DE202012011717U1

DE202012011717U1 - Nackenwärmer

Info

Publication number: DE202012011717U1
Application number: DE202012011717U
Authority: DE
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-10-28
Anticipated expiration: 2022-12-08
Also published as: US9333888B2; JP5816229B2; DE102012023909A1; CN103568906A; US20140159442A1; US20160214514A1; JP2014024541A; CN103568906B; KR20140014000A; DE102013012033A1; DE102012023909B4; US10118517B2

Abstract

Nackenwärmer (2) für eine Körperstütz-Einrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Nackenwärmer (2) mindestens eine Luftfördereinrichtung (20) und mindestens eine Heizeinrichtung (40) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nackenwärmer nach Anspruch 1. Gattungsgemäße Nackenwärmer werden zur Klimatisierung von Fahrzeugsitzen und Fahrzeugkabinen benutzt.
Bekannte Nackenwärmer sind in ihrer Funktionalität beschränkt oder relativ teuer. Es besteht daher Bedarf nach kostengünstigen Systemen mit hoher Effizienz, einfacher Montage und kompakter, gewichtssparender Bauart.
Gegenstand der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird ein technisches Konzept mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.
Figuren
Im Folgenden werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Diese Ausführungen sollen die Erfindung verständlich machen. Sie haben jedoch nur beispielhaften Charakter. Selbstverständlich lassen sich im Rahmen der Erfindung einzelne oder mehrere beschriebene Merkmale auch weglassen, abwandeln oder ergänzen. Auch können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen selbstverständlich untereinander kombiniert werden. Entscheidend ist, dass das Konzept der Erfindung im Wesentlichen umgesetzt ist. Wenn ein Merkmal zumindest teilweise zu erfüllen ist, so schließt dies ein, dass dieses Merkmal auch vollständig oder im Wesentlichen vollständig erfüllt ist. „Im Wesentlichen” bedeutet dabei insbesondere, dass die Umsetzung ein eine Erzielung des erwünschten Nutzens in erkennbarem Ausmaß erlaubt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass ein entsprechendes Merkmal zu mindestens 50%, 90%, 95% oder 99% erfüllt ist.
Nachfolgend wird Bezug genommen auf:
1 Kraftfahrzeug im teilweisen Längsschnitt
2 Oberer Teil des Sitzes des Kraftfahrzeuges von 1 mit Nackenwärmer im Längsschnitt
3 Draufsicht auf einen Ventilator eines Nackenwärmers von 1a mit teilweise entferntem Gehäuse
Beschreibung der Erfindung
1 zeigt ein Fahrzeug 1000 als ein denkbares Einsatzgebiet der Erfindung. Dabei kann es sich z. B. um ein Flugzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Schiff oder wie hier um ein Kraftfahrzeug handeln.
Das Fahrzeug weist mindestens eine Körperstütz-Einrichtung 1 auf. Darunter werden im Zweifel alle Bauteile verstanden, die einen Benutzer einer Fahrgastzelle abstützen, insbesondere Sitze, Bänke, Kopfstützen, Armauflagen o. ä..
Einer solchen Körperstütz-Einrichtung 1 ist vorzugsweise mindestens ein Nackenwärmer 2 zugeordnet. Der Nackenwärmer 2 weist eine oder mehrere Luftfördereinrichtungen 20 auf, um Luft von hinter und/oder unter einer Körperstütz-Einrichtung 1 abzusaugen und zum Benutzer hin auszustoßen. Hierfür ist insbesondere wie hier ein Radial-Ventilator 21 geeignet.
Die Luftfördereinrichtung 20 kann, wie in 2 gezeigt, unterhalb einer Kopfstütze 105 oder in einer Lehne 11 angeordnet sein. Sie kann aber auch auf einer dem Benutzer abgewandten B-Seite des Polsters 13 angeordnet sein, um eine gute Vibrationsdämpfung zu erreichen. Je nach Anwendungsfall kann es auch zweckmäßig sein, sie in ein Polster 13 zu integrieren.
Vorzugsweise weist die Luftfördereinrichtung 20 ein Gehäuse 30 auf, das ein Schaufelrad 22 und eine Heizeinrichtung 40 umgibt. Vorzugsweise ist das Gehäuse 30 der Luftfördereinrichtung 20 zumindest teilweise aus einem elastischen Material wie Silikon, Kautschuk o. ä. Das dämpft Schwingungen und vermeidet Verletzungen bei unbeabsichtigten oder unbedachten, schnellen Kopfbewegungen eines Nutzers.
