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Die
Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz insbesondere für einen
offenen Kraftwagen mit einer Luftversorgungseinrichtung zum Versorgen
des Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs eines Sitzinsassen mit einem
Luftstrom gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Aus
der
DE 103 17 512
B3 ist bereits eine Luftversorgungseinrichtung in einem
Kraftfahrzeugsitz als bekannt zu entnehmen, bei der eine Luftausströmöffnung auf
der dem Sitzinsassen zugewandten Seite des Sitzes vorgesehen ist, über welche
ein mittels eines Heizelementes erzeugter warmer Luftstrom zur Versorgung
des Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs des Sitzinsassen austreten
kann. Bei offener Fahrt entsteht durch die über beziehungsweise um die
Windschutzscheibe herum strömende
Luft bekanntermaßen
im Bereich hinter den Fahrzeugsitzen eine so genannte Luftwalze,
welche im Bereich des Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs des Sitzinsassen
zu unerwünschten
Zuglufterscheinungen führt.
Um diese Zuglufterscheinungen deutlich zu minimieren, ist der durch
die Luftversorgungseinrichtung erzeugte warme Luftstrom mittels
einer Düse der
Luftausströmöffnung auf
den entsprechenden Körperbereich
des Sitzinsassen gerichtet. Die warme Luft umströmt dann den Sitzinsassen, um
die gewünschte Erwärmung des
Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs zu erreichen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftversorgungseinrichtung
für einen
Kraftfahrzeugsitz der eingangs genannten Art zu gestalten, deren
Heiz- und/oder Kühleinrichtung
einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Kraftfahrzeugsitz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und zweckmäßige, nichttriviale
Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist die
Luftversorgungseinrichtung des Kraftfahrzeugsitzes mit einer Heiz- und/oder
Kühleinrichtung
ausgestattet, deren luftdurchflutbare Schicht mit einer Struktur
versehen ist, mit welcher der eintretende Luftstrom in eine turbulente
beziehungsweise diffuse Strömung überführbar ist.
Eine derart turbulente beziehungsweise diffuse Strömung hat
den Vorteil, dass diese weitaus mehr Wärme bzw. Kälte aufnehmen kann als ein
laminarer Luftstrom. Im Unterschied zu einer laminaren Strömung erwärmen beziehungsweise
kühlen
sich nämlich
vorliegend nicht nur die unmittelbar mit der Heiz- und/oder Kühlschicht
in Berührung
kommenden Grenzschichten, sondern – durch die diffuse Verteilung
des Luftstroms – ein
weitaus größerer Luftanteil. Darüber hinaus
verbleibt die erzeugte turbulente beziehungsweise diffuse Strömung länger innerhalb
der luftdurchflutbaren Schicht, so dass mehr Wärme bzw. Kälte aufgenommen werden kann.
Im Ergebnis kann gegenüber
dem Stand der Technik – bei
gleich bleibender Heizleistung – dadurch
ein größerer Temperaturunterschied
zwischen der ein- und ausströmenden
Luft erreicht werden.
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Die
turbulente beziehungsweise diffuse Strömung des Luftstroms wird dadurch
erreicht, dass die Struktur der luftdurchflutbaren Schicht eine
Vielzahl von Abstandsfäden,
-stegen, -drähten
oder dergleichen aufweist. Eine denkbare Gestaltung dieser luftdurchflutbaren
Schicht ist beispielsweise aus der
DE 198 05 178 C2 als bekannt zu entnehmen,
welche ein Abstandsgewirke bei einem belüfteten Fahrzeugsitz betrifft
und auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Das dortige Abstandsgewirke umfasst eine Vielzahl von Abstandsstegen
beziehungsweise -fäden,
welche quer zu den äußeren Breitseiten
des Abstandsgewirkes verlaufen und durch eine turbulente beziehungsweise
diffuse Luftströmung
umströmt
werden können.
