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Beanspruchung
von Prioritäten
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldungen 60/505,806, eingereicht
am 25. September 2003, und 60/525,959, eingereicht am 1. Dezember
2003.
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Einsatz und
ein System zum Liefern von Heizung, Kühlung, Belüftung oder einer Kombination
hiervon an einen Sitz, und insbesondere auf einen Einsatz und ein
System für
ein Automobil.
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Hintergrund
der Erfindung
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Seit
vielen Jahren beschäftigt
sich die Fahrzeugindustrie mit der Konstruktion von Sitzen für Automobile,
die den diese Sitze einnehmenden Personen einen zusätzlichen
Komfort bieten. Verschiedene Erneuerungen beim Bieten von Sitzkomfort
sind in den US-Patenten Nr. 6,064,037; 5,921,314; 5,403,065; 6,048,024
und 6,003,950 erörtert,
auf deren Offenbarungsgehalt im vollen Umfang Bezug genommen wird.
Außerdem
sind weitere Erneuerungen zum Liefern von Sitzkomfort in der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 09/619,171, eingereicht am 19. Juli 2000, mit
dem Titel "Ventilated
Seat Having a Pad Assembly and a Distribution Device" ("Belüfteter Sitz
mit einer Polsteranordnung und einer Verteilungsvorrichtung"); der US-Veröffentlichung
Nr. 2002/0096931, eingereicht am 5. Januar 2001, mit dem Titel "Ventilated Seat" ("Belüfteter Sitz"); dem US-Patent
Nr. 6,629,724, erteilt am 7. Oktober 2003, mit dem Titel "Portable Ventilated
Seat" ("Tragbarer belüfteter Sitz"); der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 10/434,890, eingereicht am 9. Mai 2003, mit
dem Titel "Automotive
Vehicle Seat Insert" ("Automobilsitzeinsatz"); der US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 10/463,052, eingereicht am 17. Juni 2003, mit dem
Titel "Automotive
Vehicle Seating Comfort System" ("Automobilsitzkomfortsystem"); und der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 10/681,555, eingereicht am 8. Oktober 2003,
mit dem Titel "Automotive
Vehicle Seating Comfort System" ("Automobilsitzkomfortsystem"), erörtert, auf
deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird.
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Zum
Zweck der Fortführung
dieser Erneuerung sieht die vorliegende Erfindung einen verbesserten
Einsatz sowie ein System für
einen Sitz vor, die vorzugsweise zur Anwendung in oder als Teil
eines Automobilsitzes geeignet sind und die zum Bieten einer Komfortsteuerung
für die
den Sitz einnehmende Person beiträgt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen belüfteten Sitz, der einen Einsatz
aufweist, mit einem Sitzteil, und der eine Strömungssteuerungsschicht mit
einer ersten und einer zweiten Zugangsöffnung aufweist, sowie einem
Abstandhalter, der einen Einlage- und einen Hauptteil aufweist,
und eine erste Fluidbarriere, wobei die Einlage durch eine fluiddichte
Grenzschicht im Wesentlichen vom Hauptteil isoliert ist. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auch auf einen belüfteten Sitz, der einen Einsatz
mit einem Sitzteil aufweist und eine erste Strömungssteuerungsschicht mit
mindestens einer Zugangsöffnung,
einem ersten und einem zweiten Abstandhalter sowie einer Fluidbarriere,
die mindestens eine Zugangsöffnung
hat, aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen
belüfteten
Sitz mit einem Einsatz, der einen Sitzteil und eine Strömungssteuerungsschicht
mit einer Zugangsöffnung und
mehrere Durchströmungslöcher im
Sitzteil, einen Abstandhalter, eine Fluidbarriere und mindestens
einen Leitungskanal mit mehreren Durchströmungslöchern aufweist, die angrenzend
an den Sitzteil der Strömungssteuerungsschicht
angeordnet sind. Der Sitz kann auch einen Lüfter, der mit dem Abstandhalter
in Fluidkommunikation ist, sowie eine Fluidkonditionierungsvorrichtung
aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zum Belüften eines
Sitzes. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Vorsehen
einer thermoelektrischen Vorrichtung (Thermoelectric Device/TED)
und Konditionieren von Luft mit der TED zum Liefern einer Heizung
oder Kühlung
und Weiterleiten der konditionierten Luft durch einen Einsatz entweder
durch Drücken
oder Ziehen der konditionierten Luft durch den Einsatz.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigt:
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1 eine
Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform des Einsatzes;
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2 eine
schematische Darstellung eines Systems, das die erste Ausführungsform
des Einsatzes aufweist;
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3 eine
Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Einsatzes;
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4 eine
schematische Darstellung eines Systems, das die zweite Ausführungsform
des Einsatzes aufweist;
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5 eine
Explosionsdarstellung einer dritten Ausführungsform des Einsatzes;
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6 eine
schematische Darstellung eines Systems, das die dritte Ausführungsform
des Einsatzes aufweist;
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7 eine
Explosionsdarstellung einer vierten Ausführungsform des Einsatzes;
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8 eine
schematische Darstellung eines Systems, das die vierte Ausführungsform
des Einsatzes aufweist.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einsatz, der zur Anordnung
in oder auf einem Sitz geeignet ist, um der den Sitz einnehmenden
Person Heizung, Kühlung,
Belüftung
oder eine Kombination hiervon zu liefern. Der Einsatz enthält dann
mindestens eine Schicht, enthält
jedoch vorzugsweise mehrere (z. B. drei) Schichten, und jede dieser Schichten
kann aus einer Einzelschicht oder aus mehreren Schichten (z. B.
