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Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit einem Heizelement nach Anspruch 11.
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Es ist aus der
DE 196 54 370 C5 ein Heizsystem für Fahrzeuge bekannt, welches im Bereich der Rückenlehnen von Fahrzeugsitzen Luftdüsen zum Umströmen des Kopf-, Nacken- und Schulterbereichs der sitzenden Person mit Warmluft vorsieht. Dieses Luftdüsen stoßen hierzu durch einen Verbrennungsmotor erzeugte Abwärme erwärmte Luft aus. Folglich ist ein wenig effizienter sehr stark erhitzender Motor für solch ein System notwendig. Es ist nicht geeignet, um bei Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, deren Motoren im Vergleich zu Verbrennungsmotoren nur geringe Abwärme produzieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizung für Fahrzeuginsassen bereitzustellen, die zum einen energiesparend und zum anderen unabhängig von einer Motorabwärme ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Erfinderische Weiterbildungen und Alternativen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
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Ein Heizelement für ein Fahrzeug, wobei das Heizelement innerhalb eines Personenraums angeordnet ist, und mit einem aktiven Bereich auf Insassen gerichtet ist. Der aktive Bereich strahlt Infrarotstrahlung ab. Die Infrarotstrahlung wirkt auf den Insassen, so dass die Oberflächen der bestrahlten Körperpartien erwärmt werden. Dadurch wird vorteilhafterweise gegenüber einer auf Konvektion oder einem warmen Luftstrom basierenden Heizung für den Innenraum ein energiesparendes Heizelement bereitgestellt, welches unabhängig von der Motorabwärme den Insassen aufwärmt.
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Der aktive Bereich kann als vorteilhafte Fläche ausgebildet sein. Die Fläche ist dem Insassen zugewandt. Die Fläche strahlt vorzugsweise über ihre ganze Erstreckung Infrarotstrahlung ab. Der Insasse wird hierdurch großflächig bestrahlt.
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Es kann von Vorteil sein, dass eine im Bereich der Infrarotstrahlungswellenlänge strahlende Lampe, eine LED und/oder eine Glühwendel vorgesehen ist, die in dem Heizelement im aktiven Bereich angeordnet sein können. Dadurch kann eine intensive Infrarotstrahlung ausgesendet werden. Das Heizelement wird erwärmt, beispielsweise auch durch einen Heizdraht, eine Heizfolie oder dergleichen stromleitendes Material, und heizt eine Oberfläche mit einem guten Emissionsfaktor auf, der insbesondere größer 0,7, bevorzugt größer 0,8 ist, die dann Infrarotlicht abstrahlt.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Heizelement an einem Fahrzeugsitz angebracht werden. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse direkt angestrahlt werden. Das Heizelement kann in dem Polster oder dem Rahmen des Sitzes integriert sein. Es kann alternativ als separates Element auf der Sitzoberfläche angebracht werden.
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Bevorzugt ist das Heizelement an der Rückenlehne und/oder in der Kopfstütze angeordnet. Es kann auch in der Rückenlehne und/oder der Kopfstütze angeordnet sein, wobei es an der Oberfläche der Polsterung der Rückenlehne den aktiven Bereich aufweist.
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Ferner kann das Heizelement zwischen der Rückenlehne und der Kopfstütze angeordnet sein, wobei es insbesondere an Verbindungsstreben und/oder einer Oberkante der Rückenlehne und/oder einer Unterkante der Kopfstütze befestigt sein kann.
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Das Heizelement kann auf den Bereich des Nackens und/oder des Kopfs des Insassen gerichtet werden. Hierdurch kann ein besonders wärmeempfindlicher Bereich des Körpers mit Infrarotstrahlung bestrahlt werden, wobei ein hohes Wärmeempfinden ausgelöst wird. Dies kann durch verhältnismäßig wenig Energie erreicht werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der aktive Bereich wenigstens zwei Abschnitte aufweist, die bezüglich eines weiteren dazwischenliegenden Abschnitts einander zugewandt sind. Hierdurch kann die Infrarotstrahlung in eine gemeinsame Richtung gesendet und gebündelt werden. Insbesondere wird die Infrarotstrahlung durch Abschnitte des aktiven Bereichs fokussiert, wobei der Fokus insbesondere auf oder in dem Insassen liegt. Im Bereich des Focus wird eine besonders hohe Wärmeenergie bereitgestellt, so dass eine hohe Wirkung bei geringem Energieeinsatz erreicht wird.