Die Abstandsstege beziehungsweise -fäden sind dabei in spezifischen
Mustern zueinander angeordnet, durch welche die Strömungsrichtung
und Strömungsgeschwindigkeit
beeinflusst werden können.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Abstandsstege beziehungsweise
-fäden
verschiedenste Querschnittsformen aufweisen können, wie zum Beispiel kreisförmige, ovale,
rechteckige, quadratische oder dergleichen. Die Abstandstege beziehungsweise
-fäden können dabei
zueinander orientiert oder unorientiert ausgerichtet sein und aus
verschiedensten Materialien bestehen. Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, die Abstandstege beziehungsweise -fäden als
Gewirke, Gewebe oder als Geflecht auszubilden. Gleichwohl ist es
jedoch denkbar, die Abstandsfäden beziehungsweise
-stege unorientiert nach Art einer Wolle anzuordnen. Es ist ersichtlich,
dass ein solches Gewirke, Gewebe oder als Geflecht eine sehr große umströmte Fläche zur
Abgabe von Wärme/Kälte an die
durchströmenden
Luft aufweist.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich zudem gezeigt, die Struktur der
luftdurchflutbaren Schicht aus einem gut leitenden Metall wie beispielsweise
einer Aluminium- oder Kupferlegierung herzustellen. Derartige Metallfäden sind
demnach besonders gut geeignet, Wärme bzw. Kälte an die umströmende Luft
abzugeben. Durch die große
umströmte
Fläche der
Vielzahl von Abstandsfäden,
-drähten
beziehungsweise -stegen kann somit eine sehr wirkungsvolle Heiz-
und/oder Kühleinrichtung
geschaffen werden.
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Eine
vorbeschriebene Struktur aus Abstandsstegen, -drähten oder -fäden hat
zudem den Vorteil, dass diese elastisch nachgiebig ausgebildet werden
kann. Hierdurch ist es möglich,
die luftdurchflutbare Schicht beziehungsweise das gesamte Sandwich
aus Heiz- und/oder Kühlschicht
und luftdurchflutbarer Schicht auf entsprechend einfache Weise an
den Bauraum anzupassen, innerhalb welchem die Heiz- und/oder Kühleinrichtung
bzw. die gesamte Luftversorgungseinrichtung angeordnet werden soll.
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Eine
besonders hohe Heizleistung der Heizschicht bzw. Kühlleistung
der Kühlschicht
kann erreicht werden, wenn dieser eine gut wärme- bzw. kälteleitende Deckschicht zugeordnet
wird, durch welche die erzeugte Wärme/Kälte gleichmäßig innerhalb der Heiz- oder
Kühlschicht
verteilt wird. Hierbei hat sich insbesondere eine Metallfolie oder
ein Metallblech beispielsweise aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung
als geeignet gezeigt.
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Ein
besonders wirkungsvolles Sandwich der Heiz- und/oder Kühleinrichtung
wird dadurch geschaffen, dass wenigstens drei luftdurchflutbare Schichten
vorgesehen sind, wobei zwischen der mittleren und der äußeren luftdurchflutbaren
Schicht jeweils eine Heiz- bzw. Kühlschicht angeordnet wird. Die
zentrale mittlere luftdurchflutbare Schicht wird somit von beiden
diese flankierenden Heiz- bzw. Kühlschichten
mit Wärme und/oder
Kälte versorgt,
so dass der die mittlere Schicht durchströmende Luftstrom besonders schnell
erwärmt
bzw. abgekühlt werden
kann. Die beiden äußeren luftdurchflutbaren Schichten
werden demgemäß lediglich
von der benachbarten Heiz- bzw. Kühlschicht mit Wärme bzw. Kälte versorgt,
so dass sich in diesem Bereich eine geringere Erwärmung bzw.
Abkühlung
des diese durchströmenden
Luftstromes ergibt. Hierdurch ist unter anderem gewährleistet,
dass sich keine Überhitzung
der dieses Sandwich umgebenden Bauteile wie beispielsweise eines
Gehäuses
oder daran angrenzender weiterer Teile ergibt.
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Bei
mehreren zu einem Sandwich zusammengefassten Schichten kann zudem
deren Strömungswiderstand
unterschiedlich gestaltet werden, indem beispielsweise die Distanz
und Orientierung der einzelnen Abstandstege, -drähte oder -fäden jeder Schicht unterschiedlich
ist. So kann beispielsweise durch ein entsprechend feinmaschigeres
Gewirke oder Gewebe oder dergleichen der mittleren der drei luftdurchflutbaren
Schichten erreicht werden, dass der diese durchströmende Luftstrom
dort länger
verbleibt als in den beiden äußeren Schichten.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine zentral angeordnete luftdurchflutbare Schicht umfangsseitig
von einer Heizschicht umgeben. Hierdurch ergibt sich eine besonders schnelle
und homogene Erwärmung
bzw. Abkühlung des
durchströmenden
Luftstroms. Umfangsseitig der Heizschicht kann dabei eine weitere
luftdurchflutbare Schicht vorgesehen sein, wobei dann bei einer
bevorzugten Ausführungsform
die zentrale Schicht durch strömenden
Luftstrom stärker
erwärmt
bzw. abgekühlt
wird als der die umfangsseitig angeordnete Schicht durchströmende Luftstrom.
