DE102017124504A1

DE102017124504A1 - Fahrzeugsitz mit einer thermischen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102017124504A1
Application number: DE102017124504.9A
Authority: DE
Inventors: Shaun D. TAIT; Charles J. Cauchy; Chad W. DURKEE; Kevin L. Wright; John M. Perraut
Original assignee: Faurecia Automotive Seating LLC
Current assignee: Faurecia Automotive Seating LLC
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-04-26
Also published as: US20180111527A1; US10618438B2

Abstract

Eine Insassenstütze, die zum Verwenden in einem Fahrzeug ausgelegt ist, umfasst ein Polster, eine Polsterabdeckung und eine thermoelektrische Einheit. Das Polster ist derart ausgelegt, dass es einen Insassen auf der Insassenstütze stützt. Die Polsterabdeckung ist zumindest um einen Abschnitt des Polsters angeordnet. Die thermoelektrische Einheit ist derart ausgelegt, dass sie den Insassen der Insassenstütze mit einer konduktiven Wärmeübertragung durch die Polsterabdeckung selektiv erwärmt oder kühlt.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 USC § 119(e) die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/411,221 , die am 21. Oktober 2016 eingereicht wurde und die hier durch Rückbezug ausdrücklich einbezogen ist.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft Insassenstützen und insbesondere Insassenstützen, die derart ausgelegt sind, dass sie Wärmeübertragung zwischen der Insassenstütze und einem Insassen der Insassenstütze bereitstellen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Insassenstützen, die ausgelegt sind, um den Insassen der Insassenstütze zu kühlen und zu erwärmen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fahrzeug eine Insassenstütze, die an einem Boden des Fahrzeugs befestigt ist. Die Insassenstütze umfasst ein Sitzunterteil, das mit dem Boden des Fahrzeugs für eine Bewegung damit gekoppelt ist, und eine Sitzrückenlehne, die sich nach oben, weg von dem Sitzunterteil, erstreckt.
Jedes von dem Sitzunterteil und der Sitzrückenlehne umfasst ein Polster und eine Polsterabdeckung. Das Polster ist derart ausgelegt, dass es einen Insassen der Insassenstütze stützt. Die Polsterabdeckung ist zumindest um einen Abschnitt des Polsters angeordnet.
In Ausführungsbeispielen umfasst die Insassenstütze ferner eine thermoelektrische Einheit, die derart ausgelegt ist, dass sie den Insassen mit einer konduktiven Wärmeübertragung über die Polsterabdeckung selektiv erwärmt und kühlt. Die thermoelektrische Einheit umfasst eine in dem Polster angeordnete Wärmekraftmaschine und einen flexiblen Wärmeleitstreifen, der zwischen der Wärmekraftmaschine und der Polsterabdeckung angeordnet ist. Der flexible Wärmeleitstreifen ist mit der Wärmekraftmaschine gekoppelt. Die thermoelektrische Einheit ist derart ausgelegt, dass sie sich zwischen einem Heizmodus, in dem die Wärmekraftmaschine den flexiblen Wärmeleitstreifen heizt, und einem Kühlmodus, in dem die Wärmekraftmaschine Wärme von dem flexiblen Wärmeleitstreifen abführt, bewegt.
In Ausführungsbeispielen umfasst der flexible Wärmeleitstreifen einen Zwischenabschnitt, einen ersten Arm, der sich weg von dem Zwischenabschnitt erstreckt, und einen zweiten Arm, der sich weg von dem Zwischenabschnitt, entgegengesetzt dem ersten Arm erstreckt, so dass der Zwischenabschnitt zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm, angeordnet ist. Die Wärmekraftmaschine ist mit dem Zwischenabschnitt des flexiblen Wärmeleitstreifens gekoppelt.
In Ausführungsbeispielen umfasst das Polster eine untere Polsterauflage und eine obere Polsterauflage. Die untere Polsterauflage ist von der Polsterabdeckung beabstandet, so dass die obere Polsterauflage zwischen der unteren Polsterauflage und der Polsterabdeckung angeordnet ist. Die Wärmekraftmaschine ist in der unteren Polsterauflage angeordnet und die obere Polsterauflage umfasst eine Platte und eine Kraftmaschinenabdeckung. Die Platte ist entlang der unteren Polsterauflage angeordnet und ist derart ausgebildet, dass sie eine Abdeckungsaufnahmeöffnung darin umfasst. Die Kraftmaschinenabdeckung ist in der Abdeckungsaufnahmeöffnung zwischen der Wärmekraftmaschine und der Polsterabdeckung angeordnet.
In Ausführungsbeispielen umfasst die thermoelektrische Einheit einen zusätzlichen Wärmeleitstreifen, der von der Wärmekraftmaschine beabstandet ist, so dass die Kraftmaschinenabdeckung zwischen dem zusätzlichen Wärmeleitstreifen und der Wärmekraftmaschine angeordnet ist. Der zusätzliche Wärmeleitstreifen erstreckt sich zwischen dem ersten Arm des flexiblen Wärmeleitstreifens und dem zweiten Arm des flexiblen Wärmeleitstreifens und verbindet sie. In Ausführungsbeispielen erstreckt sich der erste Arm zwischen der Platte und der Kraftmaschinenabdeckung in einem Winkel von zwischen ungefähr 30 Grad und ungefähr 65 Grad.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für einen Fachmann bei Betrachtung von Ausführungsbeispielen, die den besten Modus zum Ausführen der Offenbarung, wie gegenwärtig wahrgenommen, veranschaulichen, offensichtlich werden.
Figurenliste
Die ausführliche Beschreibung betrifft insbesondere die begleitenden Figuren. Es zeigen:

1 eine perspektivische und schematische Ansicht einer zur Verwendung in einem Personenkraftwagen geeigneten Insassenstütze, die zeigt, dass die Insassenstütze ein an einem Boden des Fahrzeugs befestigtes Sitzunterteil, eine an dem Sitzunterteil befestigte Sitzrückenlehne umfasst, und jedes von dem Sitzunterteil und der Sitzrückenlehne eine thermoelektrische Einheit umfasst, die derart ausgelegt ist, dass sie mit einer Steuerung gesteuert wird, um ein kaltes oder warmes Gefühl einem Insassen der Insassenstütze unter Verwendung von Wärmeleitung durch eine Polsterabdeckung der Insassenstütze zu vermitteln;
2 eine Schnitt- und schematische Ansicht der thermoelektrischen Einheit, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit einen Wärmeleitstreifen, eine mit dem Wärmeleitstreifen gekoppelte Wärmekraftmaschine und einen mit der Wärmekraftmaschine gekoppelten Wärmetauscher umfasst, und angibt, dass die thermoelektrische Einheit in einem Heizmodus betreibbar ist, in dem die Wärmekraftmaschine Wärme erzeugt, die mithilfe von Wärmeleitung durch den Wärmeleitstreifen auf den Insassen übertragen wird;
3 eine Schnitt- und schematische Ansicht der thermoelektrischen Einheit, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit den Wärmeleitstreifen, die mit dem Wärmeleitstreifen gekoppelte Wärmekraftmaschine und den mit der Wärmekraftmaschine gekoppelten Wärmetauscher umfasst, und angibt, dass die thermoelektrische Einheit in einem Kühlmodus betreibbar ist, in dem die Wärmekraftmaschine Wärme von dem Insassen mithilfe von Wärmeleitung durch den Wärmeleitstreifen abführt und die Wärme mit dem Wärmetauscher auslässt;
4 eine Schnittansicht des Sitzunterteils von 1, die zeigt, dass das Sitzunterteil ein Polster und eine Polsterabdeckung umfasst, die Wärmekraftmaschine in dem Polster angeordnet ist und der Wärmeleitstreifen zwischen der Wärmekraftmaschine und der Polsterabdeckung angeordnet ist, und ferner zeigt, dass die Insassenstütze eine Vielzahl von Massageblasen umfasst, die zwischen dem Wärmeleitstreifen und dem Polster angeordnet ist;
5 eine schematische Ansicht der thermoelektrischen Einheit von 1, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit den Wärmeleitstreifen, die Wärmekraftmaschine und den Wärmetauscher umfasst, und zeigt, dass die Wärmekraftmaschine eine thermoelektrische Vorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie abhängig von einer Polarität elektrischer Energie, die der thermoelektrischen Vorrichtung zugeführt wird, eine Erwärmung oder Abkühlung erzeugt, ein um die thermoelektrische Vorrichtung angeordnetes Stützgehäuse und einen zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung und dem Wärmeleitstreifen gekoppelten Thermotransferblock umfasst;
