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Die
Erfindung betrifft einen Simulator sowie ein Prüfverfahren zur Beurteilung
der Materialeigenschaften von Fahrzeugsitzen mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 1, 9 und 10 genannten Merkmalen.
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Das
Raumklima im Inneren eines Autos beeinflusst die passive Sicherheit
im Straßenverkehr sehr
stark. Der Komfort von Fahrzeugsitzen wird von verschiedenen Faktoren
wie Ergonomie, Passform, Hautsensorik, Dämpfung von Schlägen und
Vibrationen aber auch von den Feuchte- und Wärmetransporteigenschaften der
für das
Sitzsystem verwendeten Materialien beeinflusst. Die Sitzsysteme
weisen verschiedene Materialkombinationen (Schaum, Polsterstoffe)
auf, die gemeinsam mit der Bekleidung eines Insassen unterschiedliche
Eigenschaften, insbesondere bezüglich
ihres Kühlverhaltens
und der Kondensatbildung, aufweisen und somit den Komfort beeinflussen.
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Um
den Anforderungen an Design- und Produktqualität von Textilien zur Autoinnenausstattung, abgesehen
von den klassischen Gebrauchseigenschaften, Genüge zu tun, müssen bei
deren Konstruktion außer
den Einflussfaktoren Wärme,
Licht und mechanische Beanspruchung vor allem auch die Faktoren
Klimawechsel und Feuchte (Schweiß) berücksichtigt werden.
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Um
also den Prüfungsanforderungen
an einen modernen Autositz hinsichtlich der einzusetzenden Materialien
gerecht zu werden, ist die Charakterisierung der entscheidenden
Parameter Schweißrate
und Wasserdampftransferkapazität
in einer einfachen Prüfmethode
mit einem einfachen Prüfaufbau notwendig.
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Bekannt
ist eine Prüfmethode
zur Bewertung des thermischen und mechanischen Komforts eines Autositzes,
auch im Hinblick auf die Weiterentwicklung von Fasern und Stoffen,
unabhängig
von der Subjektivität
des Autotestfahrers. Der mechanische Komfort wird durch die Parameter
Kontaktdruck, Druckverteilung und Belastungszeit an der Schnittstelle
Körper/Unterlage
messbar gemacht. Bei der Prüfung
zur Bestimmung des Druckverhaltens gepolsterter Artikel mit Hilfe
eines elliptisch geformten Prüfkopfs,
ausgerüstet
mit Druckfühlern,
zur Bestimmung von Größe und Verteilung
des Kontaktdruckes, werden diese physikalischen Größen gleichzeitig
gemessen. Vor allem aussagekräftig
ist die Prüfung
hinsichtlich der Federung, aber auch was den Kontaktdruck, die Druckverteilung,
Oberflächenweichheit, Weichheit,
Faltung und das Grundieren betrifft. Mit demselben elliptisch geformten
Prüfkopf,
beheizt und eingeführt
in den Prüfling,
und mit einem Wärmeflusssensor,
wird der Wärmefluss
gemessen und aufgezeichnet. Als Kompressionswert wird das Ergebnis der
mechanischen Prüfung
herangezogen, der auch Ausgangswert für das Komprimieren des Prüflings durch
den hohlen, mit kleinen Löchern
versehenen und einer Lufteinheit verbundenen Prüfkopf bei der Luftdurchlässigkeitsprüfung ist.
Luftdurchfluss und Druckunterschied werden gemessen. Die Prüfung des
Feuchtetransports im Fahrzeugsitz ist jedoch mit dieser Methode
und Messanordnung nicht möglich, sie
bedarf der Entwicklung, denn solche Methoden wären ein verlässlicher
Hinweis auf den Einfluss verschiedener Schichten im Fahrzeugsitz
und somit insgesamt auf dessen Komfort.
