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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Luftverteilungsstruktur, insbesondere
zur Verwendung an bzw. in einem Polster- bzw. Innenverkleidungselement
einer Kraftfahrzeuginnenausstattung.
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Zur
Klimatisierung von Oberflächen
können diese
mit Belüftungseinrichtungen
ausgestattet sein. Hierbei kann bspw. ein Luftstrom durch eine Oberfläche hindurch
nach außen,
bspw. zum Heizen oder Kühlen
einer Oberfläche
erfolgen. Zudem kann bspw. Feuchtigkeit, bspw. Transpirationsfeuchte,
von einer Oberfläche
oder einer Oberflächenschicht
mittels einer Luftströmung
entfernt werden. Für
die Funktion einer derartigen Belüftungsvorrichtung muss zum
einen die zu klimatisierende Oberfläche bzw. Oberflächenschicht
luftdurchlässig
gestaltet sein, um einen Luft- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen
der Außenseite
der Oberfläche
und ihrer Innenseite und somit der Belüftungsvorrichtung zu ermöglichen.
Andererseits ist insbesondere eine optimale Luftverteilung parallel
zu der zu klimatisierenden Oberfläche vonnöten, um eine gleichmäßige Luftverteilung über die
gesamte zu klimatisierende Fläche
zu erreichen, und um einen möglichst
schnellen und effektiven Abtransport von Feuchtigkeit zu gewährleisten.
Zudem sollen trotz Durchlüftung
einer Oberfläche
eines Bauteils dessen sonstige Eigenschaften, insbesondere Materialeigenschaften,
so weit als möglich
erhalten bleiben, um seine jeweiligen Funktionen optimal erfüllen zu
können.
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Bislang
werden Oberflächen,
die eine gewisse Flexibilität
und Elastizität
aufweisen müssen,
wie bspw. Polster- bzw. Innenverkleidungselemente einer Kraftfahrzeuginnenausstattung,
bspw. Fahrzeugsitze, häufig
mittels textiler Abstandsgewirke belüftet. Derartige textile Distanzmedien
werden in einem Wirkprozess mit anschließender thermischer Fixierung
hergestellt. Sie weisen zwar eine Elastizität auf, die sie als Polstermaterial
bzw. zur Verwendung in Kombination mit einem Polstermaterial geeignet
machen, sind jedoch nicht verformungsstabil und insbesondere nach
Druck- und Temperatureinwirkung verbleibt an ihnen ein großer Verformungsrest.
Die Stauchhärte
des Gewirkes ist nicht hoch, so dass mit einer Druckeinwirkung eine
starke Verformung sowie eine Einengung des Kanalquerschnitts mit
Verminderung der Durchlüftungseigenschaften
einhergehen. Da das Material bei Belastung dazu neigt, durch Abknicken
der Polfäden
zur Seite zu kippen, bietet es insbesondere bei der Verwendung auf
Fahrzeugsitzen ein undefiniertes, schwammiges Sitzgefühl. Andererseits
ist die Flexibilität derartiger
Abstandsgewirke unzureichend für
eine Abbildung definierter Kantenprofile an Oberflächen; enge
Profilkrümmungen
sind nicht darstellbar. Zudem bieten derartige Gewirke einen relativ
hohen Widerstand für
Luftströmungen
parallel zur Oberfläche,
die Luftverteilung parallel zur Oberfläche ist für eine optimale Klimatisierung
der Oberfläche
unzureichend.
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Alternativ
werden, wie bspw. in der
DE
103 26 446 A1 oder WO 2004/082969 A2 gezeigt, sog. Spiralstrukturmatten
zur Luftverteilung in Oberflächenschichten
eingesetzt. Spiralstrukturmatten bestehen aus einem Trägermaterial,
auf dem ein bis mehrere spiralförmige
Federn in Längsrichtung
befestigt sind. Diese bilden im Wesentlichen parallel zueinander
oder sternförmig
angeordnete Hohlräume aus,
innerhalb derer eine ungestörte
Luftverteilung erfolgen kann. Derartige Matten sind aufwändig in der
Herstellung und erlauben zudem nur eine Luftverteilung in Längsrichtung
der Spiralen; quer zu den Spiralen ist die Luftverteilung unzureichend.
Die Anpassung an eng gekrümmte
Oberflächenverläufe sowie
der Erhalt der mechanischen Eigenschaften der Oberfläche des
zu belüftenden
Bauteils sind mit Spiralstrukturmatten häufig nicht durchführbar.