6 eine andere Ausführungsform eines Wärmeleitstreifens gemäß der vorliegenden Offenbarung, die zeigt, dass der Wärmeleitstreifen derart ausgebildet ist, dass er eine Vielzahl von Löchern umfasst;
7 eine andere Ausführungsform eines Wärmeleitstreifens gemäß der vorliegenden Offenbarung, die zeigt, dass der Wärmeleitstreifen derart ausgebildet ist, dass er eine Vielzahl von Bogenrändern umfasst;
8 eine andere Ausführungsform einer thermoelektrischen Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung, die zeigt, dass die Wärmekraftmaschine mit einem Ende des Wärmeleitstreifens gekoppelt ist;
9 eine schematische Ansicht des in der Insassenstütze von 1 aufgenommenen Sitzunterteils, die eine erste thermoelektrische Einheit und eine von der ersten thermoelektrischen Einheit in seitlicher Beziehung beabstandete zweite thermoelektrische Einheit zeigt;
10 eine schematische Ansicht des Sitzunterteils von 9, die zeigt, dass das Sitzunterteil derart ausgebildet ist, dass es einen hinteren Durchgang und einen vorderen Durchgang umfasst, wobei der hintere Durchgang mit einem in der thermoelektrischen Einheit aufgenommenen Gebläse in Fluidverbindung steht, und der vordere Durchgang mit einer in der thermoelektrischen Einheit aufgenommenen Wärmesenke in Fluidverbindung steht, um zu veranlassen, dass sich der Luftstrom von dem hinteren Durchgang über das Gebläse über die Wärmesenke bewegt und aus dem vorderen Durchgang ausgestoßen wird;
11 eine schematische Ansicht der Sitzrückenlehne von 1, die eine erste thermoelektrische Einheit und eine von der ersten thermoelektrischen Einheit in seitlicher Beziehung beabstandete zweite thermoelektrische Einheit zeigt und angibt, dass das Polster derart ausgebildet ist, dass es einen oberen Durchgang und einen unteren Durchgang umfasst, und dass der Luftstrom ausgelegt ist, um sich von dem oberen Durchgang durch die thermoelektrische Einheit und aus dem unteren Durchgang zu bewegen;
12 eine schematische Ansicht der Sitzrückenlehne von 11, die den oberen Durchgang und den unteren Durchgang zeigt und ferner einen Hohlraum und eine Teilungseinrichtung zeigt, die in dem Hohlraum angeordnet ist, um eine Kurzschlussverbindung des oberen und des unteren Durchgangs zu blockieren;
13 eine schematische Ansicht einer anderen thermoelektrischen Einheit zum Verwenden in der Insassenstütze, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit ferner eine mit dem Wärmeleitstreifen gekoppelte obere Platte umfasst, so dass der Wärmeleitstreifen zwischen der oberen Platte und dem Thermotransferblock angeordnet ist, und zeigt, dass ein Thermoelement zwischen der thermoelektrischen Einheit und der Steuerung verbunden ist;
14 eine schematische Ansicht der thermoelektrischen Einheit von 13;
15 eine schematische Ansicht einer anderen thermoelektrischen Einheit zum Verwenden in der Insassenstütze, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit ferner eine mit dem Wärmeleitstreifen gekoppelte obere Platte umfasst, so dass der Wärmeleitstreifen zwischen der oberen Platte und dem Thermotransferblock angeordnet ist, ein Thermoelement zwischen der thermoelektrischen Einheit und der Steuerung verbunden ist und der Thermotransferblock verhältnismäßig groß und sanduhrförmig ist;
16 eine schematische Ansicht einer anderen thermoelektrischen Einheit zum Verwenden in der Insassenstütze, die zeigt, dass die thermoelektrische Einheit ferner eine mit dem Wärmeleitstreifen gekoppelte obere Platte umfasst, so dass der Wärmeleitstreifen zwischen der oberen Platte und dem Thermotransferblock angeordnet ist, ein Thermoelement zwischen der thermoelektrischen Einheit und der Steuerung verbunden ist, der Thermotransferblock sanduhrförmig ist; und ferner zeigt, dass die thermoelektrische Einheit ferner eine flexible Wärmeleitung umfasst, die derart ausgelegt ist, dass sie Wärme zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung und dem Wärmetauscher überträgt;
17 eine schematische Ansicht einer Sitzrückenlehne und der thermoelektrischen Einheit von 16, die zeigt, dass eine Vielzahl von thermoelektrischen Vorrichtungen mit einem einzelnen Wärmetauscher über eine Vielzahl von Wärmeleitungen gekoppelt ist;
18 eine schematische Ansicht eines Sitzunterteils und der thermoelektrischen Einheit von 16, die zeigt, dass eine Vielzahl von thermoelektrischen Vorrichtungen mit einem einzelnen Wärmetauscher über eine Vielzahl von Wärmeleitungen gekoppelt ist; und
19 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Wärmesenke, die zeigt, dass die Wärmesenke gekrümmte Rippen umfasst, und eine Vielzahl von thermoelektrischen Vorrichtungen, die mit der Wärmesenke gekoppelt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Insassenstütze 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 1 dargestellt. Die Insassenstütze 10 ist derart ausgelegt, dass sie einen Insassen 11 über einem Boden 13 eines Fahrzeugs stützt. Die Insassenstütze 10 umfasst ein Polster 16, eine Polsterabdeckung 18, die um das Polster 16 angeordnet ist, und eine zwischen dem Polster 16 und der Polsterabdeckung 18 angeordnete thermoelektrische Einheit 20. Die thermoelektrische Einheit 20 ist derart ausgelegt, dass sie als Antwort auf eine Eingabe 22 den Insassen 11 über die Polsterabdeckung 18 selektiv erwärmt oder kühlt.
Die thermoelektrische Einheit 20 umfasst eine Wärmekraftmaschine 26, einen Wärmeleitstreifen 28 und einen Wärmetauscher 30, wie in 1 bis 3 dargestellt. Die Wärmekraftmaschine 26 ist im Polster 16 angeordnet und, als Antwort die Eingabe 22, erzeugt selektiv Wärme oder führt Wärme ab. Der Wärmeleitstreifen 28 ist mit der Wärmekraftmaschine 26 gekoppelt und erstreckt sich zwischen der Polsterabdeckung 18 und dem Polster 16, um die durch die Wärmekraftmaschine 26 erzeugte Wärme an den Insassen 11 zu verteilen, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 in einem Heizmodus befindet, wie in 2 angegeben, und um Wärme weg vom Insassen 11 an die Wärmekraftmaschine 26 zu leiten, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 in einem Kühlmodus befindet, wie in 3 angegeben. Der Wärmetauscher 30 ist mit der Wärmekraftmaschine 26 gekoppelt und derart ausgelegt, dass er abgewiesene Wärme weg von der Wärmekraftmaschine 26 leitet, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Kühlmodus befindet. Der Wärmetauscher 30 kann Wärme aus der Umgebungsluft extrahieren, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Heizmodus befindet.
Die Insassenstütze 10 umfasst ferner eine Steuerung 24, wie in 1 dargestellt. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist mit der Steuerung 24 verbunden, und die Steuerung 24 ist derart ausgelegt, dass sie die Übertragung und die Flussrichtung von elektrischer Energie zu der thermoelektrischen Vorrichtung 70 steuert. Die Steuerung 24 ist derart ausgelegt, dass sie Befehle an die thermoelektrische Einheit 20 als Antwort auf eine oder mehrere Eingaben 22 sendet. Die Eingaben 22 können Benutzereingaben 23 oder automatische Eingaben 25 sein. Eine manuelle Eingabe wird durch den Insassen 11 eingestellt und gesteuert.
Im automatischen Modus bestimmt die Insassenstütze 10 eine Körpertemperatur des Insassen 11 unter Verwendung von Sensoren, die unter der Polsterabdeckung 18 angeordnet sind, und regelt die Temperatur der thermoelektrischen Einheit 20, indem das Gefühl von Wärme oder Kälte bereitgestellt wird, um den Komfort zu maximieren. Der automatische Modus kann auch mit einem in ein Fahrzeug integrierten intelligenten System assoziiert sein. Das intelligente System kann in einem autonomen oder einem halb autonomen Fahrzeug aufgenommen sein, um Wärmebehandlungen bereitzustellen. Die Behandlungen können ein wärmendes Gefühl, ein kühlendes Gefühl, abwechselndes wärmendes und kühlendes Gefühl umfassen, um den Komfort zu maximieren, verwandte Empfindungen bereitzustellen, Müdigkeit zu mildern und Schläfrigkeit und andere ähnliche Zustände zu vermeiden.