Die Luftfördereinrichtung 20 kann an einer Einsaugöffnung 24 einen Saugstutzen aufweisen. Vorzugsweise ist die Einsaugsöffnung 24 der Luftfördereinrichtung 20 jedoch stutzenfrei, um den Luftwiderstand zu minimieren. Außerdem liegt die Einsaugöffnung vorzugsweise auf einer Rotationsachse 28 eines Schaufelrades 22 bzw. wird von dieser durchdringen. Denn es ist zweckmäßig, wenn die Luft parallel oder entlang der Rotationsachse in den Radial-Ventilator eingezogen wird. Bei einem unterhalb einer Kopfstütze 105 montierten Radial-Ventilator mit Luftauswurfrichtung zum Benutzer hin ist die Einsaugöffnung 24 vorzugsweise nach unten zur Lehne 11 und einem Zwischenraum 10 gerichtet. Dadurch wird Luft aus dem Zwischenraum 10 zwischen Lehne 11 und Kopfstütze 105 gesaugt.
Da Kopfstützen in der Regel verstellbar sind, kann es zweckmäßig sein, die Absenkbarkeit der Kopfstütze 105 zur Lehne 11 hin zu begrenzen, um eine Mindest-Spaltbreite des Zwischenraumes 10 zwischen den beiden Bauteilen 11, 105 sicherzustellen.
Zusätzlich oder alternativ kann auch eine kanalartige Vertiefung 16 an der Oberkante der Lehne 11 vorgesehen sein. Ihre Position korrespondiert mit der Einsaugöffnung 24 der Luftfördereinrichtung 20. Die Vertiefung 16 ist vorzugsweise länglich, um eine Versorgung der Einsaugöffnung 24 mit Luft auch dann zu gewährleisten, wenn die Kopfstütze 105 in ihre unterste Position abgesenkt ist, und damit eigentlich die Einsaugöffnung 24 der Luftfördereinrichtung 20 verschlossen wäre. Vorzugsweise reicht die Vertiefung 16 bis zur Vorderseite und/oder Rückseite der Lehne 11. Diese Vertiefung 16 kann aber auch nach vorn zum Benutzer hin verschlossen sein, um eine Versorgung mit Frischluft von der Rückseite der Lehne 11 zu erzwingen. Sie kann alternativ auch nach hinten verschlossen sein, um eine Zirkulation der geförderten Luft zu erzwingen. Dies erhöht die Heizeffizienz des Nackenwärmers 2.
Ist alternativ oder zusätzlich eine Luftfördereinrichtung 20 an der Oberkante der Lehne 11 angebracht, so ist ihre Einsaugöffnung 24 vorzugsweise zur Kopfstütze 105 bzw. nach oben hin gerichtet. Die beschriebenen Wirkprinzipien für eine korrespondierende längliche Vertiefung in der Kopfstütze sind dabei dieselben.
Die Einsaugöffnung 24 ist vorzugsweise fluchtend bzw. konzentrisch zum Schaufelrad und verschoben auf der Rotationsachse des Schaufelrades 22 des Radial-Ventilators angeordnet.
Die Luftfördereinrichtung 20 weist, wie in 3 dargestellt, in einem schneckenhausförmigen Arbeitsraum 27 mindestens ein Schaufelrad 22 auf, welches Luft von einer Einsaugöffnung 24 im Gehäuse ansaugt, welches eine Umlenkung des Luftstromes um vorzugsweise etwa 90° vornimmt und welches den Luftstrom anschließend durch eine Heizeinrichtung 40 und eine oder mehrere Ausblasöffnungen 50 nach außen abgibt.
Bei einem üblichen Radial-Ventilator bzw. Heizgebläse wird Luft entlang einer Tangente aus einem Ventilator geleitet und eine Ausströmöffnung des Arbeitsraumes steht senkrecht auf dieser Tangente an das Schaufelrad.
Bei der erfindungsgemäß bevorzugten Luftfördereinrichtung 20 wird auf diese tangentiale Bündelung des Luftstromes verzichtet. Stattdessen ist das Gehäuse 32 des Arbeitsraumes 27 des Schaufelrades 22 so entlang eines Abschnitts eines Umfanges geöffnet, dass Luft in radialer Richtung (bzgl. der Rotationsachse 28 des Schaufelrades 22) aus dem Arbeitsraum 27 austreten kann. Dadurch liegt die Ausströmöffnung 29 des Arbeitsraumes zumindest teilweise an einer gegenüber gewöhnlichen Radial-Ventilatoren nach innen verschobenen Position. Die Ausströmöffnung 29 des Arbeitsraumes 27 ist also stutzenfrei bzw. der übliche Ausströmstutzen ist durch die Heizeinrichtung 40 und ihr Gehäuse ersetzt. Dies ergibt eine kompakte Bauform mit sehr geringen Strömungs- und Wärmeverlusten.
Die Luftfördereinrichtung 20 weist vorzugsweise mindestens eine Heizeinrichtung 40 z. B. in Form eines ohmschen Widerstandes auf. Die Heizeinrichtung 40 weist vorzugsweise eine Vielzahl von Wärme-Eintragelementen 41 auf. Diese Wärme-Eintragelemente können z. B. sein:

– eine Vielzahl einzelner flächiger Elemente, die Wärme von einer Wärmequelle auf einen Fluidstrom übertragen, z. B. Wärmeleitbleche wie in 2,
– Abschnitt eines zickzackförmig geknickten flächigen Bandes, das die Wärme einleitet oder erzeugt,
– eine Vielzahl von Heizsträngen oder eine Vielzahl von Abschnitten eines einzelnen Heizstranges, welche die Wärme unmittelbar erzeugen,
– eine Vielzahl von Schaufeln, die Wärme leiten und/oder erzeugen und gleichzeitig den Fluidstrom lenken,
– ein Register von Heizwendeln,
– ein PCT-Heizelement mit oder ohne Wärmetauscher und/oder
– ein oder mehrere Peltierelemente.

Diese Wärme-Eintragelemente 41 sind vorzugsweise zumindest teilweise zu einem Registerblock zusammen gefasst. Der Registerblock bzw. die Heizeinrichtung stehen zumindest teilweise nicht senkrecht sondern parallel oder geneigt zur Strömungsrichtung des auf sie auftreffenden Fluidstromes. Vorzugsweise lenkt zumindest ein Teil der Wärme-Eintragelemente 41 den aus dem Schaufelrad 22 austretenden Fluidstrom um.
Vorzugsweise wirkt der Registerblock bzw. die Heizeinrichtung als Diffusor 45, der den sie durchströmenden Fluidstrom von einer Einström-Breite auf eine größere Ausström-Breite trichterförmig aufweitet, also auffächert. Die Wärmeeintrag-Elemente 41 der Heizeinrichtung 40 sind vorzugsweise bogenförmig entlang der Ausströmöffnung 29 des Arbeitsraumes 27 angeordnet, so dass der äußere Rand 49 der Heizeinrichtung 40 mit der Breite der Ausblasöffnung 50 der Luftfördereinrichtung 20 bzw. der einer Blende 55 des Nackenwärmers 2 korrespondiert. Das heißt, der Rand 49 der Heizeinrichtung hat zumindest etwa die gleiche Länge wie die Ausblasöffnung der Luftfördereinrichtung 20 oder die aus einer kleineren Heizeinrichtung 40 austretende Luft verteilt sich ohne weitere nennenswerte Umlenkung über die volle Breite einer größeren Ausblasöffnung 50 der Luftfördereinrichtung 20. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Rand 49 der Heizeinrichtung identisch ist mit der Ausblasöffnung 50 der Luftfördereinrichtung 20.
Vorzugsweise entspricht der oben genannte Bogen zur Anordnung der Wärmeleit-Elemente einem Kreisabschnitt 46. Der zugehörige Kreis umfasst vorzugsweise beide Ränder der Ausströmöffnung 29 des Arbeitsraumes 27. Der Mittelpunkt 23 dieses Kreises liegt vorzugsweise auf der geraden Verbindungslinie zwischen dem im Strömungsfluss vorderen Rand 25 der Ausströmöffnung des Arbeitsraumes und der Rotationsachse 28 des Schaufelrades. Der Mittelpunkt 23 liegt weiterhin vorzugsweise auf einer Senkrechten 77 auf dem Mittelpunkt der Verbindungslinie zwischen den beiden Rändern 25, 26 der Ausströmöffnung 29 des Arbeitsraumes 27. Diese Anordnung bewirkt, dass die durchströmende Luft einen optimalen Wärmeaustausch gewährleistet, und dass die ausströmende Luft optimal auf den Querschnitt der Ausströmöffnung der Luftfördereinrichtung an einer Kopfstütze verteilt wird.