einem Schichtstoff) bestehen. Die mehreren Schichten brauchen untereinander
nicht befestigt zu sein, sind es jedoch vorzugsweise. Noch besser
ist es, wenn die Schichten mindestens an ihren Rändern aneinander befestigt
sind, um einen am Rand versiegelten Beutel zu bilden. Die Schichten
des Einsatzes haben typischerweise die gleiche Ausdehnung, auch
wenn Teilschichten, die nicht die gleiche Ausdehnung wie die anderen Schichten
oder der Einsatz haben, in manchen Fällen geeignet sein können.
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Der
Einsatz und die Schichten, welche den Einsatz bilden, haben typischerweise
einen Sitzteil und eine Erweiterung. Wie schon der Name sagt, ist der
Sitzteil allgemein der Bereich des Einsatzes, der dem Bereich Heizung,
Kühlung,
Belüftung
oder Kombinationen hiervon liefert, auf dem die den Sitz einnehmende
Person sitzt. Die Erweiterung ermöglicht es, dass Komponenten
eines Systems, das den Einsatz mit einschließt, vom Sitzteil entfernt sein
können.
Dies ermöglicht
eine günstige
Anordnung der Komponenten, so dass sie den Sitzkomfort nicht stören. Während die
Erweiterung typischerweise am Rücken
des Sitzes angeordnet ist, kann sie an einer der Seiten, an der
Vorderseite des Sitzes angeordnet oder auch völlig weggelassen sein. Außerdem können bei
einem Einsatz auch mehrere Erweiterungen verwendet werden.
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Typischerweise
wird der Einsatz durch ein Sitzkissen oder ein Rücklehnenkissen gestützt. Das Sitzkissen
oder das Rücklehnenkissen
kann eine oder mehrere Leitungskanäle enthalten, die sich teilweise
oder vollständig
durch das Kissen erstrecken, oder die Kissen können auch frei von sich durch
das Kissen erstreckenden Leitungskanälen sein. Ein bevorzugtes Kissen
ist ein in Form gebrachter Kunstschaum, der vorzugsweise frei von
einem angeformten oder ausgeschnittenen Fluidverteilungs-Leitungsnetz
ist, kann jedoch mit einem Einschnitt oder einer Öffnung zur
Hindurchführung
der Erweiterung von einer Seite des Kissens zur anderen Seite angepasst
werden. Das Sitzkissen und/oder das Rücklehnenkissen kann seinerseits
von einem Sitzrahmen getragen werden. Es können auch mehrere Einsätze auf
einem einzigen Sitz- oder Rücklehnenkissen
verwendet werden, wobei die Einsätze
dieselbe oder unterschiedliche Funktionen ausfüllen können (z. B. kann es sein, dass
ein Einsatz nur kühlt,
während
ein anderer Einsatz sowohl heizt als auch kühlt).
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Eine
oder mehrere unterschiedliche Arten von Schichten können verwendet
werden, um den Einsatz zu bilden. Zum Beispiel kann der Einsatz
einen oder mehrere Abstandhalter enthalten, um im Einsatz einen
Zwischenraum zu schaffen. Es kön nen eine
oder mehrere Strömungssteuerungsschichten enthalten
sein, um einen selektiven Strom von Fluid zwischen einer oder mehreren
Schichten des Einsatzes, zwischen dem Einsatz und dem Rest des Sitzes oder
zwischen dem Einsatz und der Umgebung vorzusehen. Eine oder mehrere
Fluidbarrieren können enthalten
sein. Weitere optionale Schichten enthalten Schichten, die Heizungen,
Kühlungen,
einen oder mehrere zusätzliche
Abstandhalter, eine oder mehrere Deckschichten und/oder eine oder
mehrere Schichten enthalten, die bei der Herstellung des Einsatzes
nützlich
sind.
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Der
Abstandhalter kann eine beliebige Struktur, Werkstoff oder eine
Kombination von Werkstoffen und/oder Strukturen sein, die einen
Fluidstrom durch das Material erlauben, während sie gleichzeitig der den
Sitz einnehmenden Person einen bestimmten Halt bieten. Die Abstandhalter
sollten unter dem Gewicht der den Sitz einnehmenden Person nicht
kollabieren und die Fluidkommunikation durch den Abstandhalter aufrechterhalten.
Als ein Beispiel könnte der
Abstandhalter Gummi, Kunststoffschaum oder dergleichen enthalten.
In einem Aspekt kann der Abstandhalter einen Netzschaum oder Federn
aufweisen.