Die Steuerung 24 kann verschiedene thermische Komfortoptionen für den Insassen 11 bereitstellen. Zum Beispiel können sich thermoelektrische Einheiten 20 im Sitzunterteil 12 im Kühlmodus befinden, während thermoelektrische Einheiten 20 in der Sitzrückenlehne 14 inaktiv sein können. In einem anderen Beispiel können die thermoelektrischen Einheiten 20 im Sitzunterteil 12 inaktiv sein, während sich die thermoelektrischen Einheiten 20 in der Sitzrückenlehne 14 im Heizmodus oder Kühlmodus befinden können.
Die Insassenstütze 10 umfasst ein Sitzunterteil 12 und eine Sitzrückenlehne 14, wie in 1 dargestellt. Das Sitzunterteil 12 ist mit dem Boden 13 gekoppelt, um den Insassen 11 im Fahrzeug zu stützen. Die Sitzrückenlehne 14 ist mit dem Sitzunterteil 12 gekoppelt und erstreckt sich nach oben und weg vom Sitzunterteil 12. Die Sitzrückenlehne 14 ist derart ausgelegt, dass sie sich in Bezug auf das Sitzunterteil 12 zwischen einer aufrechten Position und einer nach vorne geklappten Position dreht. Jedes vom Sitzunterteil 12 und der Sitzrückenlehne 14 umfasst ein Polster 16, eine Polsterabdeckung 18 und thermoelektrische Einheiten 20.
Zwei thermoelektrische Einheiten 20 sind im Sitzunterteil 12 aufgenommen, wie in 1 dargestellt. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind voneinander seitlich beabstandet und erstrecken sich zwischen einer Vorderseite und einer Rückseite des Sitzunterteils 12. Zwei thermoelektrische Einheiten 20 sind in der Sitzrückenlehne 14 aufgenommen. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind voneinander seitlich beabstandet und erstrecken sich zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Sitzrückenlehne 14. In anderen Ausführungsformen sind eine oder mehrere thermoelektrische Einheiten 20 in lediglich einem von dem Sitzunterteil 12 oder der Sitzrückenlehne 14 aufgenommen. In einigen Ausführungsformen umfassen das Sitzunterteil 12 und die Sitzrückenlehne 14 eine unterschiedliche Anzahl und/oder eine unterschiedliche Anordnung von thermoelektrischen Einheiten 20.
Das Polster 16 ist derart ausgelegt, dass es den Insassen 11 stützt, und ist zu einem Grad verformbar, um sich an eine Kontur des Insassen 11 anzupassen, wie in 1 angegeben. Das Polster 16 umfasst ein Schaumstoffmaterial, wie in 4 angegeben. Das Polster 16 umfasst eine untere Polsterauflage 34 und eine obere Polsterauflage 36, wie in 4 dargestellt. Die untere Polsterauflage 34 und die obere Polsterauflage 36 können mit Schaumstoff verschiedener Zusammensetzungen ausgebildet sein. Die untere Polsterauflage 34 ist in dem Ausführungsbeispiel vergleichsweise steifer als die obere Polsterauflage 36.
Die untere Polsterauflage 34 umfasst eine obere Fläche 38, eine untere Fläche 40 und eine Zwischenfläche 42, wie in 4 dargestellt. Die untere Polsterauflage 34 ist derart ausgebildet, dass sie eine Kraftmaschinenaufnahmeöffnung 44 und einen Luftstromdurchgang 46 umfasst. Die Kraftmaschinenaufnahmeöffnung 44 erstreckt sich von der oberen Fläche 38 zur Zwischenfläche 42. Der Luftstromdurchgang 46 erstreckt sich von der Zwischenfläche 42 zu der unteren Fläche 40. Der Luftstromdurchgang 46 öffnet sich in die Kraftmaschinenaufnahmeöffnung 44. Die Wärmekraftmaschine 26 und der Wärmetauscher 30, die in der thermoelektrischen Einheit 20 aufgenommen sind, sind in der Kraftmaschinenaufnahmeöffnung 44 angeordnet, wie in 4 dargestellt.
Die obere Polsterauflage 36 kann ein Schaumstoffmaterial umfassen, das mit wärmeleitenden Partikeln durchsetzt ist. In einigen Beispielen umfassen die wärmeleitenden Partikeln Graphen. In anderen Ausführungsformen umfassen die wärmeleitenden Partikeln metallische Partikeln, kohlenstoffbasierte Partikeln und/oder eine beliebige andere geeignete Alternative. In anderen Ausführungsformen umfasst die obere Polsterauflage 36 ein Schaumstoffmaterial ohne wärmeleitende Partikeln. In anderen Ausführungsformen umfasst die obere Polsterauflage 36 ein Gelmaterial. In einigen Ausführungsformen ist das Gelmaterial mit wärmeleitenden Partikeln durchsetzt. In einigen Ausführungsformen umfasst das Gelmaterial ein wärmeleitendes Material. In einigen Ausführungsformen umfasst die obere Polsterauflage 36 ein Netz aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel ein Kupfernetz.
Die obere Polsterauflage 36 umfasst eine Platte 48 und eine Kraftmaschinenabdeckung 50, wie in 4 dargestellt. Die Platte 48 erstreckt sich entlang einer oberen Fläche 38 der unteren Polsterauflage 34. Die Platte 48 ist derart ausgebildet, dass sie eine Abdeckungsaufnahmeöffnung 52 umfasst, die sich durch die Platte 48 erstreckt und auf die in der unteren Polsterauflage 34 ausgebildete Kraftmaschinenaufnahmeöffnung 44 ausgerichtet ist. Die Kraftmaschinenabdeckung 50 ist in der Abdeckungsaufnahmeöffnung 52 angeordnet und erstreckt sich über der Wärmekraftmaschine 26. Der Wärmeleitstreifen 28 erstreckt sich zwischen der Kraftmaschinenabdeckung 50 und der Platte 48, wie in 4 dargestellt.
Die Platte 48 umfasst eine erste Seitenfläche 54 und eine zweite Seitenfläche 56, die einen Abschnitt der Abdeckungsaufnahmeöffnung 52 definieren, wie in 4 dargestellt. Die erste Seitenfläche 54 und die zweite Seitenfläche 56 der Platte 48 sind in Bezug auf die obere Fläche 38 der unteren Polsterauflage 34 abgewinkelt. Die erste Seitenfläche 54 der Platte 48 weist einen Winkel von ungefähr 115 Grad auf. Die zweite Seitenfläche 56 der Platte 48 weist einen Winkel von ungefähr 65 Grad auf. Die Kraftmaschinenabdeckung 50 enthält eine erste Seitenfläche 58 und eine zweite Seitenfläche 60. Die erste Seitenfläche 58 der Kraftmaschinenabdeckung 50 ist der ersten, in der Platte 48 aufgenommenen Seitenfläche 54 zugewandt und ist im Allgemeinen zu der ersten Seitenfläche 54 parallel. Die zweite in der Kraftmaschinenabdeckung 50 aufgenommene Seitenfläche 60 ist der zweiten, in der Platte 48 aufgenommenen Seitenfläche 56 zugewandt und ist im Allgemeinen zu der zweiten Seitenfläche 56 parallel.
In anderen Ausführungsformen weist die erste Seitenfläche 54 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 90 Grad bis ungefähr 180 Grad auf. In einigen Ausführungsformen weist die erste Seitenfläche 54 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 145 Grad bis ungefähr 90 Grad auf. In einigen Ausführungsformen weist die erste Seitenfläche 54 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 115 Grad bis ungefähr 145 Grad auf. In anderen Ausführungsformen weist die zweite Seitenfläche 56 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 0 Grad bis ungefähr 90 Grad auf. In einigen Ausführungsformen weist die zweite Seitenfläche 56 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 35 Grad bis ungefähr 90 Grad auf. In einigen Ausführungsformen weist die zweite Seitenfläche 56 der Platte 48 einen Winkel von ungefähr 35 Grad bis ungefähr 65 Grad auf.
