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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz mit in dessen Innerem
angeordneten Mitteln zur wahlweisen Erwärmung oder Abkühlung des Kontaktbereiches
zwischen dem Körper
des Insassen und der Kontaktoberfläche des Fahrzeugsitzes, wobei
diese Mittel zur wahlweisen Erwärmung
oder Abkühlung
dieses Kontaktbereiches eine Luftführungseinrichtung mit wenigstens
einem darin angeordneten Peltierelement mit einer Heizfläche und
einer Kühlfläche umfassen,
wobei der Luftstrom in Abhängigkeit
von Parameterwerten über
die Heizfläche und/oder
die Kühlfläche des
Peltierelementes leitbar ist.
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Stand der Technik
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Grundsätzlich ist
eine große
Zahl von Vorschlägen
bekannt, wie ein Fahrzeugsitz aufgebaut sein kann, um einen durch
seine Oberfläche
hindurchtretenden oder in seinem Inneren zirkulierenden Luftstrom
zu gewährleisten,
zum Zweck einer Verbesserung der Temperaturverhältnisse im Kontaktbereich zwischen
Körper
des Insassen und Sitzoberfläche,
durch Zu- oder Abfuhr von Wärme
in bzw. aus diesem Bereich.
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Obwohl
bereits die Verwendung von allgemein aus dem Fahrzeuginnenraum in
den Sitz eingebachter Luft dazu dienlich ist, ist es für möglichst kurze
Reaktionszeiten von Vorteil, den in dem Sitz geführten Luftstrom vor dem Erreichen
oder Passieren des Kontaktbereiches zu temperieren. Für Wärmeanforderungen
leicht durch Heizdrahtanordnungen erzielbar, ist dies für Kühlzwecke
vergleichsweise aufwendig. Nicht zuletzt wegen der Bauraumerfordernisse
wird deshalb Kühlluft
in aller Regel sitzfern erzeugt und dann zum Sitz transportiert,
was u.a. einen Luftführungskanal
zum Sitz hin erfordert, der zudem geeignet sein muss, sich den verschiedenen Einstellpositionen
des Sitzes anzupassen.
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Weiterhin
bekannt sind solche Fahrzeugsitze, bei denen auch die Kühlluft sitznah
erzeugt wird, es umfassen dabei die Mittel zur wahlweisen Erwärmung oder
Abkühlung
des Kontaktbereiches zwischen dem Körper des Insassen und der Kontaktoberfläche des
Fahrzeugsitzes eine Luftführungseinrichtung
mit wenigstens einem darin angeordneten Peltierelement mit einer
Heizfläche
und einer Kühlfläche, wobei
der Luftstrom in Abhängigkeit
von Parameterwerten über
die Heizfläche
und/oder die Kühlfläche des
Peltierelementes leitbar sein kann. Es sei dazu auf folgende Druckschriften
verwiesen:
Die
DE
10 2004 057 640 A1 bezieht sich auf eine Luftversorgungseinrichtung
für einen
Fahrzeugsitz insbesondere eines Cabriolets mit zumindest einer im
oberen Bereich des Fahrzeugsitzes vorgesehenen Luftaustrittsöffnung, über welche
der Kopf-, Schulter- und Nackenbereich des Sitzinsassen mit einem
Luftstrom beaufschlagbar ist, dessen Temperatur und Stärke über eine
Steuereinheit regelbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest
ein Peltierelement mit einer Heizfläche und einer Kühlfläche ausgebildet
ist, wobei der Luftstrom in Abhängigkeit
von Parameterwerten entweder über
die Heizfläche
oder die Kühlfläche des
Peltierelementes leitbar ist. Gemäß einer Ausführungsform
kann dabei vorgesehen sein, dass der Luftstrom über eine schwenkbar gelagerte
Luftklappe über
die entsprechende Fläche
des Peltierelementes leitbar ist. Weiterhin kann vorgesehen sein,
dass die Parameterwerte automatisch erfassbare äußere Parameterwerte oder von
dem Sitzinsassen wählbare
Vorgabewerte sind, von welchen aus die weitere Einstellung des Luftstromes
in Abhängigkeit
von automatisch erfassbaren weiteren Parameterwerten erfolgt. Die
Parameterwerte können dabei
die Außentemperatur
und die jeweils vorherrschende Fahrzeuggeschwindigkeit und die Vorgabewerte
die gewünschte
Mindest- oder Höchsttemperatur
und die gewünschte
Mindest- oder Höchststärke des
Luftstromes sein. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Anordnung
sollen die größten Vorteile des
verwendeten Peltierelementes seine geringe Größe, die Vermeidung jeglicher
mechanischer Teile und die Vermeidung von Trägermedien sein. Deshalb lasse
sich das Peltierelement auf einfache Art und Weise innerhalb eines
Luftströmungskanales
anordnen.