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Der
Abstandhalter kann mehrere Elemente oder Fasern enthalten, die vorzugsweise
voneinander beabstandet sind, um zwischen ihnen einen Zwischenraum
vorzusehen, während
sie immer noch eng genug beieinander liegen, um die Funktionen eines
Kissens und einer Stütze
zu liefern. Ein bevorzugter Abstandhalter ist aus einem Polymerfasermaterial
(z. B. Polyester), das verwebt ist, um sich gegenüberliegende
Bienenwabenstrukturen (z. B. Gewebe, Paneele) zu bilden, die durch
mehrere zusätzliche
Polymertasermaterialien miteinander verbunden sind, um einen Zwischenraum
zwischen den Strukturen vorzusehen, während sie immer noch die Funktion
des Kissens und der Stütze
beibehalten. Als ein Beispiel wird ein bevorzugtes Material unter
der Handelsbezeichnung 3MESH® vertrieben und ist von Müller Textil
GmbH, Deutschland oder Müller
Textiles, Inc., Rhode Island, USA, im Handel erhältlich.
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Ein
weiterer bevorzugter Abstandhalter ist aus einem Polymermaterial
in einer zwischen zwei Materialschichten gehaltenen Helix vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Helix länglich,
um auf der Helix eine vergrößerte Fläche zur
Befestigung der Helix an den Materialschichten zu bilden. Die Helix
kann eng gewickelt sein, so dass neben einanderliegende Gänge der
Helix in Berührung
sind, oder lose gewickelt sein, so dass sich nebeneinanderliegende
Gänge der
Helix nicht berühren.
Typischerweise wird eine Vielzahl von Helixstrukturen nebeneinander
(aneinanderstoßend
oder sonst wie) angeordnet, um eine Abstandsschicht zu bilden. Ein
beispielhaftes Helixmaterial ist in den internationalen Anmeldungen PCT/DE04/000540
und PCT/DE04/000541, beide am 17. März 2004 eingereicht, erörtert, auf
deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Abstandhaltermaterial ist ein gerilltes Material.
Das gerillte Material enthält
mehrere Erhebungen und Vertiefungen, wobei die Erhebungen Durchgangslöcher aufweisen. Das
gerillte Material kann ein beliebiges geeignetes Material, wie zum
Beispiel geformter Schaumstoff oder Kunststoff sein. Die Durchströmungslöcher können vor
den Erhebungen und Vertiefungen gleichzeitig mit ihnen oder nach
ihnen hergestellt werden.
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Kombinationen
der oben beschriebenen Werkstoffe können zur Bereitstellung eines
Abstandhalters verwendet werden.
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Die
Strömungssteuerungsschicht
ist typischerweise aus einem Kunststoff- bzw. einem Polymermaterial, das weich
wird oder schmilzt, wenn es Wärme
ausgesetzt wird, damit es besser mit der einen oder den mehreren
anderen Schichten des Einsatzes zusammenklebt. Alternativ dazu kann
die Strömungssteuerungsschicht
auch aus Geweben, gewebten Werkstoffen (z. B. Goretex® oder
Mikrofasern), Nylon, geschlossenporigem Schaum oder dergleichen
hergestellt sein. Vorzugsweise ist die Strömungssteuerungsschicht mindestens
teilweise außer an
mehreren Durchgangslöchern
für Fluide
und insbesondere für
Luft undurchlässig.
Die Schicht braucht aber im Wesentlichen für ein Fluid oder Luft nicht
undurchlässig
zu sein. Beispiele für
Durchgangslöcher
sind Zugangsöffnungen
(z. B. Einlässe und/oder
Auslässe),
die typischerweise in der Erweiterung angeordnet sind, und Durchströmungslöcher, die
typischerweise im Sitzteil angeordnet sind.
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Bei
den Abmessungen einer Strömungssteuerungsschicht
ist es vorzuziehen, wenn die Schichtdicke ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 2,0 mm
dick und noch besser ungefähr
0,7 mm bis ungefähr
1,0 mm dick ist. Natürlich
wird auch in Betracht gezo gen, dass die Strömungssteuerungsschicht eine
veränderliche
Dicke hat, und die Dicke kann auch außerhalb der genannten Bereiche
liegen.
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Die
Fluidbarriere kann der Strömungssteuerungsschicht ähnlich sein
und kann dieselben oder andere Werkstoffe wie die Strömungssteuerungsschicht
enthalten. Vorzugsweise hat die Fluidbarriere eine ähnliche
Zusammensetzung und Ausmaße
wie die Strömungssteuerungsschicht.
Wie die Strömungssteuerungsschicht
kann die Fluidbarriere eine oder mehrere Zugangsöffnungen aufweisen, die sich typischerweise
in der Erweiterung des Einsatzes befinden. Im Gegensatz zur Strömungssteuerungsschicht
hat die Fluidbarriere keine Durchströmungslöcher. Außerdem ist die Fluidbarriere
wie die Strömungssteuerungsschicht
außer
an den Zugangsöffnungen
mindestens teilweise für
Fluide und insbesondere für
Luft undurchlässig.
Die Fluidbarriere braucht aber für
ein Fluid oder Luft nicht im Wesentlichen undurchlässig zu
sein.
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Die
Zugangsöffnungen
und Durchströmungslöcher bieten
allgemein eine Fluidkommunikation durch die Fluidbarrieren und die
Strömungssteuerungsschichten.