Die Polsterabdeckung 18 umfasst eine Außenschicht 64, eine Zwischenschicht 66 und eine Innenschicht 68, wie in 4 dargestellt. Die Außenschicht 64 umfasst Polstermaterialien, wie zum Beispiel Leder, Stoff, Mikrofaser, Polymermaterialien und jedes andere geeignete Material. Die Zwischenschicht 66 ist zwischen der Außenschicht 64 und der Innenschicht 68 angeordnet und stützt die Außenschicht 64. Die Innenschicht 68 ist zwischen der Zwischenschicht 66 und dem flexiblen Wärmeleitstreifen 28 angeordnet. In anderen Abschnitten ist die Innenschicht 68 zwischen der Zwischenschicht 66 und der oberen Polsterauflage 36 angeordnet. In anderen Ausführungsformen umfasst die Polsterabdeckung 18 lediglich eine Schicht. In anderen Ausführungsformen umfasst die Polsterabdeckung 18 eine beliebige Anzahl von Schichten.
In dem Ausführungsbeispiel umfasst die Außenschicht 64 Leder. Die Außenschicht 64 ist perforiert, um zu ermöglichen, dass Feuchtigkeit durch die Polsterabdeckung 18 entlüftet wird. In anderen Ausführungsformen umfasst die Außenschicht 64 keine Perforierungen.
Die Zwischenschicht 66 kann im Vergleich mit der Außenschicht 64 verhältnismäßig dünn sein, wie in 4 angedeutet. Die Zwischenschicht 66 umfasst in dem Ausführungsbeispiel einen Ledergitterstoff.
Die Innenschicht 68 kann eine Dicke von ungefähr 6 Millimeter aufweisen. Die Innenschicht 68 umfasst ein Schaumstoffmaterial, das mit wärmeleitenden Partikeln durchsetzt ist. In dem veranschaulichenden Beispiel umfassen die wärmeleitenden Partikeln Graphen. In anderen Ausführungsformen umfassen die wärmeleitenden Partikeln metallische Partikeln, kohlenstoffbasierte Partikeln und/oder eine beliebige andere geeignete Alternative. In anderen Ausführungsformen umfasst die Innenschicht 68 ein Schaumstoffmaterial ohne wärmeleitende Partikeln. In anderen Ausführungsformen umfasst die Innenschicht 68 ein Gelmaterial. In einigen Ausführungsformen ist das Gelmaterial mit wärmeleitenden Partikeln durchsetzt. In einigen Ausführungsformen umfasst das Gelmaterial ein wärmeleitendes Material. In einigen Ausführungsformen umfasst die Innenschicht 68 ein Netz aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel ein Kupfernetz.
Die Insassenstütze 10 umfasst ferner Massageblasen 17, die zum Massieren des Insassen 11 ausgelegt sind, wie in 4 dargestellt. Die Massageblasen 17 sind zwischen der oberen Polsterauflage 36 und der Innenschicht 68 der Polsterabdeckung 18 angeordnet und von dem Wärmeleitstreifen 28 beabstandet. Die Massageblasen 17 können zwischen der oberen Polsterauflage 36 und dem Wärmeleitstreifen 28 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen sind die Massageblasen 17 in der Insassenstütze 10 nicht aufgenommen.
Die thermoelektrischen Einheiten 20 liefern als Antwort auf eine Eingabe 22 ein Kältegefühl an den Insassen, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Kühlmodus befindet, und ein Wärmegefühl, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Heizmodus befindet. Die Eingabe 22 kann eine Benutzereingabe 23 und/oder eine automatische Eingabe 25 sein, wie in 1 angedeutet. Die thermoelektrische Einheit stellt eine Einrichtung zum Bewegen von Wärme zwischen der thermoelektrischen Einheit 20 und dem Insassen 11 ohne konvektive Wärmeübertragung bereit. Die thermoelektrische Einheit 20 umfasst Graphenstreifen 28, eine thermoelektrische Vorrichtung 70, eine Wärmesenke 82 und eine Gebläseeinheit 84, um Wärme, die erzeugt wird, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Kühlmodus befindet, auszustoßen. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist derart ausgelegt, dass sie gemäß einer angelegten elektrischen Spannung ein Erwärmen oder Kühlen für den Insassen 11 erzeugt. Das Gebläse 84 ist derart ausgelegt, dass es mit einer Seite oder Unterseite der Wärmesenke 82 gekoppelt ist.
Die thermoelektrische Einheit 20 umfasst die Wärmekraftmaschine 26, den Wärmeleitstreifen 28 und den Wärmetauscher 30, wie in 5 dargestellt. Die Wärmekraftmaschine 26 heizt selektiv als Antwort auf die Eingabe 22 den Wärmeleitstreifen 28 oder führt Wärme vom Wärmeleitstreifen 28 ab. Der Wärmeleitstreifen 28 verteilt die durch die Wärmekraftmaschine 26 erzeugte Wärme an den Insassen 11 oder leitet Wärme weg vom Insassen 11 an die Wärmekraftmaschine 26, wenn die thermoelektrische Einheit 20. Der Wärmetauscher 30 ist mit der Wärmekraftmaschine 26 gekoppelt und ist derart ausgelegt, dass er abgewiesene Wärme weg von der Wärmekraftmaschine 26 leitet, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Kühlmodus befindet.
Die Wärmekraftmaschine 26 kann im Heizmodus, wie in 2 angegeben, und im Kühlmodus, wie in 3 angegeben, betrieben werden. Im Heizmodus heizt die Wärmekraftmaschine 26 den Wärmeleitstreifen 28, der den Insassen 11 über die Polsterabdeckung 18 mithilfe konduktiver Erwärmung erwärmt. Die Wärmekraftmaschine 26 kann den Wärmetauscher 30 im Heizmodus kühlen. Im Kühlmodus führt die Wärmekraftmaschine 26 Wärme vom Wärmeleitstreifen 28 ab, um den Insassen 11 über die Polsterabdeckung 18 mithilfe konduktiver Wärmeübertragung zu kühlen. Die Wärmekraftmaschine 26 heizt den Wärmetauscher 30 im Kühlmodus.
Die Wärmekraftmaschine 26 umfasst eine thermoelektrische Vorrichtung 70, ein Stützgehäuse 72 und einen Wärmetransferblock 74, wie in 5 dargestellt. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 stellt als Antwort darauf, dass sie mit elektrischer Energie gespeist wird, eine geheizte Seite und eine gekühlte Seite bereit. Das Stützgehäuse 72 ist um die thermoelektrische Vorrichtung 70 angeordnet. Der Thermotransferblock 74 überträgt Wärme zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und dem Wärmeleitstreifen 28.
Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist eine integrale Heiz- und Kühlvorrichtung und ist an dem flexiblen Wärmeleitstreifen 28 angebracht, um die Wärme oder Wärmeabfuhr über eine größere Fläche als jene der thermoelektrischen Vorrichtung 70 zu verbreiten, wie in 2 und 3 angegeben. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 weist eine obere Seite 78 und eine untere Seite 80 auf, wie in 5 dargestellt. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist derart ausgelegt, dass sie als Antwort auf einen Empfang elektrischer Energie, die eine erste Flussrichtung aufweist, die obere Seite 78 heizt und die untere Seite 80 kühlt. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist derart ausgelegt, dass sie als Antwort auf einen Empfang elektrischer Energie, die eine der ersten Flussrichtung entgegengesetzte, zweite Flussrichtung aufweist, die obere Seite 78 kühlt und die untere Seite 80 heizt. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist mit der Steuerung 24 verbunden, und die Steuerung 24 ist derart ausgelegt, dass sie die Übertragung und die Flussrichtung von elektrischer Energie zu der thermoelektrischen Vorrichtung 70 steuert.
Die thermoelektrische Vorrichtung 70 umfasst in dem veranschaulichenden Bauelement eine Peltier-Vorrichtung. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 ist eine Festkörpervorrichtung. In einigen Ausführungsformen kann die thermoelektrische Vorrichtung 70 P- und N-Paare umfassen, die weiter beabstandet sind, um eine Größe der thermoelektrischen Vorrichtung 70 zu erhöhen. Folglich würde die Kontaktfläche mit dem Wärmeleitstreifen 28 größer werden. In einigen solchen Ausführungsformen kann der Thermotransferblock 74 weggelassen werden.
