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Thema der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Gegenstände und Verfahren nach den
Oberbegriffen der unabhängigen
Ansprüche.
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Es
wird ein technisches Konzept nach den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung
und den abhängigen
Ansprüchen
entnehmbar.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft hinsichtlich Herstellungskosten,
Transportgewicht, Größe der Messeinrichtung
und der Aussagekraft der Messergebnisse.
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Die
Erfindung eignet sich grundsätzlich
für alle
Arten von Klimatisierungseinrichtungen. Dies meint alle Arten von
Belüftungs-
und/oder Temperiereinrichtungen. Besonders zweckmäßig ist
die Erfindung für
die Überwachung
von klima-konditionierten Oberflächen,
insbesondere Polstern und Sitzen.
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Figuren
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Im
Folgenden werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Diese Ausführungen
sollen die Erfindung verständlich
machen. Sie haben jedoch nur beispielhaften Charakter. Selbstverständlich lassen
sich im Rahmen der Erfindung einzelne oder mehrere beschriebene
Merkmale auch weglassen, abwandeln oder ergänzen. Auch können die
Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen
selbstverständlich untereinander
kombiniert werden. Entscheidend ist, dass das Konzept der Erfindung
im Wesentlichen umgesetzt ist. „Im Wesentlichen" bedeutet, dass ein entsprechendes
Merkmal (z. B. der Ansprüche)
zu mindestens 50% erfüllt
ist, vorzugsweise zu mindestens 90%, vorzugsweise zu mindestens
95% bzw. 99%.
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Nachfolgend
wird Bezug genommen auf:
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1 Sitz
mit Abdeckkörper
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2 Draufsicht
auf ein zu klimatisierendes Objekt mit mehreren Messzonen
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Beschreibung der Erfindung
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Häufig besteht
in Fahrzeugen Bedarf nach Klimatisierung. Dabei kann es sich z.
B. um ein Flugzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Schiff oder wie hier um
ein Kraftfahrzeug handeln. Unter Klimatisierung wird die Beeinflussung
mindestens eines klimarelevanten Parameters verstanden, also z.
B. Temperierung, Belüftung,
Entfeuchtung und/oder Befeuchtung.
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Solche
Fahrzeuge können
mindestens einen Inneneinrichtungsgegenstand aufweisen. Darunter werden
im Zweifel alle Bauteile verstanden, mit denen ein Benutzer der
Fahrgastzelle in Kontakt kommen kann, wie z. B. eine Lenkeinrichtung
für Fahrzeuge,
ein Armaturenbrett, eine Armauflage, eine Türverkleidung, eine Sitzauflage,
eine Wärmedecke, ein
Fahrzeughimmel, ein Polster, ein Bezug oder wie hier ein Sitz. Er
bzw. seine dem Benutzer zugewandte Oberfläche sind im Ausführungsbeispiel
von 1 das zu klimatisierende Objekt.
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Der
Einrichtungsgegenstand weist vorzugsweise mindestens ein Polster
und/oder mindestens einen Bezug auf.
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Der
Inneneinrichtungsgegenstand weist vorzugsweise mindestens eine Klima-Konditioniereinrichtung
auf. Sie dient z. B. der Temperierung/Klimatisierung von benutzerberührten Flächen im
Fahrgastraum eines Fahrzeuges. Sie weist mindestens eine Temperiereinrichtung,
mindestens eine Luftführungseinrichtung
und/oder mindestens eine Feuchteregulierungseinrichtung auf. Unter
Temperiereinrichtung wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung
der Temperatur in ihrer Umgebung genutzt werden kann, z. B. alle
Vorrichtungen mit mindestens einem elektrischen Heizwiderstand, einer Wärmepumpe,
einem Peltierelement und/oder einer Luftbewegungseinrichtung, z.
B. einem Ventilator, aufweist, oder im Wesentlichen daraus gebildet
ist. Unter Luftführungseinrichtung
wird jede Einrichtung verstanden, die zur gezielten Veränderung
der Luftzusammensetzung oder der Luftströmungen in einem bestimmten
Flächen-
oder Raumbereich zum Luftaustausch genutzt werden kann, wie z. B.