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Die
DE 195 03 291 A1 bezieht
sich auf eine Klimatisierungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere
eines Kraftfahrzeuges, bei der wenigstens eine im Wesentlichen flexible,
im Betrieb auf oder zumindest nahe einer die Körperkontaktfläche bildenden
Deckfläche
des Fahrzeugsitzes angeordnete Klimatisierungsmatte ausgebildet
ist, mit einer Vielzahl entlang der Matte verteilter, aus einer
Bordnetz- Spannungsquelle des Fahrzeuges speisbarer Peltierelemente.
Die Peltierelemente können
dabei in Gruppen miteinander verbunden und auf Teilbereiche der
Matte verteilt sein und können
durch den Teilbereichen zugeordnete Druckschalter nur dann aktiviert
werden, wenn der Teilbereich des Sitzes besetzt ist. Bei einer Ausführungsform
können
die Peltierelemente auf wenigstens einer flächigen, flexiblen, jedoch in
zumindest einer ihrer Flächenrichtungen
dehnungsteifen Trägermateriallage
gehalten sein. Außerdem
kann vorgesehen sein, dass die Peltierelemente sandwichartig zwischen
zwei der Trägermateriallagen
gehalten sind. Bei der hier beschriebenen Anordnung soll insbesondere
vorteilhaft sein, dass die zur Kälteerzeugung
ausgenutzten Peltierelemente nahe der in unmitttelbarem Körperkontakt
stehenden Sitzflächen
angeordnet sind, so dass gesonderte, zuvor erforderliche Kühlfluidtransportmittel
entfallen.
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Bei
diesen bekannten Fahrzeugsitzen, bei denen auch die Kühlluft sitznah
erzeugt wird, ist insbesondere eine Verbesserung der bisher verwendeten üblichen
Peltierelemente mit einer Dicke von mehreren Zentimetern wünschenswert,
damit der heutzutage gegebene Trend in Richtung einer Ausbildung
dünnerer
Fahrzeugsitze verwirklicht werden kann.
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Aufgabe
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Anordnungen unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile in der Weise zu
verbessern bzw. weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile
vermieden werden, wobei insbesondere ein Fahrzeugsitz angegeben
werden soll, der in möglichst
kurzer Zeit klimatisierbar ist.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das in der Luftführungseinrichtung
angeordnete Peltierelement als in unmittelbarer Nähe des Kontaktbereiches
zwischen dem Körper
des Insassen und der Kontaktoberfläche des Fahrzeugsitzes angeordnetes,
aus einer dünnen
Folie bestehendes Peltierelement ausgebildet ist. Die Dicke des
Peltierelementes kann dabei vorzugsweise nicht mehr als etwa einen
halben Millimeter betragen. Auf diese Weise wird erstmalig mit einfachen
Mitteln insbesondere aufgrund der geringen Dicke die Möglichkeit
geschaffen, das Element kontaktbereichsnah ohne Modifikationen in
den Sitzaufbau zu integrieren, wofür übliche Peltierelemente mit
einer Dicke von mehreren Zentimetern ungeeignet wären. Die
vorliegende Erfindung sieht demnach vor, den Luftstrom in unmittelbarer
Nähe zum
Wirkort zu temperieren, indem dieser an der im Wesentlichen parallel
zur Sitzoberfläche
angeordneten Folienfläche
entlang geführt wird.