Dieser Aufbau ermöglicht
einen in der zentralen luftdurchflutbaren Schicht sehr schnell und
stark erwärmbaren
bzw. abkühlbaren
Luftstrom, während
der durch die umfangsseitig angeordnete äußere luftdurchflutbare Schicht
hindurchgelangende Luftstrom eine geringere bzw. höhere Temperatur
aufweist, und dementsprechend angrenzende Bauteile wie beispielsweise ein
Gehäuse-
wand nicht überhitzt
oder zu stark abgekühlt
werden können.
Es ist klar, dass eine derart zentrisch aufgebaute Anordnung von
luftdurchflutbaren Schichten mit gegebenenfalls dazwischen angeordneten
Heiz- bzw. Kühlschichten
beliebig erweiterbar ist. Darüber
hinaus sind sowohl kreisförmige
wie auch ovale oder dergleichen Anordnungen der Heiz- bzw. Kühlschichten
denkbar.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1a, 1b jeweils
eine schematische Perspektivansicht und eine Seitenansicht auf einen Kraftfahrzeugsitz,
innerhalb welchem eine Luftversorgungseinrichtung nach der Erfindung
integriert ist;
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2 eine
schematische Schnittansicht auf die Heiz- und/oder Kühleinrichtung der Luftversorgungseinrichtung,
dessen Sandwich aus zwei zwischen drei luftdurchflutbaren Schichten
angeordneten Heiz- bzw. Kühlschichten
besteht;
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3 eine
schematische Schnittansicht auf das Sandwich, bei welchem eine beliebig
erweiterbare Mehrzahl von luftdurchflutbaren Schichten durch jeweils
eine Heiz- bzw. Kühlschicht
voneinander getrennt sind;
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4 eine
schematische Perspektivansicht auf das Sandwich aus der luftdurchflutbaren
Schicht und der Heiz- und/oder Kühlschicht,
welches im Wesentlichen schneckenförmig aufgewickelt und innerhalb
des Luftkanals der Luftversorgungseinrichtung angeordnet ist;
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5, 6 jeweils
einen schematischen Querschnitt durch das kreisrund beziehungsweise ovale
Sandwich, bei welchem eine zentrale luftdurchflutbare Schicht umfangsseitig
von einer Heiz- bzw. Kühlschicht
sowie von einer weiteren luftdurchflutbaren Schicht umgeben ist;
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7a, 7b eine
Draufsicht auf beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie
VIIb-VIIb in 7a durch die Struktur der luftdurchflutbaren
Schicht gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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8a, 8b eine
Draufsicht auf beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie
VIIIb-VIIIb in 8a durch die Struktur der luftdurchflutbaren
Schicht nach einer zweiten Ausführungsform;
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9a, 9b eine
schematische Draufsicht auf beziehungsweise eine schematische Schnittansicht
entlang der Linie IXb-IXb in 9a durch
die Struktur der luftdurchflutbaren Schicht gemäß einer dritten Ausführungsform;
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10 eine
schematische Draufsicht auf die Struktur der luftdurchflutbaren
Schicht gemäß einer vierten
Ausführungsform;
und in
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11a, 11b eine
schematische Draufsicht auf beziehungsweise Schnittansicht entlang
der Linie XIb-XIb in 11a durch die Struktur der luftdurchflutbaren
Schicht gemäß einer
fünften
Ausführungsform.
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In
den 1a und 1b ist
in schematischer perspektivischer Vorderansicht bzw. in schematischer
Seitenansicht die Rückenlehne 1 eines Kraftwagensitzes
angedeutet. Der Rückenlehne 1 ist eine
Kopfstütze 2 zugeordnet.
Der Kraftwagensitz ist dabei als Integralsitz ausgebildet, wobei
die Kopfstütze 2 in Überdeckung
mit der Rückenlehne 1 vor
dieser angeordnet ist. Die Kopfstütze 2 ist über nicht
gezeigte Führungsmittel
gegenüber
der Rückenlehne 1 höhenverstellbar.