Bordklimaanlage, zumindest teilweise luftdurchlässige Abstandsmedien, Abstandsgewirke
und/oder Klimatisierungseinleger. Unter Feuchteregulierungseinrichtung
wird eine Einrichtung verstanden, die der Regulierung der Luftfeuchtigkeit
in ihrer Umgebung dient, insbesondere genannte Temperiereinrichtungen, Feuchtigkeitsabsorber
wie Aktivkohlefasern oder polymere Superabsorber.
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Um
die Funktion von Klimatisierungseinrichtungen zu prüfen ist
vorgesehen, zunächst
ein zu klimatisierendes Objekt auf eine Ausgangstemperatur vorzutemperieren.
Um die Abkühlleistung
einer Klimatisierungseinrichtung zu testen wird das zu klimatisierende
Objekt sinnvollerweise auf eine Temperatur gebracht, die über Normaltemperatur
liegt, bspw. auf 45°C
oder 60°C.
Das zu klimatisierende Objekt wird dabei möglichst so erwärmt, dass
die resultierende Temperaturverteilung homogen ist. Als zu temperierendes
Objekt kann dabei ein Sitz oder jede andere Interieureinrichtung
genutzt werden. Eine homogene Temperierung des zu klimatisierenden
Objektes kann bspw. in einer Klimakammer erreicht werden. Als zu
klimatisierendes Objekt kann jedoch auch die Oberfläche eines
Körpers,
bspw. die Oberfläche eines
Sitzes, definiert sein. Dies ist schneller und mit einfacheren Messmitteln
zu erreichen, bspw. mittels eines Wärmestrahlers.
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Für eine Abkühlung kommen
bspw. ebenfalls eine Klimakammer oder Behälter mit einem Kühlfluid von
vorgegebener Temperatur in Frage. Peltierelemente, Klimakammern
o. ä. sind
auch hier denkbar.
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Eine
homogene und reproduzierbare Temperaturverteilung im zu klimatisierenden
Objekt lässt sich
durch Vorgabe einer festgelegten Vortemperierzeit, z. B. 10-minütige Bestrahlung
mit einem definierten Infrarotstrahler, oder durch eine Solltemperatur, z.
B. homogene Durchheizung auf 60°C
in der Klimakammer, realisieren.
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Nachdem
das zu klimatisierende Objekt die gewünschte Ausgangstemperatur aufweist,
wird die zu prüfende
Klimatisierungseinrichtung eingeschaltet und mindestens bis zum
Eintritt eines Auslöseereignisses
betrieben. Um vergleichbare Messwerte zu erhalten ist sinnvoll,
die Betriebsparameter die Klimatisierungseinrichtung zumindest teilweise
festzulegen. Dies kann durch Vorgabe einer Soll-Spannung, einer Soll-Leistung,
eines Soll-Volumenstroms o. ä.
für die Klimatisierungseinrichtung
vorgegeben werden. Eine weitere zweckmäßige Lösung ist, die Klimatisierungseinrichtung
mit maximaler Betriebsleistung zu betreiben.
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Als
Auslöseereignis
kann bspw. der Ablauf einer bestimmten Zeitspanne genutzt werden,
bspw. 30 Sekunden oder zwei Minuten nach Einschalten der Klimatisierungseinrichtung.
Ein anderes Auslöseereignis
könnte
das Erreichen einer bestimmten Temperatur zumindest an einem Punkt
des zu klimatisierenden Objektes sein. Ein solcher Temperaturwert
könnte
bspw. die Umgebungstemperatur oder ein Temperaturwert der 5°C darüber oder
darunter liegt. Ein solches Vorgehen ist besonders geeignet, wenn
zu prüfende
Objekte große
Masseunterschiede aufweisen oder die Ausgangstemperaturen verschiedener
Messungen unterschiedlich voneinander sind. Sinnvoll ist, den Zeitpunkt
des Auslöseereignisses
so zu wählen,
dass das zu klimatisierende Objekt sich noch nicht vollständig von
der Ausgangstemperatur den Umgebungstemperaturen angenähert hat.
Zur Erfassung der Temperatur eines zu klimatisierenden Objektes
kommen bspw. lokal platzierte Temperatursensoren oder eine Thermokamera
in Betracht.
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Mit
Eintritt des Auslöseereignisses
werden dann die Temperatur bzw. die Temperaturverhältnisse
am zu klimatisierenden Objekt detektiert. Dies kann durch Anordnung
einer Vielzahl von Temperatursensoren am zu klimatisierenden Objekt,
vorzugsweise in voneinander unterscheidbaren Messzonen, z. B. 1A–4D gemäß 2,
geschehen oder auch durch eine Thermokamera.
