einer
Mischung aus beiden. Um weiterhin ein zuverlässiges Abtransportieren der Feuchtigkeit
zu gewährleisten,
wird das Vlies so dünn wie
möglich
und so dick wie nötig
bestimmt. Da dieses Vlies sehr dünn
sein kann, ist der Feuchtigkeitstransport ins Abstandsgewirk nicht
wesentlich behindert. Dadurch kann die Feuchtigkeit weiterhin bis
in das Abstandsgewirk vordringen und von dort abtransportiert werden.
Ein weiterer Vorteil des zusätzlichen
Vlies besteht darin, dass der Sitzkomfort des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
weiter erhöht wird.
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Zusätzlich kann
im Vlies eine Sitzheizung integriert sein. Dafür kann z.B. ein Netzwerk aus
leitfähigem
Material, z.B. Carbon, Metall oder Kunststofffasern, im Vlies vorgesehen
sein, die vorzugsweise flach und beispielsweise 3 mm breit sind.
In Bereichen zwischen den Heizdrähten
kann das Vlies Aussparungen besitzen, um den Wasserdampftransport möglichst
wenig zu behindern.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen
erläutert.
Darin zeigen:
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1 einen
Fahrzeugsitz mit einem Sitzelement und einem Lehnenelement in Draufsicht;
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2 eine
detaillierte, schematische Ansicht des Aufbaus eines Körperkontaktbereichs
des Sitzelements aus 1 im Querschnitt;
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3A eine
detaillierte, schematische Ansicht des gesamten Sitzelements aus 1 im
Querschnitt bestehend aus einem Körperkontaktbereich und zwei
Wangenbereichen und einem Luftungsausgang unterhalb des Bodens;
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3B eine
detaillierte, schematische Ansicht des gesamten Sitzelements aus 1 im
Querschnitt bestehend aus einem Körperkontaktbereich und zwei
Wangenbereichen, wobei ein Wangenbereich und der Körperkontaktbereich
eine gemeinsame Gebläseeinrichtung
besitzen;
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4 ein
Abstandsgewirk im Querschnitt;
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1 zeigt
einen Fahrzeugsitz 1 in Draufsicht, der aus einem Sitzelement 2 und
einem Lehnenelement 3 besteht, deren Aufbau nachfolgend
in Bezug auf 2 und 3 genauer
beschrieben wird. Nachfolgend wird die Erfindung lediglich anhand
des Sitzelements 2 beschrieben, da das Lehnenelement zumindest
in seinem zentralen Bereich prinzipiell den identischen Aufbau mit
der identischen Wirkung besitzt. Das Sitzelement 2 besitzt
einen zentralen Bereich 2a, der nachfolgend als Körperkontaktbereich bezeichnet
wird, da, wenn eine durchschnittliche Person auf dem Sitz sitzt,
in etwa die ser Bereich mit dem Körper
in Kontakt kommt. Der tatsächliche
Körperkontaktbereich
hängt von
jeder Person individuell ab und ist in 1 beispielhaft
als schraffierter Bereich angedeutet.
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Das
Sitzelement 2 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel
des weiteren drei Randbereiche 2b, 2c, die üblicherweise
keine Körperkontaktbereiche
(seitliche Wangen 2b) oder zumindest Bereich mit geringem
Körperkontakt
(vordere Oberschenkelstütze 2c)
sind. Dabei sind die Körperkontaktbereiche 2a des
Sitzelements 2 derart ausgebildet, dass darunter ein erster
Luftstrom 50 in Richtung parallel zu dem außenliegenden
Sitzbezug hindurchführbar ist,
wobei der erste Luftstrom 50 jedoch in den Körperkontaktbereichen
nicht nach außen
durchdringen kann, damit sie von einer auf dem Sitz sitzenden Person
nicht wahrnehmbar ist. Der erste Luftstrom 50 kann beispielsweise
durch eine Öffnung 19 in
den zentralen Bereich geleitet und durch einen Öffnung 20 aus dem
Bereich abgeleitet werden. Die Anordnung der Luftein- und auslässe kann
auch anders gewählt
werden. Nur in den Randbereichen ist ein zweiter Luftstrom 60 nach
außen
durch den Sitzbezug hindurch erzeugbar.