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Aus
dem Stand der Technik sind ferner grundsätzlich passive und aktive Fahrzeugsitze
bekannt, für
die gleichermaßen
eine Methode und Messanordnung gesucht wird. Ein passiver Fahrzeugsitz besteht
grundsätzlich
aus Sitzgestell, einem darauf angeordnetem Schaum vorzugsweise Urethanschaum,
gegebenenfalls einer integrierten Sitzheizung und einem auf dem
Schaum kaschierten Bezugsstoff. Die Kaschierung ist zumeist ein
durch Erhitzen aufgebrachter öder
geklebter Schaumstoff mit einer Dicke von 3-5 mm. Dieser wirkt einer
Faltenbildung der Bezugsstoffe entgegen. Ein aktiver Fahrzeugsitz
weist gegebenenfalls zusätzliche
Lüftungseinrichtungen
(Ventilatoren) auf, die Luft durch im Schaumstoff vorhandene Kanäle drücken und
somit aus den Sitzflächen
Feuchtigkeit abtransportieren. Die passiven und aktiven Fahrzeugsitze
weisen somit ein Klima, insbesondere ein Mikroklima auf, welches
durch den sich zwischen Fahrer und Fahrzeugsitz bildenden thermodynamischen
Zustand von Feuchte und Temperatur bei Umgebungsdruck charakterisierbar
ist. Dieses Mikroklima unterliegt vielfältigen Einflussgrößen, welche
sich in vier Hauptbereiche, nämlich
den Einflussgrößen der
den Fahrzeugsitz benutzenden Person, den Einflussgrößen des Raumklimas,
den Einflussgrößen des
Fahrzeugsitzes und zusätzlich
den Relativbewegungen zwischen Sitz und Fahrer einteilen lassen.
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Bekannt
ist, dass die Schweißabgabe
des Körpers
eines Insassen das Mikroklima beeinflusst. Die Schweißabgabe
des Körpers
erfolgt aufgrund des Dampfdruckunterschiedes zwischen Körper und Umgebungsluft
im Mikroklima in Dampfform. Der Feuchte-Durchgangswiderstand der Fahrzeugsitzmaterialien
führt dann
zu einem Feuchtigkeitsstau im Mikroklima des Fahrzeugsitzes. Ist
der Feuchte-Durchgangswiderstand der Materialien sehr hoch, erhöht sich
der Wasserdampfdruck und es steigt die relative Feuchte. Es kommt
zu einer Kondensation von Feuchtigkeit hervorgerufen durch die Schweißabgabe
des Körpers,
was zu einer Durchtränkung
der Kleidung und des Fahrzeugsitzes und dadurch zum Komfortverlust
führt.
Ziel bei der Konstruktion von Fahrzeugsitzen ist es, von vornherein
ein möglichst großes Dampfdruckgefälle zwischen
Hautoberflächen
und Mikroklima zu erreichen, um eine Kondensation von Feuchtigkeit
(Schweiß)
zu verhindern.
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Neben
dem Dampfdruckgefälle
zwischen dem Fahrzeugsitz und dem die Feuchtigkeit abgebenden Körper ist
der Feuchte-Durchgangswiderstand der Materialien, also der Bekleidung
des die Feuchtigkeit abgebenden Körpers als auch der Materialien
des die Feuchtigkeit aufnehmenden Fahrzeugsitzes von besonderer
Bedeutung. Dieser Durchgangswiderstand wird durch die Wasserdampfdurchlässigkeit
charakterisiert. Die Wasserdampfdurchlässigkeit zeigt an, welche Mengen
Wasserdampf auf einer bestimmten Fläche in einer bestimmten Zeiteinheit
durch die jeweiligen Materialien diffundieren können. Je größer die Wasserdampfdiffusion, desto
besser der Feuchtigkeitsabtransport aus dem Mikroklima des Fahrzeugsitzes
in das Sitzinnere des Fahrzeugsitzes. Ein Material mit dem größten Diffusionswiderstand
bestimmt die Gesamtgröße der Wasserdampfdiffusion
in den Fahrzeugsitz. Ist das Material wasserundurchlässig, so
ist die Feuchtigkeitsdiffusion für
den Gesamtsitz gleich null. Als physikalische Größe steht somit die Wasserdampfdurchlässigkeit
von verschiedenen Materialien (Bezugsstoffen) nach der DIN 53 333
zur Verfügung.