Die thermoelektrische Vorrichtung 70 weist eine im Allgemeinen quadratische Fläche auf, wie in 1 angegeben. Die thermoelektrische Vorrichtung 70 weist in dem veranschaulichenden Beispiel eine Abmessung von 30 Millimeter mal 30 Millimeter auf. In anderen Beispielen weist die thermoelektrische Vorrichtung 70 eine Abmessung von 40 Millimeter mal 40 Millimeter auf.
Das Stützgehäuse 72 umfasst ein Schaumstoffmaterial und ist um die thermoelektrische Vorrichtung 70 angeordnet. In anderen Ausführungsformen ist das Stützgehäuse 72 um die thermoelektrische Vorrichtung 70 und den Thermotransferblock 74 angeordnet.
Der Thermotransferblock 74 ist mit der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und dem Wärmeleitstreifen 28 gekoppelt, wie in 5 dargestellt. Der Thermotransferblock 74 verteilt Wärme von der thermoelektrischen Vorrichtung 70 an den Wärmeleitstreifen 28, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Heizmodus befindet, und sammelt Wärme von dem Wärmeleitstreifen 28 und überträgt die Wärme an die thermoelektrische Vorrichtung 70, wenn sich die thermoelektrische Einheit 20 im Kühlmodus befindet. Der Thermotransferblock 74 verteilt den Wärmefluss über eine breitere Fläche als die thermoelektrische Vorrichtung 70, um eine große Kontaktfläche für den Wärmeleitstreifen 28 bereitzustellen. Der Thermotransferblock 74 erstreckt sich über die thermoelektrische Vorrichtung 70 hinaus und erstreckt sich über das Stützgehäuse 72.
Der Thermotransferblock 74 umfasst ein wärmeleitendes Material. In einigen Ausführungsformen umfasst der Thermotransferblock 74 eine Aluminiumlegierung oder ein beliebiges anderes geeignetes wärmeleitendes Material. In anderen Ausführungsformen umfasst der Thermotransferblock ein anderes geeignetes wärmeleitendes Material, wie zum Beispiel kupfer- und kohlenstoffbasierte Materialien. In einigen Ausführungsformen ist der Thermotransferblock sanduhrförmig, wie in 13 dargestellt.
Der Wärmeleitstreifen 28 ist thermisch mit dem in der Wärmekraftmaschine 26 aufgenommenen Thermotransferblock 74 verbunden, wie in 5 dargestellt. Der Wärmeleitstreifen 28 erstreckt sich nach außen, weg von der Wärmekraftmaschine 26, um ein Heizen oder Kühlen an eine größere Fläche bereitzustellen als jene einer Heiz- oder Kühlfläche der Wärmekraftmaschine 26. Der Wärmeleitstreifen 28 ist flexibel und derart ausgelegt, dass er sich verformt, um sich an eine Kontur des Insassen 11 anzupassen.
Der Wärmeleitstreifen 28 umfasst einen ersten Arm 76, einen zweiten Arm 78 und einen Zwischenabschnitt 80, wie in 5 dargestellt. Der Thermotransferblock 74 ist mit dem Zwischenabschnitt 80 gekoppelt. Der Wärmeleitstreifen 28 ist in dem veranschaulichenden Beispiel mit dem Thermotransferblock 74 verbunden. Der Wärmeleitstreifen 28 ist mit dem Thermotransferblock 74 unter Verwendung eines Haftmittels verbunden. In anderen Ausführungsformen ist der Wärmeleitstreifen 28 mit dem Thermotransferblock 74 unter Verwendung eines oder mehreren von einem Haftmittel, einem Klebstoff und Befestigungseinrichtungen gekoppelt. Der Wärmeleitstreifen 28 kann lediglich den ersten Arm 76, den zweiten Arm 78 und den Zwischenabschnitt 80 umfassen.
Der erste Arm 76 des Wärmeleitstreifens 28 erstreckt sich weg von dem Thermotransferblock 74 in einer ersten Richtung und der zweite Arm 78 des Wärmeleitstreifens 28 erstreckt sich weg von dem Thermotransferblock 74 in einer zweiten Richtung. Der Zwischenabschnitt 80 ist im Allgemeinen flach und zu einer oberen Fläche des Thermotransferblocks 74 parallel. Der erste Arm 76 und der zweite Arm 78 erstrecken sich weg vom Thermotransferblock in einem Winkel und flachen ab, um im Wesentlichen parallel zur Polsterabdeckung 18 zu sein/mit ihr übereinzustimmen.
Der erste Arm 76 und der zweite Arm 78 erstrecken sich weg von dem Thermotransferblock in ungefähr 65 Grad in Bezug auf den Boden. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich der erste Arm 76 und der zweite Arm 78 weg von dem Thermotransferblock in ungefähr 0 Grad bis ungefähr 90 Grad in Bezug auf den Boden. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich der erste Arm 76 und der zweite Arm 78 weg von dem Thermotransferblock in ungefähr 30 Grad bis ungefähr 65 Grad in Bezug auf den Boden. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich der erste Arm 76 und der zweite Arm 78 weg von dem Thermotransferblock in ungefähr 90 Grad in Bezug auf den Boden.
Der Wärmeleitstreifen 28 umfasst eine Vielzahl von Schichten aus Graphen. In dem Ausführungsbeispiel umfasst der Wärmeleitstreifen 28 eine Außenschicht aus Polyethylen. In einigen Ausführungsformen ist jede Schicht aus Graphen mit Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyethylen, beschichtet. In anderen Ausführungsformen bilden die Schichten aus Graphen einen Graphitstreifen.
In anderen Ausführungsformen umfasst der Wärmeleitstreifen 28 eines oder mehrere von Kupferblechen, Kupfergewebe, thermisch leitfähigen Polymeren, kohlenstoffbasierten leitfähigen Materialien, wie zum Beispiel Kohlefasergewebe oder Graphitgewebe, gewebten pyrolytischen Graphitmatten und Graphen-Nanoplättchenlagen.
Der Wärmeleitstreifen 28 weist eine rechteckige Form auf und umfasst zwei lineare längere Seiten und gekrümmte Enden, wie in 1 dargestellt. In einer anderen Ausführungsform ist jede Seite eines Wärmeleitstreifens 228 linear, wie in 6 dargestellt. In einigen Ausführungsformen ist ein Wärmeleitstreifen 228 derart ausgebildet, dass er Öffnungen 298 umfasst, um zu ermöglichen, dass Feuchtigkeit und Luft durch den Streifen 228 hindurchströmen, wie in 6 dargestellt. In einigen Ausführungsformen sind Seiten eines Wärmeleitstreifens 328 gebogen, wie in 7 dargestellt. In einigen Ausführungsformen ist der Thermotransferblock 74 mit einem Wärmeleitstreifen 428 an einem Ende des Wärmeleitstreifens 428 gekoppelt, wie in 8 dargestellt.
Die Nähe und der Kontakt mit der thermoelektrischen Vorrichtung 70 maximiert die Effizienz, wenn sie als ein Maß für die Zeit bis zur thermischen Empfindung angesehen wird. Die Zeit zur thermischen Empfindung ist ein Maß, das den Zeitbetrag misst, der benötigt wird, bis ein in der Insassenstütze 10 sitzender Insasse 11 fühlt, dass die thermoelektrische Einheit 20 Wärme bereitstellt oder abführt. Der Wärmeleitstreifen 28 ist ein flexibles wärmeleitendes Material zum Ableiten von Wärme, Bewegen von Wärmeenergie von der thermoelektrischen Vorrichtung 70 zur Polsterabdeckung 18, um einen Temperaturgradienten zu erzeugen.
Das wärmeleitende Material weist verhältnismäßig hohe thermische Leitfähigkeitseigenschaften auf und kann auf Kohlenstoff basieren. Ein solches Beispiel ist Graphen zum Verbreiten der Temperatur über die Polsterabdeckung 18. Graphen ist ein Allotrop von Kohlenstoff und es umfasst einzelne Lagen aus Graphit. Um die Lebensdauer der Graphenlage zu erhöhen, eine kontinuierliche Unterstützung bereitzustellen, damit eine hohe Wärmeleitfähigkeit beibehalten wird, und Abriebbeständigkeit bereitzustellen, kann eine zusätzliche dünne Kunststofffolienschicht dem Graphen hinzugefügt werden, damit es eine größere Festigkeit und Beständigkeit gegen andauernde Belastung und Beanspruchung seitens des Insassen 11 beim Einsteigen in die Insassenstütze 10 und Aussteigen aus dieser aufweist. Kohlenstoffbasierte Materialien fördern eine Wärmeübertragung und Wärmeverteilung direkt an die gesamte Fläche des leitfähigen Materials, wodurch die Notwendigkeit der Verstärkung der Wärmeverteilung verringert wird.