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2 zeigt
nun den detaillierten Aufbau des Körperkontaktbereichs 2a des
Sitzelements 2 aus 1 im Querschnitt.
Von oben nach unten aufgezählt
besitzt der Körperkontaktbereich 2a folgenden Schichtaufbau:
eine zumindest wasserdampfdurchlässige
Sitzbezugschicht 4, eine wasserdampfdurchlässige, luftundurchlässige Schicht 5,
ein dreidimensionales Abstandsgewirk 6 und ein Polsterelement 7. Setzt
sich eine Person auf den Fahrzeugsitz 1, bildet sich mit
der Zeit Feuchtigkeit im Körperkontakbereich 2a.
Die Kombination aus der Sitzbezugschicht 4 und der wasserdampfdurchlässigen,
luftundruchlässigen Schicht 5 wird
nachfolgend als Sitzbezug 30 bezeichnet. Desweiteren steigt
die Temperatur im zentralen Bereich mit der Zeit an. Die Feuchtigkeit
gelangt durch die Sitzbezugschicht 4 und die wasserdampfdurchlässige Schicht 5 hindurch
in das Abstandsgewirk 6, was in 2 mit den
dickeren, gestrichelten Pfeilen dargestellt ist.
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Durch
das Abstandsgewirk 6 wird aktiv Luft hindurch geströmt, um die
Ableitung von durch den Sitzbezug 30 hindurch tretenden
Wasserdampf zu ermöglichen.
Dadurch wird die Partialdruckdifferenz als Triebkraft für den Wasserdampftransport
zwischen Sitzoberfläche
und Luftkanal maximal gehalten. Mit seiner Rückseite grenzt das Abstandsgewirk 6 an das
Polster 7 an, das beispielsweise ein geschlossenzelliger
Schaumkern ist. Der durch das Abstandsgewirk 6 geleitete
erste Luftstrom 50, der in 2 durch
die dünneren
Pfeile dargestellt wird, wird daher im wesentlichen parallel zwischen
der luftundurchlässigen
Schicht 5 und dem geschlossenzelligen Polster zwangsgeführt.
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Als
Material für
die wasserdampfdurchlässige
Sitzbezugschicht 4 kann atmungsaktives Leder, perforiertes
Leder, Mikrofasern wie Alcantara oder ein gewebter Textilbezug verwendet
werden. Die Sitzbezugschicht 4 sollte vorzugsweise einen RET-Wert
von 5 bis 20 m2Pa/W besitzen.
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Als
wasserdampfdurchlässige,
luftundurchlässige
Schicht 5 kann beispielsweise eine mikroporöse oder
monolithische Membran oder Laminate aus z.B. Polyurethan, Polypropylen
und Polyester, einschließlich
Polyetherester, eingesetzt werden. Eine solche Membran 5 ist
im Vergleich zur Sitzbezugschicht 4 relativ dünn und kann
im Falle einer mikroporösen
Membran aus gerecktem Polytetrafluorethylen (ePTFE) eine Dicke zwischen
10 und 150 μm und
eine Porosität
zwischen 70 und 85 % besitzen.
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Als
Abstandsgewirk 6 kommt jede offene Struktur in Betracht,
die einerseits flexibel ist, um dem Sitz 1 einen angenehmen
Sitzkomfort zu verleihen, die sich aber andererseits unter Druckeinwirkung
nicht vollständig
zusammendrücken
lässt,
so dass eine Durchlüftung
des Abstandsgewirks 6 unter allen Umständen gewährleistet bleibt. Das Abstandgewirk
besitzt eine Dicke zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 5
und 12 mm, besonders bevorzugt von etwa 10 mm. Ein besonders bevorzugtes Abstandsgewirk
wird nachfolgend anhand der 4 beschrieben.