Nicht zur Verfügung
stehen Messungen, die die oben erwähnten Einflussgrößen der
einen Fahrzeugsitz benutzenden Person, das Raumklima, den Kraftfahrzeugsitz selber
und die Relativbewegungen zwischen Fahrzeugsitz und Fahrer hinsichtlich
der Feuchtebildung im Mikroklima des Fahrzeugsitzes einbeziehen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung also
darin, einen Simulator und eine objektiv bemessende Prüfmethode
sowie einen Prüfaufbau
zur Bewertung des Komforts (Klimakomfort), insbesondere des hygrothermalen
Komforts, eines Fahrzeugsitzes im Hinblick auf die Weiterentwicklung
von Fasern und Stoffen zu entwickeln.
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Dabei
soll der Simulator, der Prüfaufbau
und die Prüfmethode
möglichst
unabhängig
von der Subjektivität
des Menschen einsetzbar und durchführbar sein.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von dem bekannten Stand der Technik dadurch
gelöst,
dass der Simulator (Dummy) einen Dummy-Grundkörper mit morphologischen Eigenschaften
eines Körpers
sowie erste Mittel zur Wärmezufuhr
und zweite Mittel zur Applikation und Speicherung einer wieder abgebbaren
Flüssigkeit
an einer Grundkörperfläche des
Dummy-Grundkörpers aufweist.
Dieser Simulator wird in einer Prüfanordnung verwendet, indem
er mit einer ausgebildeten flüssigkeitsdurchlässigen Anlagefläche, bei
vorgebbaren klimatischen standardisierten Bedingungen in einer Klimakammer,
mit einem mindestens einschichtigen Material in Anlage gebracht ist,
wobei an dem mindestens einschichtigen Material dritte Mittel zur
Erfassung von Feuchte und Temperatur angeordnet sind, und die ersten
und zweiten Mittel des Simulators und die dritten Mittel des mindestens einschichtigen
Materials sowie die Bedingungen in der Klimakammer gemeinsam über mindestens
eine Datenverarbeitungsanlage ansteuerbar und auswertbar sind.
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Zur
Beurteilung des Komforts, insbesondere des hygrothermalen Komforts
von mindestens einschichtigen Materialien wird zudem ein erfindungsgemäßes Verfahren
angewendet, innerhalb dessen in einem ersten Schritt das mindestens
einschichtige Material und der Simulator, dabei eine Membrantasche
und der Dummy-Grundkörper
getrennt voneinander, bei standardisierten klimatischen Bedingungen
(erste Temperatur, erster Druck und relative Feuchte in der Klimakammer)
für eine
erste Zeit in einer Klimakammer angeordnet und vorkonditioniert werden.
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In
einem zweiten Schritt wird der Dummy-Grundköper des Simulators in der Klimakammer über eine
zweite Zeit auf eine konstante vorgebbare zweite Temperatur aufgeheizt.
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In
einem dritten Schritt wird der Membrantasche in der Klimakammer
ein vorgebbares Volumen Flüssigkeit
appliziert.
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Schließlich erfolgt
in einem letzten vierten Schritt die Anbringung der Membrantasche
an dem Dummy-Grundkörper
und der so komplettierte Simulator wird mit seiner flüssigkeitsdurchlässigen Anlagefläche auf
dem mindestens einschichtigen Material angelegt, wodurch das mindestens
einschichtige Material durch eine Temperaturdifferenz und eine sich ausbildende
Dampfdruckdifferenz zwischen dem mindestens einschichtigen Material
und dem Simulator mit Flüssigkeit
beaufschlagt wird, so dass an dem mindestens einen einschichtigen
Material über
die angeordneten Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren eine charakteristische
und reproduzierbare Temperatur- und/oder Feuchtekurve (dritte Temperatur und
relative Feuchte am Material) über
einer dritten Zeit ermittelbar ist.
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Zur
Aufzeichnung der Daten dient die Datenverarbeitungsanlage der Prüfanordnung.
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Der
verwendete Simulator weist in bevorzugter Ausgestaltung als physiologische
Eigenschaften ein vorgebbares Gewicht des Dummy-Grundkörpers auf.
Er ist ferner derart ausgebildet, dass mindestens eine teilweise
Abgabe einer gespeichert vorgebbaren Menge Flüssigkeit bei der vorgebbaren
zweiten Temperatur des Dummy-Grundkörpers nachgebildet werden kann.