Die Durchströmungslöcher sind
allgemein am Sitzteil des Einsatzes angeordnet. Das Muster der Durchströmungslöcher kann
bei der jeweiligen Strömungssteuerungsschicht
gleich oder unterschiedlich sein. In einer bevorzugten Anordnungsweise ändert sich
die Größe der Durchströmungslöcher allmählich über den
Sitzteil des Einsatzes. Typischerweise sind dann die Durchströmungslöcher an
der Vorderseite des Sitzes größer als
an der Rückseite
des Sitzes; dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Durch
die Schaffung einer allmählichen
Veränderung
der Größe kann
der Fluidstrom durch die Strömungssteuerungsschicht
an verschiedenen Orten ausgewählt
werden. In einer anderen bevorzugten Anordnungsweise entsprechen
die Durchströmungslöcher ungefähr dem Bereich
des Sitzes, an dem die den Sitz einnehmende Person mit dem Sitz
in Kontakt ist.
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Beispiele
für optionale
Schichten sind solche, die eine Heizung aufweisen. Verschiedene
unterschiedliche Arten von Heizungen sind zum Einbau in einen Automobilsitz
geeignet, und es wird in Betracht gezogen, dass alle diese Heizungen
in die Einsätze
der vorliegenden Erfindung eingebaut werden könnten. Derartige Heizungen
weisen typischerweise flexible elektrische Heizelemente auf, die
vorzugsweise dünn,
flach, unauffällig
oder eine Kombination hiervon sind. Beispielsweise kön nen eine
Drahtlagenheizung, eine Kohlefaserheizung, eine Heizung mit positivem
thermischem Koeffizienten (PTC), eine thermoelektrische Heizung
oder dergleichen eingesetzt werden, die typischerweise von einem
Hintergrundmaterial (z. B. einem Hintergrundmaterial aus Stoff oder
Gewebe) im Einsatz verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Heizung eine Kohlefaserheizung mit einem Hintergrundmaterial
(z. B. einer Fliesstoffschicht). Ein Beispiel für eine bevorzugte Heizung wird
unter der Handelsbezeichnung CARBOTEX® vertrieben
und ist im Handel von W.E.T. Automotive Systems Inc. in Deutschland und/oder
FTG Faser-Technik GmbH erhältlich.
Ein Beispiel einer derartigen Heizung ist im US-Patent 6,064,037,
erteilt am 16. Mai 2000, offenbart, auf deren Offenbarungsgehalt
hier für
alle Zwecke Bezug genommen wird. Es kann auch eine Heizungs/Kühlungs-Kombination
in der Form einer flexiblen Bahn von TEDs für eine optionale Schicht geeignet
sein. Flexible Schicht-TEDs sind diejenigen, die im US-Patent Nr.
6,700,052 erörtert
sind, auf deren Offenbarungsgehalt Bezug genommen wird. Andere Kühleinrichtungen
können
diejenigen beinhalten, die in der vorläufigen US-Patentanmeldung 60/505,806,
eingereicht am 25. September 2003, beschrieben sind, auf deren Offenbarungsgehalt
Bezug genommen wird.
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Der
optionale zusätzliche
Abstandhalter kann aus demselben oder einem anderen Werkstoff sein,
der auch für
die Abstandhalter in anderen Teilen des Einsatzes verwendet wird.
Ein bevorzugter optionaler zusätzlicher
Abstandhalter enthält
einen vernetzten Schaum.
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Geeignete
optionale Abdeckschichten sind Sitzdeckschichten, die ein Teil des
Einsatzes sind, oder die vom Einsatz getrennt sind, die jedoch den Einsatz
allgemein von der den Sitz einnehmenden Person trennen. Die Sitzabdeckung
kann aus einem beliebigen geeigneten Material sein, das zum Beispiel
mindestens aus einem synthetischen Stoff, einem natürlichen
Stoff (z. B. Wolle, Leder oder dergleichen), oder Kombinationen
hiervon besteht, ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. In
einer Ausführungsform
enthält
die Sitzabdeckung Perforationen über mindestens
einen Teil der Sitzfläche,
durch die Luft oder ein anderes Fluid gelangen kann. In einer anderen
Ausführungsform
ist die Abdeckung im Wesentlichen frei von Perforationen. Zum Beispiel
kann perforiertes oder nicht perforiertes Leder zum Trennen der
den Sitz einnehmenden Person von dem Einsatz verwendet werden, während ein
Fliesstoff als ein Teil des Einsatzes eingesetzt werden kann, um
die Dochtwirkung zu erhöhen
oder sonst wie eine Schutzschicht zu schaffen.
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Der
zusätzliche
Abstandhalter und die Sitzabdeckung können eine Fläche aufweisen,
welche die gleiche Ausdehnung wie der Einsatz hat, oder sie können Flächen aufweisen,
die größer oder
kleiner sind als diejenige des Einsatzes.
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Es
können
eine oder mehrere Klebeschichten zum Zusammensetzen der Einsätze verwendet werden.
Die Klebeschichten werden vorzugsweise von einem Heißkleber
gebildet, auch wenn das nicht notwendigerweise der Fall sein muss.