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Ein sehr effizientes Heizelement ist bereitgestellt, wenn der aktive Bereich in etwa eine Körperform nachbildet. Dadurch kann der entsprechende Körperbereich des Insassen großflächig durch Infrarotstrahlung erwärmt werden.
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Weiterhin weist der aktive Bereich geschwungene und/oder gerade Abschnitte auf, die eine Ausrichtung des aktiven Bereichs auf den Insassen zulässt. Insbesondere können äußere Bereiche geschwungen sein.
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Es können Abschnitte des aktiven Bereichs verstellbar, beispielsweise mittels Gelenken verschwenkbar, ausgeführt werden, sodass ihre Strahlrichtung veränderbar ist. Die Infrarotstrahlung kann so individuell auf den Insassen eingestellt werden.
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Vorzugsweise kann ein Fahrzeug mit einem Infrarotstrahlung aussendenden Heizelement ausgestattet sein, wobei mit Infrarotstrahlung besonders effizient ein Cabrioinsasse erwärmt werden kann. Ein warmer Luftstrom würde bei offenem Verdeck durch kalte Luft verwirbelt werden, während die Infrarotstrahlung der aktiven Fläche gegenüber Luftströmungen unempfindlich ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 ein Fahrzeug mit einem Infrarotstrahlung aussendenden Heizelement,
- 2 ein Fahrzeugsitz mit einem Heizelement zischen Kopfstütze und Rückenlehne,
- 3 ein Fahrzeugsitz mit einem Heizelement in der Kopfstütze, und
- 4 eine Sitzschale mit zwei Heizelementen im Nackenbereich.
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1 stellt ein Heizelement 10 für ein Fahrzeug 12 dar. Das Heizelement 10 ist innerhalb eines Personenraums 14 des Fahrzeugs 12 angeordnet. Das Heizelement 10 weist einen aktiven Bereich 16 auf, der auf einen Insassen 15 gerichtet ist. Der aktive Bereich 16 strahlt Infrarotstrahlung 18 ab, die auf die Oberfläche des Körpers des Insassen 15 trifft und diese erwärmt. Dadurch wird eine durch einen warmen Luftstrom oder durch Konvektion betriebene Heizung ersetzt. Es kann eine Mehrzahl an Heizelementen 10 vorgesehen werden, wobei die Heizelemente 10 an der Innenwand des Personenraums 14 und/oder an einem Fahrzeugsitz 20 angebracht werden können. Beispielsweise kann die Strahlung direkt von der Decke des Innenraums 14 auf den Kopf des Insassen 15 gestrahlt werden. Insbesondere kann das Heizelement 10 im Bereich der Rückenlehne 22 oder Kopfstütze 23 des Fahrzeugsitzes 20 angebracht werden, sodass die Infrarotstrahlung 18 auf den Kopf- und Nackenbereich 13 des Insassen 15 auftrifft. Es ist auch denkbar, solch ein Heizelement 10 ergänzend oder alternativ an dem Armaturenbrett oder den Türen anzubringen.
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Vorzugsweise ist der aktive Bereich 16 als aktive Fläche 16 ausgebildet, sodass die Infrarotstrahlung 18 flächig ausgesendet wird. Dadurch wird eine Fläche auf dem Körper des Insassen 15 bestrahlt. Die Infrarotstrahlung 18 kann durch eine strahlende Lampe, eine LED und/oder eine Glühwendel erzeugt werden, die im Bereich der Infrarotstrahlungswellenlänge ein insbesondere kontinuierliches bzw. diskretes Spektrum aussenden. Das Heizelement 10 wird erwärmt, beispielsweise auch durch einen, insbesondere eingebetteten Heizdraht, eine Heizfolie, die selbstverständlich ebenfalls in das Heizelement eingelassen bzw. von dessen Material umgeben sein kann, oder dergleichen stromleitendes Material, und seine aktiven Flächen 16 weisen eine beheizte Oberfläche mit einem guten Emissionsfaktor auf, der insbesondere größer 0,7, bevorzugt größer 0,8 ist, die dann Infrarotlicht abstrah lt.
