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Die Erfindung betrifft ein Kleidungsstück zur Personenklimatisierung, zumindest abschnittsweise bestehend aus oder versehen mit wenigstens einem dreidimensionalen luftdurchlässigen Abstandsgewirke aus einem steifen Fasermaterial, sowie einer das Abstandsgewirke überdeckenden äußeren Schichtlage, wobei mittels eines mit dem Abstandsgewirke luftströmungstechnisch gekoppelten oder koppelbaren Luftfördergerät Luft durch das Abstandsgewirke förderbar ist.
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Ein Kleidungsstück der beschriebenen Art bietet die Möglichkeit, eine gezielte Klimatisierung der das Kleidungsstück tragenden Person durch Erwirkung einer Luftströmung durch das dreidimensionale, luftströmungsführende Abstandsgewirke des Kleidungsstücks zu erreichen. Zur Erwirkung der Luftströmung ist ein Luftfördergerät vorgesehen, das fest oder lösbar am Kleidungsstück angeordnet ist, und über das Luft in das Kleidungsstück respektive das Abstandsgewirke gesaugt oder geblasen werden kann. Das Abstandsgewirke bildet dabei eine hinreichend stabile, bis zu einem beachtlichen Grad druckfeste Gewebelage, die der Luftführung dient. Es besteht aus zwei aus Fäden gewirkten Deckflächen, die zur Ermöglichung einer Fluidströmung zwischen ihnen über elastische Polfäden, die aus einem hinreichend steifen Fasermaterial bestehen, voneinander beabstandet sind, wobei die Deckflächen eine offenporige Wirkstruktur aufweisen. Diese offenporige Struktur ermöglicht es, dass von der Innenseite des Kleidungsstücks her, also von der zum Träger gewandten Seite, erwärmte, schweißfeuchte Luft in das Abstandsgewirke eintreten kann, welche Luft mittels der Luftströmung durch das Abstandsgewirke abtransportiert wird und es auf diese Weise zu einem Klimatisierungs- oder Kühleffekt kommt. Um eine auf ein begrenztes Volumen beschränkte Luftströmung zum Transport der abzuführenden Luft sicherzustellen, weist das Kleidungsstück eine das Abstandsgewirke an der vom Träger abgewandten Seite abdeckende äußere Schichtlage auf, die so gestaltet ist, dass sie eine Art Grenzfläche oder Strömungsbarriere für die im Abstandsgewirke respektive unterhalb der Schichtlage strömende Luft bietet. Diese äußere Schichtlage kann weitgehend luftdicht sein, sie kann aber auch gleichermaßen luftdurchlässig sein, da ihre Aufgabe lediglich die Bildung einer Grenzfläche oder Strömungsbarriere ist, jedoch nicht die luftdichte Abdichtung des Kleidungsstücks nach außen. Diese Grenzfläche oder Strömungsbarriere kann auch mittels einer luftdurchlässigen Schichtlage gebildet werden.
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Mit derartigen Kleidungsstücken, die entweder unter einer Arbeits- oder Schutzkleidung, aber auch als eigenständige Kleidung getragen werden können, ist eine gute Personenklimatisierung erreichbar, so dass es möglich ist, auch unter hoher körperlicher Anstrengung zu arbeiten. Denkbare Einsätze sind im Bereich von Feuerwehren, Wach- oder Personenschutzdiensten, aber auch im militärischen Bereich, also überall dort, wo in gegebenenfalls auch unwirtlicher (extrem heißer, kontaminierter oder verschmutzter) Umgebung lange bzw. körperlich schwer gearbeitet werden muss. Aber auch eine Verwendung zu medizinischen Zwecken, bei sportlicher Betätigung oder in der Freizeit ist denkbar. Ein solches Kleidungsstück ist beispielsweise aus
DE 10 2004 002 287 A1 bekannt. Auch
DE 10 2006 060 990 A1 beschreibt ein solches Kleidungsstück, das eine am Kleidungsstück ausgebildete Tasche zur Aufnahme des Luftfördergeräts aufweist, so dass dieses nach Einsetzen in die Tasche automatisch luftströmungstechnisch mit dem Abstandsgewirke verbunden ist.
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Das Funktionsprinzip der bekannten Kleidungsstücke beruht darauf, dass schweißfeuchte oder erwärmte Luft von der Körperoberfläche abtransportiert und gegen frische Umgebungsluft ausgetauscht wird. Die Kühlwirkung wird dabei umso intensiver, je stärker die Person schwitzt, da hierbei zusätzlich der Effekt der Verdunstungskühlung genutzt wird. Zwangsläufig nimmt damit aber die Kühlwirkung auch wieder ab, wenn der Träger weniger schwitzt, oder wenn beachtlich hohe Umgebungstemperaturen herrschen.
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Aus
DE 20 2005 009 524 U1 ist ein bekleidungsbasiertes Kühlsystem zur aktiven Kühlung des Körpers bei hohen Umgebungstemperaturen bekannt. Dieses System zeichnet sich durch seine Formgebung aus, indem eine oder mehrere Stellen des Körpers kontaktschlüssig bedeckt bzw. umschlossen sind, wie es auch aus einem flüssigkeitsspeichernden Material besteht, welches eine geeignete verdunstungsfähige Flüssigkeit aufnehmen, speichern und abgeben kann.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Kleidungsstück anzugeben, das eine verbesserte Kühlwirkung besitzt.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kleidungsstück der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die äußere Schichtlage feuchtigkeitsdicht ist und wenigstens eine eine Flüssigkeit speichernde Speicherschicht vorgesehen ist, die durch Verdunstung der Flüssigkeit Kälte erzeugt.