Innerhalb der Rückenlehne 1 ist eine
Luftversorgungseinrichtung 4 befestigt, welche als wesentliche
Bauteile ein schematisch angedeutetes Gebläse 20 am unteren Ende
der Luftversorgungseinrichtung 4 und einen oberhalb des
Gebläses 20 angeordneten
Luftkanal 16 umfasst. Innerhalb des Luftkanals 16 ist
in einem Abstand oberhalb und druckseitig des Gebläses 20 eine
in 1a lediglich gestrichelt angedeutete Heiz- und/oder
Kühleinrichtung 5 vorgesehen,
mit welcher der durch das Gebläse 20 erzeugte
Luftstrom auf im Weiteren noch näher erläuterte Weise
erwärmt
werden kann. Am oberen Ende ist der aufrecht verlaufende Luftkanal 16 nach vorne
hin L-förmig
abgewinkelt und endet an einer Luftausströmöffnung 6. Nahe der
Luftausströmöffnung 6 ist
innerhalb des Luftkanals 16 ein Gitterelement 3 angedeutet.
Das Gitterelement 3 sorgt für eine zusätzliche Homogenisierung und
Vergleichmäßigung des
aus dem Sandwich 18 ausströmenden Luftstroms. Zudem erzeugt
das Gitterelement 3 einen Staudruck, so dass der durch
die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 5 strömende Luftstrom
länger
innerhalb des Sandwichs 18 verbleibt. In 1b ist
darüber
hinaus noch eine Seitenwange 8 der Rückenlehne 1 sowie – gestrichelt
angedeutet – der
Verlauf des Polsterbezuges 7 im zentralen Spiegelbereich
der Rückenlehne 1 erkennbar.
Hierdurch wird auch erkennbar, dass die Luftversorgungseinrichtung 4 vollständig innerhalb
der Rückenlehne 1 angeordnet
und lediglich die Luftausströmöffnung 6 von
außen
sichtbar ist. Die Luftversorgungseinrichtung 4 ist vorliegend
als vormontiertes Einbaumodul gestaltet, welches in den Fahrzeugsitz
integrierbar und am nicht gezeigten Lehnenrahmen des Sitzes befestigbar
ist. Gleichfalls ist es jedoch auch denkbar, dass die Luftversorgungseinrichtung 4 als
nachrüstbares
Modul rückseitig
der Rückenlehne 2 montierbar,
beispielsweise aufsteckbar ist. Das am unteren Ende der Luftversorgungseinrichtung 16 erkennbare
Gebläse 20 weist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine nicht erkennbare Einlassöffnung
auf, welche an der Rückseite
der Rückenlehne 1 angeordnet
ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht sowohl der Luftkanal 16 aus einem Kunststoff. Das
Gehäuse
des Gebläses 20 ist
dabei einstückig
mit dem Luftkanal 16 ausgebildet.
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Mittels
der Luftversorgungseinrichtung 4 ist der Kopf-, Nacken-
und Schulterbereich des Sitzinsassen mit einem wahlweise warmen
und/oder kühlen
Luftstrom beaufschlagbar. Bei offener Fahrt entsteht durch die über beziehungsweise
um die Windschutzscheibe herum strömende Luft bekanntermaßen im Bereich
hinter den Fahrzeugsitzen eine so genannte Luftwalze, welche im
Bereich des Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs des Sitzinsassen
zu unerwünschten
Zuglufterscheinungen führt.
Um diese Zuglufterscheinungen deutlich zu minimieren, ist der durch
die Luftversorgungseinrichtung 4 erzeugte warme Luftstrom
auf den entsprechenden Körperbereich
des Sitzinsassen gerichtet. Die warme Luft umströmt dann den Sitzinsassen, um
die gewünschte Erwärmung des
Kopf-, Nacken- und
Schulterbereichs zu erreichen. Zur Abkühlung bei besonders warmen
Temperaturen kann in umgekehrter Weise auch gekühlte Luft verwendet werden.
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In 2 ist
in schematischer Schnittansicht die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 5 der
Luftversorgungseinrichtung 4 sowie das zugeordnete Gebläse 20 dargestellt.
Bei der Heiz- und/oder
Kühleinrichtung 5 sind
eine mittlere luftdurchflutbare Schicht 10 und zwei äußere luftdurchflutbare
Schichten 12 vorgesehen, die mit zwei im Weiteren noch
näher beschriebene
Heiz- und/oder Kühlschichten 14 zu
einem Sandwich 18 vereinigt sind. Das Sandwich 18 ist dabei
innerhalb des lediglich schematisch und ausschnittsweise dargestellten
Luftkanals 16 angeordnet. Dabei nimmt das Sandwich 5 im
Querschnitt gesehen zumindest annähernd den gesamten Querschnitt
des Luftkanals 16 ein. Innerhalb des Luftkanals 16 ist
auch das Gebläse 20 angedeutet,
mittels welchem die Luft insbesondere aus dem Bereich hinter dem
Fahrzeugsitz durch das Sandwich 18 auf im Weiteren noch
näher beschriebene
Weise befördert wird.