Das Gehäuse 30 der Luftfördereinrichtung 20 hat mindestens eine Ausblasöffnung 50, die bzgl. der Rotationsachse 28 des Schaufelrades 22 mit diesem Schaufelrad 22 zumindest teilweise auf gleicher Höhe liegt. Vorzugsweise ist die Anordnung so, dass der vom Schaufelrad 22 ausgeworfene Luftstrom durchtreten kann, ohne dazu seine Strömungsrichtung ändern zu müssen, zumindest ohne Änderung in Längsrichtung der Rotationsachse.
Vorzugsweise ist mindestens eine Ausblasöffnung 50 durch eine Blende 55, z. B. durch ein Gitter mit schwenkbaren Lamellen, abgedeckt. Dadurch wird ein Kontakt zwischen Heizeinrichtung 40 und Schaufelrad 22 einerseits und Benutzer andererseits verhindert. Außerdem kann die Luft nach den Wünschen des Benutzers gerichtet und auf seine Körpergröße eingestellt werden.
Bei der hier beschriebenen Konstruktion ist der Radial-Ventilator also so angeordnet, dass seine natürliche Ansaugung und seine natürliche Ausströmung deckungsgleich ist mit der gewünschten Wirkweise des Nackenwärmers und somit keine Umlenkung der Luft notwendig ist. Dies ermöglicht eine optimale Nutzung der eingesetzten Betriebsenergie.
Bezugszeichenliste

1: Körperstütz-Einrichtung
2: Nackenwärmer
10: Zwischenraum
11: Lehne
13: Polster
16: Vertiefung
20: Luftfördereinrichtung
21: Radial-Ventilator
22: Schaufelrad
23: Mittelpunkt des Kreises
24: Einsaugöffnung
25, 26: Rand der Ausströmöffnung
27: Arbeitsraum
28: Rotationsachse
29: Ausströmöffnung
30: Gehäuse der Luftfördereinrichtung
32: Gehäuse des Arbeitsraumes
40: Heizeinrichtung
41: Wärmeeintrag-Elemente
45: Diffusor
46: Kreisabschnitt
49: Rand der Heizeinrichtung
50: Ausblasöffnung
55: Blende
77: Senkrechte
105: Kopfstütze
1000: Fahrzeug

Claims

Nackenwärmer (2) für eine Körperstütz-Einrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Nackenwärmer (2) mindestens eine Luftfördereinrichtung (20) und mindestens eine Heizeinrichtung (40) aufweist.
Nackenwärmer (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) einen Radialventilator (21) mit mindestens einer Einsaugöffnung (24) aufweist, welche zu einem Zwischenraum (10) zwischen einer Lehne (11) und einer Kopfstütze (105) weist.
Nackenwärmer (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radial-Ventilator (21) ein Schaufelrad (22) mit einer Rotationsache (28) aufweist, entlang und/oder parallel zu welcher Luft in den Radial-Ventilator (21) eingezogen wird.
Nackenwärmer (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (28) mindestens eine Einsaugöffnung durchdringt.
Nackenwärmer (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (40) gleichzeitig als Diffusor (45) wirkt, um den sie durchströmenden Luftstrom von einer Einström-Breite auf eine größere Ausström-Breite aufzufächern.
Sitz für ein Fahrzeug (1000) mit mindestens einem Nackenwärmer (2) nach Anspruch 1.
Fahrzeug (1000) mit mindestens einer Baugruppe, die Gegenstand mindestens eines der voranstehenden Ansprüche ist.