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Das erfindungsgemäße Kleidungsstück zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich eine Flüssigkeit speichernde Speicherschicht vorgesehen ist. In dieser Speicherschicht kann eine hinreichende Menge an Feuchtigkeit, beispielsweise Wasser, aufgenommen werden. Beim Tragen des Kleidungsstücks verdunstet die Flüssigkeit. Hierbei entsteht Verdunstungskälte, die als zusätzliches Kühlpotential zur Personenkühlung genutzt werden kann. Das heißt, dass die Kühlwirkung durch die Verdunstung der zusätzlich eingebrachten Feuchtigkeit verstärkt werden kann, und zwar unabhängig davon, ob und wie stark der Träger selbst schwitzt. Das heißt, dass die Kühlleistung durch Integration der Speicherschicht deutlich gesteigert werden kann. Hieraus resultiert wiederum, dass zwangsläufig die Kühlwirkung deutlich verbessert werden kann und auch in Situationen in ausreichendem Maß gegeben ist, wie beispielsweise bei nur geringem Schwitzen oder bei hoher Umgebungstemperatur, in denen bisher nur eine geringe und vom Träger mitunter als nicht ausreichend erachtete Kühlung gegeben war. Das erfindungsgemäße Kleidungsstück ist also insbesondere überall dort besonders zweckmäßig einzusetzen, wo große Kühlleistungen verlangt werden, oder wo verhindert werden soll, dass der Träger überhaupt ins Schwitzen kommt. Beispiele sind die Konditionierung von Sportlern (Vorkühlung) oder die Kühlung von hitzeempfindlichen Menschen, wie z. B. MS-Patienten und Ähnliches.
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Die Flüssigkeit speichernde Speicherschicht kann auf unterschiedliche Weise am Kleidungsstück angeordnet bzw. integriert sein.
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Nach einer ersten Anordnungsalternative kann die Speicherschicht an der Innenseite des Abstandsgewirkes vorgesehen oder in die Innenseite des Abstandsgewirkes integriert sein. Die Speicherschicht befindet sich also an der dem Träger zugewandten Seite. Sie kann auf dem Abstandsgewirke aufliegen oder in die einleitend beschriebene, innenseitige Deckschicht des Abstandsgewirkes integriert sein, also beispielsweise eingewoben sein und Ähnliches. Bei dieser Anordnung strömt die durch das Luftfördergerät geförderte Luft zwischen der feuchtdichten äußeren Schichtlage, die das Luftführungsvolumen nach außen hin abgrenzt, und der Speicherschicht hindurch. Die Kühlwirkung entsteht durch die Verdunstung der gespeicherten Flüssigkeit, in der Regel wie beschrieben Wasser, wobei die verdunstete Feuchtigkeit durch die durchströmende Luft aufgenommen und wegtransportiert wird. Da die äußere Schichtlage feuchtedicht ist, kann die verdunstete Feuchte nicht in die Umgebung austreten. Strömt keine Luft, ist also das Luftfördergerät ausgeschaltet, ist die Kühlwirkung gering. Mit zunehmender Luftmenge nimmt die Verdunstung und damit die Kühlwirkung zu. Das Kleidungsstück weist eine sehr gute Kühlwirkung unabhängig von der Schweißrate auf und kann auch ohne weiteres unter einer Ausrüstung oder einer Schutzkleidung getragen werden.
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Eine zweite Anordnungsalternative sieht vor, dass die Speicherschicht zwischen der äußeren Schichtlage und der Außenseite des Abstandsgewirkes angeordnet oder in die Außenseite des Abstandsgewirkes, also die dortige Deckschicht, integriert, z. B. eingewoben und Ähnliches ist. Hier ist also die Speicherschicht nahe der äußeren Schichtlage, also dem flüssigkeits- oder feuchtedichten Oberstoff angeordnet. Die Kühlluft strömt zwischen dem Körper und der Feuchteschicht hindurch. Damit kann das gesamte Verdunstungspotential sowohl der Feuchteschicht als auch der Schweißfeuchte für die Kühlung genutzt werden. Die durchströmende Luft wird also sowohl mit verdunsteter Feuchtigkeit als auch mit Schweißfeuchte gesättigt, kann also sehr viel Verdunstungsfeuchte aufnehmen. Infolge der vom Körper abgewandten Anordnung der Speicherschicht wird folglich eine zweite Verdunstungsfläche aufgespannt, zusätzlich zur körperseitigen Verdunstungsfläche, also der Haut respektive der Unterbekleidung, so dass zwei große Verdunstungsflächen zur Kühlung genutzt werden können. Die Kühlwirkung ist hier hervorragend, auch ohne Schweißfeuchte. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Kühlwirkung selbst dann gegeben, wenn die Speicherschicht nicht flüssigkeitsgetränkt ist. Denn es kann stets die vom Körper abgegebene Schweißfeuchte und damit die dortige Verdunstungskühle genutzt werden. Auch dieses Kleidungsstück kann unter einer Ausrüstung oder einer Schutzbekleidung getragen werden, wobei infolge der beabstandeten Anordnung der Speicherschicht zum Körper ein hoher Klimakomfort beim Tragen gegeben ist.