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3A zeigt
eine detaillierte Ansicht des gesamten Sitzelements 1 aus 1 im
Querschnitt, bestehend aus dem zentralen Körperkontaktbereich 2a und
zwei Wangenbereichen 2b. Der notwendige erste Luftdurchsatz 50 durch
das Abstandsgewirk 6 zur Entfeuchtung des Fahrzeugsitzes 1,
der durch die dünneren
Pfeile dargestellt ist, ist gering. Daher reicht eine einfache Gebläseeinrichtung 8 mit
geringer Leistung aus, beispielsweise ein Ventilator mit einer Leistung
zwischen 0,5 und 2 W, um die Feuchtigkeit im Abstandgewirk 6 abzutransportieren.
Dabei kann der Ventilator 8 direkt oder indirekt mit dem
Belüftungssystem
bzw. der Klimaanlage des Fahrzeugs verbunden sein. Der Schichtaufbau
der Wangenbereiche 2b ist im Prinzip identisch zu dem des
Körperkontaktbereichs 2a,
jedoch ist die Sitzbezugschicht 40 auf jeden Fall luftdurchlässig und
unterhalb der Sitzbezugsschicht 40 ist insbesondere keine
wasserdampfdurchlässige,
luftundurchlässige
Schicht 5 angeordnet, so dass der zweite Luftstrom 60 aus
dem Abstandsgewirk 6 nach außen hindurch treten kann.
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Vorzugsweise
ist in den Wangenbereichen 2b nur in den Bereichen des
Gebläses
eine Vliesschicht (nicht gezeigt) zwischen dem Sitzbezug 40 des
Randbereichs und dem Abstandsgewirk 6 vorgesehen. Diese
zusätzliche
Vliesschicht dient als Prallschicht für den von den Ventilatoren
erzeugte zweiten Luftstrom 60 und unterstützt eine
gleichmäßige Luftverteilung,
damit die Luft nicht nur in den Bereichen der Gebläseeinrichtungen
durch den Sitzbezug 40 geströmt wird. Durch die Wangenbereiche 2b des Fahrzeugsitzes 1,
welche im Sinne der Erfindung keine Körperkontaktbereiche sind, kann
daher über
die gesamte Fläche
ein zweiter Luftstrom 60 nach außen durch den Sitzbezug 40 hindurch
geblasen werden. Dafür
werden vorzugsweise Gebläseeinrichtungen 9 mit
mehr Leistung eingesetzt, beispielsweise Ventilatoren mit einer
Leistung zwischen 2 und 5 W, die dann, wie aus einer Zusammenschau
der 1 und 3 zu sehen
ist, unterhalb der Wangenbereiche 2b des Lehnenelements 3 angeordnet
sein können.
Besonders bevorzugt werden für
diese Bereiche individuell einstellbare Ventilatoren eingesetzt,
um die durch die Randbereiche 2b, 2c geblasene
Luft entsprechend steuern zu können.
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Unterhalb
des in 3A gezeigten Sitzelements ist
der Fahrzeugboden 21 angedeutet. Im Bereich unterhalb der
Gebläseeinrichtungen 8 und 9 ist ein
Lüfterausgang 22 der
Fahrzeuglüftung
vorgesehen. Vorteilhafterweise wird hauptsächlich die aus dem Ausgang 22 austretende
Luft durch die Ventilatoren angesaugt und dem Fahrzeugsitz zugeführt. Des
weiteren kann wie in 3A gezeigt eine Trennwand 25 unterhalb
des Fahrzeugsitzes vorgesehen sein, um den Bereich, in dem Luft
angesaugt wird, und den Bereich, in dem die unter der Sitzfläche entlang
transportierte Luft aus der Öffnung 20 abgelassen
wird, voneinander zu trennen. Dadurch wird vermieden, dass die Gebläseeinrichtungen 8 und 9 erwärmte und
feuchte Luft ansaugen.