Auf diese Weise steht eine große Übergangsfläche für den Wärmeübertritt
in die oder aus der Folie zur Verfügung, zugleich können unerwünschte Strömungsverluste
des im Sitz geführten
Luftstroms gering gehalten werden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das in der Luftführungseinrichtung angeordnete
Peltierelement in der Sitzoberfläche
des Fahrzeugsitzes angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist
nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
dass das in der Luftführungseinrichtung
angeordnete Peltierelement in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes
angeordnet ist.
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Nach
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass das Peltierelement über
wenigstens ein Stützelement
in der Luftführungseinrichtung
festgelegt ist. Dabei empfiehlt es sich, dass das Peltierelement
derart über
das Stützelement
in der Luftführungseinrichtung
festgelegt ist, dass das Peltierelement auf beiden Flächenseiten zugleich
in Kontakt mit vorbeiströmender
Luft ist. Dadurch ist eine optimale Funktionsweise für das Peltierelement
gegeben.
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Es
empfiehlt sich nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung,
das die Luftführungseinrichtung
als in den jeweiligen Sitzbestandteil (Sitzoberfläche oder
Rückenlehne)
integriertes Bauteil ausgebildet ist. Dabei ist vorzugsweise das
in den jeweiligen Sitzbestandteil integrierte, die Luftführungseinrichtung
bildende Bauteil gleichzeitig als Stützelement für das Peltierelement ausgebildet.
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Zweckmäßig ist
es nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass
das Stützelement
für das
Peltierelement mehrere, vorzugsweise quer zur (Haupt-) Stromrichtung
verlaufende Rippen aufweist. Diese Rippen können bevorzugt als Bestandteil
des Stützelementes
für das
Peltierelement ausgebildet sein, und dienen u.a. zur Aufrechterhaltung
eines erforderlichen Minimalquerschnitts. Bei einer davon abweichenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Stützelement
für das
Peltierelement mehrere, vorzugsweise quer zur (Haupt-) Stromrichtung
verlaufende Trennwände
aufweist. Diese strömungsbeeinflussenden
Trennwände
sind dazu geeignet, die Lenkung von Teilen des Luftstromes zu unterstützen.
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Nach
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass die Sitzoberfläche
und/oder die Rückenlehnenoberfläche mehrere Luftaustrittskanäle aufweisen, über die
dem Körper des
Insassen temperierte Luft zugeführt
wird. Die Sitzoberfläche
und/oder die Rückenlehne
weisen dabei bevorzugt auf der den Luftaustrittskanälen diametral
gegenüberliegenden
Seiten weitere Luftführungskanäle auf,
um die entsprechend gegensätzlich temperierten
Anteile des Luftstromes abzuleiten.
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Es
empfiehlt sich nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung,
dass das Peltierelement aus Bi2Te3 besteht. Dadurch ergibt sich eine besonders
hohe Kühlleistung.
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Nach
einem letzten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass das Peltierelement eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweist. Bis
zu einer solchen Dicke ist es erstmals möglich, das Peltierelement kontaktbereichsnah
in den Sitzaufbau zu integrieren.
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Figuren
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Die
Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in einer
ersten Ausführungsform
im Kühlmodus,
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2 die
schematische Teil-Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
im Heizmodus,
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3 die
schematische Teil-Seitenansicht einer dritten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
im Heizmodus,
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4 die
schematische Teil-Oberansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in stark
vereinfachter Prinzipdarstellung mit angedeutetem Luftstromverlauf.
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Der
erfindungsgemäße Fahrzeugsitz
ist in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt und ist
selbst nicht separat bezeichnet. Der Fahrzeugsitz weist dabei in
dessen Innerem angeordnete Mittel zur wahlweisen Erwärmung oder
Abkühlung des
Kontaktbereiches zwischen dem Körper
des mit 1 bezeichneten Insassen und der Kontaktoberfläche 2 des
Fahrzeugsitzes auf. Diese Mittel zur wahlweisen Erwärmung oder
Abkühlung
dieses Kontaktbereiches umfassen eine Luftführungseinrichtung 9 mit wenigstens
einem darin angeordneten Peltierelement 5 mit einer Heizfläche 5.2 und
einer Kühlfläche 5.1,
siehe dazu z.B. die 1 oder 3 der Zeichnung.
