DE69428709T2

DE69428709T2 - Sitz mit variabler temperatur

Info

Publication number: DE69428709T2
Application number: DE69428709T
Authority: DE
Inventors: F. Gallup; T. Gregory; H. Heller; David R. Noles
Original assignee: Amerigon Inc
Current assignee: Gentherm Inc
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2006175249A; JPH09505499A; JP4728311B2; DE69428709D1; JP2008073547A; EP0730422A1; USRE41765E1; EP0730422A4; EP0730422B1; US5597200A; WO1995014409A1; AU1185695A; SG46686A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Das Gebiet der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereit für eine Klimasteuerung eines individuell gestalteten (Fahrzeug-)Insassensitzes. Bei der Praxisumsetzung dieser Erfindung handelt es sich um ein Verfahren sowie um eine Vorrichtung zur Lieferung von temperierter Luft an einen Insassen in einem Fahrzeugsitz. Temperierte bzw. klimatisierte Luft wird von einer zentralen Quelle in dem Fahrzeug erhalten und mittels Kanälen durch den Sitz geleitet. Die. Luft wird dann über einen Verteiler in mehrere kleinere Unterkanäle aufgeteilt. Sodann wird die Luft durch eine Schicht aus netzartigem Schaumstoff weiter verteilt, d.h. gestreut. Dieser netzartige Schaumstoff tritt an die Stelle des normalerweise in einem Fahrzeugsitz benutzten Schaumstoffs für die Polsterungsunterlage. Die Luft fließt sowohl senkrecht als auch parallel zur Oberfläche des Sitzpolsters durch den Schaumstoff. Bei ihrem Austritt aus dem netzartigen Schaumstoff wird die Luft durch den Sitzbezug gerichtet. Die Luft sorgt für die Erwärmung sowie für die Kühlung der Person in dem Fahrzeugsitz.