Die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 5 beziehungsweise
das Sandwich 18 und der Luftkanal 16 sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
im Querschnitt etwa rechteckförmig
gestaltet.
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Die
zwischen der mittleren luftdurchflutbaren Schicht 10 und
der jeweils zugeordneten äußeren luftdurchflutbaren
Schicht 12 angeordnete Heiz- und/oder Kühlschicht 14 umfasst
jeweils mit elektrischem Strom versorgbare Widerstandsheizungen, Peltierelemente
oder dergleichen und ist vorliegend als dünnschichtige, verformbare und
elastische Lage 22 ausgebildet. Den beiden Heizschichten 14 ist
jeweils eine gut wärme-
beziehungsweise kälteleitende Deckschicht 24 zugeordnet,
welche jeweils an der Breitseite der mittleren luftdurchflutbaren
Schicht 10 anschließen
und im gezeigten Ausführungsbeispiel aus
einer gut leitenden Metallfolie oder einem Metallblech insbesondere
aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung hergestellt sind. Alle
Schichten 10, 12, 14, 22 und 24 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eben und eng aneinander anliegend ausgebildet.
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Wird
durch das stromaufwärts
dem Sandwich 18 vorgelagerte Gebläse 20 ein Luftstrom
erzeugt, so gelangt dieser über
die jeweilige Schmalseite in die mittlere luftdurchflutbare Schicht 10 sowie in
die beiden äußeren luftdurchflutbaren
Schichten 12. Die drei luftdurchflutbaren Schichten 10, 12 sind im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus einem im Weiteren unter Bezugnahme auf die 7a und 7b noch
näher beschriebenen
Abstandsgewirke hergestellt, welches aus einer Vielzahl von Abstandsfäden beziehungsweise
Abstandsstegen besteht. Die Abstandsfäden beziehungsweise Abstandsstege verlaufen
dabei im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Luftstroms
beziehungsweise quer zu den Breitseiten der luftdurchflutbaren Schichten 10, 12.
Anstelle eines derartigen Abstandsgewirkes kann selbstverständlich auch
ein aus einer Vielzahl von Abstandsfäden oder dergleichen hergestelltes
Gewebe, Geflecht oder ein wollartiges Gebilde verwendet werden.
Mit anderen Worten können
die Abstandsstege beziehungsweise die Abstandsfäden sowohl zueinander orientiert
angeordnet sein, oder aber -wie bei Wolle üblich- ungeordnet zueinander sein.
Ein durch das Gebläse 20 erzeugter
Luftstrom wird demnach beim Durchströmen der jeweiligen luftdurchflutbaren
Schicht 10, 12 entsprechend häufig an den Abstandsfäden beziehungsweise
den Abstandsstegen abgelenkt und es stellt sich innerhalb der jeweiligen
luftdurchflutbaren Schicht 10, 12 bereits nach
einer kurzer Wegstrecke eine turbulente diffuse Strömung ein.
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Gegenüber einer
laminaren Strömung
verbleibt diese mittels der Abstandsfäden beziehungsweise Abstandsstege
erzeugte diffuse Strömung
länger
innerhalb der zugehörigen
luftdurchflutbaren Schicht 10, 12 und kann dementsprechend
mehr Wärme
(bzw. Kälte
bei einer Kühlschicht 14) über das Heizelement 14 -bestehend
aus der Widerstandsheizungs-Lage 22 und der Deckschicht 24-
aufnehmen. Die diffuse Verteilung des Luftstroms innerhalb der jeweiligen
luftdurchflutbaren Schicht 10, 12 bewirkt zudem,
dass nicht nur einzelne Grenzschichten mit der jeweiligen Heizschicht 14 in
Kontakt kommen, sondern vielmehr wird eine gute und homogene durch
Mischung der Luftströmung
erreicht.