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Zudem
weist der Dummy-Grundkörper
als morphologische Eigenschaft mindestens eine Kontur des nachzubildenden
Körpers
auf. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der
Dummy-Grundkörper
als erstes Mittel mindestens ein Heizelement und mindestens einen
Temperaturregler auf, mittels denen der Dummy-Grundkörper durch Wärmezufuhr
auf die vorgebbare zweite Temperatur einstellbar ist.
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Ferner
weist der Dummy-Grundkörper
zweite Mittel auf, die zur Applikation der Flüssigkeit auf den Grundkörperflächen dienen.
Dieses zweite Mittel ist eine flüssigkeitsspeichernde
mindestens einlagige Schicht, welche auf der dem Dummy-Grundkörper abgewandten
Seite eine flüssigkeitsdurchlässige Anlagefläche ausbildet.
Diese flüssigkeitsspeichernde und
flüssigkeitsdurchlässige einlagige
Schicht ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine
Membrantasche, die eine Folie, eine Membran und ein zwischen der
Folie und der Membran angeordnetes vorzugsweise vernähtes Flies
oder dergleichen ausbildet. Die Membrantasche ist insgesamt an dem
Dummy-Grundkörper
anbringbar, und zwar so, dass die flüssigkeitsdurchlässige Schicht
auf der dem Dummy-Grundkörper
abgewandten Seite angeordnet ist. Die dem Dummy-Grundkörper zugewandte
Seite der Membrantasche, nämlich
die Folie, weist zur Applikation von Flüssigkeit mindestens eine Öffnung auf,
wobei diese mindestens eine Öffnung
die Applikation der Flüssigkeit
in das Flies erlaubt.
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Der
Dummy-Grundkörper
ist einteilig oder aber in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zweiteilig
als Sitzteil-Dummy und als Rückenlehnenteil-Dummy
ausgebildet.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit angeordneten
Feuchtigkeits- und Temperatursensoren;
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2 jeweils
eine Vorderseite eines Sitzteil-Dummy und eines Rückenlehnententeil-Dummys mit
jeweils angeordneten Heizelementen;
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3 den
Rückenlehnenteil-Dummy
von seiner Rückseite
und Einzelheiten zu einer auf der Rückseite des Rückenlehnenteil-Dummy
anordbaren Membrantasche;
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4 die
Anordnung des Sitzteil-Dummys und des Rückenlehnenteil-Dummy auf dem
Kraftfahrzeugsitz gemäß 1;
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5 in
einer schematischen Darstellung das Funktionsprinzip des Sitzteilbeziehungsweise des
Rückenlehnenteil-Dummys
und
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6 in
einer weiteren schematischen Darstellung die Anordnung des Sitzteilbeziehungsweise Rückenlehnenteil-Dummys
auf dem Kraftfahrzeugsitz.
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1 zeigt
einen Kraftfahrzeugsitz 10 mit einem Rückenlehnenteil 14 und
einem Sitzteil 12. Auf dem Sitzteil 12 beziehungsweise
Rückenlehnenteil 14 sind
Feuchtigkeits- und Temperatursensoren 44 angeordnet. Die
Grundstruktur des Kraftfahrzeugsitzes 10 ist mit einem
bestimmten Material 38, 40, 42, welches
mindestens einschichtig, in der Praxis meist jedoch mehrschichtig
ausgebildet ist, überzogen.
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2 zeigt
jeweils einen Dummy-Grundkörper 16 eines
Sitzteil-Dummys 16A und eines Rückenlehnenteil-Dummys 16B jeweils
von einer Vorderseite (VS). Die Grundkörper 16 sind vorzugsweise
aus Aluminium hergestellt. Der Sitzteil-Dummy 16A und der
Rückenlehnenteil-Dummy 16B weisen
jeweils Heizelemente 24 auf, wobei der Rückenlehnenteil-Dummy 16B zusätzlich einen
Temperaturregler 26 zeigt, der über entsprechende Verbindungen
auch eine Temperaturregelung des Sitzteil-Dummys 16A sichert.
