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Die Erfindung betrifft eine Sitzanlage, insbesondere einen Fahrzeugsitz, für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Sitzanlagen, insbesondere in Form von Fahrzeugsitzen, sind aus dem Serienfahrzeugbau von Kraftwagen hinlänglich bekannt. Eine solche Sitzanlage umfasst zumindest ein Sitzanlagenelement. Bei dem Sitzanlagenelement kann es sich um ein Sitzteil handeln, auf welches sich ein Sitzinsasse setzen kann. Alternativ kann es sich bei dem Sitzanlagenelement um eine Rückenlehne handeln, an die sich der Sitzinsasse anlehnen kann.
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Das Sitzanlagenelement weist einen Sitzbezug und wenigstens einen unter dem Sitzbezug angeordneten Luftkanal auf. Die Sitzanlage umfasst ferner eine Lüftereinrichtung, mittels welcher der Luftkanal mit Luft versorgbar ist. Hierdurch ist eine Sitzbelüftung der Sitzanlage realisierbar. Ist der Innenraum des Kraftwagens beispielsweise durch Sonneneinstrahlung stark aufgeheizt, was mit einer starken Erhitzung der Sitzanlage einhergeht, so kommt es durch die anfänglich noch unvollkommene Klimatisierung des Innenraums mittels einer Klimaanlage zu einem starken Schwitzen einer in der Sitzanlage einsitzenden Person (Sitzinsasse).
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Herkömmlicherweise muss dieses anfängliche Schwitzen des Sitzinsassen mit einem sehr großen Energieaufwand durch die Sitzbelüftung unter Kontrolle gebracht werden. Erst, wenn die Fahrzeugklimatisierung ihre Sättigung erreicht, wirkt sie sich positiv auf die Sitzbelüftung und somit auf den Sitzinsassen aus. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen oder bei Fahrzeugen ohne Klimatisierungseinrichtung ist eine solche Sitzbelüftung nicht möglich oder weist den großen Nachteil auf, dass sie aufgrund des hohen Energieaufwands die Reichweite, über die das Fahrzeug elektrisch antreibbar ist, beeinträchtigt. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von elektrischer Energie, welche proportional zur Reichweite ist, können herkömmliche Sitzbelüftungen nicht vollumfänglich in Sitzanlagen von Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen integriert werden.
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Herkömmlicherweise erfolgt die energieaufwändige Sitzbelüftung derart, dass die Lüftereinrichtung vorgekühlte, trockene Luft aus dem Innenraum in den Luftkanal fördert. in Sitzzonen nahe der Oberfläche des Sitzbezugs erwärmt sich diese Luft und dehnt sich aus. Beim Ausdehnen nimmt die Luft sehr viel Feuchtigkeit auf, wodurch ein Trocknungsprozess an der Person in Gang gesetzt wird. Dieser Vorgang führt dann zu einer deutlich spürbaren Wirkung, wenn die Temperatur der Umgebungsluft im Innenraum mindestens 7°C geringer ist als die Temperatur an der Sitzoberfläche bei der einsitzenden Position. Ist die Differenz kleiner oder sogar negativ, so funktionieren der Trocknungsprozess und die Entfeuchtung in Verbindung mit der Verdunstungskälte nicht mehr. Dies bedeutet, dass herkömmliche Sitzbelüftungen eine ausreichende Klimatisierung des Innenraums benötigt.