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Eine dritte erfindungsgemäße Anordnungsvariante sieht vor, die Speicherschicht an der Außenseite der äußeren Schichtlage anzuordnen oder in die äußere Schichtlage außenseitig zu integrieren. Bei dieser Erfindungsausgestaltung bildet also die Feuchtigkeitspeicherschicht zugleich die Außenseite oder Außenschicht der Kleidung. Zwischen Abstandsgewirke und Speicherschicht befindet sich die feuchtigkeitsdichte äußere Schichtlage, die das innere Luftzirkulationsvolumen begrenzt. Durch Verdunstung aus der Speicherschicht nach außen entsteht Kälte, das heißt, dass sich die Speicherschicht abkühlt. Die Kälte kann zum Teil über die in der Regel sehr dünne äußere Schichtlage, bei der es sich wie beschrieben um einen dünnen Oberstoff, beispielsweise aus einem Kunstfasergewebe, handelt, auf die in dem Abstandsgewirke zirkulierende Kühlluft übergehen. Die Kühlluft selbst nimmt hierbei keine verdunstete Feuchte aus der Speicherschicht auf, da ein Zutritt über die feuchtedichte Schichtlage verhindert wird, sondern lediglich verdunstete Schweißfeuchte. Dennoch kann die Kühlluft infolge der Verdunstung der Feuchte aus der Speicherschicht indirekt gekühlt werden, da die Speicherschicht selbst quasi eine Kühlfläche darstellt, mit der die Kühlluft mittelbar über die äußere Schichtlage kommuniziert. Auch hier wird eine gute Kühlwirkung erreicht, auch ohne Schweißfeuchte, wobei wiederum ein Kühlbetrieb auch dann möglich ist, wenn die Speicherschicht nicht mit Flüssigkeit getränkt oder diese bereits vollständig verdunstet ist. Denn die Kühlluft kann immer die innenseitig entstehende Schweißfeuchte abtransportieren und folglich die Verdunstungskühlung vornehmen. Da auch hier die Speicherschicht vom Körper abgewandt angeordnet ist, ist ein hoher Tragekomfort gegeben. Dieses Kleidungsstück wird zweckmäßigerweise nicht unter einer Ausrüstung bzw. Schutzbekleidung getragen, da diese den Verdunstungsprozess aus der Speicherschicht behindern würde.
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Bezüglich der beiden ersten Anordnungsalternativen, bei denen die Speicherschicht unterhalb der äußeren Schichtlage, also zum Träger gewandt angeordnet ist, ist es zweckmäßig, wenn die äußere Schichtlage wärmedämmend ist, mithin also eine Isoliereigenschaft besitzt, um Kühlverluste an die Umgebung zu vermeiden, aber auch, um Wärmeeinstrahlung von außen her in das Kühl- oder Klimatisierungssystem, also den Luftströmungsbereich unterhalb der äußeren Schichtlage, zu reduzieren.
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Wie beschrieben ist die äußere Schichtlage feuchtigkeitsdicht, das heißt, dass über sie ein Durchtritt der „Kühlflüssigkeit”, also der in der Speicherschicht gespeicherten respektive daraus verdunsteten Flüssigkeit wie auch der Schweißfeuchte nicht möglich ist. Zweckmäßigerweise besteht die äußere Schichtlage deshalb aus einem hydrophoben Material oder ist eine mittels Imprägnierung oder dergleichen hydrophob eingestellt.
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Wenngleich grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die Speicherschicht fest am Kleidungsstück anzuordnen, also beispielsweise mit einer Deckschicht des Abstandsgewirkes z. B. durch Annähen fest zu verbinden (abgesehen von der unmittelbaren Integration durch Einweben und Ähnliches), sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung alternativ hierzu vor, die Speicherschicht mittels Befestigungsmitteln, insbesondere in Form von Knöpfen, Klettverschlüssen oder Reißverschlüssen, lösbar zu fixieren. Die Speicherschicht, die auch in Form einzelner separater Schichtabschnitte mehrteilig sein kann, kann hier also bequem vorkonditioniert, mithin also mit Flüssigkeit getränkt und bei Bedarf auch schnell ausgetauscht werden, so dass eine Wiederbefeuchtung ohne weiteres möglich ist. Die Speicherschicht respektive die Schichtabschnitte, die auch als „Nässepads” bezeichnet werden können, können über übliche textile Möglichkeiten wie Knöpfe, Klettverschlüsse etc. ohne weiteres befestigt werden, so dass sie vom Träger bei Bedarf auch sehr einfach entnommen werden können. Während die Speicherschicht respektive die „Nässepads” bei Anordnung an der Innenseite des Abdeckgewirkes respektive an der Außenseite der äußeren Schichtlage ohne weiteres zugänglich ist bzw. sind, ist es bei der Anordnung zwischen äußerer Schichtlage und Abstandsgewirke erforderlich, eine oder mehrere Öffnungen im Bereich des Abstandsgewirkes und/oder der äußeren Schichtlage vorzusehen, damit die Speicherschicht respektive die „Nässepads” eingebracht werden können. Diese Öffnungen sind zweckmäßigerweise dicht verschließbar, soweit sie in der äußeren Schichtlage vorgesehen sind, um eine ungewollte Verdunstung hierüber zu vermeiden.
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Die Speicherschicht selbst kann aus einem beliebigen, Flüssigkeit speichernden Material bestehen. Denkbar ist ein Vlies, ein Filz oder eine Mikrofaserstruktur, wie beispielsweise auch ein schwammartiges Material, also ein Material mit einem großen offenen Porenvolumen, beispielsweise ein offenporiger, flexibler Kunststoffschaum und Ähnliches. Das Material sollte ein möglichst hohes Speichervermögen haben. Gegebenenfalls kann die Speicherschicht in einer gut luft- und feuchtigkeitsdurchlässigen Hülle wie beispielsweise einem Netz und Ähnlichem aufgenommen sein, wobei diese Umhüllung, also beispielsweise diese netzartige Struktur, eine hinreichend große Maschenweite besitzt, die gegebenenfalls auf das verwendete saugfähige Schichtmaterial abgestimmt ist.
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Zur Vergrößerung der Verdunstungsfläche kann die Oberfläche der Speicherschicht strukturiert sein, beispielsweise mittels Noppen, Rillen oder Falten. Denkbar ist auch eine faser- oder fellartige Oberflächenstruktur. Je größer die Verdunstungsfläche, umso größer die Verdunstungsleistung und damit auch die Kühlleistung.
