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Thema der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Gegenstände und Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2.
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Aus
US 6370891 B1 ist eine Testeinrichtung bekannt, um die Funktionsfähigkeit einer Fahrzeugklimaanlage zu überwachen. Aus
DE 19703516 C1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der belüftet und beheizt ist und dessen Temperatur von einem Steuergerät in einem gewünschten Bereich gehalten wird. In
DE 3910433 A1 ist eine Messung der thermischen Wirksamkeit einer Gasturbine beschrieben. Aus
DE 199 21 518 A1 ist außerdem ein Bestimmen einer Temperaturverteilung in Fahrzeugen mittels einer Thermokamera bekannt.
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Es wird ein technisches Konzept nach den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung 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. 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 es sinnvoll, die Betriebsparameter der 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 sein 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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Bezugszeichenliste
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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
- 160A
- Luftbewegungseinrichtung
- 300
- Oberfläche
- 400
- Polster
- 600
- Wärmestrahlung
- 1100
- Inneneinrichtungsgegenstand
- 1110A
- zu klimatisierendes Objekt
- 1110
- Sitz