Selbstverständlich
können
auch mehrere Temperaturregler 26 für jeweils einen Dummy 16A/16B angeordnet
werden. Zur besseren Orientierung ist dem Sitzteil-Dummy 16A eine
Vorderkante 28 und eine Hinterkante 30 beziehungsweise
dem Rückenlehnenteil-Dummy 16B eine
Oberkante 32 und eine Unterkante 34 zugeordnet.
In 2 ist ferner sichtbar, dass die jeweiligen Dummy-Grundkörper 16, 16A, 16B Ausfräsungen 36 zeigen.
Diese Ausfräsungen 36 dienen
der Gewichtsanpassung der Dummys 16A, 16B und
der Nachbildung der Körperform,
die insbesondere auf der in 2 nicht
sichtbaren Rückseite
RS, entsprechend eines auf einem Kraftfahrzeugsitz 10 sitzenden
Menschen, ausgeführt
ist.
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Am
Beispiel des Sitzteil-Dummys 16A und des Rückenlehnenteil-Dummys 16B wird
nun der weitere Aufbau des erfindungsgemäßen Simulators näher erläutert.
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Hierzu
zeigt 3 jeweils eine Rückseite RS, auf der linken
Seite der Figur den Rückenlehnenteil-Dummy 16B und
auf der rechten Seite der Figur den Sitzteil-Dummy 16A,
wobei der Rückenlehnenteil-Dummy 16B hier
bereits mit einer so genannten Membrantasche 18 versehen
ist. Der Sitzteil-Dummy 16A bildet Sitzkontaktflächen eines
Menschen in Sitzhaltung nach. Der Rückenlehnenteil-Dummy 16B bildet
ebenfalls Kontaktflächen
des Rückens
aus (nicht sichtbar durch die Membrantasche 18) und der Sitzteil-Dummy 16A bildet
insbesondere Gesäß und Beinposition
eines Menschen nach. Die Dummys 16A und 16B entsprechen
zudem dem vorgebbaren Gewicht (G) einer realen Person.
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Vor
dem Sitzteil-Dummy 16A ist in noch nicht angebrachter Position
eine Membrantasche 18 dargestellt. Die Membrantasche 18 weist
eine Folie 18A auf, in der Öffnungen 20 angeordnet
sind. Durch diese Öffnungen 20 ist
eine Flüssigkeit
in ein unterhalb der Folie 18A angeordnetes Flies 18B applizierbar, wobei
die Membrantasche 18 eine weitere Schicht, nämlich eine
Membran 18C, aufweist, die die Membrantasche 18 auf
der gegenüberliegenden
Seite der Folie 18A abschließt. Folie 18A, Flies 18B und
Membran 18C sind vorzugsweise als Membrantasche 18 miteinander
vernäht. 3 zeigt
ferner, dass Befestigungsvorrichtungen, insbesondere Klettverschlüsse 22,
sowohl am Sitzteil-Dummy 16A als auch an der Membrantasche 18 zur
Anbringung der Membrantasche am Dummy 16A, 16B angeordnet
sind.
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4 zeigt
die Anordnung des Sitzteil-Dummy 16A und des Rückenlehnenteil-Dummy 16B auf dem
Kraftfahrzeugsitz 10 gemäß 1. Die Feuchtigkeits-
und Temperatursensoren 44 liegen auf der Rückseite
RS der jeweiligen Dummy-Grundkörper 16, 16A, 16B.
Um die Größen von
Temperatur TM und relativer Feuchte φM im Mikroklima des sich auf dem
Kraftfahrzeugsitz 10 befindenden Materials messen zu können, wurden
gemäß 1 jeweils
drei Feuchte- und Temperatursensoren 44 paarweise an definierten
Positionen auf dem Sitzteil 12 und dem Rückenlehnenteil 14 angebracht.
Zusätzlich
wird, um die Umgebungsbedingungen (Ti, φ1) in einer Klimakammer 46 erfassen
zu können,
ein zusätzliches Sensorpaar 44 gleichen
Typs verwendet. Die Feuchtigkeits- und Temperatursensoren 44 sind
am Fahrzeugsitz 10 in Zonen angebracht, die bei 95 % der Probanden
als subjektiv stärkste
Bereiche des Schwitzens bestimmt wurden.