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2 zeigt eine Ausführungsform eines Sitzes 20 mit einer Rückenlehne 22 die von der Kopfstütze 23 separiert ist. Das Heizelement 10 ist zwischen der Kopfstütze 23 und der Rückenlehne 22 angeordnet. Dabei weist das Heizelement zwei äußere Abschnitte 24 auf und ein zwischen den äußeren Abschnitten 24 liegenden mittleren Abschnitt 26 auf. Die Abschnitte 24, 26 sind mit den aktiven Flächen 16 dem Insassen 15 zugewandt. Dabei sind die äußeren Abschnitte 24 derart zu dem Insassen 15 gebogen, dass das Heizelement 10 U-förmig ist. Das Heizelement 10 ist hierbei in der Horizontalen bezüglich der aufrechten Sitzposition langgestreckt. Die Abschnitte 24, 26 können durch gerade Flächen ausgebildet werden, so dass an Übergangsbereichen zwischen den Abschnitten 24, 26 Knicke vorhanden sind. Alternativ können die Abschnitte 24, 26 durch gebogene Flächen gebildet werden, so dass keine Knicke vorhanden sind. Das zwischen Kopfstütze 23 und Rückenlehne 22 angebrachte Heizelement 10, kann bei der Verstellung der Kopfstütze 23 entweder mit der Unterkante der Kopfstütze 23 wandern oder an der Oberkante der Rückenlehne 22 fixiert bleiben. Es kann auch eine von Oberkante der Rückenlehne 22 und von der Unterkante der Kopfstütze 23 unabhängige Position einnehmen. Das Heizelement 10 kann an einer Strebe oder mehreren Streben zwischen der Kopfstütze 23 und der Rückenlehne 22 angebracht werden.
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Durch die gebogenen Endabschnitte 24 des Heizelements 10 kann die Infrarotstrahlung 18 des aktiven Bereichs 26 gebündelt oder gar fokussiert werden. Der Fokus kann insbesondere auf oder in dem Insassen 15 liegen und eine hohe Energiekonzentration erzeugen. Der aktive Bereich 16 kann in etwa eine Körperform nachbilden, wobei insbesondere der Nackenbereich nachgebildet werden kann. Bevorzugt können Abschnitte 24, 26 des aktiven Bereichs verstellbar sein, sodass ihre Strahlrichtung verstellbar ist.
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3 offenbart ein Heizelement 10, welches in der Kopfstütze 23 angeordnet ist. Es ist hierbei in der Polsterung der Kopfstütze 23 versenkt und weist eine aktive Fläche 16 bündig mit Oberfläche der Polsterung auf. Es könnte auch eine Polsterung die aktive Fläche 16 überdecken, die durchlässig ist für Infrarotstrahlung 18. Die aktive Fläche 16 weist eine trapezförmige Kontur auf.
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4 zeigt einen Fahrzeugsitz 20, der als Sitzschale ausgeführt ist. Im Kopf- und Nackenbreich der Sitzschale ist das Heizelement durch zwei aktive Flächen 16 ausgestaltet, die auf der Oberfläche der Sitzschale angeordnet sind. Es sind zwei streifenförmige Flächen 16 vorgesehen, die sich in horizontaler Richtung erstrecken. Alternativ oder ergänzend können auch vertikale, kreisförmige, sternförmige oder sonstige beliebige Flächen 16 vorgesehen werden. Ebenso kann die Anzahl der Flächen von eins bis 10000 variieren. Die Flächen 16 der Sitzschale können durch eine Polsterung überzogen werden, die vorzugsweise infrarotdurchlässig ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Heizelement
- 12
- Fahrzeug
- 14
- Personenraums
- 13
- Kopf, Nacken
- 15
- Insasse
- 16
- Bereich
- 18
- Infrarotstrahlung
- 20
- Fahrzeugsitz
- 22
- Rückenlehne
- 23
- Kopfstütze
- 24
- Abschnitt
- 26
- Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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