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Davon ausgenommen sind Sitzbelüftungssysteme, die die Luft über den Peltier-Effekt vorkühlen. Diese Systeme arbeiten jedoch energetisch mit einem nur sehr schlechten Wirkungsgrad. Somit ist zur Sitzbelüftung ein hoher Betrag an elektrischer Energie erforderlich, was wiederum die Reichweite bei Elektrofahrzeugen bzw. bei Hybrid-Fahrzeugen beeinträchtigt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sitzanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher sich eine sehr gute und gleichzeitig energiegünstige Sitzbelüftung realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sitzanlage für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Sitzanlage, insbesondere einen Fahrzeugsitz, für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher sich eine sehr gute und besonders energiegünstige Sitzbelüftung realisieren lässt, ist die Sitzanlage erfindungsgemäß dazu ausgelegt, die Luft mittels der Lüftereinrichtung mit einem vorgebbaren Volumenstrom durch den Luftkanal hindurchzufördern und dadurch einen Übergang von Feuchtigkeit von dem Sitzbezug an die den Luftkanal durchströmende Luft zu bewirken, welche die Feuchtigkeit infolge des Übergangs von dem Sitzbezug und somit von dem Sitzinsassen abtransportiert. Die Entfeuchtung und der Abtransport der Feuchtigkeit erfolgt bei der erfindungsgemäßen Sitzanlage somit nach dem sogenannten Wasserstrahlprinzip. Hierbei wird mittels der Lüftereinrichtung eine große Luftmenge innerhalb kurzer Zeit erzeugt und unter dem Sitzbezug durch den Luftkanal hindurch an der einsitzenden Person mit hoher Geschwindigkeit vorbeigeführt. Dadurch wird Feuchtigkeit, beispielsweise in Form von Schwitzfeuchte, aus den oberen Bereichen des Sitzanlagenelements herausgezogen, und es entsteht durch die einsetzende Verdunstungskälte ein angenehmes Frischegefühl an der einsitzenden Person. Zwischen dem Luftkanal und dem Sitzbezug kann wenigstens ein Polsterelement vorgesehen sein, wobei die Schwitzfeuchte aus den oberen Regionen des Polsterelements herausgezogen wird. Dadurch ist auch ein besonders hoher Sitzkomfort für die einsitzende Person (Sitzinsasse) darstellbar.
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Durch die Ausnutzung des Wasserstrahlprinzips bildet die Person mit ihren Körperfunktionen, im Speziellen die Bildung von Schwitzfeuchte, die Grundlage zur Kühlung und ist deshalb ein aktiver Teil der Sitzbelüftung, so dass die Sitzbelüftung einen nur sehr geringen Energiebedarf, insbesondere in Form von elektrischer Energie aufweist. Dadurch kann eine übermäßige Beeinträchtigung der Reichweite von Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen, über die diese Fahrzeuge elektrisch antreibbar sind, vermieden werden. Infolge der körpernahen Positionierung des Luftkanals ist auch ein sehr hoher Komfort darstellbar. Zudem sind energie- und gewichtsintensive Komponenten wie bei herkömmlichen Sitzbelüftungen nicht erforderlich.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn wenigstens ein Heizelement zum Beheizen des Sitzinsassen vorgesehen ist. Das Heizelement kann im Luftkanal angeordnet sein, so dass mittels des Heizelements die den Luftkanal durchströmende Luft erwärmbar ist. Das Heizelement kann auch in der Nähe der Lüftereinrichtung angeordnet werden, um so die Luft besonders effizient zu erwärmen. Hierdurch ist eine Funktionsintegration von Entfeuchtung, Kühlung und Beheizung des Sitzinsassen auf energiegünstige Weise geschaffen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer Sitzanlage in Form eines Fahrzeugsitzes für einen Personenkraftwagen, mit Sitzanlagenelementen, die jeweils einen Sitzbezug und wenigstens einen unter dem Sitzbezug angeordneten Luftkanal aufweisen, und mit einer Lüftereinrichtung, mittels welcher die Luftkanäle mit Luft versorgbar sind, wobei der Fahrzeugsitz dazu ausgelegt ist, die Luft mittels der Lüftereinrichtung mit einem jeweilig vorgebbaren Volumenstrom durch den jeweiligen Luftkanal hindurchzufördern und dadurch einen Übergang von Feuchtigkeit von dem jeweiligen Sitzbezug an die den jeweiligen Luftkanal durchströmende und die Feuchtigkeit infolge des Übergangs abzutransportierende Luft zu bewirken; und
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2 eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht des Fahrzeugsitzes zur Veranschaulichung des Wirkprinzips einer Sitzbelüftung des Fahrzeugsitzes.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Sitzanlage in Form eines Fahrzeugsitzes 10 für einen Personenkraftwagen. Der Fahrzeugsitz 10 umfasst als erstes Sitzanlagenelement ein Sitzteil 12, auf welches sich eine sich in den Fahrzeugsitz einsitzende Person (Sitzinsasse) setzen kann. Als zweites Sitzanlagenelement umfasst der Fahrzeugsitz 10 eine Rückenlehne 14, an die sich der Sitzinsasse anlehnen kann.