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Da
die mittlere luftdurchflutbare Schicht 10 an ihren beiden
Breitseiten von jeweils einer Heizschicht 14 beziehungsweise
einer Deckschicht 24 begrenzt ist, wird der durch die mittlere
luftdurchflutbare Schicht 10 gelangende Luftstrom besonders stark
erwärmt
(bzw. bei einer Kühlschicht 14 gekühlt). Aufgrund
der Tatsache, dass die beiden äußeren luftdurchflutbaren
Schichten 12 jeweils nur auf ihrer der mittleren Schicht 10 zugewandten
Breitseite mit der Heizschicht 14 beziehungsweise deren
Widerstandsheizungs-Lage 22 in Kontakt kommen, werden die beiden
durch die jeweils äußere luftdurchflutbare Schicht 12 gelangenden
Luftströme
weniger stark erwärmt
(bzw. bei einer Kühlschicht 14 weniger
gekühlt)
als der durch die mittlere luftdurchflutbare Schicht 10 gelangende
Luftstrom. Hierdurch wird unter anderem gewährleistet, dass die Wandung
des Luftkanals 16 nicht durch hohe Temperaturen der durch
die äußeren luftdurchflutbaren
Schichten 12 gelangenden Luftströme überhitzt werden kann. Mit anderen
Worten wirken die beiden die äußeren luftdurchflutbaren
Schichten 12 durchströmenden Teilluftströme als eine
Art Wärmeisolator
für den
zentralen wärmeren
Teilluftstrom.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist die mittlere luftdurchflutbare Schicht 10 zudem einen höheren Strömungswiderstand
auf als die beiden diese flankierenden äußeren luftdurchflutbaren Schichten 12.
Der höhere
Strömungswiderstand
wird dadurch erzielt, dass die Abstandsfäden beziehungsweise die Abstandsstege
der mittleren luftdurchflutbaren Schicht 10 enger zueinander
angeordnet und somit das Gewirke oder Gewebe insgesamt engmaschiger
beziehungsweise dichter gestaltet ist, als die Struktur der beiden äußeren luftdurchflutbaren Schichten 12.
Hierdurch wird -bei gleicher Eintrittsgeschwindigkeit aller Luftströme an der
Eintrittseite der luftdurchflutbaren Schichten 10, 12-erreicht, dass der Teilluftstrom
durch die mittlere Schicht 10 diese langsamer durchströmt als die
beiden Teilluftströme,
welche durch die beiden äußeren Schichten 12 gelangen.
Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten kann demgemäß durch
die einzelnen Luftströme
mehr oder weniger an Wärme
(bzw. Kälte
bei einer Kühlschicht 14)
aufgenommen werden. Außerdem
kann an der Austrittsseite eine gegebenenfalls erwünschte Schichtung
des Gesamtluftstroms erreicht werden, nämlich mit einem mittleren wärmeren Luftstrom
aus der mittleren Schicht 10 und zwei äußeren, etwas weniger warmen
Luftströmen
aus den äußeren Schichten 12.
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3 zeigt
in schematischer Schnittansicht die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 5 nach
einer zweiten Ausführungsform,
bei der das Sandwich 18 eine Mehrzahl von luftdurchflutbaren
Schichten 10, 12 und Heiz- beziehungsweise Kühlschichten 14 umfasst.
Wie gestrichelt angedeutet, ist das Sandwich 18 dabei um
eine oder mehrere mittlere luftdurchflutbare Schichten 10 ergänzbar und
somit in seiner Dicke variierbar. In der hier gezeigten Ausführungsform sind
drei mittlere luftführende
Schichten 10 sowie außenseitig
jeweils eine äußere luftdurchflutbare Schicht 12 angeordnet,
wobei zwischen den einzelnen luftdurchflutbaren Schichten 10, 12 jeweils
wenigstens eine Heiz- und oder Kühlschicht 14 vorgesehen
ist. Das Sandwich 18 ist dabei wiederum innerhalb eines
Luftkanals 16 angeordnet und im vorliegenden Ausführungsbeispiel
einer Mehrzahl von Gebläsen 20 nachgeschaltet.
Während
in 3 die oberste Heizschicht 14 zu der obersten
Heizschichten 14 gemäß 2 identisch
ist, weisen die von oben gesehen zweitoberste und drittoberste Heizschicht 14', 14'' einen jeweils andersartigen Aufbau auf.
Bei der zweitobersten Heizschicht 14' ist unmittelbar anschließend an
die darüber
liegende beziehungsweise darunter liegende luftdurchflutbare mittlere
Schicht 10 jeweils eine Deckschicht 24 vorgesehen,
welche wiederum aus einem gut wärmeleitenden
Metallblech oder einer Metallfolie hergestellt ist. Jeder der beiden
Deckschichten 24 ist jeweils eine Widerstandsheizungs-Lage 22 zugeordnet,
wie diese bereits unter Bezugnahme auf 2 beschrieben worden
sind. Von diesem Aufbau der zweitobersten Heizschicht 14' unterscheidet
sich der Aufbau der drittobersten Heizschicht 14'' dadurch, dass anstelle von zwei
Widerstandsheizungs-Lagen 22 lediglich eine zwischen den
beiden Deckschichten 24 angeordnet ist und somit diese
beiden Deckschichten 24 beheizt. Hinsichtlich der Funktionsweise
der Heizeinrichtung 5 gemäß 3 wird auf
die Funktionsweise der Heizeinrichtung 5 gemäß 2 verwiesen,
welche bis auf die unterschiedliche Anzahl der verwendeten luftdurchflutbaren
Schichten 10 beziehungsweise der hierbei zugeordneten Heizschichten 14 unterschiedlich
ist.
