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Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für ein Fahrzeug zur Abgabe von Wärmestrahlung in einen Innenraum des Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Heizsystem.
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Zur Verbesserung der Effizienz und des Komforts eines Heizungssystems in einem Fahrzeug können Strahlungsheizungen eingesetzt werden. Aufgrund der dabei hohen erforderlichen Temperaturen eines Heizelements zur Erzeugung der Wärmeenergie ist neben dem Heizelement selbst eine bedeckende Schicht notwendig, die eine Verbrennung bei Berührung ausschließt. Strahlungsheizungen sind grundsätzlich im Stand der Technik bekannt:
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Die
US 2017/0080779 A1 betrifft ein Heizsystem für ein Fahrzeug, wobei das Heizsystem in dem Fahrzeug angeordnet ist, um einem Insassen des Fahrzeugs Wärme zuzuführen. Das Heizsystem umfasst eine Heizung zum berührungslosen Heizen, wobei Strahlungswärme abgegeben wird, eine Heizung für Kontaktheizung, und eine Steuervorrichtung, die den Betrieb der Heizung für die Kontaktheizung und der Heizung für die berührungslose Heizung steuert, wobei die Steuervorrichtung eine von der Heizung für die Kontaktheizung bereitgestellte Heizleistung und eine von der Heizung bereitgestellte Heizleistung für die berührungslose Heizung einstellt und die Vorgänge steuert, die umschaltbar sind zwischen einem berührungslosen Heizprioritätsmodus, um die Heizleistung der Heizung für die berührungslose Heizung größer zu machen als die Heizleistung der Heizung für die Kontaktheizung und einem Kontaktheiz-Prioritätsmodus, um die Heizleistung des Heizgeräts für die Kontaktheizung größer zu machen als die Heizleistung des Heizgeräts für die berührungslose Heizung.
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Die
DE 10 2011 112 757 A1 betrifft ferner ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug das umfasst: Eine Heizeinrichtung, die als eine Wärmequelle zum Erzeugen von Strahlungswärme dient, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen; und ein Außenelement, das auf einer Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung angeordnet ist, wobei vorausgesetzt, dass die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements K' [W/(m2·K)] ist, die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m2·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung Th [K] ist, K' derart festgelegt wird, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heizsystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches modular montiert werden kann und durch Strahlungswärme angenehmen Komfort im Fahrzeuginnenraum schafft.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Heizsystem für ein Fahrzeug zur Abgabe von Wärmestrahlung in einen Innenraum des Fahrzeugs, aufweisend eine Trägerstruktur, ein an der Trägerstruktur angeordnetes Heizelement zur Erzeugung von Wärmestrahlung, und eine Isolationsschicht zum Isolieren der vom Heizelement erzeugten Wärme gegenüber der vom Innenraum des Fahrzeugs abzuwendenden Seite des Heizsystems, wobei das Heizsystem eine Fußraumabdeckung ist.
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Bevorzugt ist das Heizelement als Schicht ausgebildet und bildet mit der Trägerstruktur und der Isolationsschicht einen Schichtaufbau.
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Vorteilhaft kann das Heizsystem ein separiertes Bauteil sein, welches in das Fahrzeuginterieur integriert werden kann. Die Trägerstruktur bildet dabei eine mechanisch tragende Grundstruktur aus, um weitere Schichten mechanisch aufnehmen zu können. Unter den weiteren Schichten befindet sich insbesondere die Isolationsschicht und eine Schicht mit dem Heizelement. Dies erlaubt vorteilhaft den Einsatz effizienter Maßnahmen zur Energieeinsparung (und damit ein Reichweitengewinn insbesondere bei Elektrofahrzeugen), sowie eine Komfortsteigerung für den Kunden. Eine Fußraumabdeckung kann damit mit der zusätzlichen Funktionalität einer Strahlungsheizung ausgestattet werden.
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Es erfolgt somit ein geeigneter Aufbau und Integration einer Strahlungsheizung in den Fußraum eines Kraftfahrzeugs unter gegebenem/ angespanntem Bauraum mittels einer funktionalisierten Fußraumabdeckung unter Berücksichtigung notwendiger Durchlässe und sonstiger sicherheitsrelevanter Anforderungen bei gleichermaßen geringem Gesamtgewicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Trägerstruktur als eine Gitterstruktur ausgebildet. Die Struktur des Grundträgers kann als Gitterstruktur in Form von Segmenten unterteilt werden. Dadurch kann eine ausreichende Steifigkeit bei gleichermaßen geringem Gewicht erreicht werden. Ist der Grundträger dabei als eine solche Gitterstruktur aufgebaut, kann ein geringeres Gewicht (und damit auch eine niedrige Wärmekapazität) erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Trägerstruktur durch einen Durchbruch unterbrochen. Hiermit können beispielsweise Luftausströmer/ Luftansaugungen, Ausschnitte für Licht, OBD2, etc. zu berücksichtigt werden. Ein oder mehrere dieser Durchbrüche können in der Trägerstruktur berücksichtigt werden und den Schichtaufbau mittels eines Rahmensegments davon abtrennen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Durchbruch ein Luftauslass. Durch den Ausschnitt in der Trägerstruktur, dem Heizelement und wenn verwendet der Dekorschicht kann Luft passieren.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Heizsystem weiterhin eine Dekorschicht auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Dekorschicht einen Umbug auf, der in den Durchbruch hineinragt. Die Dekorschicht kann auch als Oberware ausgeführt sein, beispielsweise ein Textil umfassen oder aus Folie gefertigt sein, und aus dem Material PE, PP, Baumwolle (Textil), PVC, TPO, PP, PE, oder Ähnliches sein. Die Dekorschicht dient insbesondere dazu, einen direkten Kontakt des Heizelements mit einem Körperteil zu verhindern, um Verbrennungen am Körperteil zu vermeiden. Außerdem kann die Dekorschicht zu Innenraumgestaltung passend ausgebildet sein, um einen designtechnisch fließenden Übergang von weiteren Innenbauelementen zum Heizsystem zu ermöglichen. Das Dekor kann dabei über das Heizelement und über die Trägerstruktur kaschiert werden, ebenso kann das Dekor innerhalb des Ausschnitts umgebugt und verklebt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Trägerstruktur ein Spritzgussbauteil (mit Material beispielsweise aus PP, oder PC, oder ABS), welches Befestigungselemente wie Clipse, Haken, oder Schraubdome aufweist, sodass das Heizsystem an ein weiteres bestehendes Bauteil im Fahrzeuginnenraum permanent, optional reversibel lösbar, befestigt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Trägerstruktur eine durchgehende Oberfläche auf.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Heizsystem wie oben und im Folgenden beschrieben.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet das Heizsystem eine Fußraumabdeckung unter einer Instrumententafel des Fahrzeugs aus.
