-
Die Erfindung betrifft einen Simulator, eine Prüfanordnung sowie ein Prüfverfahren zur Beurteilung der Materialeigenschaften von Fahrzeugsitzen mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 7 und 8 genannten Merkmalen.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Bekannt ist eine Prüfmethode zur Bewertung des thermischer 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.
-
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 oder 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.
-
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.
-
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.
-
Als Stand der Technik werden die Druckschriften
DE 196 01 973 A1 und die
US 5 749 259 A genannt. Die
DE 196 01 973 A1 zeigt ein Verfahren und eine Anordnung zur quantitativen Ermittlung des Sitzklimas von Sitzpolstern. Die Druckschrift
US 5,749,259 A offenbart Fachwissen zur Wasserdampf und Wasserdurchlässigkeit bei Bestimmung des thermischen Komforts von Geweben.
-
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.
-
Dabei soll der Simulator, der Prüfaufbau und die Prüfmethode möglichst unabhängig von der Subjektivität des Menschen einsetzbar und durchführbar sein.
-
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Simulator (Dummy), durch den mindestens eine physiologische Eigenschaft eines Körpers an einem Dummy-Grundkörper nachbildbar ist, wobei der Dummy-Grundkörper morphologische Eigenschaften des Körpers und erste Mittel zur Wärmezufuhr und zweite Mittel zur Applikation und Speicherung einer wiederabgebbaren Flüssigkeit an einer Grundkörperfläche des Dummy-Grundkörpers aufweist.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- • das zweite Mittel eine von dem Dummy-Grundkörper getrennte und an dem Dummy-Grundkörper anbringbare Membrantasche ist,
- • die einerseits eine Folie und andererseits eine Membran aufweist,
- • wobei die Membrantasche auf ihrer dem Dummy-Grundkörper abgewandten Rückseite eine flüssigkeitsdurchlässige Anlagefläche ausbildet,
- • wobei zwischen der Folie und der Membran ein Vlies angeordnet ist, in welches über mindestens eine Öffnung in der Folie unterhalb der Folie eine Flüssigkeit applizierbar ist,
- • wobei die Flüssigkeit durch die Membran diffundiert und die applizierte Flüssigkeit durch die Membran nur im gasförmigen Zustand entweichen kann, und
- • die Flüssigkeit mindestens eine Schicht eines zu prüfenden Materials erreicht, welche an der Rückseite der flüssigkeitsdurchlässigen Anlagefläche anliegt.
-
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.
-
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.
-
In einem zweiten Schritt wird der Dummy-Grundköper des Simulators in der Klimakammer über eine zweite Zeit auf eine konstante vorgebbare zweite Temperatur aufgeheizt.
-
In einem dritten Schritt wird der Membrantasche in der Klimakammer ein vorgebbares Volumen Flüssigkeit appliziert.
-
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.
-
Zur Aufzeichnung der Daten dient die Datenverarbeitungsanlage der Prüfanordnung.
-
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.
-
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.
-
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 Vlies 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 Vlies erlaubt.
-
Der Dummy-Grundkörper ist einteilig oder aber in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zweiteilig als Sitzteil-Dummy und als Rückenlehnenteil-Dummy ausgebildet.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit angeordneten Feuchtigkeits- und Temperatursensoren;
-
2 jeweils eine Vorderseite eines Sitzteil-Dummys und eines Rückenlehnententeil-Dummys mit jeweils angeordneten Heizelementen;
-
3 den Rückenlehnenteil-Dummy von seiner Rückseite und Einzelheiten zu einer auf der Rückseite des Rückenlehnenteil-Dummys anordbaren Membrantasche;
-
4 die Anordnung des Sitzteil-Dummys und des Rückenlehnenteil-Dummys auf dem Kraftfahrzeugsitz gemäß 1;
-
5 in einer schematischen Darstellung das Funktionsprinzip des Sitzteil- beziehungsweise des Rückenlehnenteil-Dummys und
-
6 in einer weiteren schematischen Darstellung die Anordnung des Sitzteil- beziehungsweise Rückenlehnenteil-Dummys auf dem Kraftfahrzeugsitz.
-
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.
-
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.
-
Am Beispiel des Sitzteil-Dummys 16A und des Rückenlehnenteil-Dummys 16B wird nun der weitere Aufbau des erfindungsgemäßen Simulators näher erläutert.
-
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.
-
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 Vlies 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, Vlies 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.
-
4 zeigt die Anordnung des Sitzteil-Dummys 16A und des Rückenlehnenteil-Dummys 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 (T1, 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.
-
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.
-
Anhand der nachfolgenden 5 und 6 wird, nachdem der grundsätzliche Messaufbau und die eingesetzten Messinstrumente erläutert wurden, das Verfahren und das Funktionsprinzip beschrieben.
-
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.
-
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.
-
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.
-
6 zeigt ferner in der Seitenansicht wiederum die Feuchtigkeits- und Temperatursensoren 44, die in dem Bezug 38 gemäß 1 angeordnet sind.
-
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.
-
Nach der Vorkonditionierung erfolgt das Aufheizen der Dummys 16A, 16B.
-
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).
-
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 resultierende 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.
-
Mittels der Simulatoren 16A, 16B kann in vorteilhafter Weise die Körpertemperatur und ein 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.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kraftfahrzeugsitz
- 12
- Sitzteil
- 14
- Rückenlehnenteil
- 16
- Dummy-Grundkörper
- 16A
- Sitzteil-Dummy
- 16B
- Rückenlehnenteil-Dummy
- 18
- Membrantasche
- 18A
- Folie
- 18B
- Vlies
- 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)