Stand der Technik

Typischerweise wird für die Klimasteuerung von Wohn- oder Arbeitsräumen temperaturmäßig modifizierte Luft für relativ ausgedehnte Flächen vorgesehen, zum Beispiel für ganze Gebäude, ausgewählte Büros oder für Zimmerfluchten innerhalb eines Gebäudes. Im Fall von Fahrzeugen, zum Beispiel von Automobilen, wird das ganze Fahrzeug als eine Einheit gekühlt oder geheizt. Es gibt jedoch viele Situationen, in denen eine in größerem Maße selektive oder restriktive Veränderung der Lufttemperatur wünschenswert ist, wobei der letztliche Zweck davon darin besteht, den Komfort von Menschen zu steigern. Es ist zum Beispiel wünschenswert, einen Sessel oder Sitz vorzusehen, dessen unmittelbare Umgebung selektiv gekühlt oder geheizt werden kann, und wobei dennoch die Auswirkung dieser Veränderung über den betreffenden Bereich hinaus nicht mehr in einem nennenswertem Ausmaß festgestellt werden kann.
Es ist ebenfalls wünschenswert, eine individuell zugeschnittene Klimasteuerung für einen Insassensitz derart vorzusehen, daß eine im wesentlichen unverzügliche Erwärmung oder Kühlung erreicht werden kann. Beispielsweise kann ein dem Sommerwetter ausgesetztes Automobil, wenn das Fahrzeug über einen langen Zeitraum in einem schattenlosen Gebiet geparkt worden ist, bewirken, daß der Fahrzeugsitz noch für eine geraume Zeit nach dem Einsteigen und Benutzen des Fahrzeugs, selbst mit einer normalen Klimaanlage, für den Insassen sehr heiß und unangenehm ist. Selbst mit einer normalen Klimaanlage können an einem heißen Tag der Rücken der Person in dem Sitz sowie andere Druckpunkte beim Sitzen verschwitzt bleiben. Auch während der Winterzeit ist es im höchsten Maße wünschenswert, die Möglichkeit zu haben, den Insassensitz schnell aufzuwärmen, um das Wohlgefühl des Insassen zu erhöhen, und zwar insbesondere weil die normale Fahrzeugheizung den Innenraum des Fahrzeugs wahrscheinlich nicht so schnell aufheizen kann. Aus solchen Gründen besteht seit langem der Wunsch nach einem Sitz, der diesen menschlichen Komfort bietet, und zwar in erster Linie im Wege der Kühlung oder Aufwärmung des Insassen, wie vom jeweiligen Benutzer gewünscht.
Eine für den Versuch angewendete Technik, einen auf den jeweiligen Insassen ausgerichteten Komfort bereitzustellen, hat darin bestanden, eine Sitzausführung zu benutzen, die den Insassen über Wärmeleitung entweder wärmt oder kühlt. Diese Ausführung erfordert eine Anzahl von derzeit nicht standardmäßigen Komponenten, wie zum Beispiel von speziell für Wärmeübertragung ausgelegte Schraubenfederelementen, von mehrfachen Materialschichten zum Einschließen der nichtstandardmäßigen Schraubenfedern sowie von zusätzlichen Sperrschichten für den Luftstrom.
Eine Einschränkung bei dieser Ausführung liegt darin, daß sie nicht von üblichen, gegenwärtig verfügbaren Elementen Gebrauch macht, die für die Konstruktion von Fahrzeugsitzen benutzt werden können. Obwohl diese Ausführung Erwärmung und Kühlung zur Verfügung stellt, erreicht sie dennoch keine optimale Arbeitsweise ohne Einschränkungen hinsichtlich des Benutzerkomforts. Auch kann eine übermäßige Ansammlung von Kondensat mit der Möglichkeit des Überlaufs und der Beschädigung des Fährzeugs in der Nähe des Sitzes auftreten.
Noch eine weitere angewandte Technik, um eine örtlich begrenzte Erwärmung und Kühlung für einen Insassen vorzusehen, hat darin bestanden, die obige Technik abzuändern, indem man zuließ, daß etwas von der klimatisierten Luft an den Sitzrändern austreten konnte, um eine Konvektionskühlung oder -heizung für den Insassen vorzusehen. Es verbleiben jedoch dieselben Probleme von nichtstandardmäßigen und spezialisierten Bauteilen. Zum Beispiel werden nichtstandardmäßige ovale, spiralförmig gewundene Federn aus Metalldraht oder geformte Kunststoffrohre sowie eine blasenartige Behältnisschicht für Spezialflüssigkeiten gebraucht, um die Wärmeübertragung zu erleichtern. Andere nicht-standardmäßige Teile können Metalldraht-Kammerspulen oder Schichten von Kupfer- oder Aluminiumgewebe enthalten. Wieder ein anderes nicht-standardmäßiges Teil, das bei der Sitzkonstruktion verwendet werden kann, ist ein Paar von Kunststoffscheiben, die einander gegenüberstehen und an einer Anzahl von Punkten verschweißt sind, und wobei dieses Teil zudem eine Fluor-inerte Flüssigkeit erfordert, um für gute thermische Übertragungseigenschaften zu sorgen. Vorzugsweise wird in Verbindung mit der Klimaanlagen-Baugruppe ein Aufnahmesystem für das Kondensat benötigt, was weitere komplexe Teile sowie Wartung erfordert. Würde man das Aufnahmesystem für das Kondensat nicht vorsehen, würde in dem Fall eine unzuträgliche Flüssigkeitsansammlung in dem Gehäuse des Hauptwärmetauschers für die klimatisierte Luft auftreten. Dies ist unerwünscht, weil eine übermäßige Ansammlung von Kondensat den Wirkungsgrad des Hauptwärmetauschers herabsetzt.
Weitere Probleme bei den verfügbaren Techniken liegen darin, daß die Baugruppen für die Zuführung der klimatisierten Luft und deren damit einhergehende Kondensat-Sammelsysteme zusätzliche Leitungsvorrichtungen erfordern können. Dies schließt das Erfordernis einer elektrischen Verkabelung mit ein, die in den Zigarettenanzünderanschluß eines Automobils eingesteckt wird, um die Einrichtung zu speisen.
Zu weiteren Problemen, die bei den vorhandenen Techniken festgestellt wurden, zählt, daß die Konstruktion der Sitze nicht in einfacher Weise in die bestehenden Verfahren für die Sitzherstellung integrierbar sind. Diese Techniken erfordern eine beträchtlich größere Anzahl von Teilen im Vergleich zu existierenden Automobilsitzen, und oftmals sind nicht-standardmäßige Teile erforderlich. Die benötigten Teile sind in typischen Fällen komplexer als bei anderen existierenden Luftverteilungsverfahren. In der Vergangenheit hat dies zu Kostenerhöhungen geführt, wenn eine individuell angepaßte Insassenkühlung zur Verfügung gestellt wurde. Auch wird bei diesen verwendeten Techniken der mechanische Komfort der Sitze in spürbarer Weise in Mitleidenschaft gezogen, und zwar im Vergleich zu dem von standardmäßigen Automobilsitzen vorgesehen Komfort, wobei der Benutzer einen Unterschied feststellen kann zwischen dem Komfort der beiden Typen. Darüber hinaus sind die derzeitigen Techniken problematisch was die Möglichkeit für Fahrzeugdesigner angeht, moderne Sitzausführungen und stilistisch ein gutes Design zu schaffen. Noch ein weiteres Problem besteht darin, daß die obigen verwendeten Techniken keine gute Isolation beim Vorhalten der klimatisierten Luft bieten, bis diese vom Fahrzeuginsassen gebraucht wird.