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In
der
US 3 681 797 ist
ein Deckmaterial für ein
Sitzfläche,
bspw. einer Couch oder eines Sessels offenbart, das eine Vielzahl
von Luftkanälen
aufweist, die an Druckluft oder an ein Vakuum angeschlossen sein
können.
An der Oberfläche
weist dieses Material Öffnungen
für einen
Luftdurchtritt nach außen
bzw. nach innen auf. Der Aufbau dieses Materials ist relativ komplex
aus mehreren Schichten mit jeweils unterschiedlichen Strukturen,
bspw. Waffel-, Lamellen- oder Röhrenstrukturen.
Insbesondere durch die zugrunde liegende Röhrenstruktur erfolgt eine schnelle Luftverteilung
nur in eine Richtung parallel zur Oberfläche. Eine ähnliche Struktur ist in der
US 3 030 145 offenbart.
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Die
US 1 982 516 und die
DE 41 35 364 A1 offenbaren
ein ähnliches
Prinzip zur Belüftung
von Sitzflächen
durch Noppenmatten, die mit den Noppen nach außen weisend auf der Sitzoberfläche aufliegen
und nach außen
bzw. zur Seite luftdurchlässig bzw.
offen gestaltet sind. Der vom Polsterkern des Sitzes abgewandte
Raum zwischen den Noppen wird in diesen Matten durch Diffusion belüftet; eine
aktive Belüftung
durch die Verbindung des Zwischenraums mit einer Belüftungseinrichtung
ist nicht vorgesehen. Eine Abschirmung der Noppenstruktur von der
Sitzoberfläche
erfolgt lediglich durch eine dünne
Bezugsschicht, so dass diese Struktur von außen fühlbar und zumindest direkt
nach Druckbelastung auch sichtbar ist. Eine Integration weiterer
Funktionen, bspw. einer Heizung, in derartige Matten ist nicht vorgesehen.
Vielmehr sind die beschriebenen Noppenmatten als einfach Sitzauflagen
anzusehen, die nur wenige Anforderungen bezüglich Anpassungsfähigkeit
und Integrationsfähigkeit
an bestehende Komfortsitzsysteme erfüllen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Luftverteilungsstruktur,
insbesondere zur Verwendung an bzw. in einem Polster- bzw. Innenverkleidungselement
einer Kraftfahrzeuginnenausstattung zur Verfügung zu stellen, die bei einfachem und
kostengünstigem
Aufbau eine schnelle und gleichmäßige Luftverteilung über die
gesamte zu klimatisierende Fläche
hinweg gewährleistet,
und dabei gute bis sehr gute dauerelastische Eigenschaften hinsichtlich
Formstabilität
und Druckresistenz sowie eine möglichst
große
Anpassungsfähigkeit
an unterschiedliche Oberflächenformen
aufweist. Die Integration in bestehende Komfortoberflächensysteme,
die bspw. Oberflächenheizungen
aufweisen, soll auf einfach Weise möglich sein.
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Dieses
Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs
erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Eine
Luftverteilungsstruktur, insbesondere für eine Fahrzeuginnenausstattung,
gemäß Anspruch
1 weist wenigstens zwei übereinander
angeordnete Schichten auf, zwischen denen wenigstens ein Luft führender
Hohlraum ausgebildet ist, der sich gleichmäßig über die zu klimatisierende
Fläche
verteilt.
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Der
wenigstens eine Luft führende
Hohlraum wird erfindungsgemäß durch
mehrere steife oder zumindest teilweise elastische Abstandselemente
gebildet, die zwischen wenigstens zwei umgebenden Schichten angeordnet
sind.
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Die
umgebenden Schichten sind vorzugsweise mechanisch flexibel und/oder
elastisch. Sie weisen bevorzugt eine textile und/oder folienartige und/oder
geschäumte
Struktur auf.
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Zumindest
eine auf der dem Kern des zu klimatisierenden Bauteils zugewandten
Seite der Abstandselemente angeordnete Schicht ist vorzugsweise
weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässig. Diese Trennschicht dient
der Abschirmung des Innenbereichs des Bauteils, bspw. des Polsterkerns
eines Kraftfahrzeugsitzes, von der von außen einwirkenden Umgebungsfeuchtigkeit,
bspw. Transpirationsfeuchtigkeit. Die Funktion der Klimatisierungsvorrichtung,
insbesondere der gezielte zur Seite gerichtete Abtransport von Feuchtigkeit,
wird hierdurch gewährleistet.