Dabei ist in der 1 eine schematische Seitenansicht
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes in
einer ersten Ausführungsform
im Kühlmodus
dargestellt. Es ist dabei der Luftstrom grundsätzlich in Abhängigkeit
von Parameterwerten über
die Heizfläche 5.2 und/oder
die Kühlfläche 5.1 des
Peltierelementes 5 leitbar. Das Peltierelement 5 besteht
dabei in bevorzugter Ausgestaltung aus Bi2Te3, wodurch sich eine besonders hohe Kühlleistung
ergibt. Die Dicke des Peltierelementes 5 kann dabei z.B.
etwa 0,5 mm betragen. Bis zu einer solchen Dicke ist es erstmals
möglich,
das Peltierelement 5 kontaktbereichsnah in den Sitzaufbau
zu integrieren.
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Um
einen Fahrzeugsitz bereit zu stellen, der in möglichst kurzer Zeit klimatisierbar
ist und der insbesondere eine Ausbildung eines vergleichsweise dünnen Fahrzeugsitzes
verwirklicht, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das in der Luftführungseinrichtung 9 angeordnete
Peltierelement 5 als in unmittelbarer Nähe des Kontaktbereiches zwischen
dem Körper
des Insassen 1 und der Kontaktoberfläche 2 des Fahrzeugsitzes
angeordnetes, aus einer dünnen Folie
bestehendes Peltierelement 5 ausgebildet ist. Mit dieser
Ausbildung wird aufgrund der geringen Dicke des Peltierelementes 5 die
Möglichkeit
geschaffen, das Element kontaktbereichsnah ohne Modifikationen in
den Sitzaufbau zu integrieren, wofür übliche Peltierelemente mit
einer Dicke von mehreren Zentimetern ungeeignet wären. Die
vorliegende Erfindung sieht dabei vor, den Luftstrom in unmittelbarer
Nähe zum
Wirkort zu temperieren, indem dieser an der im Wesentlichen parallel
zur Sitzoberfläche
angeordneten Folienfläche
entlang geführt
wird. Auf diese Weise steht eine große Übergangsfläche für den Wärmeübertritt in die oder aus der
Folie zur Verfügung,
zugleich können
unerwünschte
Strömungsverluste
des im Sitz geführten
Luftstroms gering gehalten werden.
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Bei
den in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen
ist das in der Luftführungseinrichtung 9 angeordnete
Peltierelement 5 in der Sitzoberfläche 2.1 des Fahrzeugsitzes
angeordnet, siehe z.B. die 1 der Zeichnung.
Alternativ oder ergänzend
dazu ist aber auch vorgesehen, dass das in der Luftführungseinrichtung 9 angeordnete Peltierelement 5 in
der Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes angeordnet ist; dieses Merkmal ist in den Figuren
der Zeichnung nicht separat dargestellt.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Peltierelement 5 über wenigstens
ein Stützelement 10 in
der Luftführungseinrichtung 9 festgelegt
ist. Bei den dargestellten Ausführungsformen
ist dabei, siehe dazu wieder die 1, das Peltierelement 5 derart über das
Stützelement 10 in
der Luftführungseinrichtung 9 festgelegt,
dass das Peltierelement 5 auf beiden Flächenseiten zugleich in Kontakt
mit vorbeiströmender Luft
ist. Durch diese Ausbildung ist eine optimale Funktionsweise für das Peltierelement 5 gegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz ist
weiterhin vorgesehen, dass die Luftführungseinrichtung 9 als
in den jeweiligen Sitzbestandteil (Sitzoberfläche 2.1 oder Rückenlehne)
integriertes Bauteil ausgebildet ist, wobei vorliegend das in den
jeweiligen Sitzbestandteil integrierte, die Luftführungseinrichtung 9 bildende
Bauteil gleichzeitig als Stützelement 10 für das Peltierelement 5 ausgebildet
ist, siehe dazu neben der 1 auch die 2 und 3 der
Zeichnung.