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Die
verwendeten Feuchtesensoren 44 messen die relative Feuchtigkeit φM im Mikroklima
beispielsweise durch hygroskopische Kunststofffäden, die mit der Änderung
der relativen Feuchte φM
ihre Länge ändern. Diese
Längenänderung
wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und an die Datenverarbeitungsanlage
weitergeleitet, die zu der Anordnung des Sitzteil-Dummys 16A beziehungsweise
des Rückenlehnenteil-Dummys 16B auf
dem Kraftfahrzeugsitz 10 zur Komplettierung der Prüfanordnung gehört. Weitere
Bezugszeichen entsprechen den anderen Figuren und bezeichnen gleiche
Bauteile.
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Anhand
der nachfolgenden 5 und 6 wird,
nachdem der grundsätzliche
Messaufbau und die eingesetzten Messinstrumente erläutert wurden, das
Verfahren und das Funktionsprinzip beschrieben.
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5 zeigt
in einer schematischen Darstellung das grundsätzliche Funktionsprinzip des
Sitzteil- beziehungsweise Rückenlehnenteil-Dummys 16A, 16B und
die 6 eine erweiterte schematische Darstellung, bei
der der Sitzteil-Dummy 16A beziehungsweise der Rückenlehnenteil-Dummy 16B auf
einem Kraftfahrzeugsitz 10 angeordnet sind.
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5 zeigt
die Vorderseite VS und die Rückseite
RS eines Dummy-Grundkörpers 16,
auf dem auf der Rückseite
RS die Membrantasche 18 in der beschriebenen Ausführung 18A, 18B, 18C angeordnet
ist.
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Da
der Dummy-Grundkörper 16,
wie 6 zusätzlich
zeigt, über
Heizelemente 24 und einen vorzugsweise mit Automatikfunktion
versehenen Temperaturregler 26 beheizbar ist, wird sich
zwischen Rückenlehnenteil 14 des
Kraftfahrzeugsitzes 10 und dem dargestellten Rückenlehnenteil-Dummy 16, 16B ein
Dampfdruckgefälle 48 ausbilden.
Die zweite Temperatur T2 beispielsweise des Rückenlehnenteil-Dummys 16B wird
vorzugsweise auf Körpertemperatur
eingestellt. Die erste Temperatur T1, die in der Klimakammer 46 einstellbar
ist, wird auf eine niedrigere Temperatur eingestellt. Das durch
die Temperaturdifferenz ΔT2-1
entstehende Dampfdruckgefälle 48,
die Differenz Δp2-1
des zweiten Dampfdrucks 52 (p2) in der Membrantasche 18 gegenüber dem
ersten Dampfdruck 50 (p1) außerhalb der Membrantasche 18,
wird durch die vorhandene Temperaturdifferenz ΔT zwischen der zweiten Temperatur
T2 und der ersten Temperatur T1 bewirkt. Feuchtigkeit diffundiert
durch die Membran 18C der Membrantasche 18 und
erreicht die Schichten 38, 40, 42 des
Rückenlehnenteiles 14 und/oder
des Sitzteiles 12 des Fahrzeugsitzes 10. Das hier
beispielhafte Rückenlehnenteil 14,
dessen Klimakomfort untersucht werden soll, ist mindestens einschichtig,
weist aber im Ausführungsbeispiel
einen Bezug 38, eine Kaschierung 40 und einen
Schaum 42 auf. Die entsprechenden Lagen sind zur Verdeutlichung
in 6 dargestellt. Das Verfahren und die Prüfungsanordnung
eignen sich aber selbstverständlich
für einschichtige,
zweischichtige, dreischichtige und generell mehrschichtige Materialien.
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6 zeigt
ferner in der Seitenansicht wiederum die Feuchtigkeits- und Temperatursensoren 44,
die in dem Bezug 38 gemäß 1 angeordnet sind.
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Das
Prüfverfahren
zur Beurteilung der Materialeigenschaften von Fahrzeugsitzen läuft folgendermaßen ab.
Die Membrantaschen 18 und der Fahrzeugsitz 10 werden
in der Klimakammer 46 vorkonditioniert. Hierzu wird der
Zustand des Umgebungsklimas der Klimakammer 46 einheitlich
definiert.
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Nach
der Vorkonditionierung erfolgt das Aufheizen der Dummys 16A, 16B.