Es ist deshalb wünschenswert, eine einfache Konstruktion für einen Fahrzeuginsassensitz bereitzustellen, die nur wenige nicht-standardmäßige Teile benötigt, falls überhaupt, und die allgemein verfügbare Materialien verwendet. Es wird davon ausgegangen, daß eine einfache Sitzkonstruktion verwendet werden kann als Automobilsitz oder als eine andere derartige Sitzaus führung, bei der der Insasse gegenüber den ihn umgebenden Benutzern in dem Fahrzeug, im Raum oder in dem Büro in einer unterschiedlichen umgebungsmäßigen Komfortzone sein möchte. Die Menge an klimatisierter Luft ist moderat, weil die zu kühlende oder aufzuwärmende Fläche relativ klein und lokalisiert ist, so daß dies andere in dem Fahrzeug oder Raum nicht stören wird.
Die japanische Patentschrift Nr. 5023235 beschreibt einen Sitz mit einem atmungsfähigen Polsterteil, das mit einem wasserdichten atmungsfähigen Stoff überzogen ist. Ein Gebläse treibt Luft durch das Polsterteil und den Stoff, wobei jedoch der Stoff verhindert, daß irgendwelche in der Luft enthaltene Feuchtigkeit zu dem Insassen des Sitzes durchgeleitet wird.
Das US Patent Nr. 3,550,523 beschreibt einen Automobilsitz mit einer Schaumstoffpolsterung mit einer Mehrkanal-Raumkammer, die auf der Innenseite von jedem Poster gebildet ist. Einlaßkanäle verbinden diese Kammer mit einem Klimatisietungssystem. Das den Sitz überziehende Material ist mit kleinen Löchern ausgestattet, die mit der Raumkammer verbunden sind, so daß kalte Luft direkt an einen jeweiligen Passagier auf dem Sitz geleitet wird.
Die US Patente mit den Nummern 2,978,972, 5,226,188, 2,826,135 sowie 4,379,352 zeigen ebenfalls verschiedene Systeme für die Zufuhr von Luft zu einem Sitz.
Alle diese Systeme leiden unter dem Nachteil, daß das Gewicht eines Passagiers auf dem Sitz den Kanal, durch den die Luft strömen kann, einschnüren kann und so die wirksame Zufuhr von Luft durch den Sitz unterbricht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verändern der Umgebungstemperatur eine Sitzes bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen: ein Sitz mit einem Sitzpolster mit einer ersten Oberfläche angrenzend an einem Sitzbezug auf einer Belegungsseite des Sitzes im Falle einer Benutzung und einer gegenüberliegenden im Benutzungsfall von dem Insassen abgewandten zweiten Oberfläche; eine Vorrichtung zur selektiven Veränderung der Umgebungstemperatur des Sitzes, wobei die Vorrichtung aufweist: mehrere in der ersten Oberfläche des Sitzpolsters derart ausgebildete Unterkanäle für den Luftstrom, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der ersten Oberfläche erstrecken, einen Einlaß für die Aufnahme von temperierter Luft, einen in dem Sitzpolster ausgebildeten Hauptkanal für den Luftstrom zur Ausbildung einer Strömungsverbindung zwischen den mehreren Unterkanälen für den Luftstrom und dem Einlaß, um temperierte Luft zu den mehreren Unterkanälen für den Luftstrom zu transportieren, eine Luft-, Feuchtigkeits- oder Temperatursperre, die sich im allgemeinen parallel zu der zweiten Oberfläche erstreckt, jedoch auf einer von der ersten Oberfläche abgewandten Seite von dem Hauptkanal oder von den Unterkanälen für den Luftstrom.
Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum selektiven Verändern der Umgebungstemperatur eines Sitzes bereitgestellt, in welchem temperierte Luft von einem Lufteinlaß zu einem Sitzpolster geleitet wird, das eine erste an einen Sitzbezug angrenzende Oberfläche auf einer Insassenseite von dem Sitz sowie eine gegenüberliegende, im Benutzungsfall von dem Insassen abgewandte zweite Oberfläche aufweist, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Ausbilden von Unterkanälen für den Luftstrom in der ersten Oberfläche des Sitzpolsters derart, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der ersten Oberfläche erstrecken, Ausbilden eines Hauptkanals für den Luftstrom in dem Sitz, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß und den Unterkanälen für den Luftstrom auszubilden, und Anordnen einer Luft-, Feuchtigkeits- oder Temperatursperre auf dem Polster derart, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der zweiten Oberfläche erstreckt, jedoch auf einer von der ersten Oberfläche abgewandten Seite von dem Hauptkanal oder von den Unterkanälen für den Luftstrom.
Eine die vorliegende Erfindung enthaltende Vorrichtung sowie ein Verfahren zum selektiven Verändern der Umgebungstemperatur eines Sitzes werden nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Luftkammer des Sitzpolsters;
Fig. 2 ist in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der in einem Sitzpolster enthaltenen Verteilungskanäle;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Polsters, wie es in Fig. 2 dargestellt ist;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Luftkammer, wobei der Klarheit halber der Sitzbezug nicht dargestellt ist, und wobei diese Ansicht ein Verfahren zur Verstärkung der Luftkammer darstellt;
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung von dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren zur Verstärkung der Luftkammer;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführung für die Bereitstellung diffuser Luft von den Luftkammern für den Sitzbenutzer/Insassen;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht in schematischer Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, die den gesamten Luftzirkulationspfad darstellt;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die den Luftpfad in dem inneren Teil des in Fig. 7 dargestellten Sitzes veranschaulicht;
Fig. 9 ist eine alternative Ausführungsform für den inneren Luftstrompfad der Sitzausführung, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist;
Fig. 10A ist eine Schnittansicht von oben auf eine weitere alternative Ausführung des internen Luftstrompfades für die in Fig. 7 dargestellte Sitzausführung; und
Fig. 10B ist eine seitliche Schnittansicht für die alternative Ausführung des internen Luftstrompfades der in Fig. 10A dargestellten Sitzausführung.