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Die Befeuchtung der Speicherschicht kann auf einfachste Weise durch Eintauchen des Kleidungsstücks in die Verdunstungsflüssigkeit, also beispielsweise ein Wasserbad, erfolgen. Denkbar ist aber auch, die Befeuchtung durch ein Besprühen oder Begießen vorzunehmen. Nach kurzer Einwirkzeit, bis sich also die Speicherschicht vollständig vollgesogen hat, und anschließendem Abschütteln überschüssiger Flüssigkeit ist das System einsatzbereit, wobei die Einsatzdauer von der Menge der gespeicherten Flüssigkeit abhängig ist. Da mitunter nicht immer ein Wasserbad oder Ähnliches zum Nachfüllen zur Verfügung steht, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, dass ein Anschlusselement für einen Flüssigkeitsbehälter oder ein im Kleidungsstück integrierter Flüssigkeitsbehälter vorgesehen ist, wobei das Anschlusselement oder der integrierte Flüssigkeitsbehälter fluidisch mit der Speicherschicht gekoppelt ist. Aus diesem Flüssigkeitsbehälter kann also bei Bedarf Verdunstungsflüssigkeit nachgeführt werden, mithin also die Speicherschicht erneut befeuchtet werden, wenn dies erforderlich ist. Der Flüssigkeitsbehälter kann ein separater Behälter sein, nach Art einer Nachfüllpatrone, der über ein Anschlusselement am Kleidungsstück, beispielsweise einen Schraubstutzen und Ähnliches, bei Bedarf angeschlossen wird und hierüber fluidisch mit der Speicherschicht gekoppelt ist. Zum Befeuchten wird beispielsweise auf den flexiblen Flüssigkeitsbehälter gedrückt, so dass die Flüssigkeit abgegeben wird, entweder unmittelbar an oder in die Speicherschicht, oder an Düsen, von denen aus die Flüssigkeit auf die Speicherschicht gesprüht wird. Der Druck kann per Hand erfolgen. In gleicher Weise kann die Befeuchtung bei integriertem Flüssigkeitsbehälter erfolgen. Dieser befindet sich an geeigneter Position im Kleidungsstück, wo er möglichst wenig stört, jedoch mit hinreichender Größe integriert werden kann. Er kann sich unabhängig von der tatsächlichen Anordnung der Speicherschicht letztlich an beliebiger Stelle befinden, solange er fluidisch mit der Speicherschicht gekoppelt ist.
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Diese fluidische Kopplung wird beispielsweise mittels eines oder mehrerer am Anschlusselement oder am Flüssigkeitsbehälter angeordneter und zur Speicherschicht oder den beschriebenen Düsen führender Schläuche realisiert, über die beispielsweise bei Druck auf den flexiblen Flüssigkeitsbehälter die Flüssigkeit an respektive in die Speicherschicht gepumpt wird. Denkbar ist aber auch, anstelle von Schläuchen dochtartig oder kapillar wirkende Verbindungsleitungen vorzusehen. In diese wandert die Flüssigkeit quasi automatisch vom Flüssigkeitsbehälter in die Speicherschicht, die sich damit quasi selbst versorgt. Die Schläuche oder Verbindungsleitungen können beliebig geführt werden, um zu gewünschten Stellen an der Speicherschicht zu gelangen, wie sie natürlich auch beispielsweise durch das Abstandsgewirke geführt werden können.
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Anstelle der Anordnung respektive Integration wenigstens eines zur Speicherschicht separaten Flüssigkeitsbehälters sieht eine alternative Erfindungsausgestaltung vor, wenigstens einen ein Flüssigkeitsaufnahmevolumen aufweisender Flüssigkeitsbehälter zu integrieren, dessen Behälterwand, zumindest abschnittsweise, selbst die Speicherschicht bildet. Das heißt, dass die Wand des Behälters zumindest abschnittsweise in einem bestimmten Grad feuchtigkeitsdurchlässig ist, mithin also verdunstungsfähig ist, so dass Feuchtigkeit aus dem Aufnahmevolumen durch die die Speicherschicht bildende Behälterwand diffundieren und dort verdunsten kann. Dies bietet die Möglichkeit, ein sehr großes Flüssigkeitsvolumen zur Verfügung zu stellen, so dass ein besonders langer Kühlbetrieb möglich ist. Der Flüssigkeitsbehälter kann z. B. aus einem der vorstehend genannten Materialien sein.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn an der Innenseite des Kleidungsstücks ein oder mehrere Abdeckelemente zum Schutz ausgezeichneter Körperpartien gegen Kühlung mittels Befestigungsmitteln, insbesondere in Form von Knöpfen, Klettverschlüssen oder Reißverschlüssen, lösbar anbringbar sind. Dies bietet dem Träger die Möglichkeit, bestimmte Körperpartien zu schützen, an denen er gegebenenfalls empfindlich ist oder die er vor zu starker Kühlung schützen möchte.
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Schließlich kann erfindungsgemäß eine Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, über die, vorzugsweise in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses wenigstens eines Sensorelements, der Betrieb des Luftfördergeräts oder die Abgabe von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter steuerbar ist. Das heißt, dass die Belüftung und gegebenenfalls nachträgliche Befeuchtung über eine Steuerungseinrichtung gesteuert ist, wobei diese Steuerung bevorzugt sensorgestützt erfolgen kann. Das heißt, dass in der Speicherschicht beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor integriert ist, der erfasst, wie feucht die Speicherschicht ist, mithin also wie groß das noch gespeicherte Flüssigkeitsvolumen ist. Dieser Sensor kommuniziert mit der Steuerungseinrichtung, die dann bei Bedarf die Nachbefeuchtung ansteuert, wozu beispielsweise ein Ventil geöffnet wird, über das der Flüssigkeitsbehälter bisher geschlossen war, so dass aus diesem Flüssigkeit abgegeben werden kann, sei es automatisch durch Kapillar- oder Dochtwirkung, sei es durch Druck des Trägers, dem über die Steuerungseinrichtung beispielsweise ein entsprechendes Signal, dass die Nachfeuchtung erforderlich ist, gegeben wird.
