DE3306871A1

DE3306871A1 - Klimatisierbare polster

Info

Publication number: DE3306871A1
Application number: DE19833306871
Authority: DE
Inventors: Reinhard 5090 Leverkusen Samaritter; Robert Dr. Volland
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1983-02-26
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1984-08-30

Description

Klimatisierbare Polster
Die Erfindung richtet sich auf ein weichelastisches Polster mit einer luftdurchlässigen Deckschicht.
In der DE-OS 19 56 352 ist ein heiz- oder kühlbares Kissen für einen Fahrersitz beschrieben, das mit einer Wirbelkammer verbunden ist und durch das Einleiten von Kaltluft- bzw. Warmluftströmen gekühlt bzw. beheizt werden kann. In dieses Kissen ist ein Stück perforierter flexibler Schlauch eingelegt. Der Schlauch ist vorzugsweise in einer hufeisenförmigen, zur Sitzebene des Kissens parallelen Schlaufe verlegt, wobei dessen Perforationen ausschließlich entlang horizontaler Seitenlinien auf der Innen- bzw. Außenseite der Schlaufe angeordnet sind. Das Ende des Schlauches ist mit dem Kalt- oder Warmluftauslaß einer Wirbelkammereinheit verbunden.
Diese aufwendige Art der Klimatisierung von Polstersitzen hat sich nicht durchgesetzt; ein gleichmäßiger Luftaustausch ist damit nicht gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der klimatischen Verhältnisse bei einem weichelastischen Polster mit einfachen Mitteln.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Sitz- und/oder Lehn und/oder Liegebereich unter der Deckschicht Hohlräume in Form von Kanälen vorhanden sind, über die eine Luftabsaugung bzw. ein Luftaustausch möglich ist. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Kern der Erfindung ist darin zu sehen, daß wenn man auf einem Polster sitzt oder liegt, die Wärmeenergie nur unzureichend durch Wärmeleitung und schon gar nicht durch Wärmestrahlung abgeführt werden kann, während sie bei dem erfindungsgemäßen Polster vermehrt an den richtigen" Stellen wegtransportiert wird.
Man weiß, daß die Wärmeleitfähigkeit von gummiertem Kokoshaar (ein häufig verwendetes Material für Polster-Sitze)- nur 0,05 W/m K beträgt. Die weichelastischen PUR-Schaumstoffe haben je nach Rohdichte, Zellstruktur und Grad der Zusammendrückung nur Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,038 und 0,076 W/m K. Die beispielsweise bei einem Autofahrer im Mittel umgesetzten 168 kcal/h werden bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 200C über den Sitz nur zu einem sehr geringen Teil abgeführt.
Aus Behaglichkeitsgründen muß ein zu hohes lokales Ansteigen der Temperatur am Polstersitz bis zur Körpertemperatur vermieden werden. Bei den heute eingebauten Autositzen kommt es immer zu einer Erhöhung der Außentemperatur, wenn auch die Sitzoberfläche aufgrund der Bewegungen nicht ganz wie theoretisch in 30 bis 50 Minuten die gleiche Maximaltemperatur wie die Haut erreicht. Ein Zustand, daß insbesondere der Rücken und das Gesäß eine um 3 bis 40C geringere Temperatur als die Körpermasse haben, was als "behaglich" empfunden werden würde, ist nicht für lange Zeiten haltbar.
Die physiologischen Regelmechanismen des Körpers versuchen, eine Verminderung der Wärmeableitung bei steigenden Hauttemperaturen durch eine verstärkte Wasserverdunstung auszugleichen. Dies wird solange nicht als Schwitzen, und damit als unbehaglich, empfunden, solange keine Kondensation des abgegebenen Wassers auf der Hautoberfläche in Form von Schweißtröpfchen spürbar wird.
Die Kleidung, der Bezugsstoff und das Polstermaterial des Fahrzeugsitzes müßten das verstärkt abgegebene Wasser so weiterleiten und durchlassen, daß eine Kondensation nicht eintritt. Aus den relativ geringen Werten der Wasserdampfdurchlässigkeit bei gummiertem Kokos-2 haar von ca. 0,38 g/m2 min bzw. bei weichen PUR-Schaumstoffen bis zu 0,35 g/m2 min sieht man, daß dadurch auch keine "Behaglichkeit" im oben bezeichneten Sinne garantiert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Polstersitz wird der Luftaustausch erheblich verbessert. Bei kurzen Kanälen mit hinreichend großem Querschnitt können schon durch die natürlichen Bewegungen des auf dem Polster Sitzenden (Liegenden, Lehnenden) dafür ausreichen. Ein ausreichender Luftaustausch und damit eine hinreichende Wärme- und Feuchtigkeitsabfuhr werden stets erreicht, wenn durch die Deckschicht über die Kanäle die Luft von einer Pumpe abgesaugt wird.