Detaillierte Beschreibung

In einer ersten Ausführung der Erfindung wird durch Pfeile dargestellte klimatisierte Luft 5 in der in Fig. 1 dargestellten Weise an den Lufteinlaß 12 eines Automobil-Sitzpolsters 10 geliefert. Die klimatisierte Luft 5 verläuft durch den Hauptkanal 14 und wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, über den Verteiler 20 in Unterkanäle 16, 17 aufgeteilt. Der Lufteinlaß 12 ist auf der Eingangsseite 22 angeordnet und befindet sich gegenüber der Insassenseite 24 des Sitzpolsters 10. Der Lufteinlaß 12, die Kanalwandungen 15 sowie ein Teil der Unterkanalwandungen 26, 27 bestehen im wesentlichen aus standardmäßigem Schaumstoff 30 für Automobil-Sitzpolster. Die Wandungen 36, 37 der Unterkanäle, die am nächsten zur Insassenseite 24 des Sitzpolsters 10 liegen, sind vorzugsweise aus vernetztem Schaumstoff 40 ausgebildet. Der vernetzte Schaum- stoff ist eingehüllt von einer Schicht aus einer Automobilpolsterung 42, die vorzugsweise luftdurchlässig ist.
Die klimatisierte Luft 5 strömt von den Unterkanalbereichen in die Schicht 40 aus vernetztem Schaumstoff. In dem vernetzten Schaumstoff kann sich die klimatisierte Luft sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung bezogen auf die Insassenseite 24 des Sitzpolsters 10 frei bewegen. Die klimatisierte Luft tritt dann durch die Automobilpolsterung aus dem vernetzten Schaumstoff aus und trifft auf den Insassen, wobei sich der Insasse in enger Nachbarschaft zu der Insassenseite 24 des Polsters 10 befindet. Auf diese Weise wird der Insasse durch die klimatisierte Luft je nach Wunsch erwärmt oder gekühlt.
Die Fig. 4 und 5 stellen eine alternative Ausführungsform der Erfindung dar. Allgemeine Konstruktionsdetails der alternativen Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sind im allgemeinen ähnlich zu der in Fig. 1 beschriebenen Ausführung. Fig. 4 stellt eine perspektivische Ansicht der Kanäle 16, 17, 18 dar, die in den Schaumstoff 30 eingeschnitten sind. Aus Gründen der Klarheit sind die Schicht 40 aus vernetztem Stoff sowie die Schicht 42 der Automobilpolsterung. aus Fig. 4 entfernt. Diese alternative Ausführung sieht ein breites Stück eines mit einem Klebstoff kaschierten Materials 50 vor, das die Insassenseite der Wandung 17 des Unterkanals bildet. In dieser Ausführung bedeckt das mit einem Klebstoff kaschierte Material die Insassenseite 24 des Sitzpolsterschaumstoffs 30, so daß die Unterkanäle 16, 17, 18 vollständig abgedeckt sind. Das mit einem. Klebstoff kaschierte Material ist in geeigneter Weise für Luft durchlässig und kann je nach Erfordernis mehrere Perforationen über das ganze mit Klebstoff kaschierte Material hinweg enthalten. Dies gestattet es der Luft, von den Unterkanälen zu dem vernetzten Schaumstoff 40 zu strömen. Das mit Klebstoff kaschierte Material hilft dabei, der Tendenz der Unterkanäle zu widerstehen sich zusammenzudrücken, wenn der (Fahrzeug-)Insasse auf der Polsterung sitzt.
Das mit einem Klebstoff kaschierte Material kann ferner zu einem zusätzlichen Insassenkomfort beitragen. Zum Beispiel kann das mit Klebstoff kaschierte Material dazu beitragen, die Unterkanäle im wesentlichen für die Hand des Insassen, wenn er den Sitz befühlt, nicht fühlbar zu machen. Die Unterkanäle sind nicht mehr feststellbar, da die Kanäle konstruktionsmäßig von dem mit Klebstoff kaschierten Material abgedeckt werden. Daher wird zum Beispiel das Eindringen mit einer Hand in die Unterkanäle sowie das Eindringen der Schicht aus vernetztem Schaumstoff sowie des Sitzbezuges in die Unterkanäle verhindert, wenn diese von dem Insassen oder dessen Hand eingedrückt wird. Dies schafft sowohl einen konstruktionsmäßigen als auch ästhetischen Gewinn, wobei das mit Klebstoff kaschierte Material dazu beiträgt, daß der Insasse die Unterkanäle in dem Sitzpolster nicht wahrnimmt.
Eine alternative Ausführungsform, um ein mögliches Zusammendrücken zu verhindern, besteht darin, daß die Wandungen der Kanäle, des Verteilers sowie der. Unterkanäle, die in dem Polsterschaumstoff 30 des Autositzes ausgebildet sind, verstärkt werden können. Die Wandungen werden zum Beispiel mittels Versteifungen oder Ausfütterungen verstärkt, die je nach Wunsch gemeinsam mit den Wandungen angebracht oder an den Wandungen befestigt werden können, um für die Wandungen eine zusätzliche Versteifung vorzusehen. Es können auch Versteifungen innerhalb der Hohlräume der Kanäle, des Verteilers sowie der Unterkanäle angebracht werden, um einen Widerstand gegen ein Zusammendrücken bereitzustellen. Die Versteifungen würden vorzugsweise passende Löcher oder Durchgänge für den Luftstrom durch sie hindurch aufweisen, so daß dort kein wesentlicher Luftstromwiderstand auftritt.
Obwohl das breite, perforierte oder luftdurchlässige, mit Klebstoff kaschierte Material nicht bevorzugt bei der Durchführung dieser Erfindung benutzt wird, kann auch ein Band, wie zum Beispiel das beschriebene, oder können andere alternative Materialien benutzt werden. Zum Beispiel wäre das Aufkleben eines sehr porösen Materials, zum Beispiel eines starken, Gaze-artigen Materials, über die Unterkanäle eine weitere Art, um den Unterkanälen eine zusätzliche Festigkeit oder Stütze zu geben. Wenn eine mit Klebstoff kaschierte Schicht verwendet wird, ist es vorzuziehen, daß sie relativ minimale Streckeigenschaften im Verhältnis zu dem Schaumstoffmaterial 30 der Sitzpolsterung aufweist und diesem gegenüber poröser ist.
Bei dem vernetzten Schaumstoff handelt es sich vorzugsweise um Polyurethan oder dergleichen mit etwa 20 Poren pro Zoll bzw. Inch (ppi). Andere Porositäten, zum Beispiel 10 ppi und 30 oder 40 ppi, sind ebenfalls akzeptabel. Gegenwärtig stellen 20 ppi den bevorzugten Schaumstofftyp dar, weil es oberhalb von 20 ppi einen kleinen Rückgang in der Atmungsfähigkeit des Schaumstoffs gibt.