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Das Sitzteil 12 und die Rückenlehne 14 umfassen ein jeweiliges Polsterelement 16 sowie einen jeweiligen Sitzbezug 18, mittels welchem das jeweilige Polsterelement 16 bezogen ist. Der Sitzbezug 18 des Sitzteils 12 stellt für den Sitzinsassen eine Sitzfläche 20 bereit, während der Sitzbezug 18 der Rückenlehne 14 für den Sitzinsassen eine Rückenlehnenfläche 22 bereitstellt. Unter dem jeweiligen Sitzbezug 18 ist jeweils ein Luftkanal 24 vorgesehen.
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Der Fahrzeugsitz 10 umfasst auch eine im Ganzen mit 26 bezeichnete Lüftereinrichtung, welche wenigstens ein dem Sitzteil 12 zugeordnetes Lüfterelement 28 und wenigstens ein der Rückenlehne 14 zugeordnetes Lüfterelement 30 umfasst. Die Lüfterelemente 28, 30 sind beispielsweise als Turbine, insbesondere als Radiallüfter, ausgebildet und können – wie in 1 durch Richtungspfeile dargestellt ist – Luft aus einer Umgebung 32 des Fahrzeugsitzes 10 ansaugen und diese Luft aus der Umgebung 32 durch den jeweiligen Luftkanal 24 hindurchfördern. Der Fahrzeugsitz 10 und insbesondere die Sitzbezüge 18, die Luftkanäle 24 und die Lüftereinrichtung 26 sind dabei dazu ausgelegt, die Luft mittels der Lüftereinrichtung 26 mit einem vorgebbaren, sehr hohen Volumenstrom durch den jeweiligen Luftkanal 24 hindurch zu fördern und dadurch einen Übergang von Feuchtigkeit von dem jeweiligen Sitzbezug 18 an die den jeweiligen Luftkanal 24 durchströmende Luft zu bewirken, welche die Feuchtigkeit infolge des Übergangs von dem jeweiligen Sitzbezug 18 und somit von dem Sitzinsassen abtransportiert.
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Dadurch ist eine energieeffiziente sowie effektive Sitzbelüftung zur Entfeuchtung und zum Abtransport der Feuchtigkeit realisiert. Dabei erfolgen die Entfeuchtung und der Abtransport nach dem sogenannten Wasserstrahlprinzip. Hierbei wird eine besonders große Menge von Luft aus der Umgebung 32 in kurzer Zeit durch die Luftkanäle 24 hindurch gefördert. Die Luft strömt besonders nahe unter dem jeweiligen Sitzbezug 18 am Sitzinsassen mit hoher Geschwindigkeit vorbei, wodurch Schwitzfeuchte vom jeweiligen Sitzbezug 18 abgezogen wird. Dadurch entsteht durch Einsetzen der Verdunstungskälte ein angenehmes Frischegefühl am Sitzinsassen.
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Zur Realisierung eines hohen Sitzkomforts kann zwischen dem jeweiligen Luftkanal 24 und dem jeweiligen Sitzbezug 18 ein Polsterelement vorgesehen sein. Vorliegend ist unter dem jeweiligen Sitzbezug 18 ein jeweiliges offenporiges Material 34 des Polsterelements vorgesehen, welches beispielsweise ein Abstandstextil, insbesondere ein Abstandsgewirk, ist. Das offenporige Material 34 leitet die jeweilige, den entsprechenden Luftkanal 24 durchströmende Luft zur entsprechenden Vorder- bzw. Oberseite, d. h. zur Sitzfläche 20 bzw. zur Rückenlehnenfläche 22, verhindert jedoch einen Effekt von Zugluft.
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Zur Unterstützung des Übergangs der Feuchtigkeit vom Sitzinsassen an die den jeweiligen Luftkanal 24 durchströmende Luft weist der jeweilige Sitzbezug 18 vorzugsweise eine Perforierung oder anderweitige Durchtrittsöffnungen für die Feuchtigkeit auf. Hierdurch kann die Feuchtigkeit mittels des Luftstroms durch den jeweiligen Luftkanal 24 besonders gut aus oberen Sitzpolsterregionen herausgezogen werden.
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Die Geschwindigkeit der jeweiligen, den entsprechenden Luftkanal 24 durchströmenden Luftmasse kann zusätzlich durch wenigstens einen Absorber 36 erhöht werden. Der Absorber 36 ist vorliegend im Luftkanal 24 des Sitzteils 12 angeordnet und saugt die Luft von vorne, d. h. von einer dem Lüfterelement 28 gegenüberliegenden Seite an.