Bevorzugt weist die dem Inneren des Bauteils zugewandte Schicht
dasselbe Material auf wie das Innere des Bauteils; insbesondere
bestehen die Schicht und der Bauteilkern aus Polyurethan (PUR).
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Die
wenigstens eine auf der dem Bauteilkern abgewandten Seite der Abstandselemente
angeordnete Schicht ist vorzugsweise in paralleler Richtung zur
Oberfläche
des Bauteils weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässig, und
senkrecht zur Oberfläche
des Bauteils luft- und feuchtigkeitsdurchlässig. Hierzu kann eine derartige
Schicht bspw. perforiert oder anderweitig unterbrochen sein. Bevorzugt kommt
ein luftdurchlässiges
textiles Gewebe oder eine perforierte, geschlitzte oder anderweitig
durchbrochene Folie oder eine perforierte, geschlitzte oder anderweitig
durchbrochene Platte zur Verwendung. Die Durchlässigkeit für Luft und Feuchtigkeit gewährleistet
einen Transport von Wärme
und/oder Feuchtigkeit von der Oberfläche des zu klimatisierenden Bauteils
in den wenigstens einen Luft führenden Hohlraum
der erfindungsgemäßen Luftverteilungsstruktur
sowie ein mögliches
Ausströmen
von Luft durch die Oberfläche
nach außen.
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Zwischen
wenigstens einer auf der dem Kern des zu klimatisierenden Bauteils
zugewandten Seite der Abstandselemente angeordneten Schicht und wenigstens
einer auf der dem Kern des zu klimatisierenden Bauteils abgewandten
Seite der Abstandselemente angeordneten Schicht sind erfindungsgemäß mehrere
Abstandselemente angeordnet, die wenigstens einen gleichmäßig über die
gesamte zu klimatisierende Hohlraum ausbilden.
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Die
Abstandselemente können
von den umgebenden Schichten unabhängige, beispielsweise kugel-,
zylinder-, quaderförmige
oder anders geformte dreidimensionale Körper sein. Diese können bspw. aus
festem Kunststoff, elastischem oder teilelastischem Kunststoff,
Gummi, Formschaumstoff, oder ähnlichem
bestehen.
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Die
Abstandselemente sind erfindungsgemäß regelmäßig zwischen den sie umgebenden Schichten
angeordnet. Bevorzugt sind die Abstandselemente in regelmäßigen Abständen einschichtig über die
Gesamtfläche
einer zu belüftenden
Oberfläche
verteilt. Alternativ können
mehrere Schichten derartiger Abstandselemente übereinander angeordnet sein.
In diesem Fall können
wiederum weitere Schichten textilen, folienarti gen, geschäumten oder andersartigen
Materials zwischen den Abstandselement-Schichten angeordnet sein.
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Alle
oder ein Teil der Abstandselemente können miteinander verbunden
sein. Bspw. können
kugel-, zylinder- und/oder quaderförmige Abstandelemente netz-
oder gitterartig durch weitere Elemente, bspw. eine Schnur, einen
Draht, oder ähnliches
verknüpft
sein. Insbesondere kann ein derartiges Verbindungselement elastisch
sein, bspw. ein Gummi oder ein anderes Elastomer sein oder ein solches aufweisen.
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Eine
netz- oder gitterartige, regelmäßige Verbindung
der einzelnen Abstandselemente hält diese
in regelmäßiger Anordnung
zueinander, erhält aber
dennoch eine Flexibilität
der Gesamtstruktur.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung erfolgt eine derartige Verknüpfung durch Auffädeln gelochter
Abstandselemente auf ein Verbindungselement.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfolgt eine netzartige Verbindung der
Abstandselemente durch das Aufbringen von Abstandselementen auf
Streifen eines Trägermaterials,
das bspw. textile oder folienartige Struktur aufweisen kann. Auf
derartigen Streifen eines Trägermaterials
können
dreidimensionale steife oder wenigstens teilweise elastische Abstandselemente
bspw. verklebt, verschweißt
oder anderweitig befestigt sein. Bevorzugt erfolgt diese Befestigung
in regelmäßigen Abständen. Insbesondere
entsprechen diese Abstände
der Abstandselemente auf dem Trägermaterialstreifen
der Breite des Trägermaterialstreifens
bzw. sind etwas größer als
die Trägermaterialstreifen
breit sind. Die derart Abstandselemente tragenden Materialstreifen
können
zur regelmäßigen Anordnung
von Abstandselementen auf einer zu klimatisierenden Fläche weitgehend
parallel zueinander auf einer weiteren Trägerschicht platziert und darauf
befestigt sein. Die weitere Trägerschicht kann
ebenfalls aus Streifen eines Trägermaterials bestehen.