Wärme kann über die Polsterabdeckung 18 an den Insassen 11 mithilfe einer Kombination von konduktiver und radiativer Wärmeübertragung übertragen werden, um dem Insassen 11 ein Wärmegefühl zu vermitteln. Jeder Wärmeleitstreifen 28 kann eine Größe von ungefähr 3 Zoll mal ungefähr 12 Zoll aufweisen.
Die thermoelektrische Einheit 20 umfasst ferner einen zusätzlichen Wärmeleitstreifen 29, wie in 4 dargestellt. Der zusätzliche Wärmeleitstreifen 29 erstreckt sich über die Kraftmaschinenabdeckung 50 und verbindet den ersten Arm 76 und den zweiten Arm 78 des Wärmeleitstreifens 28. Der zusätzliche Wärmeleitstreifen 29 ist in dem Ausführungsbeispiel mit dem Wärmeleitstreifen 28 gekoppelt. Der zusätzliche Wärmeleitstreifen 29 ist im Wesentlichen dem Wärmeleitstreifen 28 ähnlich und die Beschreibung des Wärmeleitstreifens 28 wird durch Rückbezug aufgenommen, so dass sie für den zusätzlichen Wärmeleitstreifen 29 gilt.
Der Wärmetauscher 30 umfasst eine Wärmesenke 82, ein Gebläse 84 und ein Gehäuse 86, wie in 5 dargestellt. Die Wärmesenke 82 ist mit der thermoelektrischen Vorrichtung 70 gekoppelt, um Wärme zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und der den Wärmetauscher 30 umgebenden Luft zu übertragen. Das Gebläse 84 ist derart ausgelegt, dass es Luft durch die Wärmesenke 82 schiebt. Das Gehäuse 86 ist um das Gebläse 84 und einen Abschnitt der Wärmesenke 82 angeordnet, um die durch das Gebläse 84 geschobene Luft auf und durch die Wärmesenke 82 zu lenken.
Die Wärmesenke 82 umfasst eine Vielzahl von Rippen 88, wie in 5 dargestellt. Die Wärmesenke 82 ist unter der thermoelektrischen Vorrichtung 70 angeordnet, so dass die thermoelektrische Vorrichtung zwischen der Wärmesenke 82 und dem Thermotransferblock 74 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen ist die Wärmesenke 82 an einer Querseite der thermoelektrischen Vorrichtung 70 angeordnet.
Das Gebläse 84 ist auf einer Querseite der Wärmesenke 82 angeordnet, wie in 5 dargestellt. Das Gebläse 84 schiebt Luft durch die Wärmesenke 82 zu einer Gegenseite der Wärmesenke 82 hin. In anderen Ausführungsformen ist das Gebläse 84 unterhalb der Wärmesenke 82 angeordnet, so dass die Wärmesenke 82 zwischen dem Gebläse 84 und der thermoelektrischen Vorrichtung 70 angeordnet ist. Das Gebläse 82 kann umgeordnet oder entfernt montiert werden (in Kombination mit dem Verwenden von Leitungen), um Luft zu schieben oder zu ziehen.
Die thermoelektrische Einheit 20 umfasst wärmeleitende Schnittstellen 90 zwischen dem Wärmeleitstreifen 28, der Wärmekraftmaschine 26 und dem Wärmetauscher 30. Die wärmeleitenden Schnittstellen 90 können zwischen Komponenten jedes von dem Wärmeleitstreifen 28, der Wärmekraftmaschine 26 und dem Wärmetauscher 30 verwendet werden. Die wärmeleitende Schnittstelle 90 umfasst eines oder mehrere von einer Wärmeleitpaste, silbergefüllten Gelen, gefüllten Wachsen und Silikonen. Die Schnittstelle 90 trägt dazu bei, einen vollständigen thermischen Kontakt zwischen Komponenten herzustellen, was die Effizienz jeder thermischen Kommunikation erhöhen kann. Die Schnittstelle 90 ist zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und der Wärmesenke 82 angeordnet, wie in 5 dargestellt. Die Schnittstelle 90 ist zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und dem Thermotransferblock 74 angeordnet.
9 und 10 zeigen eine Anordnung der thermoelektrischen Einheiten 20 im Sitzunterteil 12. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind seitlich beabstandet, wie in 9 dargestellt. Jede thermoelektrische Einheit erstreckt sich zwischen einer Vorderseite und einer Rückseite des Sitzunterteils 12. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind zwischen der oberen Polsterauflage 36 und der unteren Polsterauflage 34 angeordnet. In anderen Ausführungsformen sind die thermoelektrischen Einheiten 20 zwischen der oberen Polsterauflage 36 und der Polsterabdeckung 18 angeordnet.
Die untere Polsterauflage 34 ist derart ausgebildet, dass sie einen hinteren Durchgang 92 und einen vorderen Durchgang 94 umfasst, wie in 10 dargestellt. Der hintere Durchgang 92 ist unter dem Gebläse 84 angeordnet und steht mit dem Gebläse 84 in Fluidkommunikation. Der vordere Durchgang 94 ist von dem hinteren Durchgang 92 beabstandet und steht mit der Wärmesenke 82 in Fluidkommunikation. Der hintere Durchgang 92 kann als ein Einlasskanal wirken. Der vordere Durchgang 94 kann als ein Auslasskanal wirken. Luft wird über den hinteren Durchgang 92 durch das Gebläse 84 eingezogen und durch die Wärmesenke 82 gelenkt. Die Luft wird durch die Wärmesenke 82 aus einer Vorderseite der unteren Polsterauflage 34 über den vorderen Durchgang 94 geschoben. Der vordere Durchgang 94 kann die Abluft zum Boden 13 hin und/oder zu Füßen des Insassen 11 hin lenken. Der hintere Durchgang 92 und der vordere Durchgang 94 können durch Ausbilden von Löchern in der unteren Polsterauflage 34 und/oder durch Verwenden von Leitungen, um die in der unteren Polsterauflage 34 ausgebildeten Löcher auszulegen, definiert werden.
11 und 12 zeigen eine Anordnung der thermoelektrischen Einheiten 20 in der Sitzrückenlehne 14. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind seitlich beabstandet, wie in 11 dargestellt. Jede thermoelektrische Einheit erstreckt sich zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Sitzrückenlehne 14. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind zwischen der oberen Polsterauflage 36 und der unteren Polsterauflage 34 angeordnet. In anderen Ausführungsformen sind die thermoelektrischen Einheiten 20 zwischen der oberen Polsterauflage 36 und der Polsterabdeckung 18 angeordnet.
Die untere Polsterauflage 34 ist derart ausgebildet, dass sie einen oberen Durchgang 112 und einen unteren Durchgang 114 umfasst, wie in 11 dargestellt. Der obere Durchgang 112 erstreckt sich durch eine Rückplatte 116 der Sitzrückenlehne 14 und steht mit dem Gebläse 84 in Fluidkommunikation. Der untere Durchgang 114 ist von dem oberen Durchgang 112 beabstandet und steht mit der Wärmesenke 82 in Fluidkommunikation. Der obere Durchgang 112 kann als ein Einlasskanal wirken. Der untere Durchgang 114 kann als ein Auslasskanal wirken.
Luft wird über den oberen Durchgang 112 durch das Gebläse 84 eingezogen und über die Wärmesenke 82 gelenkt. Die Luft wird durch die Wärmesenke 82 aus Seiten der unteren Polsterauflage 34 durch den unteren Durchgang 114 geschoben, wie in 11 dargestellt. In einigen Ausführungsformen wird die Luft durch die Wärmesenke 82 aus der Rückseite der unteren Polsterauflage 34 durch den unteren Durchgang 114 geschoben, wie in 12 dargestellt. Der obere Durchgang 112 und der untere Durchgang 114 können durch Ausbilden von Löchern in der unteren Polsterauflage 34 und/oder durch Verwenden von Leitungen, um die in der unteren Polsterauflage 34 ausgebildeten Löcher auszulegen, definiert werden.