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4 zeigt
in schematischer Perspektivdarstellung die Heizeinrichtung 5 nach
einer dritten Ausführungsform,
welche innerhalb eines rohrförmigen Luftkanals 16 angeordnet
ist. Innerhalb des Luftkanals 16 ist stromaufwärts des
Sandwichs 18 ein nicht dargestelltes Gebläse vorgesehen,
durch welches ein mit Pfeilen 26 dargestellter Luftstrom
erzeugt wird. Das Sandwich 18 besteht im Wesentlichen aus einer
Heizschicht 28 und einer luftdurchflutbaren Schicht 30 und
ist zu einer in Querschnitt etwa kreisrunden Schnecke aufgewickelt.
Die luftdurchflutbare Schicht 30 ist dabei so ausgebildet,
dass diese die Heizschicht 28 umfangseitig vollständig umschließt. Die
Heizschicht 28 besteht wiederum aus einer Widerstandsheizungs-Lage 22,
welche an ihren beiden Breitseiten von jeweils einer Deckschicht 24 vorzugsweise
aus einer Metallfolie oder einem Metallblech abgedeckt ist. Es ist
ersichtlich, dass auch hier zentrale Abschnitte der luftdurchflutbaren
Schicht 30 an ihren beiden Breitseiten von der Heizschicht 28 flankiert
sind. In diesen Bereichen ist demgemäß eine starke Aufheizung des
Luftstroms möglich.
Demgegenüber
sind die umfangseitig außen
liegenden beziehungsweise an die Wandung des Luftkanals 16 angrenzenden
Abschnitte der luftdurchflutbaren Schicht 30 lediglich
an einer -nämlich
der inneren- Breitseite von der Heizschicht 28 flankiert.
Demgemäß wird der
Teil des Luftstroms, welcher durch die außen liegenden, an die Wandung
des Luftkanals 16 angrenzenden Bereiche der luftdurchflutbaren Schicht 30 hindurchströmt, weniger
stark erwärmt
als die vorbeschriebenen inneren Teile des Gesamtluftstroms. Im
Ergebnis ist hiermit auch eine -in Querschnitt betrachtet-Schichtung des Gesamtluftstroms geschaffen,
wobei ein zentraler Teilluftstrom stärker erwärmt wird als ein äußerer Teil
des Luftstroms. Es ist klar, dass die luftdurchflutbare Schicht 30 auch mehrere
Abschnitte umfassen kann, welche einen unterschiedlichen Strömungswiderstand
aufweisen. Zudem kann auch hier anstelle oder zusätzlich zu
der Heizschicht 28 eine Kühlschicht vorgesehen sein.
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In 5 ist
in einer schematischen Querschnittsansicht die Heizeinrichtung 5 nach
einer vierten Ausführungsform
gezeigt, bei welcher das Sandwich 18 innerhalb eines als
rohrförmiger
Luftkanal 16 ausgebildeten Gehäuses angeordnet ist. Das Sandwich 18 umfasst
dabei eine zentrale, im Querschnitt insgesamt etwa kreisförmige luftdurchflutbare Schicht 32,
welche umfangseitig von einer Heizschicht 34 umgeben ist.
Die Heizschicht 34 umfasst ein an die äußere Mantelseite der luftdurchflutbaren Schicht 32 anschließende Deckschicht 24 aus
Metallblech oder Metallfolie, welche wiederum außenseitig von einer Widerstandsheizungs-Lage 22 umschlossen
ist. Außenumfangseitig
der Heizschicht 34 ist eine äußere luftdurchflutbare Schicht 38 vorgesehen,
welche zwischen der Heizschicht 34 und der Wandung des
Luftkanals 16 verläuft.
Auch hier ist ersichtlich, dass die zentral angeordnete luftdurchflutbare
Schicht 32 stärker
erwärmt
werden kann als die äußere luftdurchflutbare
Schicht 38. Auch hier können
die zentrale luftdurchflutbare Schicht 32 und die äußere luftdurchflutbare
Schicht 38 einen unterschiedlichen Strömungswiderstand für den durchströmenden Luftstrom
bieten.