Eine weitere alternative Ausführung der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese alternative Ausführung sieht eine andere Konfiguration des Luftkanal-Verteilungssystems vor. Klimatisierte Luft 105, dargestellt durch Pfeile, tritt beim Lufteinlaß 112 in das Sitzpolster 110 ein. Die Luft wird entlang mehrerer unterer Hauptkanäle 114 geführt. Die unteren Hauptkanalwandungen 115 werden von der Oberfläche eines elastischen Materials 160 gebildet, das das Sitzpolster 110 von den Sitzpolsterfedern 162 trennt. Die oberen Hauptkanalwandungen 116 werden von dem Schaumstoffmaterial 130 des Sitzpolsters gebildet. Die Luft wird sodann in die entsprechenden Verteilerkanäle 121 geleitet. Die Wandungen 126 der Verteilerkanäle werden im wesentlichen von dem Schaumstoff 130 der Sitzpolsterung gebildet.
Die klimatisierte Luft wird als nächstes in den Verteilerbereich 120 geleitet, wo die Luft weiter auf die entsprechenden Unterkanäle 132, 133, 134, 135, 136, 137 aufgeteilt wird. Von diesem Punkt an wandert die Luft im wesentlichen auf einem Pfad, der ähnlich ist zu dem in der ersten Ausführungform beschriebenen Luftpfad, d.h., die klimatisierte Luft strömt durch die Schicht 140 aus vernetztem Schaumstoff sowie durch die vorzugsweise luftdurchlässige Automobilpolsterung 142, um den (Fahrzeug)Insassen zu kühlen oder zu wärmen.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel hüllt die Autopolsterung 142 die Schicht 140 aus vernetztem Schaumstoff ein. Die Schicht aus vernetztem Schaumstoff bildet die Insassenseite 124, die Unterkanal-Grenzwandung 145 des entsprechenden Unterkanals 135 und leistet eine ähnliche wandformende Funktion für die anderen Unterkanäle.
Fig. 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform in der Ausführung dieser Erfindung. Der Schaumstoff 30 der Sitzpolsterung bildet wieder die unteren Wandungen 26, 29 der Unterkanäle 16, 19. Die oberen Unterkanalwandungen 36, 39 sind der Teil des Unterkanals, der sich in engster Nachbarschaft zu der Insassenseite 24 des Sitzpolsterabschnitts 61 befindet, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Es wird eine Heftnaht 62 verwendet, um die Schicht 40 aus vernetztem Schaumstoff und den Stoff 42 der Automobilpolsterung durch die Unterkanäle 16, 19 und in den Schaumstoff 30 der Sitzpolsterung einzuschnüren. Durch Anwendung der Heftung 62 zum Einschnüren des Sitzbezugs wird in dem Sitzpolster ein "Tal" 44 ausgebildet. Die Konvergenz des Tals bzw. die Talflanke wird durch die Heftnaht 62 gebildet. Dieses Tal stellt einen Pfad für die austretende Luft auf ihrem Weg bereit, um für den Insassen einen entsprechenden Komfort zu bieten. Dieses Tal sorgt für einen zusätzlichen Pfad für die klimatisierte Luft 5 durch die vernetzte Schaumstoffschicht und den Autositzbezug hindurch zu dem Insassen auf dem Sitz.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Schicht 40 aus vernetztem Schaumstoff weggelassen werden, und es können die Nähte 62 als primäre Verteilungsbereiche benutzt werden, um die klimatisierte Luft von den Unterkanälen über die Täler auf den Insassen zu richten. Der Verteilungs- bzw. Ausströmungsbereich mittels Saumnaht oder die talartige Ausführung kann mit irgendeiner der in Verbindung mit dieser Erfindung beschriebenen alternativen Ausführungen benutzt werden, und zwar entweder mit oder ohne Schaumstoffschichten, wie zum Beispiel der gegenwärtig bevorzugten Schicht aus vernetztem Schaumstoff.
Die in einer der beschriebenen Ausführungen verwendeten Sitzbezüge oder Autopolster bestehen vorzugsweise aus einem luftdurchlässigen Gewebe oder Kunststoff. Es können jedoch andere Materialien benutzt werden, zum Beispiel Leder. Um die Luftströmung durch alternative Materialien, wie zum Beispiel Leder, zu erleichtern, können die beschriebene Heftnahttechniken angewendet werden. Materialien wie zum Beispiel Leder werden vorzugsweise mit kleinen Löchern perforiert, und zwar zusätzlich zu den Stichlöchern der Diffusions- bzw. Verteilungstechniken mittels Nahtsaum, um die Luftströmung zu erleichtern. Die Löcher können zum Beispiel in etwa dieselbe Größe aufweisen oder größer sein als die von den Stichen in den Autositzbezügen gemachten Löcher. Zusätzlich können die Löcher zusammen mit den Saumnaht-Verteilungstechniken benutzt werden. Löcher mit anderen Größen, entweder größer oder kleiner, können ebenfalls verwendet werden. Je kleiner jedoch die Löcher sind, desto mehr wird unter der Annahme einer konstant bleibenden Anzahl der Löcher, die Kühlung auf (Wärme-)Leitung anstatt auf Konvektion für die Kühlung des Insassen beruhen. In dem Maße, wie die Löcher kleiner werden, wird die Konvektionsluftströmung proportional verringert.
Die Fig. 7 und 8 zeigen noch eine weitere alternative Ausführung der Erfindung. Wie schematisch in Fig. 7 dargestellt ist, tritt temperierte Luft 205, dargestellt durch Pfeile, in den Lufteinlaß 205 der Sitzanordnung 210 ein. Die temperierte Luft wird dann in einem Verteilerbereich 220 auf mehrere Kanäle 214 aufgeteilt. Die temperierte Luft wandert den Kanälen 214 entlang von dem Verteilerbereich 220 zu dem fußseitigen Auslaß 217 oder zu dem kopfseitigen Auslaß 218. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, bläst der fußseitige Auslaß 217 nahe dem Fußbereich des Insassen aus. Der kopfseitige Auslaß 218 bläst jedoch von der "Hinterseite " oder der nicht dem Insassen zugewandten Seite des Sitzes aus. In alternativer Weise kann der Sitz einen kopfseitigen Auslaß vorsehen, der auf der dem Insassen zugewandten Seite 224 ausbläst, vorzugsweise nahe dem Nackenbereich des Insassen. In dieser alternativen Ausführung erleichtert die an den kopf- und fußseitigen Auslässen austretende Luft die Kühlung eines Insassen in diesen jeweiligen Bereichen, d.h., in enger Nachbarschaft zu der Insassenseite 224.