Der Kleber kann als ein Netz oder sonst wie vorgesehen sein, und
er kann durchgängig
oder nicht durchgängig
sein (z. B. kann in Tropfen, Auftragungspunkten oder dergleichen
aufgebracht sein). Die Kleberunterschichten können Polyamide, Polyester,
Elastomere, Urethane, Olefinpolymere oder eine Kombination hiervon
enthalten. Außerdem
können
die Kleber je nach Bedarf für
bestimmte Verarbeitungsparameter oder -bedingungen formuliert werden.
Vorzugsweise sind die Kleberunterschichten im Wesentlichen frei
von Antihaftlösungen,
Blähadditiven,
Verarbeitungsverschmutzungen oder dergleichen, welche die Klebleistung
beeinträchtigen
könnten.
Als ein Beispiel ist ein geeigneter Heißkleber als ein Fließnetz unter
der Handelsbezeichnung SPUNFAB® von Spunfab Ltd., 175
Muffin Lane, Cuyahoga Falls, Ohio 44223, im Handel erhältlich.
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Der
Einsatz der vorliegenden Erfindung kann eine eigene Einheit sein,
die in einem Raum zwischen einem Sitzkissen und der Sitzabdeckung
montiert wird, einstückig
im Sitzkissen ausgebildet sein, in der Sitzabdeckung einstückig ausgebildet
sein oder eine beliebige Kombination hiervon sein.
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Zusätzlich zum
Einsatz bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System, das
eine Heizung, eine Kühlung,
eine Lüftung
oder Kombinationen davon liefert. Das System weist einen Einsatz und
eine oder mehrere unterschiedliche Komponenten auf, die einen Betrieb
des Einsatzes ermöglichen. Zum
Beispiel kann das System einen Lüfter,
eine Fluidkonditionierungsvorrichtung, eine oder mehrere Zusatzkomponenten,
eines oder mehrere Ventile, einen oder mehrere Sensoren und/oder
eine oder mehrere Steuervorrichtungen beinhalten. Zusätzlich können ein
oder mehrere Leitungskanäle
zur Herstellung einer Fluidkommunikation zwischen den Komponen ten des
Systems, wie zum Beispiel zwischen dem Lüfter und dem Einsatz oder zwischen
dem Einsatz und der Fluidkonditionierungsvorrichtung verwendet werden.
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Der
Lüfter
liefert eine Bewegungskraft zum Bewegen von Luft (ob sie jetzt konditioniert
ist, Umgebungsluft ist, gedrückt
oder gezogen wird, sowie Kombinationen hiervon) durch den Einsatz.
Der Lüfter
kann zum Drücken
von Luft zum Einsatz oder zum Ziehen von Luft aus dem Einsatz eingesetzt
werden. Der Lüfter
kann auch sowohl zum Drücken
als auch zum Ziehen von Luft verwendet werden. Zum Beispiel können mindestens
zwei Sätze
von Lüfterblättern (z.
B. mit Rotorblättern,
deren Richtung entgegengesetzt ist), die eine gemeinsame Achse haben und
einen Doppellüfter
bilden, der sowohl zum Drücken
als auch zum Ziehen von Luft geeignet sind, eingesetzt werden. Außerdem können auch
mehrere Lüfter
verwendet werden. Der Lüfter
kann auch einen ringförmigen
Einlass haben, auch wenn von ringförmigen Einlässen freie Lüfter mit
in Betracht gezogen werden. In der Definition eines Lüfters sind
auch Impeller (einschließlich
bidirektionale Impeller), Gebläse
oder dergleichen eingeschlossen. Der Lüfter bezieht sich auch auf
Vorrichtungen, die zum Bewegen anderer Fluide (z. B. Flüssigkeiten)
durch den Einsatz eine Bewegungskraft liefern. Der Lüfter kann
einen beständigen
Fluidstrom, einen pulsierenden Fluidstrom, einen oszillierenden
Fluidstrom oder dergleichen liefern.
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Die
Fluidkonditionierungsvorrichtung kann eine beliebige Vorrichtung
sein, die Fluide erwärmt oder
abkühlt.
Die Vorrichtung kann eine Kombination von Vorrichtungen sein, wobei
eine Komponente die Heizung und eine andere Komponente die Kühlung vornimmt.
Vorzugsweise liefert ein Gerät
oder System sowohl die Heizungs- als
auch die Kühlungsfunktion.
Die Vorrichtung kann eine externe Vorrichtung, wie zum Beispiel
ein HVAC-System (Heizungs- und Klimatisierungssystem) im Gebäude oder
im Fahrzeug sein, in dem der Sitz angeordnet ist, oder eine interne
Vorrichtung, was bedeutet, dass die Vorrichtung mit dem Gebäude oder
dem Fahrzeug, in dem der Sitz angeordnet ist, (außer über eine
Energieversorgung) nicht verbunden ist. Zusätzlich zur Lieferung einer
Temperaturkonditionierung kann die Fluidkonditionierungsvorrichtung
das Fluid (z. B. die Luft) auch entfeuchten.