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In 6 ist
die Heizeinrichtung 5 gemäß 5 nach einer
weiteren Ausführungsform
dargestellt, welche sich von der Ausführung gemäß 6a im
Wesentlichen lediglich dadurch unterscheidet, dass vorliegend ein
ovaler Querschnitt des Sandwichs 18 gewählt worden ist. Das Sandwich 18 gemäß den 5 und 6 ist
je nach Durchmesser des Luftkanals 16 beliebig radial erweiterbar.
Auch in ihrer Länge
ist das Sandwich 18 beliebig gestaltbar.
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In
den 7a und 7b ist
in schematischer Draufsicht beziehungsweise in schematischer Schnittansicht
entlang der Linie VIIb-VIIb in 7a eine
mögliche
Struktur 40 der luftdurchflutbaren Schichten 10, 12, 30, 32, 38 dargestellt.
Die Struktur 40 besteht hier aus einem so genannten Abstandsgewirke,
welches an ihrer oberen und unteren Breitseite jeweils eine Deckschicht
in Form einer Wabenstruktur 42 umfasst. Zwischen der oberen
und unteren Deckschicht 42 erstrecken sich eine Vielzahl
von Abstandsfäden
beziehungsweise Abstandsstegen 44, welche sich im Wesentlichen
quer zu den beiden Deckschichten 42 erstrecken. Durch die
Orientierung und die Distanz der Abstandsfäden beziehungsweise Abstandsstege 42 zueinander
kann dabei der Strömungswiderstand
der Struktur 40 variiert werden und demgemäß die Strömungsgeschwindigkeit
des durch die Struktur 40 hindurch gelangenden Luftstroms
eingestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können die
Abstandsfäden
oder Abstandsstege 44 insbesondere aus einem Kunststoff
hergestellt sein. In einer besonderen Ausführungsform werden anstelle
der Abstandsfäden
oder Abstandsstege 44 auch Abstandsdrähte oder dergleichen verwendet, welche
vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Metall
wie aus einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung hergestellt
sind. Derartige Metalldrähte
haben gegenüber
Kunststofffäden
den Vorteil, dass diese zusätzlich
die -mittels der Heiz- und/oder Kühlschicht 14, 28,34 erzeugte-
Wärme bzw.
Kälte besonders
gut an die turbulente beziehungsweise diffuse Strömung des
durch die luftdurchflutbare Schicht 10, 12, 30, 32, 38 gelangenden
Luftstroms erwärmen
können.
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In
den 8a und 8b ist
in schematischer Draufsicht beziehungsweise in schematischer Schichtansicht
entlang der Linie VIIIb-VIIIb in 8a die
Struktur 40' der luftdurchflutbaren
Schichten 10, 12, 30, 32, 38,
nach einer weiteren Ausführungsform dargestellt.
Hierbei verlaufen Abstandsstege beziehungsweise Abstandsdrähte 46 senkrecht
zu den beiden Breitseiten der Struktur 40'. Die Abstandsstege beziehungsweise
Abstandsdrähte 46 sind
dabei – wie
aus 8a erkennbar- in Reihe zueinander angeordnet.
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In
den 9a und 9b ist
in schematischer Draufsicht beziehungsweise in schematischer Schnittansicht
entlang der Linie IXb-IXb in 9a eine
weitere Struktur 40'' dargestellt,
bei welcher sich zwischen den beiden Breitseiten der Struktur 40 Abstandsstege 48 mit
im Wesentlichen rechteckförmigem
Querschnitt erstrecken. Wie in Zusammenschau mit 10,
welche in Draufsicht die Anordnung der Abstandsstege 48 in
einer alternativen Gestaltung zeigt, wird ersichtlich, dass die
Stege längs,
quer oder aber schräg
zur Strömungsrichtung
des die luftdurchflutbare Schicht durchströmenden Luftstroms ausgerichtet
sein können.
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zeigen die 11a und 11b in schematischer
Draufsicht beziehungsweise in Schnittansicht entlang der Linie XIb-XIb
in 11a eine Struktur 40''', bei welcher
die Abstandsfäden, Abstandsstege
oder Abstandsdrähte
unorientiert zueinander nach Art einer Wolle ausgerichtet sind.
Die Abstandsfäden,
Abstandsstegen oder Abstandsdrähte
können
dabei insbesondere aus einem Kunststoff oder aber aus einem Metall
hergestellt sein.