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Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Fahrzeugs ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Heizsystem vorstehend gemachten Ausführungen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1: Einen Ausschnitt eines Heizsystems aus der Oberansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2: Eine Ausführung in Schnittansicht des Heizsystems der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 3: Eine Ausführung in Schnittansicht des Heizsystems der 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 4: Fixierelemente an einem Heizsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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1 zeigt ein Heizsystem für ein Fahrzeug zur Abgabe von Wärmestrahlung in einen Innenraum des Fahrzeugs. Das Heizsystem ist eine im Vergleich zu einer konventionellen eine umgestaltete Fußraumabdeckung unter einer Instrumententafel des Fahrzeugs zur Funktionalisierung mit Strahlungsheizung. Das Heizsystem weist eine Kunststoff-Trägerstruktur 1 in Gitterstruktur auf, welche durch Spritzgussverfahren hergestellt ist. An geeigneter bzw. notwendiger Stelle ist die Trägerstruktur 1 durch einen Durchbruch 7 für den Auslass von Lüftungsluft in den Innenraum des Fahrzeugs unterbrochen. Für den Ausschnitt des Luftauslasses ist ein Rahmensegment innerhalb der Kunststoff-Trägerstruktur 1 vorhanden, das ein Umbug der Dekorschicht 9 ermöglicht. Zum Durchbruch 7 hin führen Luftleitungskanäle, die in die Kunststoff-Trägerstruktur 1 integriert sind, das heißt beim Spritzgießen bereits mit gefertigt wurden. Das Heizsystem der 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur im oberen Bereich gezeichnet dargestellt. Die Gitterstruktur der Kunststoff-Trägerstruktur 1 dehnt sich weiter nach unten in der Zeichenebene aus.
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2 zeigt den Schnitt A-A des Heizsystems, wie in 1 angedeutet. Ein an der Trägerstruktur 1 angeordnetes Heizelement 3 mit Heizlitzen auf Vliesstoff dient zur Erzeugung von Wärmestrahlung für den Fahrzeuginnenraum (in der Zeichenebene wird die Wärmestrahlung nach unten durch eine Dekorschicht 9 abgegeben), eine Isolationsschicht 5 verhindert jedoch einen signifikanten Fluss der vom Heizelement 3 erzeugten Wärme zu der vom Innenraum des Fahrzeugs abgewandten Seite des Heizsystems. Die Dekorschicht 9 verhindert bei Kontakt mit dem aktiven Heizsystem Verbrennungen einer Person. Die Dekorschicht 9 verläuft außerdem bereichsweise in einen Durchbruch 7 hinein, der als Luftauslass dient. Im Bereich des Durchbruchs 7 sind die Trägerstruktur 1 sowie das Heizelement 3 unterbrochen. Die Isolationsschicht 5 und das Heizelement 3 sind durch eine an der Trägerstruktur 1 angeordnete Spritzgussstruktur getrennt. Dadurch entstehen am Heizelement 3 bei mechanischer Beanspruchung geringere Verformungen, wodurch dieses vor Beschädigungen geschützt wird.
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3 zeigt wiederum einen Aufbau des Heizsystems im Schnitt A-A, wie in 1 angedeutet, jedoch hierbei in einem alternativen Aufbau. Die Dekorschicht 9 wird dabei über das Heizelement 3 und über die Trägerstruktur 1 kaschiert, ebenso wird die Dekorschicht 9 innerhalb des Durchbruchs 7 umgebugt und verklebt. Durch den Durchbruch 7 in der Trägerstruktur 1, im Heizelement 3 und in der Dekorschicht 9 kann Luft passieren. Anders als in 2 sind jedoch die Isolationsschicht 5 und das Heizelement 3 nicht durch eine an der Trägerstruktur 1 angeordnete Spritzgussstruktur getrennt.
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4 zeigt aus der Seitenansicht ein Heizsystem mit einer als Spritzgussbauteil ausgebildeten Trägerstruktur 1, welche Befestigungselemente 13 aufweist, sodass das Heizsystem an ein weiteres bestehendes Bauteil im Fahrzeuginnenraum permanent, optional reversibel lösbar, befestigt werden kann. In einem ersten Montageschritt kann über die rechte Einhängung das Heizsystem an einer Befestigungsstelle an der Instrumententafel des Fahrzeugs eingehängt werden, in einem zweiten Schritt senkrecht zur Ebene der Trägerstruktur 1 verclipst werden. Zusätzlich können Schrauben den Aufbau fixieren. Damit ist das Heizsystem montiert und durch die Zentrierungen positionsgenau.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0080779 A1 [0003]
- DE 102011112757 A1 [0004]