Die Rückplatte 116 ist derart ausgebildet, dass sie einen Hohlraum 118 definiert, wie in 12 dargestellt. Der Hohlraum 118 kann leer sein oder er kann mit einem Schaumstoff gefüllt sein. Eine Teilungseinrichtung 120 ist in dem Hohlraum 118 angeordnet, um eine Fluidkommunikation des oberen und des unteren Durchgangs 112, 114 durch den Hohlraum 118 zu blockieren. Die Sitzrückenlehne 14 umfasst ferner eine Schaumstofffläche 122 und eine Vielzahl von Lendenstützen 124, die Blasen umfassen können. Die thermoelektrischen Einheiten 20 sind zwischen der oberen Polsterauflage 36 und den Lendenstützen 124 angeordnet.
Eine andere Ausführungsform einer thermoelektrischen Einheit 520 zum Verwenden in einer Insassenstütze 10 ist in 13 und 14 dargestellt. Die thermoelektrische Einheit 520 ist im Wesentlichen der in 1 bis 12 dargestellten und hier beschriebenen thermoelektrischen Einheit 20 ähnlich. Dementsprechend zeigen ähnliche Bezugszeichen in der 500-Reihe Merkmale an, die der thermoelektrischen Einheit 20 und der thermoelektrischen Einheit 520 gemein sind. Die Beschreibung der thermoelektrischen Einheit 20 ist durch Rückbezug aufgenommen, so dass sie für die thermoelektrische Einheit 520 gültig ist, mit Ausnahme von Fällen, wenn sie mit der konkreten Beschreibung und den Zeichnungen der thermoelektrischen Einheit 520 in Konflikt gerät.
Die thermoelektrische Einheit 520 umfasst eine Außenplatte 596, die mit dem Wärmeleitstreifen 528 gekoppelt ist, wie in 13 und 14 dargestellt. Die Außenplatte 596 umfasst ein wärmeleitendes Material.
Die Außenplatte 596 ist mit dem Wärmeleitstreifen 528 und der Wärmekraftmaschine 526 gekoppelt, wie in 13 dargestellt. Befestigungseinrichtungen erstrecken sich durch die Außenplatte 596 und durch Löcher, die in dem Wärmeleitstreifen 528 ausgebildet sind, und in die Wärmekraftmaschine 526. Die Außenplatte 596 weist, wenn von oben betrachtet, eine Grundfläche auf, die im Allgemeinen einer Grundfläche des Stützgehäuses 72 der thermoelektrischen Vorrichtung 70 gleicht.
Der Thermotransferblock 74 ist sanduhrförmig. Das Stützgehäuse 72 erstreckt sich um die thermoelektrische Vorrichtung 70 und den Thermotransferblock 74. Ein Thermoelement 532 ist mit einer oberen Fläche der Außenplatte 596 gekoppelt. Das Thermoelement 532 ist mit einer Steuerung 24 verbunden, und die Steuerung ist derart ausgelegt, dass sie die Leistung und die Polarität der thermoelektrischen Vorrichtung 70 auf der Grundlage der von dem Thermoelement 532 empfangenen Messungen einstellt.
Eine andere Ausführungsform einer thermoelektrischen Einheit 620 zum Verwenden in einer Insassenstütze 10 ist in 15 dargestellt. Die thermoelektrische Einheit 620 ist im Wesentlichen der in 1 bis 12 dargestellten und hier beschriebenen thermoelektrischen Einheit 20 ähnlich. Dementsprechend zeigen ähnliche Bezugszeichen in der 600-Reihe Merkmale an, die der thermoelektrischen Einheit 20 und der thermoelektrischen Einheit 620 gemein sind. Die Beschreibung der thermoelektrischen Einheit 20 ist durch Rückbezug aufgenommen, so dass sie für die thermoelektrische Einheit 620 gültig ist, mit Ausnahme von Fällen, wenn sie mit der konkreten Beschreibung und den Zeichnungen der thermoelektrischen Einheit 620 in Konflikt gerät.
Wie in 15 dargestellt, ist das Gebläse 84 unterhalb der Wärmesenke 82 angeordnet, so dass die Wärmesenke zwischen dem Gebläse 84 und der thermoelektrischen Vorrichtung 70 angeordnet ist. Der Thermotransferblock 74 ist sanduhrförmig und weist im Vergleich mit anderen Ausführungsformen eine größere Höhe auf. Die thermoelektrische Einheit 620 umfasst eine Außenplatte 696, die mit dem Wärmeleitstreifen 628 gekoppelt ist. Ein Thermoelement 632 ist mit einer oberen Fläche der Außenplatte 696 gekoppelt. Das Thermoelement 632 ist mit einer Steuerung 24 verbunden, und die Steuerung ist derart ausgelegt, dass sie die Leistung und die Polarität der thermoelektrischen Vorrichtung 70 auf der Grundlage der von dem Thermoelement 632 empfangenen Messungen einstellt.
Eine andere Ausführungsform einer thermoelektrischen Einheit 720 zum Verwenden in einer Insassenstütze 10 ist in 16 bis 18 dargestellt. Die thermoelektrische Einheit 720 ist im Wesentlichen der in 1 bis 12 dargestellten und hier beschriebenen thermoelektrischen Einheit 20 ähnlich. Dementsprechend zeigen ähnliche Bezugszeichen in der 700-Reihe Merkmale an, die der thermoelektrischen Einheit 20 und der thermoelektrischen Einheit 720 gemein sind. Die Beschreibung der thermoelektrischen Einheit 20 ist durch Rückbezug aufgenommen, so dass sie für die thermoelektrische Einheit 720 gültig ist, mit Ausnahme von Fällen, wenn sie mit der konkreten Beschreibung und den Zeichnungen der thermoelektrischen Einheit 720 in Konflikt gerät.
Die thermoelektrische Einheit 720 umfasst eine Außenplatte 796, die mit dem Wärmeleitstreifen 728 gekoppelt ist, wie in 16 dargestellt. Die Außenplatte 796 umfasst ein wärmeleitendes Material. Die Außenplatte 796 ist mit dem Wärmeleitstreifen 728 und der Wärmekraftmaschine 726 gekoppelt, wie in 16 dargestellt.
Befestigungseinrichtungen erstrecken sich durch die Außenplatte 796 und durch Löcher, die in dem Wärmeleitstreifen 728 ausgebildet sind, und in die Wärmekraftmaschine 726.
Ein Thermoelement 732 ist mit einer oberen Fläche der Außenplatte 796 gekoppelt. Das Thermoelement 732 ist mit der Steuerung 24 verbunden, und die Steuerung 24 ist derart ausgelegt, dass sie die Leistung und die Polarität der thermoelektrischen Vorrichtung 70 auf der Grundlage der von dem Thermoelement 732 empfangenen Messungen einstellt.
Eine flexible Wärmeleitung 762 erstreckt sich zwischen der Wärmesenke 82 und der thermoelektrischen Vorrichtung 70. Die Leitung 762 umfasst flexible Merkmale und ist in das Polster 16 integriert und ausgelegt, um Wärme durch konduktive und radiative Wärmeübertragung zu bewegen. Die Leitung 762 ermöglicht kompakte Ausgestaltungen durch Aufteilen der thermoelektrischen Einheit 20 in Teilanordnungen. Durch Verwenden der Leitung 762 können die Wärmesenke 82 und das Gebläse 84 von der thermoelektrischen Vorrichtung 70 entkoppelt sein, was eine größere Flexibilität bei der Integration der Insassenstütze 10 ermöglicht. Die Leitung 762 ermöglicht, dass eine Wärmesenke 82 und ein Gebläse 84 mit mehreren thermoelektrischen Vorrichtungen 70 verwendet werden. Die thermoelektrische Einheit 720 umfasst ferner wärmeleitende Platten 791, 793, die mit der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und der Wärmesenke 82 gekoppelt sind.
Die thermoelektrische Einheit 326 umfasst eine flexible Leitung 762, um die Wärmesenke 82 mit der thermoelektrischen Vorrichtung 70 für eine Wärmeübertragung zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung 70 und dem Insassen 11 zu verbinden, wie in 16 dargestellt. Mehrere Wärmeleitungen 762 können in die Sitzrückenlehne 314 unter Verwendung einer einzelnen Wärmesenke 82 und eines einzelnen Gebläses 84 integriert werden, um eine Einrichtung für eine Wärmeübertragung bereitzustellen, wie in 17 dargestellt. Mehrere Wärmeleitungen 762 können in das Sitzunterteil 312 unter Verwendung einer einzelnen Wärmesenke 82 und eines einzelnen Gebläses 84 integriert werden, um eine Einrichtung für eine Wärmeübertragung bereitzustellen, wie in 18 dargestellt.