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3B zeigt
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes.
Darin besitzen ein Wangenbereich 2b und der Körperkontaktbereich 2a eine
gemeinsame Gebläseeinrichtung 23. Die
von der Einrichtung 23 angesaugte Luft wird durch die Öffnung 19 in
das Abstandsgewirk 6 und entlang des Körperkontaktbereichs geleitet,
bevor sie durch die Öffnung 20 abgelassen
wird. Außerdem wird
die von der Gebläseeinrichtung 23 angesaugte Luft
den Bereichen ohne Körperkontakt über ein
Ventil 24 zugeführt.
Dabei kann der Luftstrom über
das Ventil individuell eingestellt werden.
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4 zeigt
schematisch einen Querschnitt des bevorzugten Abstandsgewirks 6.
Von den zwei äußeren Schichten 12 besitzt
zumindest eine ein luftdurchlässiges,
flächiges
Lochmuster (nicht gezeigt) durch welches die am Sitzbezug gebildete
Feuchtigkeit hindurch treten und die im Abstandsgewirk 6 geleitete
Luft unmittelbar mit der Rückseite
der Sitzbezugschicht 4 oder der dazwischenliegenden Schicht 5 in
Kontakt kommen kann. Diese der Sitzbezugschicht 4 zugewandte
Schicht 12 ist bevorzugt wenig strukturiert und besonders
feinmaschig ausgebildet. Sie dient vorallem als Komfortschicht.
Die zwei Schichten 12 werden durch Polfäden 13 verbunden und
auf Abstand gehalten, welche mäanderartig
zwischen den Schichten 12 verlaufen und abwechselnd mit
der einen und der anderen äußeren Schicht 12 verbunden
sind. Die Schichten 12, deren Aufbau unterschiedlich sein
kann, dienen als Stützgewebe
zur Fixierung der Polfäden 13.
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Der
zwischen den zwei äußeren Schichten 12 des
Abstandsgewirks 6 gebildete-Kanal besitzt eine Querschnittfläche von
z.B. 30 cm2. Um die erforderliche Geschwindigkeit
des ersten Luftstroms 50 unterhalb des zentralen Bereichs
mit Körperkontakt zu
berechnen, wird eine durchschnittliche Körperkontaktfläche von
0,28 m2 angenommen und eine maximale Schweißrate von
100 g/m2 h festgelegt. Multipliziert man
diese beiden Werte erhält
man eine Schwitzrate im Sitz von 28 g/h. Die Luftfeuchtigkeit beträgt am Kanaleingang
z.B. 35% und am Kanalausgang z.B. 50%, wobei die Temperatur als
konstant angenommen wird. Der Feuchtegehalt der Luft besitzt zwischen
Eintritt und Austritt des Kanals unter diesen Bedingungen einen
Unter schied von ca. 3,0 g/m3. Aus der Schwitzrate
und dem Feuchtigkeitsunterschied ergibt sich ein erforderlicher
Luftstrom im Kanal von 9,3 m3/h, also 2,6
l/s. Daraus resultiert eine erforderliche Luftströmungsgeschwindigkeit
von 0,86 m/s im Kanal. Die beispielhaft berechnete Luftströmungsgeschwindigkeit
liegt durch die konservativen Annahmen bewußt hoch. In der Praxis sind
für die meisten
Zeiten auch geringere Geschwindigkeiten ausreichend, da so hohe
Schwitzraten nur für
eine begrenzte Zeit erreicht werden. Des weiteren puffert der Sitzbezug
die Feuchtigkeit für
eine gewisse Zeit, wodurch sich der Abtransport der Feuchtigkeit
auf einen längeren
Zeitraum verteilt.