Die klimatisierte Luft 205 ist gleichermaßen in der Lage, den Insassen des Sitzes über einen Luftstrompfad durch den Stoff des Sitzes hindurch zu kühlen. Durch die Kanäle 214 wandernde Luft wird durch einen luftdurchlässigen Sitzbezug 242 auf den Insassen sowie in dessen Nähe gerichtet. Bei dieser Ausführung ist eine Schicht aus vernetztem Schaumstoff weggelassen, obwohl sie, falls gewünscht, zusätzlich vorgesehen werden kann.
Fig. 8 zeigt mehrere Luftkanäle 214, die in dem Schaumstoff 230 des Sitzpolsters gebildet sind. Diese Schnittansicht zeigt ebenfalls einen seitlichen Stütz"flügel" 239 des Sitzes, wobei sich die Luftkanäle nicht in diesem Bereich des Sitzpolsterschaumstoffs befinden. In einer alternativen Ausführungsform können sich jedoch die Kanäle selbst in diese Bereiche des Sitzes hinein erstrecken, falls das gewünscht wird.
Noch eine weitere Ausführungsform für die Luftverteilungskanäle im Schaumstoff, wie sie schematisch in Fig. 7 dargestellt sind, ist in Fig. 9 dargestellt. Hier ist das Schaumstoffsitzpolster 230 von einer Schaumstoffdichte, die geringer ist als die Schaumstoffdichte des den Luftkanal bildenden Schaumstoffs 231. Es werden von dem dichteren Luftkanal-Schaumstoff 231 gebildete Luftkanäle 215 zusammen mit der Automobilpolsterung 242 anstelle der schematisch in Fig. 7 dargestellten Luftkanäle 214 benutzt. Es kann eine Klebung angewendet werden, um die Autopolsterung 242 an der Verbindungslinie 157 mit dem Luftkanal-Schaumstoff 231 zu verbinden. Es kann eine verhältnismäßig undurchlässige Sperrschicht 258 aus einem synthetischen Material zwischen dem Luftkanal-Schaumstoff 231 und dem Sitzpolster-Schaumstoff 230 plaziert werden, um je nach Wunsch eine Luft-, Feuchtigkeits-, oder Temperatursperre vorzusehen.
Eine weitere Ausführungform des in Fig. 9 dargestellten dichteren Luftkanal-Schaumstoffs 231 ist in den Fig. 10A und 10B dargestellt. Eingelassene temperierte Luft wird einer ersten Anzahl von Kanälen 270 zugeführt, die relativ zu den vorher in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten mehreren Kanälen 214, 215 und ebenfalls zu der in Fig. 10A dargestellten zweiten Anzahl von Kanälen 272 rechtwinklig bzw. senkrecht orientiert sind. Die zweite Anzahl von Kanälen 272 ist im wesentlichen gleich ausgerichtet wie die in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Kanäle. Die Kanäle 270 arbeiten in der Weise mit den Kanälen 272 zusammen, daß die klimatisierte Luft über mehrere überlappende gemeinsame Verteilerbereiche 274 von der ersten Anzahl von Kanälen 270 übergehen kann auf die zweite Anzahl von Kanälen 272. Ein gemeinsamer Verteilerbereich 274 liegt vorzugsweise bei jeder Kreuzung eines ersten Kanals mit einem zweiten Kanal vor.
Anstelle des in Fig. 9 dargestellten Schaumstoffs 231 kann der verhältnismäßig dichte, Luftkanal bildende Schaumstoff 231 aus den Fig. 10A und 10B eingesetzt und zusammen mit den oder ohne die undurchlässigen Sperren sowie mit den oder ohne die Klebeschichten benutzt werden. Die durchlässige Automobilpolsterung kann je nach Wunsch verstärkt oder ersetzt werden, und zwar mittels einer Stichnahtausführung als Luftstrompfad zu dem Insassen, wie zuvor beschrieben. Der den Luftkanal bildende Schaumstoff 231 der in den Fig. 9, 10A und 10B dargestellten Ausführungen weist vorzugsweise etwa 192 kg/m³ (12 pounds per cubic foot) auf, und der Schaumstoff 230 der Sitzpolsterung weist vorzugsweise ungefähr 96 kg/m³ (6 pounds per cubic foot) auf. Es können jedoch andere Schaumstoffdichten für beide Typen von Schaumstoff eingesetzt werden, und es können andere Materialien an die Stelle der verschiedenen Schaumstofftypen treten. Jeder der beschriebenen Schaumstoffe oder schaumstoffähnlichen Materialien kann in passender Weise geschnitten, mittels Laser geformt, gieß- bzw. preßgeformt, eingespritzt, genäht, geklebt, verbunden oder mittels anderer derartiger Techniken bearbeitet werden, wie sie bekannt sind, um die für die Ausführung dieser Erfindung gewünschten Formen zu erhalten.
Falls gewünscht, kann eine alternative Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Sitzes für einen Gebrauch zum Beispiel in öffentlichen Transportsystemen konstruiert werden, zum Beispiel in einer U-Bahn, einem Bus oder in einem anderen Passagiere befördernden Fahrzeug. Dabei wird der Schaumstoff 30 des Sitzes in Fig. 1 durch ein im wesentlichen steifes Material, zum Beispiel durch Fiberglas-verstärktes ABS ersetzt. Der steife "Polster-"Körper weist vorzugsweise Luftkanäle auf, die in seine Struktur eingeformt oder eingeschnitten sind. Es gibt einen den steifen "Polster- "Körper mindestens, teilweise einhüllenden im wesentlichen elastischen Körper, der vorzugsweise aus einer Schicht aus vernetztem Schaumstoff oder dergleichen ausgebildet ist. Falls gewünscht, kann eine luftdurchlässige Strukturwandung 50, zum Beispiel ein Klebeband mit Löchern oder eine Kunststoffabdeckung mit Löchern, zwischen die Schicht aus vernetztem Schaumstoff und den steifen Polster- oder Kunststoffsitz angeordnet werden. Indem man diese Abdeckungsstruktur oder dieses Band zusätzlich vorsieht, ist es für einen Insassen schwieriger; die Kanäle in den steifen Materialien zu fühlen, und zwar entweder mit seinem Körper, wenn er sitzt, oder mit seinen Händen. Dieser Abdeckung wirkt in einer ähnlichen Weise wie das zuvor beschriebene mit einem Kleber kaschierte Material. Die Sitzanordnung wird mit einem Bezug versehen, um im wesentlichen die Kunststoffpolsterung mit den Kanälen, den Kunststoffschirm sowie den vernetzten Schaumstoff zu umhüllen, zum Beispiel mit einem Bezugsmaterial, das ähnlich zu dem zuvor beschriebenen ist. Die Sitzkomponenten können mittels Heften, Schrauben, Schweißen, Kleben, Schneiden sowie mittels anderer bekannter Befestigungsmittel zusammengefügt werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung, die hier beschrieben wurden, schaffen einfache und bevorzugte Mittel, um einen Sitz mit veränderbarer Temperatur zu konstruieren. Damit bietet sich eine praktikable Art und Weise, um den klimamäßigen Komfort für den Benutzer eines Sitzes zu erhöhen.