Eine andere Ausführungsform einer Wärmesenke 882 ist in 19 dargestellt. Die Wärmesenke 882 ist länglich und umfasst gekrümmte Rippen 883. Eine Vielzahl von thermoelektrischen Vorrichtungen 70 ist mit der Wärmesenke 882 gekoppelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62411221 [0001]

Claims

Insassenstütze, umfassend: ein Polster, eine Polsterabdeckung, die zumindest um einen Abschnitt des Polsters angeordnet ist, und eine thermoelektrische Einheit, die ausgelegt ist, um einen Insassen der Insassenstütze mit einer konduktiven Wärmeübertragung über die Polsterabdeckung selektiv zu erwärmen und zu kühlen, wobei die thermoelektrische Einheit eine Wärmekraftmaschine, die in dem Polster angeordnet ist, und einen flexiblen Wärmeleitstreifen, der zwischen der Wärmekraftmaschine und der Polsterabdeckung angeordnet ist, umfasst, wobei der flexible Wärmeleitstreifen mit der Wärmekraftmaschine gekoppelt ist und die thermoelektrische Einheit derart ausgelegt ist, dass sie sich zwischen einem Heizmodus, in dem die Wärmekraftmaschine den flexiblen Wärmeleitstreifen heizt, und einem Kühlmodus, in dem die Wärmekraftmaschine Wärme von dem flexiblen Wärmeleitstreifen abführt, bewegt.
Insassenstütze nach Anspruch 1, wobei der flexible Wärmeleitstreifen umfasst: einen Zwischenabschnitt, einen ersten Arm, der sich weg von dem Zwischenabschnitt erstreckt, und einen zweiten Arm, der sich weg von dem Zwischenabschnitt, entgegengesetzt dem ersten Arm, erstreckt, so dass der Zwischenabschnitt zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm angeordnet ist und die Wärmekraftmaschine mit dem Zwischenabschnitt des flexiblen Wärmeleitstreifens gekoppelt ist.
Insassenstütze nach Anspruch 2, wobei das Polster eine untere Polsterauflage und eine obere Polsterauflage umfasst, wobei die untere Polsterauflage von der Polsterabdeckung beabstandet ist, so dass die obere Polsterauflage zwischen der unteren Polsterauflage und der Polsterabdeckung angeordnet ist, die Wärmekraftmaschine in der unteren Polsterauflage angeordnet ist, die obere Polsterauflage eine Platte und eine Kraftmaschinenabdeckung umfasst, wobei die Platte entlang der unteren Polsterauflage angeordnet ist und derart ausgelegt ist, dass sie eine Abdeckungsaufnahmeöffnung darin umfasst, und die Kraftmaschinenabdeckung in der Abdeckungsaufnahmeöffnung zwischen der Wärmekraftmaschine und der Polsterabdeckung angeordnet ist.
Insassenstütze nach Anspruch 3, wobei die thermoelektrische Einheit ferner einen zusätzlichen Wärmeleitstreifen umfasst, der von der Wärmekraftmaschine beabstandet ist, so dass die Kraftmaschinenabdeckung zwischen dem zusätzlichen Wärmeleitstreifen und der Wärmekraftmaschine angeordnet ist und sich der zusätzliche Wärmeleitstreifen zwischen dem ersten Arm des flexiblen Wärmeleitstreifens und dem zweiten Arm des flexiblen Wärmeleitstreifens erstreckt und diese verbindet; und/oder wobei sich der erste Arm zwischen der Platte und der Kraftmaschinenabdeckung in einem Winkel erstreckt und der Winkel zwischen ungefähr 30 Grad und ungefähr 65 Grad beträgt.
Insassenstütze nach Anspruch 4, wobei der Winkel ungefähr 65 Grad beträgt.
Insassenstütze nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, wobei der erste Arm und der zweite Arm derart ausgebildet sind, dass sie eine Vielzahl von Bogenrändern umfassen.
Insassenstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polsterabdeckung eine Vielzahl von wärmeleitenden Partikeln umfasst.
Insassenstütze nach Anspruch 7, wobei die Polsterabdeckung einen Schaumstoff umfasst und die Vielzahl von wärmeleitenden Partikeln in dem Schaumstoff eingebettet ist; und/oder wobei die Polsterabdeckung ein Gel umfasst und die Vielzahl von wärmeleitenden Partikeln in dem Gel suspendiert ist.
Insassenstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polster einen Schaumstoff und eine Vielzahl von in dem Schaumstoff eingebetteten wärmeleitenden Partikeln umfasst.
Insassenstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die thermoelektrische Einheit ferner einen Wärmetauscher umfasst, der mit der Wärmekraftmaschine gekoppelt ist, wobei der Wärmetauscher eine Wärmesenke und ein Gebläse umfasst, wobei die Wärmesenke mit der Wärmekraftmaschine gekoppelt ist, so dass die Wärmekraftmaschine zwischen der Wärmesenke und dem flexiblen Wärmeleitstreifen angeordnet ist, und das Gebläse mit einer Querseite der Wärmesenke gekoppelt ist.
Insassenstütze nach Anspruch 10, wobei die Wärmekraftmaschine eine thermoelektrische Vorrichtung, ein Stützgehäuse und einen Thermotransferblock umfasst, wobei die thermoelektrische Vorrichtung derart ausgelegt ist, dass sie als Antwort auf ein Empfangen elektrischer Energie selektiv ein Heizen und Kühlen bereitstellt, wobei das Stützgehäuse um die thermoelektrische Vorrichtung angeordnet ist, und der Thermotransferblock mit der thermoelektrischen Vorrichtung und dem flexiblen Wärmeleitstreifen gekoppelt ist.
Insassenstütze nach Anspruch 11, wobei der Thermotransferblock ein metallisches Material umfasst und sich über dem Stützgehäuse und der thermoelektrischen Vorrichtung erstreckt; und/oder wobei die thermoelektrische Einheit ferner eine wärmeleitende Schnittstelle umfasst, die zwischen dem Thermotransferblock und dem flexiblen Wärmeleitstreifen, zwischen dem Thermotransferblock und der thermoelektrischen Vorrichtung, und zwischen der thermoelektrischen Vorrichtung und der Wärmesenke angeordnet ist; und/oder wobei der flexible Wärmeleitstreifen kontinuierlich ist und der flexible Wärmeleitstreifen mit dem Thermotransferblock verbunden ist.
Insassenstütze nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei das Polster eine untere Polsterauflage und eine obere Polsterauflage umfasst, wobei die untere Polsterauflage von der Polsterabdeckung beabstandet ist, so dass die obere Polsterauflage zwischen der unteren Polsterauflage und der Polsterabdeckung angeordnet ist, die thermoelektrische Einheit in der unteren Polsterauflage angeordnet ist, die obere Polsterauflage zwischen der thermoelektrischen Einheit und der Polsterabdeckung angeordnet ist, die untere Polsterauflage derart ausgebildet ist, dass sie einen ersten Durchgang, der mit dem Gebläse in Fluidkommunikation steht, und einen zweiten Durchgang, der mit der Wärmesenke in Fluidkommunikation steht, umfasst, und der erste Durchgang von dem zweiten Durchgang beabstandet ist.
Insassenstütze nach Anspruch 13, wobei die Insassenstütze derart ausgebildet ist, dass sie einen Hohlraum definiert, der von der thermoelektrischen Einheit beabstandet ist, wobei der Hohlraum mit dem ersten Durchgang und dem zweiten Durchgang in Fluidkommunikation steht, und die Insassenstütze ferner eine Teilungseinrichtung umfasst, die in dem Hohlraum angeordnet ist, um eine Fluidkommunikation zwischen dem ersten Durchgang und dem zweiten Durchgang über den Hohlraum zu blockieren; und/oder wobei die obere Polsterauflage einen Schaumstoff und eine Vielzahl von in dem Schaumstoff eingebetteten wärmeleitenden Partikeln umfasst.
Insassenstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine andere thermoelektrische Einheit umfasst, die in dem Polster angeordnet ist, und die thermoelektrische Einheit von der anderen thermoelektrischen Einheit seitlich beabstandet ist.