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Um über die
Funktion der Klimatisierungseinrichtung möglichst genauer Aussagen treffen
zu können,
ist es zweckmäßig, die
tatsächliche
Nutzungssituation nachzubilden. Dazu kann es sinnvoll sein, das
zu klimatisierende Objekt zumindest teilweise abzudecken. Hierzu
wird mindestens ein Abdeck-Körper
am zu klimatisierenden Objekt angeordnet. Als Abdeck-Körper kommen
bspw. eine reale Person, ein Dummy, Imitationen von Körperteilen oder
auch einfache geometrische Formen wie Platten oder Folien in Frage.
Eine bevorzugte Möglichkeit für die Prüfung von
klimatisierten Sitzen ist eine SAE-Schale mit einer Belastung von
45 kg oder eine reale Person mit 95% Perzentil.
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Der
Abdeck-Körper
wird vorzugsweise nach Erreichen der Ausgangstemperatur und vor
oder gleichzeitig mit dem Einschalten der Klimatisierungseinrichtung
am zu klimatisierenden Objekt angeordnet.
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Vorzugsweise
ist der Abdeck-Körper
zumindest für
Wärmestrahlung
transparent und/oder durchsichtig. Dies gestattet eine Messung bei
aufgebrachtem Abdeck-Körper.
Als Materialien sind hierfür insbesondere
transparente Kunststoffe geeignet, da manche Gläser zu Reflektionen führen.
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Bei
einer Messung mit einem Abdeck-Körper wird
der Abdeck-Körper
bei Eintritt des Auslöseereignisses
vom zu klimatisierenden Objekt entfernt und direkt anschließend eine
Temperaturmessung durchgeführt.
Sofern der Abdeck-Körper
transparent oder eine integrierte Einrichtung zur Detektion der
Temperatur, z. B. ein Netz von Temperatursensoren, aufweist, kann
der Abdeck-Körper
auch während
der Messung belassen werden.
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Zweckmäßigerweise
werden dem zu klimatisierenden Objekt Messzonen zugeordnet. Dadurch lässt sich über die
Temperaturverteilung leichter eine Aussage treffen.
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Als
Kriterien für
die Funktionsfähigkeit
können
bspw. dienen:
- – dass an einer bestimmten
Mindestfläche,
bspw. 50%, oder einer bestimmten Mindestanzahl an Messzonen, z.
B. bei mindestens der Hälfte,
des zu klimatisierenden Objektes Änderungen eingetreten sind
- – dass
die Temperaturdifferenz zwischen Messtemperatur und Ausgangstemperatur
und/oder Umgebungstemperatur einen Mindestwert, bspw. 10°C, nicht über oder
unterschreitet.
- – dass
bei Eintritt des Auslöseereignisses
vorgegebene Temperatur-Sollwerte für jede einzelne Messzone des
zu klimatisierenden Objektes erreicht sind.
- – dass
bei Eintritt des Auslöseereignisses
vorgegebene Temperatur-Schwellwerte
für keine
einzelne Messzone des zu klimatisierenden Objektes überschritten
sind.
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Es
kann vorgesehen sein, bei einer Messung mehrere Auslöse-Ereignisse
vorzusehen und die Detektion der Temperatur mehrmals vorzunehmen,
z. B. nach 30, 60, 120 und 600 Sekunden.
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- 1A–4D
- Messzonen
- 50
- Abdeck-Körper
- 50A
- SAE-Schale
- 60
- Vortemperier-Einrichtung
- 60A
- Wärmestrahler
- 70
- Detektionseinrichtung
- 70A
- Thermokamera
- 75
- Temperatursensor
- 110
- Temperiereinrichtung
- 120
- Luftführungseinrichtung
- 130
- Feuchteregulierungseinrichtung
- 140
- Heizwiderstand
- 160
- Klimatisierungseinrichtung
- 160
- Luftbewegungseinrichtung
- 300
- Oberfläche
- 400
- Polster
- 600
- Wärmestrahlung
- 700
- Messeinrichtung
- 1100
- Inneneinrichtungsgegenstand
- 1110A
- zu
klimatisierendes Objekt
- 1110
- Sitz