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Vorzugsweise
ist die Fluidkonditionierungsvorrichtung eine eigenständige oder
Feststoffvorrichtung, die Luft sowohl kühlt als auch erwärmt. Die
am meisten bevorzugte Vorrichtung ist eine Peltier- oder thermoelektrische
Vorrichtung (thermoe lectric device/TED). TEDs sind im Handel erhältliche
Vorrichtungen, die eine Feststoffheizung und -kühlung durch Leiten von Elektrizität durch
die Vorrichtung vorsehen. TEDs enthalten eine Ableitungsseite und
eine aktive Seite, wobei es sich um relative Bezeichnungen handelt,
je nachdem, ob warme oder kühle
temperaturkonditionierte Luft gewünscht wird. Ein beliebiger
Hersteller von TEDs könnte
geeignete Vorrichtungen zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung
liefern, wobei die TEDs von Tellurex (Telluride, CO) bevorzugt werden.
Die TED kann mit einer beliebigen geeigneten Wärmeableitungsvorrichtung, z.
B. Wärmesenken,
Wärmetauscher,
Lüfter,
Wärmerohren oder
dergleichen kombiniert werden.
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Die
Befestigungskomponente ist ein Rahmenelement, das vorzugsweise einen
Ort zur Befestigung des Lüfters,
der Fluidkonditionierungsvorrichtung, eines Leitungskanals oder
einer anderen Komponente zum Einsatz definiert. Es wird in Betracht
gezogen, dass das Rahmenelement in einer Vielzahl von Konfigurationen
(z. B. ringförmig,
rechteckig, quadratisch, polygonal oder sonst wie) sein kann und aus
einer Vielzahl von vorzugsweise steifen oder halbsteifen Werkstoffen
(z. B. Metall, Kunststoff, oder dergleichen) ausgebildet sein kann.
In manchen Aspekten trägt
die Befestigungskomponente auch zur Definition einer Zugangsöffnung bei.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wirkt die Befestigungskomponente mit Strukturen und/oder Werkstoffen
(z. B. Schnappbefestigungen) am Lüfter, der Fluidkonditionierungsvorrichtung
oder anderen Komponenten zusammen, um die Vorrichtung oder die Komponenten an
der Befestigungskomponente zu befestigen.
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Eines
oder mehrere Ventile können
zum Lenken des Fluidstroms durch das System eingesetzt werden, um
unverbrauchte Energie (d.h. das Fluid ist wärmer als die Umgebung) oder
Energiekapazität (d.h.
das Fluid ist kälter
als die Umgebung) im Fluid zu nutzen. Zum Beispiel können die
Ventile zum Auslassen von Fluid an die Umgebung oder zum Ableiten ungenötigter im
Fluid gespeicherter Energie verwendet werden. Die Ventile können auch
zum Umleiten von Fluid an Komponenten des Systems (z. B. die Fluidkonditionierungsvorrichtung)
verwendet werden, um diese Komponenten entweder zu erwärmen oder
abzukühlen.
Zusätzlich
kann ein Ventil zum optionalen Rezirkulieren von Fluid im System
verwendet werden, um ein geschlossenes oder teilweise geschlossenes
System zu schaffen.
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Eine
Vielzahl von Sensoren kann im System vorhanden sein, wie zum Beispiel
Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, Stromsensoren, Besetzungserfassungssensoren,
Gewichtssensoren oder dergleichen. Überall im System können Sensoren angeordnet
werden. Zum Beispiel können
Temperatursensoren im Abstandshalter zwischen Abstandhaltern, zwischen
dem Abstandhalter und einer beliebigen zusätzlichen optionalen Schicht
(z. B. vernetztem Schaum oder Sitzabdekkung) in der Nähe der Fluidkonditionierungsvorrichtung
oder in der Nähe des
Lüfters
sowie Kombinationen hiervon angeordnet werden.
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Eine
oder mehrere Steuerungsvorrichtungen können zum Empfangen von Eingangssignalen
von den Sensoren oder einer verwendeten Steuerungsvorrichtung eingesetzt
werden, um an den Lüfter
und die Fluidkonditionierungsvorrichtung Befehle abzugeben und/oder
um den Betrieb des Systems in anderer Weise zu koordinieren.
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Die
Ausführungsformen
der unten erörterten Einsätze und
Systeme verwenden Luft als das temperaturkonditionierte Fluid, das
durch den Einsatz und/oder das System geleitet wird. Es versteht
sich jedoch, dass in diesen Ausführungsformen
auch ein anderes Gas und/oder ein flüssiges Fluid eingesetzt werden
kann.
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Wie
in 1 dargestellt, enthält die erste Ausführungsform
des Einsatzes 10 allgemein einen Sitzteil 12 und
eine Erweiterung 14. Der Einsatz weist auch eine erste
Strömungssteuerungsschicht 16,
einen ersten Abstandhalter 18, eine zweite Strömungssteuerungsschicht 20,
einen zweiten Abstandhalter 22 und eine erste Fluidbarriere 24 auf.
Hier sind die Abstandhalter aus Polymerfasermaterial. In einer ersten
Ausführungsform
sind diese Schichten mindestens an ihren Rändern versiegelt, um einen
am Rand versiegelten Beutel zu bilden.
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Sowohl
die erste Strömungssteuerungsschicht 16 als
auch die erste Fluidbarriere 24 enthalten mindestens eine
Zugangsöffnung 26 bzw.