Bei einem PKW-Sitz und bei vielen anderen Polsteranwendungen ist es unproblematisch, sie mit einer Saugvorrichtung zusammenzuschalten.
Ein besonderes Anwendungsfeld der Erfindung, sind Polstersitze, insbesondere Fahrzeugsitze. Ein Sitz enthält im Prinzip ein Schwingunsdämpfungssystem, eine Auflage zur Sitzdruckverteilung und die Deckschicht, den Bezugsstoff.
Bei Vollschaumprodukten wird die 1. und 2. Aufgabe von dem Weichschaum in einem übernommen. Es bedarf an den bekannten Sitzen nur verhältnismäßig geringen Anderungen, um eine spürbare Verbesserung des Sitzklimas zu bewirken.
Die erforderlichen Kanäle können grundsätzlich bei jedem Material durch Fräsen erzeugt werden. Bei den geschäumten Sitzen werden sie natürlich gleich bei der Herstellung des Polsters miterzeugt. Je nach Polstergröße, -form und -verwendung wird man die Kanaldichte unterschiedlich wählen, bei Autositzen liegen Kanäle vor allem in den zentralen Bereichen der Lehne und des Sitzes oben.
Bei praktisch allen vorkommenden Polstern läßt es sich erreichen, daß die Sitzdruckverteilung durch diese Art der Klimatisierung des Polsters nicht schlechter wird. Der Fachmann wird bei jedem Polstermaterial, abgestimmt auch auf die Deckschicht, die Kanäle nur so groß machen, daß sie sich nicht auf der Oberfläche durchdrücken. Es kann erforderlich sein, die Kanalwand zu versteifen, was beispielsweise durch eine entsprechende Hautbildung bei der Formschäumung möglich ist. In die Kanäle können auch flexible Rohre oder Schläuche gelegt werden, deren zumindest der Polsteraußenseite zugewandte Wandung luftdurchläßig sein muß.
Es zeigt sich, daß selbst bei etwas steiferen Schläuchen der Sitzkomfort nicht leidet, da der Weichschaum die Verformungen aufnimmt.
Die Kanalquerschnitte in den Polstern lagen bei Versuchen zwischen 0,2 und 800 mm2. . Die Saugpumpe muß natürlich auf die Störungswiderstände in den Kanälen abgestimmt sein. Bei Kanälen über 20 cm Länge und bei kleinen Querschnitten reicht der "natürliche" Luftaustausch nicht aus, ist eine Saugvorrichtung unerläßlich. Form und Verlauf der Kanäle ist nicht kritisch, runder und rechteckiger Querschnitt sind bevorzugt.
Wenn eine Absaugvorrichtung zum Einsatz kommt, werden die Kanäle zusammengefaßt und Polster und Pumpe durch eine Hauptverbindungsleitung verbunden, wobei durch eine Feinabstimmung der Strömungswiderstände in den einzelnen Kanälen im Polster eine Optimierung möglich ist.
Nach der DE-PS 2 227 143 sind auch Sitzpolster bekannt, die aus einem textilen überzug aus einer dehnbaren Maschen-oder einer dehnbaren Flockware mit einer rückseitigen Versiegelungsschicht und einem in situ Schaumstoffkern bestehen. Auch hier ist es möglich, in die Kaschierung flexible Rohre mit luftdurchlässiger Seitenwand (Querschnitt bevorzugt zwischen 2 und 13 mm2) einzubauen, die in gleicher Weise wie oben beschrieben zusammengefaßt und mit einer Saugpumpe verbunden werden können. Wenn durch die Hauptverbindungsleitung Luft abgesaugt wird, tritt eine erhebliche Verbesserung des Sitzklimas ein, ohne daß der Sitzkomfort leidet.
Das erfindungsgemäße Sitzpolster kann natürlich auch an eine Klimaanlage angeschlossen werden, durch Einbla- sen von Kalt- oder Warmluft durch die Hauptverbindungsleitung kann eine Kühlung bzw. Erwärmung des Sitzes und der Umgebung erreicht werden. Ist, wie oben beschrieben, der Polstersitz mit einer Pumpe zusammengeschaltet, so erreicht man einen Wärmeeffekt, wenn man die Hauptverbindungsleitung mit der Druckseite der Pumpe verbindet und die Umluft oder Frischluft in bekannter Weise elektrisch oder über Wärmetauscher erwärmt.