Claims

1. Sitz (10, 110, 210) mit einem Sitzpolster mit einer ersten Oberfläche angrenzend an einem Sitzbezug (40, 42, 244) auf einer Belegungsseite (24, 124, 224) des Sitzes im Falle einer Benutzung und einer gegenüberliegenden im Benutzungsfall von dem Insassen abgewandten zweiten Oberfläche; und Vorrichtung zur selektiven Veränderung der Umgebungstemperatur des Sitzes, wobei die Vorrichtung aufweist:

mehrere in der ersten Oberfläche des Sitzpolsters (10, 110, 230) derart ausgebildete Unterkanäle (16-18, 132-137, 214, 215) für den Luftstrom, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der ersten Oberfläche erstrecken, einen Einlaß (12, 112; 212) für die Aufnahme von temperierter Luft,

einen in dem Sitzpolster (10, 110, 210) ausgebildeten Hauptkanal (14, 114, 121, 200) für den Luftstrom zur Ausbildung einer Strömungsverbindung zwischen den mehreren Unterkanälen für den Luftstrom und dem Einlaß (12, 112, 212), um temperierte Luft zu den mehreren Unterkanälen für den Luftstrom zu transportieren,

eine Luft-, Feuchtigkeits- oder Temperatursperre (258), die sich im allgemeinen parallel zu der zweiten Oberfläche erstreckt, jedoch auf einer von der ersten Oberfläche abgewandten Seite von dem Hauptkanal oder den Unterkanälen (14, 114, 121, 220 oder 16-18, 132-137, 214, 215) für den Luftstrom.