28. Die Zugangsöffnungen
sind allgemein an der Erweiterung des Einsatzes angeordnet und ermöglichen
einen Zugang zu den Abstandhaltern. Die Zugangsöffnung 28 kann statt
in der ersten Fluidbarriere auch seitlich an der zweiten Abstandsschicht
angeordnet sein. In diesem Aspekt wird die Zugangsöffnung durch
die Erweiterungen der zweiten Strömungssteuerungsschicht und
der ersten Fluidbarriere definiert. In einem anderen Aspekt kann
die Zugangsöffnung
in der zweiten Strömungssteuerungsschicht 20 angeordnet
sein. Hier wäre
dann eine teilweise ausgebildete Fluidbarriere 30 (in Phantomdarstellung)
nötig, um
den Hals der zweiten Strömungssteuerungsschicht 20 vom
Hals des ersten Abstandhalters 18 zu trennen.
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Die
Strömungssteuerungsschichten
enthalten mehrere Durchströmungslöcher 32.
Die Durchströmungslöcher sind
allgemein am Sitzteil des Einsatzes angeordnet. Das Muster der Durchströmungslöcher kann
bei jeder Strömungssteuerungsschicht gleich
oder unterschiedlich sein.
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In
einem weiteren Aspekt kann die erste Strömungssteuerungsschicht durch
eine zweite Fluidbarriere mit einer Zugangsöffnung an der Erweiterung ersetzt
werden. Dies liefert einen Einsatz, welcher der den Sitz einnehmenden
Person weder Luft zublasen noch ihr Luft entziehen würde. In
noch einem weiteren Aspekt kann die erste Strömungssteuerungsschicht durch
eine Kombination von vernetztem Schaum auf dem Sitzteil und einer
Fluidbarriere auf der Erweiterung ersetzt werden. Die Fluidbarriere würde dann
eine Zugangsöffnung
enthalten.
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In
einem den Einsatz der ersten Ausführungsform enthaltenden System
ist der Lüfter
an einer der Zugangsöffnungen
am Einsatz befestigt. Alternativ hierzu verbindet eine Rohrleitung
einen Lüfter
mit dem Einsatz an einer der beiden Zugangsöffnungen. Eine solche Anbringung
kann durch eine Befestigungskomponente erleichtert werden. Der Lüfter kann
entweder zum Ziehen von Luft aus dem Einsatz oder zum Drücken von
Luft in den Einsatz konfiguriert sein.
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Das
die erste Ausführungsform
des Einsatzes enthaltende System enthält vorzugsweise auch eine Fluidkonditionierungsvorrichtung
in der Form einer TED. Die TED kann entfernt vom Einsatz und dem
Lüfter
angeordnet sein, jedoch ist das nicht notwendigerweise der Fall.
Die TED kann jedoch vorzugsweise in der Nachbarschaft des Einsatzes
angeordnet sein oder mit einer Befestigungskomponente am Einsatz
befestigt sein. Die TED ist vorzugsweise so angeordnet, dass der
Luftstrom sowohl an der Ableitungs- als auch an der aktiven Seite
der TED vorzugsweise über
den Einsatz eines einzigen Lüfters geht.
Zusätzlich
kann die TED im Verhältnis
zum Lüfter
so angeordnet werden, dass die konditionierte Luft von der aktiven
Seite der TED entweder in die Abstandhalter hinein gedrückt oder
aus den Abstandhaltern heraus gezogen wird. Rohrleitungen können zur
Erzielung des gewünschten
Luftstroms eingesetzt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform,
die in 2 schematisch dargestellt ist, enthält der Einsatz 10 zwei
Strömungssteuerungsschichten 16 und 20, und
der Lüfter 34 zieht
Luft an der aktiven Seite 36 einer TED 38 vorbei
und durch die Abstandhalter 18, 22, während auch
Luft an der Ableitungsseite 40 der TED vorbei gezogen wird.
Dieser Aspekt ist mit einem optionalen zusätzlichen Abstandhalter 42 gezeigt.
Der Luftstrom ist schematisch durch die Pfeile in 2 angezeigt.
In der Alternative kann der Lüfter Luft
an der Ableitungsseite vorbei drücken.
In einer bevorzugten Ausführungsform
kühlt die
aktive Seite der TED die durch den Lüfter an ihr vorbeigezogene Luft,
während
an der Ableitungsseite der TED durch den Lüfter Wärme abgezogen wird. Die temperaturkonditionierte
Luft wird durch die Abstandhalter geleitet, um der den Sitz einnehmenden
Person ein kühlendes
Gefühl
zu verschaffen.
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In
einem Aspekt ermöglicht
es die zweite Strömungssteuerungsschicht,
dass Umgebungsluft (d.h. nicht von der Fluidkonditionierungsvorrichtung konditionierte
Luft) in der Nähe
der den Sitz einnehmenden Person durch den Lüfter angesaugt wird, um eine
zusätzliche
Belüftung
und Kühlung
vorzusehen. Eine solche Konfiguration ist in 2 gezeigt,
wo die Pfeile anzeigen, dass Luft durch die Oberseite des Einsatzes
angesaugt wird. In einem weiteren Aspekt wird eine zweite Fluidbarriere
anstelle der ersten Strömungssteuerungsschicht
verwendet, die Umgebungsluft daran hindert, aus der Nähe der den
Sitz einnehmenden Person angesaugt zu werden.