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Vorzugsweise ist eine integrierte Regelung der Lüftereinrichtung 26 vorgesehen, so dass bei einer Temperatur der die Luftkanäle 24 durchströmenden Luft von beispielsweise weniger als 25°C die Geschwindigkeit der Luft und somit der Volumenstrom der Luft durch den Luftkanal 24 verringert wird, um eine Unterkühlung des Sitzinsassen zu vermeiden. Die Regelung bzw. Einstellung des Volumenstroms bzw. der Luftgeschwindigkeit kann jedoch auch individuell jederzeit durch den Sitzinsassen erfolgen.
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Zur Darstellung einer besonders hohen Funktionsintegration kann wenigstens ein Heizelement vorgesehen sein, welches beispielsweise im Luftkanal 24 angeordnet ist. Das Heizelement kann auch außerhalb des Luftkanals 24 in der Nähe des entsprechenden Lüfterelements 28 oder 30 angeordnet sein. Dadurch kann eine Wärmefunktion bereitgestellt werden, um beispielsweise die den entsprechenden Luftkanal 24 durchströmende Luft zu erwärmen und somit den Sitzinsassen zu beheizen.
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Anhand von 2 ist das Wirkprinzip der Sitzbelüftung des Fahrzeugsitzes 10 veranschaulicht. Der Übergang der Feuchtigkeit vom Sitzinsassen und vom jeweiligen Sitzbezug 18 an die den jeweiligen Luftkanal 24 durchströmende Luft ist durch jeweilige Richtungspfeile 38 veranschaulicht, wobei die Feuchtigkeit durch schematisch dargestellte Tropfen 40 veranschaulicht ist. Wie zu erkennen ist, wird die Feuchtigkeit von der Luft mitgenommen und demzufolge abtransportiert. Da die den jeweiligen Luftkanal 24 durchströmende Luft aus der Umgebung 32 angesaugt und anschließend der Umgebung 32 wieder zugeführt wird, da sie den jeweiligen Luftkanal 24 über eine jeweilige Ausströmöffnung 42 verlässt und wieder an die Umgebung 32 strömt, wird die Luft auch als Umluft bezeichnet. Da diese Umluft mit hoher Geschwindigkeit den Fahrzeugsitz 10 durchströmt, entsteht ein Sogeffekt, durch den der für den Feuchtigkeitstransport wichtige Wasserdampfpartialdruck stark erhöht wird. Dadurch kommen eine rasche Entfeuchtung und ein daraus resultierendes Frischegefühl am Sitzinsassen zustande.
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Der Abtransport der Feuchtigkeit kann zusätzlich noch dadurch verstärkt werden, wenn wenigstens ein sogenannter Feuchtetransportbeschleuniger verwendet wird. Ein solcher Feuchtetransportbeschleuniger kann in den jeweiligen Sitzbezug 18 integriert sein oder unmittelbar unterhalb des jeweiligen Sitzbezugs 18 angeordnet und beispielsweise in einem Unterbau des Fahrzeugsitzes 10 angeordnet sein. Als ein solcher Feuchtetransportbeschleuniger kann beispielsweise ein zellulosebasiertes Pulver oder ein Wollanteil verwendet werden.
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Der Sitzinsasse des Fahrzeugsitzes 10 bildet mit seinen Körperfunktionen, im Speziellen mit der Bildung von Schwitzfeuchte, die Grundlage zur Kühlung und ist deshalb ein aktiver Teil der Sitzbelüftung. Dadurch kann die dem Fahrzeugsitz 10 zur Realisierung der Sitzbelüftung zuzuführende und insbesondere elektrische Energie besonders gering gehalten werden. Ist der Personenkraftwagen beispielsweise als Elektrofahrzeug oder als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet und unter Aufwendung von elektrischer Energie rein elektrisch antreibbar, so kann durch die hohe Energieeffizienz der Sitzbelüftung eine übermäßige Beeinträchtigung der Reichweite, über die der Personenkraftwagen rein elektrisch antreibbar ist, vermieden werden.
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Darüber hinaus ist die geschilderte Sitzbelüftung des Fahrzeugsitzes 10 auch bei Fahrzeugen ohne eine Klimatisierungseinrichtung realisierbar, da die Entfeuchtung und der Abtransport der Feuchtigkeit auf dem geschilderten Wasserstrahlprinzip beruht und ohne eine mittels einer Klimatisierungseinrichtung konditionierte, d. h. entfeuchtete und/oder gekühlte Luft aus dem Innenraum, d. h. aus der Umgebung 32 auskommt.