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In entsprechender Weise kann der Betrieb des Luftfördergeräts, also des Gebläses, gesteuert werden, beispielsweise unter Verwendung eines Temperatursensors, der die Temperatur unterhalb der äußeren Schichtlage misst. Übersteigt diese einen Sollwert, so kann beispielsweise das Gebläse angeschaltet werden, so dass die Kühlung einsetzt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks in Form einer Weste, getragen von einer Person,
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2 eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück einer ersten Ausführungsform,
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3 eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück einer zweiten Ausführungsform,
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4 eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück einer dritten Ausführungsform,
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5 eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück mit separatem, verbundenem Flüssigkeitsbehälter,
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6 eine Prinzipdarstellung einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück mit integriertem, gleichzeitig die Speicherschicht bildenden Flüssigkeitsbehälter,
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7 eine Aufsicht auf eine lösbare Speicherschicht oder einen Speicherschichtabschnitt, und
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8 eine Schnittansicht durch eine Speicherschicht mit strukturierten Oberseiten.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks 1, hier beispielsweise in Form einer Weste, die exemplarisch von einer Person M getragen wird. Anstelle einer Weste kann das Kleidungsstück natürlich auch als Langarmjacke, als Hose oder als Overall ausgeführt sein, oder insbesondere für medizinische Anwendungen z. B. nur zur Aufnahme eines Arms oder eines Beins ausgelegt sein.
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Vorderseitig ist ein Reißverschluss 3 vorgesehen, der zum Anlegen geöffnet und anschließend geschlossen werden kann. Die Weste 2 weist einen Halsausschnitt 4 sowie zwei Armausschnitte 5 auf und kann beispielsweise im unteren Bereich über einen umlaufenden Gummizug oder ein Schnürband oder dergleichen im Bereich der Taille zugezogen werden. Die Weste 2 besteht, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, aus einem Abstandsgewirke, einer äußeren Schichtlage 6, beispielsweise einem luftdurchlässigen Oberstoff z. B. aus Polyester oder dergleichen, sowie einer Feuchtigkeitspeicherschicht, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Im Bereich des unteren Endes der Weste 2 sind zwei Taschen 7 vorgesehen, in die ein nicht näher gezeigtes Luftfördergerät, das an seiner einen Seite Luft ansaugt und an der anderen Seite Luft ausbläst, eingesetzt ist oder werden kann. Die Taschen und das Luftfördergerät können so ausgelegt sein, dass das Luftfördergerät beispielsweise nur an einer Position eingesetzt werden kann, und mit Erreichen der Einsetzposition automatisch strömungstechnisch mit dem Abstandsgewirke wie auch der Umgebung verbunden ist. Das Luftfördergerät saugt, wie durch die Pfeile P dargestellt ist, Luft aus dem Inneren des Abstandsgewirkes an, welche Luft über die Hals- und Armausschnitte 4, 5, wie durch die Pfeile S dargestellt ist, unter die Weste gezogen wird und in das Abstandsgewirke eintritt. Die Luft strömt durch das Abstandsgewirke, wird dort über die beabstandeten, elastischen Fäden auch verwirbelt.
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Die Luft nimmt hierbei vom Körper der Person M erwärmte oder schweißfeuchte Luft mit, die in das Abstandsgewirke, das an seiner zum Träger gewandten Seite eine offenporige Web- oder Wirkstruktur aufweist, eintreten kann. Die erwärmte oder schweißfeuchte Luft tritt auch durch etwaige getragene Unterbekleidung vom Körper kommend in das Abstandsgewirke ein. Darüber hinaus kann, je nach Anordnung der noch zu beschreibenden Speicherschicht, zusätzlich aus dieser verdunstende Feuchtigkeit, mit der sich die im Abstandsgewirke befindliche Luft belädt, mitgenommen werden, wie sich bei außenseitiger Anordnung der Speicherschicht die Luft im Abstandsgewirke auch indirekt kühlen lässt.
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D. h., dass sich die im Abstandsgewirke befindliche Luft mit Schweißfeuchte und gegebenenfalls aus der Speicherschicht stammender Verdunstungsfeuchte belädt und, wie durch die Pfeile P gezeigt ist, im Bereich der Taschen 7 über das jeweilige Luftfördergerät, das die Luft quasi durch das Abstandsgewirke „zieht” in die Umgebung nach außen geblasen wird. Infolge des Abzugs der erwärmten oder schweißfeuchten Luft kommt es zu einem Klimatisierungs- oder Kühleffekt, der von der Person als angenehm empfunden wird und leistungssteigernd ist.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer ersten Alternative des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen Kleidungsstücks 1 als Ausschnitt. Gezeigt ist die äußere Schichtlage 6, die feuchtigkeitsdicht ist. Ihre Aufgabe ist es, das Luftfördervolumen zum Träger hin nach außen einigermaßen zu begrenzen. Unterhalb der äußeren Schichtlage 6 ist ein dreidimensionales Abstandsgewirke 8 vorgesehen. Dieses Abstandsgewirke 8 besteht aus zwei Deckflächen 9, 10, die als offenporige Wirk- oder Webstruktur ausgeführt sind, und beispielsweise wabenförmige großflächige Öffnungen aufweisen. Zwischen den beiden Deckflächen 9, 10, die jeweils aus einem oder mehreren Fäden gewoben oder gewirkt sind, verlaufen Polfäden 11, die in die Deckflächen 9, 10 respektive die Deckflächenfäden eingemascht sind. Die Polfäden 11 sind hinreichend steif, um die Deckflächen 9, 10 voneinander zu beabstanden, sie sind aber auch hinreichend elastisch, damit eine gewisse Beweglichkeit gegeben ist. Es handelt sich bevorzugt, wie auch bei den Deckflächenfäden, um Kunststofffäden. Infolge der Beabstandung der Deckflächen 9, 10 ergibt sich eine, vertikal gesehen, offene, durchströmbare dreidimensionale Struktur, durch die, wie bereits beschrieben, mittels der Luftfördergeräte 7 Luft gezogen werden kann.