Der Polstersitz ist in der Zeichnugn beispielhaft dargestellt und im folgenden weiter beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 Querschnitt durch eine Sitzschale mit Längskanälen im Mittelbereich der Sitzoberfläche; Fig. 2 Draufsicht auf eine Sitzschale nach Fig. 1 Fig. 3 Querschnitt durch eine Sitzschale mit Längskanälen im Mittelbereich des Sitzes im Polster; Fig. 4 Querschnitt durch eine Sitzschale mit offenen Kanälen senkrecht zu Sitzebene; Fig. 5 Querschnitt durch eine Sitzschale mit Kanälen senkrecht zur Sitzebene, verbindbar mit einer Pumpe; Fig. 6 Querschnitt durch eine Sitzschale mit Schaumflammkaschierung und Schläuchen im Mittelbereich der Sitzoberfläche innerhalb der Kaschierung.
Fig. 7 Detail der Kaschierung nach Fig. 6 mit in der Sitzebene verlaufenden flexiblen, perforierten Schläuchen.
Die in der Zeichung dargestellten PKW-Sitze bestehen beispielhaft jeweils aus einem PUR-Schaumstoffkern 1 aus Kalt- oder Heißschaum. Die Deckschicht 2 besteht entweder aus einem luftdurchläßigen Bezugsstoff allein (Fig. 1 bis 5) oder einem luftdurchlässigen Bezugsstoff mit einem Faservlies bzw. einer Schaumkaschierung (Fig. 6 und 7).
Im Mittelbereich der Sitzfläche sind hier bei der Herstellung 5 längsverlaufende Kanäle 4 vorhanden. In diesen liegen 5 Halbschalen 5, die zur Außenseite hin offen sind.
An einer Seite sind sie über den Hauptverbindungsschlauch 6 mit einer Pumpe verbunden. Der Querschnitt der in den Kanälen eingelegten Röhrchen liegt im Bereich 100 bis 2 700 mm . Der Luftdurchsatz pro Sitz- bzw. Lehnfläche (etwa 1500 cm2) liegt zwischen 5 und 30 1/min ( bei einem Saugdruck zwischen 20 und 150 mm Wassersäule). Eine sehr befriedigende Wirkung wird schon bei einem Luftdurchsatz von 20 1/min bei 100 mm Wassersäule erreicht.
In Figur 3 wurden 5 runde flexible Rohre 5 (Querschnitt 200 bis 600 mm2) eingeschäumt. Durch nachträgliches Anbohren 7 der Röhrchen 5 von der Sitzseite aus kann ausreichende Luft abgesaugt werden.
In Figur 4 verlaufen die Kanäle 4 senkrecht nach unten, sie sind relativ kurz und beidseitig offen und treten unter der Sitzschale 3 aus. Die Wirkung dieser Art der "Klimatisierung" eines Fahrzeugseitzes ist natürlich geringer, als wenn die Luft abgesaugt wird.
In Figur 5 enden die Röhrchen 5 in der (geschlossenen) Sitzschale 3. Die Luft aus dem Inneren der Sitzschale 3 wird über den Hauptverbindungsschlauch 6 abgezogen.
Auch bei einem tiefgezogenen Autositz (Fig. 6), dessen Deckschicht 2 aus einem textilen Überzug 9 aus einer dehnbaren Maschen- oder einer dehnbaren Flockware mit einer rückseitigen Versiegelungsschicht besteht, die in einer Vakuumform hinterschäumt wird, können in die Kaschierung oder Faservlieszwischenlage flexible Schläuche 5 mit luftdurchläßiger Seitenwand eingelegt werden.
In Figur 7 ist ein Abschnitt des Mittelbereiches eines solchen Sitzes dargestellt. Die Einlegeröhrchen 5 in der Schaumflammkaschierung 8, bzw. in einem Vlies haben einen freien Querschnitt zwischen 2 und 13 mm .

Claims

Patentansprüche Weichelastische Polster mit einer luftdurchlässigen Deckschicht (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Sitz-und/oder Lehn- und/oder tiegebereich unter der Deckschicht (2) Hohlräume in Form von Kanälen (4) vorhanden sind, über die eine Luftabsaugung oder ein Luftaustausch möglich ist.
2) Polster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4) eine durchbrochene, im Verhältnis zum-Polstermaterial steifere, Wandung besitzen.
3) Polster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4) mit flexiblen Rohren (5) ausgelegt sind, deren der Polsteraußerseite zugewandte Wandung luftdurchlässig ist.
4) Polster enthaltend ein Weichschaumpolster (1) als Hinterschäumung einer luftdurchlässigen Kaschierung (2), dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaschierung (2) Schläuche (5),deren Wandung zumindest zur Polsteraußenseite hin luftdurchlässig ist, vorhanden sind, über die eine Luftabsaugung oder ein Luftaustausch möglich ist.
5) Polster nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle untereinander und mit einer Saugpumpe verbunden sind.