Diese Streifen können
parallel oder quer zu den auf der gegenüberliegenden Seite der Abstandselemente
angeordneten Streifen verlaufen. Auch können die Materialstreifen,
die die weitere Trägerschicht
bilden, wiederum Abstandselemente tragen, die dann mit weiteren
Materialstreifen oder einer durchgehenden oder perforierten oder
geschlitzten Schicht abgedeckt sein können. Auf diese Weise können beliebig
viele Lagen von Abstandselementen derart übereinander angeordnet sein,
dass die Gesamtanordnung mechanisch flexibel ist und eine gute Luft-
und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
in alle Raumrichtungen besteht. Eine einlagige Ausführungsform ist
erfindungsgemäß bevorzugt,
da sie die größte Flexibilität aufweist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung können
alle oder ein Teil der Abstandselemente und/oder alle oder ein Teil
der die Abstandelemente tragenden Elemente auf wenigstens einer
der sie umgebenden, weitgehend flächigen, textilen und/oder geschäumten und/oder
folienartigen und/oder perforierten und/oder geschlitzten Schichten
befestigt sein; eine derartige Schicht dient somit als Trägerschicht.
Die Befestigung kann bspw. durch Verkleben und/oder Verschweißen und/oder
Auflaminieren und/oder mittels Klett- und/oder anderen Halteeinrichtungen
erfolgen.
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Eine
auf der dem Bauteil zugewandten Seite der Abstandselemente angeordnete
Trägerschicht
ist vorzugsweise weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässig oder
alternativ durch eine weitere, weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässige Schicht vom
Kern des zu klimatisierenden Bauteils getrennt. Auch kann diese
Schicht durch den Bauteilkern selbst, bspw. durch den Formschaumkern
eines Fahrzeugsitzes, gebildet sein. Die Verwendung einer Zwischenschicht
zwischen den Abstandselementen und dem Formschaumkern eines zu klimatisierenden Bauteils
hat den weiteren Vorteil, dass sie ein Eindringen der Formschaums
in die Zwischenräume zwischen
den Abstandselementen verhindert und somit die erfindungsgemäße Ausbildung
eines Luft führenden
Hohlraums zwischen den Abstandselementen auch bei Druckbelastung
sicher stellt.
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Eine
auf der dem Bauteil abgewandten Seite der Abstandselemente angeordnete
Trägerschicht
ist vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche des Bauteils luft- und
feuchtigkeitsdurchlässig.
Bevorzugt kommt ein luftdurchlässiges
Textil oder eine perforierte, geschlitzte oder anderweitig durchbrochene
Folie oder eine perforierte, geschlitzte oder anderweitig durchbrochene
Platte zur Verwendung. Bspw. kann diese Schicht ein Bezug, insbesondere
ein Sitzbezug sein.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung können
die zwischen wenigstens zwei umgebenden Schichten angeordneten Abstandselemente
der Luftverteilungsstruktur durch geeignete Abstandsstrukturen an
wenigstens einer Oberfläche
wenigstens einer der beteiligten Schichten gebildet sein. Diese
Abstandsstrukturen können bspw.
Noppen, Lamellen oder anders geformte dreidimensionale Ein- oder
Ausbuchtungen an der Oberfläche
einer entsprechenden funktionalen Schicht sein. Diese Abstandsstrukturen
können
bspw. durch Prägung
oder Tiefziehen in eine Kunststofffolie oder -platte oder durch
Heißverformung
in ein thermoplastisches Grundmaterial eingebracht sein. An der Oberfläche eines
Schaumkörpers
können
derartige Abstandsstrukturen während
des Formschäumungsprozesses
erzeugt werden, oder nachträglich
durch Schaumschnitt unter einer bspw. genoppten Presswalze eingebracht
werden. Bei Verwendung einer Schaumkörperschicht in dieser Ausführungsform
der Erfindung ist es zumindest bei der nach außen weisenden Schicht der Luftverteilungsstruktur
von Vorteil, wenn der Schaumstoff durch Perforation oder „Retikulieren" (Zerstören der
Blasenstruktur) luftdurchlässig
gestaltet ist, um einen optimalen Luft- und Feuchtigkeitstransport
zu gewährleisten.