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Zum Träger hin dem im Abstandsgewebe 8 folgend ist bei dieser Ausgestaltung eine Speicherschicht 12 angeordnet, die beispielsweise aus Filz oder Vlies, einer Mikrofaser oder einem sonstigen schwammartigen oder offenporigen Material besteht. Diese Speicherschicht dient dazu, Flüssigkeit, vornehmlich Wasser, zu speichern. Diese Flüssigkeit verdunstet beim Tragen, die Verdunstungsfeuchte gelangt in das Abstandsgewirke 8, d. h., dass sich die dortige Luft mit der Verdunstungsfeuchte belädt. Diese beladene Luft wird über die Luftfördergeräte 7 abtransportiert. Hierüber wird zwangsläufig eine Kühlung des Trägers erreicht, da die Verdunstung des Wassers eine Verdunstungskühlung bewirkt.
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Die Speicherschicht 12 ist darüber hinaus auch für vom Träger abgesonderten, verdunstenden Schweiß durchlässig, d. h., dass auch die Schweißfeuchte durch die Speicherschicht 12 in das Abstandsgewirke 8 eindringen kann, wenngleich sehr langsam. Der wesentliche Kühleffekt wird jedoch primär durch die aus der Speicherschicht 12 unmittelbar in das Abstandsgewirke 8 eintretende Verdunstung erwirkt. Das bedeutet aber gleichzeitig, dass eine Kühlung auch dann gegeben ist, wenn die Person selbst nicht schwitzt. Da die äußere Schichtlage 6, die bevorzugt aus einem hydrophoben Material besteht respektive damit beschichtet sein kann, feuchtigkeitsdicht ist, verbleibt die Verdunstungsfeuchte im „Inneren” des Abstandsgewirkes 8 und kann zur optimalen Kühlwirkung dort abgezogen werden. Zur Vermeidung einer übermäßigen Verdunstung durch von außen eingebrachte Wärmestrahlung kann die äußere Schichtlage 6 isolierend ausgelegt sein, um übermäßige Kühlverluste an die Umgebung zu vermeiden.
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3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Vorgesehen ist wiederum eine äußere Schichtlage 6, ein Abstandsgewirke 8 mit zwei Deckschichten 9, 10 sowie eine flüssigkeitsspeichernde Speicherschicht 12. Diese ist hier jedoch zwischen der äußeren Schichtlage 6 und der äußeren Deckschicht 9 des Abstandsgewirkes 8 angeordnet, mithin also etwas weiter vom Träger abgewandt. Die über die Luftfördergeräte transportierte Kühlluft strömt hier zwischen dem Körper des Trägers und der Speicherschicht 12 hindurch, die nach außen über die äußere Schichtlage 6, wiederum feuchtigskeitsundurchlässig und gegebenenfalls thermisch isolierend, abgedeckt ist, so dass verdunstende Flüssigkeit wiederum nur in das Abstandsgewirke 8 eintreten kann. Da das Abstandsgewirke 8 über die Deckschicht 10 auch zum Träger hin komplett offen ist, kann auch von der Trägerseite her ohne Weiteres Schweißfeuchte in das Abstandsgewirke 8 eintreten. D. h., dass bei dieser Erfindungsausgestaltung das Verdunstungspotential und damit Kühlpotential sowohl der Speicherschicht als auch der Schweißfeuchte für die Kühlung genutzt werden kann. Folglich kann das Vermögen der Kühlluft zur Feuchtigkeitsaufnahme hier optimal ausgenutzt werden, die Kühlluft kann sich hier größtmöglich sättigen, soweit es eben das Verdunstungspotential der Speicherschicht 12 wie auch des Körpers zulässt. Das Abstandsgewirke 8 ist hier also von zwei großen Verdunstungsflächen überspannt, nämlich zum einen dem Körper des Trägers respektive der Unterbekleidung, zum anderen der Speicherschicht 12.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks 1, wiederum umfassend eine äußere Schichtlage 6, das Abstandsgewirke 8 nebst Deckschichten 9, 10 sowie die Speicherschicht 12. Diese ist hier jedoch jenseits der auch hier feuchtigkeitsundurchlässigen äußeren Schichtlage 6 angeordnet, bevorzugt befindet sie sich jedoch in thermischem Kontakt mit der Schichtlage 6. D. h., dass hier die Speicherschicht 12 zugleich die Außenschicht der Kleidung bildet. Durch die Verdunstung aus der Speicherschicht 12 nach außen kühlt sich die Speicherschicht ab und es entsteht Kälte, die über die äußere Schichtlage 6 auf die hier zwischen der äußeren Schichtlage 6 und dem Träger, vornehmlich im Abstandsgewirke 8, zirkulierende und von den Luftfördergeräten 7 transportierte Luft übergeht. D. h., dass die gezogene Luft quasi indirekt gekühlt wird. Ein Feuchteübertritt ist, da die Speicherschicht 6 feuchtigkeitsdicht ist, hier nicht möglich, gleichwohl kann schweißfeuchte Luft vom Träger her über die Deckschicht 10 in das Abstandsgewirke 8 eintreten und die Luft beladen. Auch hier besteht die Speicherschicht 12, wie auch die Speicherschicht gemäß 3 aus einem hinreichend wasseraufnehmendem Material, beispielsweise einem Vlies oder Filz etc.