2. Sitz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine luftdurchlässige Strukturwandung (50), die zwischen der Schicht (40, 42, 242) des Sitzbezuges und den Unterkanälen (16-18; 132-137; 214, 220) für den Luftstrom angeordnet ist, wobei die Strukturwandung (50) so mit dem Sitzpolster (10, 110, 210) zusammenwirkt, daß sie sich der Tendenz der Unterkanäle sich zusammenzudrücken widersetzt, wenn das Gewicht eines Insassen gegen das Sitzpolster (10; 110; 230) drückt, und um es für den Insassen schwieriger zu machen, die Unterkanäle wahrzunehmen, wenn das Gewicht eines Insassen auf das Sitzpolster und die Unterkanäle drückt.

3. Sitz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit den Wandungen der Unterkanäle (16-18; 132-137; 214, 215) für den Luftstrom zusammenarbeitende Versteifungen, um eine zusätzliche Steifigkeit für die Wandungen auszubilden.

4. Sitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkanäle sowie die Hauptkanäle (16-18; 114, 121, 132- 137; 214, 220, 270, 272) Wandungen (15, 26, 27, 29, 36, 37, 39; 116, 120, 135, 145; 220) aufweisen, und daß die Versteifungen an den Wandungen befestigt sind.

5. Sitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwandung (50) eine Schicht von mit Klebstoff kaschiertem Material enthält.

6. Sitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwandung (50) einen Kunststoffschirm mit Löchern enthält.

7. Sitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Strukturwandung (50) wesentlich weniger streckbar ist als das Material von dem Sitzpolster (10; 110; 230).

8. Sitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schicht aus luftdurchlässigem Auflagematerial (40, 140), das auf der Insassenseite (24) des Sitzes angebracht ist und die Unterkanäle (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272) für den Luftstrom einschließt.

9. Sitz nach Ansprüch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus luftdurchlässigem Auflagematerial (4; 140) wesentlich weniger streckbar ist als das Material von dem Sitzpolster (10; 110; 230).

10. Sitz nach Anspruch 8 oder nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen luftdurchlässigen Sitzbezug (42; 142; 242), der im wesentlichen die Schicht des luftdurchlässigen Auflagematerials (40, 41) auf dem Sitzpolster (10; 110; 230) einhüllt.

11. Verfahren zum selektiven Verändern der Umgebungstemperatur eines Sitzes, in dem temperierte Luft von einem Lufteinlaß (12; 112; 126) zu einem Sitzpolster (10; 110; 230) geführt wird, das eine erste an einen Sitzbezugangrenzende Oberfläche auf einer Insassenseite (24) von dem Sitz sowie eine gegenüberliegende, im Belegungsfall von dem Insassen abgewandte zweite Oberfläche aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausbilden von Unterkanälen (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272) für den Luftstrom in der ersten Oberfläche von dem Sitzpolster.(10; 110; 230) derart, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der ersten Oberfläche erstrecken; Ausbilden eines Hauptkanals(14, 114, 21, 200) für den Luftstrom in dem Sitz, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß (12, 112, 212) und den Unterkanälen für den Luftstrom auszubilden; und Anordnen einer Luft-, Feuchtigkeits- oder Temperatursperre (258) auf dem Polster (10; 110; 230) derart, daß sie sich im allgemeinen parallel zu der zweiten Oberfläche erstreckt, jedoch auf einet von der ersten Oberfläche abgewandten Seite von dem Hauptkanal oder den Unterkanälen (14, 114, 121, 200 oder 16-18; 132- 137; 214, 215) für den Luftstrom.

12. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Schritt des Anordnung einer luftdurchlässigen Strukturwandung (50) zwischen der luftdurchlässigen Schicht (40, 140, 242) und den Unterkanälen (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272) für den Luftstrom, um der Tendenz der Unterkanäle sich zusammenzudrücken Widerstand entgegenzusetzen, wenn das Gewicht eines Insassen gegen das Sitzpolster drückt, und um es für den Insassen schwieriger zu machen, die Unterkanäle wahrzunehmen.

13. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des Anordnung von Versteifungen in den Unterkanälen und in dem Hauptkanal (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272) derart, daß die Versteifungen zusammenwirken mit den Wandungen der Unterkanäle und des Hauptkanals (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272), um eine zusätzliche Steifigkeit für die Wandungen auszubilden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt des Anordnung der luftdurchlässigen Strukturwandung (50) gegen eine zu dem Insassen hin gewandte Oberfläche des Sitzpolsters (10; 110; 230).

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt der Auswahl der Strukturwandung (50) derart, daß sie wesentlich weniger streckbar ist als das Sitzpolster (10; 110; 230).

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwandung (50) mehrere Löcher aufweist, durch die die Luft hindurchgeht.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwandung (50) an das Polster (10; 110; 230) angeklebt ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch den Schritt der Anordnung einer Schicht aus luftdurchlässigem Auflagematerial (40, 140) auf der Insassenseite des Polsters (10; 110; 230), um die Unterkanäle (16-18; 114, 121, 132-137; 214, 220, 270, 272) für den Luftstrom einzuschließen und Luft durch das Auflagematerial hindurchzuleiten.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt der Auswahl der Schicht aus durchlässigem Auflagematerial (40; 140) derart, daß es wesentlich weniger streckbar ist als das Material des Sitzpolsters (10; 110; 230)

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, gekennzeichnet durch den Schritt, daß man die Schicht aus luftdurchlässigem Auflagematerial (40, 41) auf dem Sitzpolster (10; 110; 230) im wesentlichen mit einem luftdurchlässigen Sitzbezug (42; 142; 242) einhüllt.