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Bevorzugt
weisen die Noppen, Lamellen oder sonstigen Abstandsstrukturen an
wenigstens einer in ihren Spitzenbereichen Materialverhärtungen auf,
um eine höhere
Drucksteifigkeit zu erhalten. Diese Verhärtung kann bspw. durch eine
thermische Behandlung (Schmelzen) oder durch eine Verdichtung der
Schaumstruktur in diesem Bereich erfolgen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform dieser
Variante der vorliegenden Erfindung sind zur Erzeugung eines gleichmäßigen, Luft
führenden Hohlraums
zwei derart Abstandsstrukturen tragende Schichten in der Weise angeordnet,
dass ihre Abstandsstrukturen aufeinander zu weisen. Dabei treffen
bevorzugt jeweils die Spitzenbereiche der jeweiligen Abstandsstrukturen
aufeinander, so dass der zwischen den beiden Schichten gebildete
Hohlraum das doppelte Volumen des von einer einfachen Schicht gebildeten
Hohlraums aufweist. Lokale Verhärtungen
an den aufeinander zu weisenden Spitzen der Abstandsstrukturen erhöhen die
Drucksteifigkeit der Gesamtstruktur.
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Der
in jeder Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erzeugte Hohlraum weist wenigstens eine
Lufteintritts- und wenigstens eine Luftaustrittsöffnung auf.
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Die
Lufteintrittsöffnung
ist hierbei bevorzugt an eine innerhalb oder in der Nähe des zu
klimatisierenden Bauteils liegende Belüftungseinrichtung, bspw. ein
Gebläse
anschließbar.
Mittels dieser Belüftungseinrichtung
kann Luft in den Hohlraum eingeblasen und ein Luftstrom innerhalb
des Hohlraums erzeugt werden, der sich homogen über die gesamte zu klimatisierende
Fläche
verteilt.
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Die
wenigstens eine Luftaustrittsöffnung
befindet sich bevorzugt an der nach außen weisenden Oberfläche des
zu klimatisierenden Bauteils; insbesondere befinden sich an dieser
Oberfläche
mehrere, in regelmäßigen Abständen zueinander
angeordnete Luftaustrittsöffnungen.
Diese können
kleine Lüftungskanäle innerhalb
der nach außen
weisenden Schichten der Luftverteilungsstruktur und/oder der Oberflächenschichten
des zu klimatisierenden Bauteils sein. Alternativ können alle
auf der zur Außenseite
hin weisenden Seite der Abstandselemente angeordneten Schichten
der Gesamtstruktur insbesondere in zur Oberfläche des Bauteils senkrechter
Richtung luftdurchlässig
strukturiert sein. Hierbei ist bspw. eine beliebige Schichtung aus
textilen Materialien, „retikuliertem" Schaumstoff, perforierten
oder geschlitzten oder anderweitig unterbrochenen Folien etc. denkbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist eine erfindungsgemäße Luftverteilungsstruktur
als „Klimakomfort-Matte" aufgebaut, die auf
eine zu klimatisierende Oberfläche
aufgelegt sein kann. Bevorzugt wird eine derartige Matte in eine
entsprechend angepasste Vertiefung in einer zu klimatisierenden
Oberfläche,
bspw. in einem Formschaumelement eines Kraftfahrzeugsitzes, eingelegt.
Eine derartige Matte umfasst eine untere, der zu klimatisierenden
Oberfläche
zugewandte Schicht, die luftdurchlässig oder luftundurchlässig sein
kann, eine erfindungsgemäße Abstandsschicht,
innerhalb derer Abstandselemente oder Abstandsstrukturen wenigstens
einen Hohlraum ausbilden, eine obere, der zu klimatisierenden Oberfläche abgewandte
Schicht, die luft- und feuchtigkeitsdurchlässig ist und wenigstens eine
Anschlusseinrichtung zur Verbindung mit einer Belüftungseinrichtung.
Eine derartige mattenartige Luftverteilungsstruktur bietet den Vorteil,
dass sie mit minimalem Raumbedarf auf einfache Weise und ohne bedeutende
Eingriffe in eine vorhandene Struktur integrierbar ist. Sie ist
jederzeit leicht nachrüstbar
bzw. auswechselbar und modular erweiterbar, bspw. durch eine Heizeinrichtung.
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Erfindungsgemäß gestaltete
Luftverteilungsstrukturen weisen eine gute Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
in alle Raumrichtungen sowie eine hohe mechanische Flexibilität auf. Die
mechanische Flexibilität
von derartigen Strukturen ergibt sich aus den gewählten Materialien
für Träger- und
Trennschichten, Verbindungselemente, Abstandselemente sowie aus
Art und Form der Abstandselemente und aus deren Abstand zueinander.