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Bei
der in der 2 der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
weist das Stützelement 10 für das Peltierelement 5 mehrere,
vorzugsweise quer zur (Haupt-) Stromrichtung verlaufende Rippen 7 auf. Diese
Rippen 7 sind dabei als Bestandteil des Stützelementes 10 für das Peltierelement 5 ausgebildet, und
dienen u.a. zur Aufrechterhaltung eines erforderlichen Minimalquerschnitts.
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Bei
der in der 3 der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
weist demgegenüber
das Stützelement 10 für das Peltierelement 5 mehrere,
vorzugsweise quer zur (Haupt-) Stromrichtung verlaufende Trennwände 8 auf.
Diese strömungsbeeinflussenden Trennwände 8 sind
insbesondere dazu geeignet, die Lenkung von Teilen des Luftstromes
zu unterstützen.
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Es
zeigt dazu die Ausschnittsdarstellung in 2 die Anordnung
von Rippen 7 quer zur Hauptstromrichtung 4, die
in 3 bis zur Ausbildung vollständiger Trennwände 8 fortgesetzt
wurden, wobei die Aufrechterhaltung des Luftstromes in einer anderen
Ebene als der Zeichenebene erfolgt. Es wird dazu auf die 4 der
Zeichnung verwiesen, die in Oberansicht einen Ebenenquerschnitt
innerhalb des luftführenden
Sitzbestandteiles zeigt, um die Umlenkung von Luftstromteilen durch
Rippen 7 oder Trennwände 8 nochmals
zu verdeutlichen.
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Bei
den dargestellten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
weist die Sitzoberfläche 2.1 und/oder
die Rückenlehnenoberfläche mehrere
Luftaustrittskanäle 3 auf,
siehe dazu wieder die 1 oder 3 der Zeichnung.
In 1 ist dabei der Körper eines Insassen 1 in
Kontakt mit der Sitzoberfläche 2.1,
durch welche diese Luftaustrittskanäle 3 hindurchtreten,
um temperierte Luft dem Körper
zuzuführen,
wie durch die Strömungspfeile
in den genannten Luftaustrittskanälen 3 angedeutet.
Dabei ist diese Menge an temperierter Luft aus dem in Hauptrichtung 4 verlaufendem
Luftstrom abgezweigt, nachdem der Luftstrom 4 die beiden
hier nicht maßstäblich dargestellten
Kühlflächen 5.1 und Heizflächen 5.2 des
Peltierelementes 5 überstrichen hat,
die jeweils gegensätzliche
Wärme-
oder Kühlwirkung
auf den Luftstrom ausüben.
Weiterhin ist dabei vorgesehen, dass die Sitzoberfläche 2.1 und/oder
die Rückenlehne
auf der den Luftaustrittskanälen 3 diametral
gegenüberliegenden
Seiten weitere Luftführungskanäle 6 aufweist, über die
die entsprechend gegensätzlich
temperierten Anteile des Luftstromes in vom Kontaktbereich wegführender
Richtung geleitet werden, wodurch die jeweils gegensätzliche,
gewünschte
thermische Wirkung des Luftstromanteiles auf den Insassenkörper hin
kompensiert wird, wie für die
Wirkungsweise von Peltierelementen 5 bekanntermaßen erforderlich.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die dargestellten Ausführungsformen
nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, diese ist nicht
darauf beschränkt,
es sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen und Ausbildungen
möglich.
So ist insb. eine abweichende Ausgestaltung und Anordnung des als dünne Folie
ausgebildeten Peltierelementes 5 möglich, weiterhin denkbar ist
eine Anwendung bei anderen als den beschriebenen Arten von Fahrzeugsitzen.
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- 1
- Insassenkörper
- 2
- Kontaktoberfläche
- 2.1
- Sitzoberfläche
- 3
- Luftaustrittskanäle
- 4
- Hauptstromrichtung
- 5
- Peltierelement
- 5.1
- Kühlfläche (von 5)
- 5.2
- Heizfläche (von 5)
- 6
- Luftführungskanäle
- 7
- Rippen
- 8
- Trennwände
- 9
- Luftführungseinrichtung
- 10
- Stützelement
(für 5)