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5 zeigt eine weitere Prinzipskizze einer Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück 1, wobei hier der Schichtaufbau dem aus 3 entspricht, d. h., die Speicherschicht 12 befindet sich zwischen der äußeren Schichtlage 6 und dem Abstandsgewirke 8. Wenngleich die Speicherschicht 12 so ausgelegt ist, dass sie ein möglichst hohes Wasserspeichervermögen besitzt, kann insbesondere bei längerem Tragen das aufgenommene Wasser vollständig verdunsten, so dass die Speicherschicht austrocknet und folglich trotz Luftzirkulation hierüber keine Verdunstungskühlung mehr möglich ist. Um eine nachträgliche Befeuchtung der Speicherschicht 12 zu ermöglichen, um also die Kühlwirkung möglichst lang dauernd zu gewährleisten, ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Flüssigkeitsbehälter 13, bevorzugt bestehend aus einem elastischen, also zusammendrückbaren Material, vorgesehen, der mit einem Anschlusselement 14, das an geeigneter Stelle am Kleidungsstück 1 integriert ist, lösbar verbunden ist. Der Flüssigkeitsbehälter 13 ist also eine Art Nachfüllpatrone. Von dem Anschlusselement 14 gehen im gezeigten Beispiel mehrere Leitungen 15 ab, die im gezeigten Beispiel durch das Abstandsgewebe 8 geführt mit der Speicherschicht 12 fluidisch gekoppelt sind. Bei den Leitungen 15 kann es sich beispielsweise um Schläuche handeln, denkbar ist aber auch die Ausführung als dochtähnlich oder kapillar wirkende Verbindungsleitungen, über die im Flüssigkeitsbehälter 13 befindliche Flüssigkeit 16 automatisch in die Speicherschicht 12 gezogen wird. Handelt es sich um Schläuche, kann die Befeuchtung durch einfaches Drücken des Trägers auf den elastischen Flüssigkeitsbehälter 13 durch die Schläuche gepumpt und in die Speicherschicht 12 eingebracht werden. Die Leitungen 15 sind bevorzugt unmittelbar mit der Speicherschicht 12 gekoppelt, denkbar ist es aber auch, diese im Falle von Schläuchen mit Düsenköpfen zu versehen, so dass quasi ein Aufsprühen auf die Speicherschicht 12 bei Druck auf den Flüssigkeitsbehälter 13 erfolgt.
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Der Flüssigkeitsbehälter 13 selbst ist an einer geeigneten Stelle am Kleidungsstück 1 anzuordnen, beispielsweise im seitlichen Bereich oder im Brustbereich, also an einer Stelle, wo der Träger ohne Weiteres darauf drücken kann. Zur Aufnahme des Flüssigkeitsbehälters 13 kann beispielsweise auch eine geeignete Tasche vorgesehen sein, in der er fixiert ist. Das Anschlusselement 14 kann vom Kleidungsstück flexibel abstehend angeordnet sein, damit der Träger es ohne Weiteres am Flüssigkeitsbehälter 13 befestigen, beispielsweise aufschrauben kann.
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6 zeigt eine weitere, besonders zweckmäßige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kleidungsstücks 1, wiederum umfassend eine äußere Schichtlage 6, sowie ein Abstandsgewirke 8 mit den Deckschichten 9, 10. Zwischen Schichtlage 6 und Deckschicht 9 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Flüssigkeitsbehälter 13 angeordnet, der zumindest an der zum Abstandsgewirke 8 weisenden Seite aus einem gleichzeitig die Speicherschicht 12 bildenden Material besteht, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, das in der Lage ist, einerseits im Inneren ein Flüssigkeitsaufnahmevolumen 17 auszubilden, um die Flüssigkeit 16, also vornehmlich Wasser, aufzunehmen und aufzubewahren, und das andererseits aber hinreichend saugfähig und folglich flüssigkeitsdurchlässig ist, dass die Flüssigkeit im Laufe der Zeit verdunsten kann, so dass die Verdunstungsfeuchte wiederum in das Abstandsgewirke 8 eintreten und über die Luftfördergeräte 7 abgezogen werden kann. Das Flüssigkeitsbehältnis 13 mit der integrierten Speicherschicht 12 kann beispielsweise im Falle der in 1 gezeigten Kühlweste z. B. den gesamten Rückenbereich einnehmen respektive abdecken, so dass ein sehr großes Speichervolumen gegeben ist. Es wird quasi als eine Art Rucksack getragen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, im Brustbereich separate Flüssigkeitsbehältnisse anzuordnen, die dort lokal wirken.
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Der Flüssigkeitsbehälter 13 weist eine Befüllöffnung 18 auf, über die er befüllt werden kann, so dass er reversibel „aufladbar” ist. Er kann hierüber auch mit einem weiteren Flüssigkeitsbehälter 13 verbunden sein, der als flüssigkeitsdichter Behälter anderswo am Kleidungsstück 1 integriert ist und der zum Nachfüllen des Flüssigkeitsbehälters 13 mit integrierter Speicherschicht 12 dient. Hierüber kann das gesamte Flüssigkeitsvolumen noch weiter vergrößert und eine Nachfüllmöglichkeit realisiert werden. Der weitere Flüssigkeitsbehälter 13, der aus einem elastischen, zusammendrückbaren Material besteht, wie der bezüglich 5 beschriebene Behälter, kann an einer beliebigen Stelle vorgesehen und mit einer Schlauchleitung mit dem in 6 gezeigten Flüssigkeitsbehälter 13 gekoppelt sein. Bevorzugt befindet er sich an einer Position, wo er ohne Weiteres vom Träger zusammengedrückt werden kann, um das Wasser aus ihm zum Flüssigkeitsbehälter 13 gemäß 6 zu pumpen.