Bei geeigneter Wahl bzw. Kombination der Einzelkomponenten kann
sich eine erfindungsgemäße Luftverteilungsstruktur
an jede beliebige Oberflächenform
anpassen und auch engen Profilkrümmungen
folgen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Luftverteilungsvorrichtung
im Querschnitt,
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2 eine
schematische Querschnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Luftverteilungsvorrichtung,
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3 eine
schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Luftverteilungsvorrichtung
gemäß 1 oder 2,
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4 eine
alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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5 eine
weitere alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Luftverteilungsstruktur,
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6 eine
Weiterbildung der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Luftverteilungsstruktur nach 5,
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7 bis 9 unterschiedliche
Ansichten einer weiteren Ausführungsform
einer mattenartigen Luftverteilungsstruktur,
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10 eine
Perspektivansicht einer weiteren alternativen mattenartigen Luftverteilungsstruktur und
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11 die
Verwendung einer erfindungsgemäßen Luftverteilungsstruktur
in einem Kraftfahrzeugsitz, dargestellt am Querschnitt eines Fahrzeugsitzes.
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1 zeigt
eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Luftverteilungsvorrichtung 10 im Querschnitt.
Zwischen einer oberen Schicht 20 und einer unteren Schicht 24 sind
mehrere Abstandselemente 30 in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet.
Im dargestellten Fall sind die Abstandselemente 30 kugelförmig und
bestehen aus einem steifen oder zumindest teilweise elastischen
Material. Die Abstandselemente 30 halten die beiden sie
umgebenden Schichten 20, 24 in einem definierten
Abstand zueinander und bilden zwischen den beiden Schichten 20, 24 einen
regelmäßig über die
Gesamtfläche
verteilten Hohlraum 40 aus. Innerhalb dieses Hohlraums 40 kann
ein Luftstrom 42 parallel zur Oberfläche der Luftverteilungsvorrichtung 10 bzw.
eines zu klimatisierenden Bauteils erfolgen. Die untere Schicht 24 kann
luftdurchlässig oder
luftundurchlässig
sein. Die obere Schicht 20 ist luft- und feuchtigkeitsdurchlässig und
erlaubt einen Luftstrom 44 senkrecht zur Oberfläche der
Luftverteilungsvorrichtung 10 bzw. eines zu klimatisierenden
Bauteils. Feuchtigkeit kann durch den Luftstrom 42 innerhalb des
Hohlraums 40 von der Oberfläche 12 weg transportiert
werden; eine angenehm temperierte und trockene Luftströmung 44 kann
gleichmäßig über die gesamte
Oberfläche 12 verteilt
nach außen
treten.
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2 zeigt
eine schematische Querschnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Luftverteilungsvorrichtung 10. Im
dargestellten Beispiel sind die Abstandselemente 30 zylinderförmig. Im Übrigen gelten
die Erläuterungen
zu 1.
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3 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Luftverteilungsvorrichtung 10 gemäß 1 oder 2.
Diese Ansicht verdeutlicht die gleichmäßige Anordnung der Abstandselemente 30 über die
Gesamtfläche
sowie die daraus resultierende gleichmäßige Verteilung des Hohlraums 40,
der eine homogene Luftverteilung 42 parallel zur Oberfläche 12 über die
gesamte Fläche
hinweg erlaubt. Zur Erzeugung eines optimalen Luftströmungsweges
im Hohlraum 40 sind die Abstandselemente 30 in
versetzten Reihen angeordnet.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Die obere Schicht 20 ist
in dieser Ausführungsform
eine Kunststofffolie 21, in die Noppen 34 eingeprägt sind.
Diese Noppen 34 dienen als Abstandsstrukturen 32,
indem sie ein ganzflächiges
Aufliegen der Folie 21 auf der unteren Schicht 24 verhindert
und somit den erfindungsgemäßen Luft
führenden
Hohlraum 40 bildet. Die Abstandselemente 30 sind
in dieser Ausführungsform
der Erfindung also in die obere Schicht 20 integriert.
Die untere Schicht 24 kann bspw. die Oberfläche des
zu klimatisierenden Bauteils 16, bspw. eines Formschaumkörpers einer
Kraftfahrzeuginnenausstattung, bspw. eines Fahrzeugsitzes, sein.