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Sind
die Dummys 16A, 16B aufgeheizt und die zweite
Temperatur T2 eingestellt, wird den Membrantaschen 18 in
der Klimakammer 46 ein bestimmtes Volumen Feuchtigkeit,
an den dafür
vorgesehenen Öffnungen 20 appliziert.
Anschließend
werden die Membrantaschen 18 auf den jeweiligen vorgeheizten
Dummy-Grundkörpern 16; 16A, 16B mit
den Klettverschlüssen 22 befestigt
und diese nacheinander auf dem mit den Sensoren 44 ausgestatteten
vorklimatisierten Fahrzeugsitz 10 gesetzt (4).
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Die
Feuchtigkeit (Flüssigkeit)
kann durch die Membran 18C nur im gasförmigen Zustand entweichen,
was ein direktes Eindringen der Flüssigkeit in die mindestens
einschichtige Materiallage 38, 40, 42 verhindert.
Die zweite Temperatur T2 der Dummys 16A, 16B führt zu einer
Erwärmung
der Flüssigkeit
in der Membrantasche 18. Durch die daraus resultierenden
Dampfdruckdifferenz Δp2-1
zwischen Umgebung (Klimakammer 46) und Membrantasche 18 kommt
es zur Diffusion der Flüssigkeit
durch die Membran 18C. Die Feuchtigkeits- und Temperatursensoren 44 ermöglichen
nun die Aufzeichnung der relativen Feuchte φM und der dritten Temperatur
TM am zu untersuchenden Material 38, 40, 42,
woraus sich als Ergebnis das Mikroklima zwischen Sitzteil-Dummy 16A beziehungsweise
Rückenlehnenteil-Dummy 16B anhand
von Feuchtigkeits- und Temperaturkurven darstellen lässt.
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Mittels
der Simulatoren 16A, 16B kann in vorteilhafter
Weise die Körpertemperatur
und einen Schwitzimpuls eines Menschen reproduzierbar wiedergeben
werden. In vorteilhafter Weise ist dazu zusätzlich nicht nur die Körperform
der jeweiligen Person nachgebildet, sondern auch das entsprechende Gewicht über die
Grundkörper-Dummys 16 vorgebbar.
Dies empfiehlt sich, da sich die Feuchtigkeitsdiffusion der Sitzmaterialien
durch die Gewichtsbelastung verändert.
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- 10
- Kraftfahrzeugsitz
- 12
- Sitzteil
- 14
- Rückenlehnenteil
- 16
- Dummy-Grundkörper
- 16A
- Sitzteil-Dummy
- 16B
- Rückenlehnenteil-Dummy
- 18
- Membrantasche
- 18A
- Folie
- 18B
- Flies
- 18C
- Membran
- 20
- Öffnungen
- 22
- Klettbänder
- 24
- Heizelemente
- 26
- Temperaturregler
- 28
- Vorderkante
- 30
- Hinterkante
- 32
- Oberkante
- 34
- Unterkante
- 36
- Ausfräsungen
- 38
- Bezug
- 40
- Kaschierung
- 42
- Schaum
- 44
- Feuchtigkeits-
und Temperatursensoren
- 46
- Klimakammer
- 48
- Dampfdruckgefälle
- 50,
p1
- erster
Dampfdruck (Klimakammer 46)
- 52,
p2
- zweiter
Dampfdruck (Membrantasche 18)
- Δp
- Dampfdruckdifferenz
- RS
- Rückseite
(Anlagefläche)
- VS
- Vorderseite
- V
- Volumen
- T
- Temperatur
- ΔT
- Temperaturdifferenz
- T1
- erste
Temperatur Klimakammer
- T2
- zweite
Temperatur Dummy-Grundkörper
- TM
- Temperatur
Mikroklima Fahrzeugsitz
- t
- Zeit
- t1
- erste
Zeit (Vorkonditionierung Klimakammer)
- t2
- zweite
Zeit (Aufheizzeit Dummy 16A, 16B)
- t3
- dritte
Zeit (Messzeit)
- G
- Gewicht
- φ
- relative
Feuchte
- φ1
- relative
Feuchte Klimakammer
- φM
- relative
Feuchte Mikroklima (Fahrzeugsitz 10)