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7 zeigt eine Ausführungsform einer Speicherschicht 12, die als lösbares Nässe- oder Feuchtepad ausgeführt ist. Die Speicherschicht 12 besteht aus dem eigentlich Speicherschichtmaterial, beispielsweise Filz oder einem Vlies und Ähnlichem, das in einer hier netzartigen Umhüllung 19 aufgenommen ist, die ihm eine gewisse Stabilität verleihen, wie auch einen gewissen Schutz bieten kann. Diese netzartige Hülle 19 lässt natürlich eine Flüssigkeitsaufnahme wie auch eine Flüssigkeitsabgabe ohne Weiteres zu.
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An der Speicherschicht 12 sind im gezeigten Beispiel Befestigungsmittel 20, z. B. Druckknöpfe oder Klettverschlüsse und Ähnliches angeordnet, über die die Speicherschicht 12 auf einfache Weise beispielsweise an der Deckschicht 10 oder der Deckschicht 9 befestigt werden kann, wo ebenfalls entsprechende Befestigungsmittel vorzusehen sind. D. h., dass bei Bedarf die Speicherschicht 12 integriert oder entfernt werden kann.
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Befindet sich die Speicherschicht 12 zwischen der Schichtlage 6 und der Deckschicht 9, so ist an der Schichtlage 6 eine entsprechende Zugangsöffnung vorzusehen, die wiederum dicht verschlossen werden kann.
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Es ist denkbar, dass mehrere solcher Speicherschichten 12 vorgesehen sind, die an verschiedenen Stellen befestigt werden können, so dass die Möglichkeit besteht, das Kleidungsstück nach Bedarf mit Speicherschichten 12 oder Speicherschichtabschnitten zu belegen, mithin also nach Bedarf hinsichtlich der Kühlorte und der Kühlleistung zu konfigurieren. Grundsätzlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Speicherschicht 12 über die Befestigungsmittel 20 auch außenseitig an der Schichtlage 6 zu fixieren.
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8 zeigt schließlich eine Schnittansicht durch eine Ausführungsform einer Speicherschicht 12, deren Oberfläche 21 strukturiert ist, hier im gezeigten Ausführungsbeispiel durch rillenförmige Erhebungen 25, so dass die Oberfläche der Speicherschicht 12, sei es eine fest angeordnete, sei es eine lösbar angeordnete Speicherschicht, deutlich vergrößert werden kann. Hierüber steigt folglich die Verdunstungsfläche, so dass die Kühlwirkung verbessert werden kann.
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Wenngleich die Ausführungsbeispiele eine relativ zum Abstandsgewirke 8 separate Speicherschicht 12 zeigen, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Speicherschicht 12 auch in eine der Deckschichten 9, 10 zu integrieren, mithin also dort unmittelbar und unlösbar einzuweben. Dies ist möglich, nachdem wie beschrieben die Deckschichten 9, 10 aus Fasergeweben oder Gewirken bestehen, in die die Polfäden 11 eingemascht sind. Es ist nun ohne Weiteres möglich, in die Deckschichten 9, 10 zusätzlich auch Fäden oder Fadengeflechte und Ähnliches einzuweben oder einzuwirken, die flüssigkeitsspeichernde Eigenschaften besitzen und die Speicherschicht bilden. D. h., dass in diesem Fall die Speicherschicht 12 integraler Teil der Deckschichten 9 und/oder 10 wäre.
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Schließlich ist es denkbar, siehe 1, dass am Kleidungsstück 1 eine Steuerungseinrichtung 22 vorgesehen ist, über die der Betrieb der integrierten Luftfördergeräte 7 steuerbar ist. Hierzu ist die Steuerungseinrichtung 7 über geeignete Steuerverbindungen mit den Luftfördergeräten 7 zu koppeln. Die Steuereinrichtung 22 kann beispielsweise mit einem exemplarisch in 3 gezeigten Sensorelement 23, das hier in der Speicherschicht 12 integriert ist und deren Feuchte bestimmt, gekoppelt sein, bevorzugt über eine geeignete Leitungsverbindung. Ergibt sich beispielsweise, dass der Feuchtegehalt einen bestimmten Sollwert unterschreitet, so kann die Steuerungseinrichtung 22 beispielsweise ein Ventil ansteuern, über das z. B. eine Verbindung zwischen einem separaten Flüssigkeitsbehälter 13 und den Leitungen 15 geöffnet wird. Zugleich kann dem Benutzer signalisiert werden, dass ein Nachfüllen erforderlich ist und er Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 13 in die Speicherschicht 12 pumpen soll. Das Ventil ist lediglich optional, es kann auch nur die Signalisierung an den Benutzer erfolgen.
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In 3 ist ferner exemplarisch ein weiteres Sensorelement 24 gezeigt, das an oder in dem Abstandsgewirke 8 angeordnet ist und der Temperaturmessung dient. Auch dieses Sensorelement 24 ist mit der Steuerungseinrichtung 22 verbunden und gibt die Temperatur im Inneren des Kleidungsstücks 1 respektive unterhalb der äußeren Schichtlage 6 an. In Abhängigkeit davon kann die Steuerungseinrichtung 22 den Betrieb der Luftfördergeräte 7 steuern, mithin also die Kühlung dann vornehmen, wenn sie erforderlich ist.
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Selbstverständlich können die Sensorelemente 23 und/oder 24 auch bei den anderen Kleidungsstückausgestaltungen integriert sein. Die Integration der Steuerungseinrichtung 22 sowie der Sensorelemente 23, 24 ist optional.