Zur Abschirmung des Kerns des zu klimatisierenden Bauteils 16,
bspw. des Fahrzeugsitzes, von Feuchtigkeit ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine luftundurchlässige
Schicht 26, bspw. eine Kunststofffolie, zwischen der den
Hohlraum 40 aufspannenden Noppenfolie 21 und der
Oberfläche 12 des
zu klimatisierenden Bauteils 16, bspw. des Fahrzeugsitzes,
eingebracht.
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Die
Noppenfolie 21 weist Luftaustrittsöffnungen 50 in Form
einer Perforation auf, die insbesondere an den nach außen gerichteten
Anteilen der Folie 21 angebracht sind. Auf diese Weise
wird ein Luftstrom 44 senkrecht zur Oberfläche 12 nach
außen
ermög licht.
Nicht dargestellt ist eine weitere nach außen weisende Schichtung, die
bspw. einen textilen Bezug, insbesondere einen Sitzbezug, eine luftdurchlässige Platte
oder ähnliches
aufweisen kann. Diese äußere Schichtung
dient vorwiegend der optischen Gestaltung des jeweiligen Bauteils.
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5 zeigt
eine ähnliche
Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Luftverteilungsstruktur 10 wie 4.
Die obere Schicht 20 besteht in dieser Ausführungsform
aus Formschaum 22. Zur Erreichung der nötigen Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
nach außen
hin ist dieser Formschaum „retikuliert", das heißt, teilweise
in seiner Struktur zerstört.
Die Oberfläche
des Formschaumkörpers 22 weist
Noppen 34 auf, die bei einer Auflage des Formschaumkörpers 22 auf
eine untere Schicht 24 auf ähnliche Weise wie die in 4 gezeigte
und bereits beschriebene Noppenfolie 21 einen Hohlraum 40 zur gleichmäßigen Luftverteilung
ausbilden. Die untere Schicht 24 ist in diesem Fall die
Oberfläche 12 des
zu klimatisierenden Bauteils 16.
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6 verdeutlicht,
wie zwei genoppte Formschaumkörper 22 gemäß 5 zur
Erzeugung eines Hohlraums 40 aneinandergelegt sein können. Beide die
Abstandselemente 30 bzw. die Abstandsstrukturen 32 umgebenden
bzw. tragenden Schichten 20, 24 bestehen hier
aus Formschaum 22. Die Noppen 34 dienen als Abstandsstrukturen 32 und
bilden durch ihr nicht-formschlüssiges
Aufeinanderliegen ein doppelt so großes Hohlraumvolumen 40 aus
wie ein einzelner genoppter Formschaumkörper 22. Die aneinanderliegenden
Spitzen der Noppen 34 können
in dieser Ausführungsform
der Erfindung zur Erzeugung einer größeren Drucksteifigkeit verstärkt sein. Der
untere Formschaumkörper 24, 22 muss
nicht retikuliert sein, da er keine Luft- bzw. Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
aufweisen muss.
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Die
beiden Formschaumschichten 22 können an ihren Rändern miteinander
verbunden, bspw. verklebt sein. Auf diese Weise bildet die Luftverteilungsstruktur 10 eine
abgeschlossene Einheit, die als „Klimakomfort-Matte" beliebige Anwendung
finden kann.
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Die 7 bis 10 zeigen
und verdeutlichen weitere Ausführungsformen
derartiger mattenartiger Luftverteilungsstrukturen 10.
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Bei
der in 7 dargestellten Luftverteilungsstruktur 10 sind
kugelförmige
Abstandselemente 30 zwischen einer oberen Schicht 20 und
einer unteren Schicht 24 befestigt, bspw. verklebt oder
verschweißt.
Die beiden Schichten 20, 24 können bspw. textil oder folienartig
sein. Zur Erlangung einer Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
in senkrechter Richtung zur Oberfläche 12 sind in beide
Schichten 20, 24 Luftaustrittsöffnungen in Form von Schlitzen eingebracht.
Die Schlitze 50 weisen eine regelmäßige Anordnung auf und verlaufen
in den Bereichen zwischen den Abstandselementen 30. Die
Schlitze 50 in der oberen Schicht 20 sind senkrecht
zu den Schlitzen 50 in der unteren Schicht 50 ausgerichtet. Auf
diese Weise wird ein guter Luftdurchtritt gewährleistet; die Gesamtstruktur
ist flexibel und dennoch stabil.
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8 und 9 zeigen
die Luftverteilungsstruktur 10 aus 7 im Querschnitt. 8 zeigt
einen Querschnitt entlang Achse A (siehe 7). Die in
dieser Ansicht sichtbaren schlitzförmigen Luftaustrittsöffnungen 50 in
der oberen Schicht 20 sind zwischen den kugelförmigen Abstandselementen 30 angeordnet;
zwischen der oberen Schicht 20 und der unteren Schicht 24 ist
ein Hohlraum 40 ausgebildet. 9 zeigt
einen Querschnitt entlang Achse B (siehe 7). Die
in dieser Ansicht sichtbaren schlitzförmigen Luftaustrittsöffnungen 50 in
der unteren Schicht 24 sind ebenfalls zwischen den kugelförmigen Abstandselementen 30 angeordnet.
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In 10 ist
eine weitere Variante einer Luftverteilungsstruktur 10 dargestellt.
Kugelförmige
Abstandselemente 30 sind in gleichmäßigen Abständen auf Materialstreifen 18 befestigt.
Mehrere derartige Streifen 18 sind weitgehend parallel
nebeneinander angeordnet und quer zur Verlaufsrichtung der ersten Streifen 18 mit
weiteren Materialstreifen 18 verbunden. Auf diese Weise
entsteht ein Gitter, das die Abstandselemente 30 in festen
und regelmäßigen Abständen zueinander
fixiert, jedoch eine gute Beweglichkeit der Gesamtstruktur erhält. Je nach
Art der Materialstreifen 18, Größe der Abstandselemente 30 und
Abstand der Abstandselemente 30 ist die Gesamtstruktur
elastisch und flexibel an alle Oberflächen anpassbar. Der Luft- und
Feuchtigkeitsdurchtritt ist in dieser Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung
in alle Raumrichtungen gewährleistet.
Eine derartige Luftverteilungsstruktur 10 kann als „Klimakomfort-Matte" zum Einsatz kommen
oder bereits während
des Fertigungsprozesses in ein zu klimatisierendes Bauteil integriert
werden.
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Der
in 11 dargestellte Querschnitt eines Kraftfahrzeugsitzes 16 verdeutlicht
eine Einsatzmöglichkeit
einer Luftverteilungsstruktur 10 gemäß vorliegender Erfindung. Eine
mattenartige Luftverteilungsstruktur 10 ist hierbei in
eine Vertiefung 18 des Formschaumkerns 16 eingelegt.
Eine Belüftungseinrichtung 60 saugt
Luft durch einen Lufteintrittskanal 58 ins Innere des Fahrzeugsitzes 16 und
befördert
diese durch die Luft eintrittsöffnung 54 in
den Hohlraum 40 der Luftverteilungsstruktur 10.
Da die Luftverteilung innerhalb des Hohlraums 40 und somit
parallel zur Oberfläche 12 des
zu klimatisierenden Bauteils 16 weitgehend ungehindert
erfolgen kann, verteilt sich die einströmende Luft gleichmäßig über die
gesamte Sitzfläche
bevor sie durch die – kleineren – Luftaustrittsöffnungen 50 nach
außen
tritt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr
ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von
dem erfindungsgemäßen Gedanken
Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
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Beispielsweise
ist eine Verwendung von erfindungsgemäßen Luftverteilungsstrukturen
nicht auf die Klimatisierung eines Polster- bzw. Innenverkleidungselements
einer Kraftfahrzeuginnenausstattung beschränkt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten
finden sich bspw. bei Sitz- und Liegemöbeln, Fußböden oder Türverkleidungen. Auch speziell
zu formende Dämmmatten,
die bspw. als Baumaterialien einsetzbar sind, können einen erfindungsgemäßen Aufbau aufweisen.
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- 10
- Luftverteilungsstruktur
- 12
- Oberfläche des
zu klimatisierenden Bauteils
- 16
- zu
klimatisierendes Bauteil/Fahrzeugsitz
- 18
- Vertiefung
- 20
- obere
Schicht
- 21
- genoppte
Kunststofffolie
- 22
- genoppter
Formschaumkörper
- 24
- untere
Schicht
- 26
- luftundurchlässige Folie
- 28
- Verbindungselemente/Materialstreifen
- 30
- Abstandselement
- 32
- Abstandsstruktur
- 34
- Noppen
- 40
- Hohlraum
- 42
- Luftstrom
parallel zur Oberfläche
- 44
- Luftstrom
senkrecht zur Oberfläche
- 50
- Luftaustrittsöffnung
- 54
- Lufteintrittsöffnung
- 58
- Lufteintrittskanal
- 60
- Belüftungseinrichtung