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Wie
in 3 zu sehen ist, ist die zweite Ausführungsform
des Einsatzes 100 der ersten Ausführungsform ähnlich, wobei der erste Abstandhalter 102 ein
gerilltes Material 104 beinhaltet. Die Verwendung des gerillten
Materials macht die Verwendung der ersten Strömungssteuerungsschicht 106 (die
in Phantomdarstellung gezeigt ist) optional. Der Einsatz weist auch
einen zweiten Abstandhalter 108 und eine Fluidbarriere 110 auf.
Das gerillte Material 104 weist mehrere Erhebungen 112 und
Vertiefungen 114 auf, wobei die Erhebungen mehrere Durchströmungslöcher 116 aufweisen.
Bei dem in 3 gezeigten Aspekt bildet das
gerillte Material nur einen Teil des ersten Abstandhalters, und
weiteres Abstandhaltermaterial (z. B. Polymerfasermaterial) bildet
den verbleibenden Teil des ersten Abstandhalters. Alternativ hier zu
kann der erste Abstandhalter auch vollständig aus dem gerillten Material
sein. Während
allgemein parallele Erhebungen und Vertiefungen bevorzugt werden,
kann auch eine andere Anordnung der Erhebungen und Vertiefungen
ebenfalls geeignet sein. Wenn typischerweise der gesamte erste Abstandhalter
aus gerilltem Material ist, erstrecken sich die Vertiefungen vom
Sitzteil zum Zugangsöffnungsbereich in
der Erweiterung. In diesem Aspekt kann es sein, dass die Durchströmungslöcher nur
auf den Erhebungen im Sitzteil des Einsatzes angeordnet sind. In dieser
Ausführungsform
kann eine Teilfluidbarriere 118 zwischen den Erweiterungen
der Abstandhalter erforderlich sein, um einen Luftstrom durch die
Sitzteile der Abstandhalter zu ermöglichen.
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Wie
das die erste Ausführungsform
des Einsatzes enthaltende System verwendet auch das die zweite Ausführungsform
enthaltende System in ähnlicher
Weise einen Lüfter
und eine TED. Wie oben beschrieben, können der Lüfter und die TED auf verschiedenartige
Weise im System kombiniert werden.
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In
einer schematisch in 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
des Systems ist ein Lüfter 120 angeordnet,
um Luft über
die aktive Seite 122 einer TED 124 durch den zweiten
Abstandhalter 108, durch die Durchströmungslöcher 116, die Vertiefungen 114 entlang
zum Lüfter
und über
die Ableitungsseite 126 der TED, wie durch die Pfeile gezeigt,
zu ziehen. Hier kann eine Fluidbarriere dazu eingesetzt werden,
den Lüfter
daran zu hindern, Umgebungsluft aus der Nähe der den Sitz einnehmenden
Person anzusaugen. Dieser Aspekt ist mit einem optionalen zusätzlichen
Abstandhalter 128 gezeigt.
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Wie
in 5 zu sehen ist, enthält in einer dritten Ausführungsform
der Einsatz 200 allgemein einen Sitzteil 202 und
eine Erweiterung 204. Der Einsatz enthält auch eine Strömungssteuerungsschicht 206,
einen Abstandhalter 208 und eine Fluidbarriere 210.
Eine zweite Fluidbarriere kann anstelle der Strömungssteuerungsschicht 206 eingesetzt
werden.
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Der
Abstandhalter 208 enthält
einen Hauptteil 212 mit einem darin angebrachten Ausschnitt 214.
Eine Einlage 216 ist so ausgebildet, dass sie im Ausschnitt 214 aufgenommen
werden kann. In einer alternativen Ausführungsform sind die relativen
Positionen des Hauptteils und der Einlage umgekehrt, so dass die
Einlage den Hauptteil mindestens teilweise umgibt. Diese Ausführungsform
ist der vierten Ausführungsform,
die unten erörtert
wird, ähnlich,
wobei der Leitungskanal ein Abstandhaltermaterialumfasst.
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Der
Hauptteil und die Einlage können
aus demselben oder aus voneinander unterschiedlichen Materialien
ausgebildet sein, und ihre Werkstoffe werden typischerweise aus
den oben erörterten
Abstandhaltermaterialien ausgewählt.
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Wenn
die Einlage 216 mit dem Hauptteil 212 zusammengesetzt
(d.h. in den Hauptteil eingelegt) wird, dann ist eine Fluidbarriere 218 vorhanden,
die mindestens teilweise eine fluiddichte Grenze bildet, die eine
Fluidkommunikation zwischen dem Hauptteil 212 und der Einlage 216 des
Abstandhalters verhindert.
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Typischerweise
liegt die Einlage im zusammengesetzten Zustand sowohl in der Erweiterung
als auch im Sitzteil des Einsatzes. In 5 ist die
Einlage zwar als unverzweigt gezeigt, doch kann sie auch eine Vielzahl
von verzweigten Formen, wie zum Beispiel eine "Y-Form" annehmen, bei der die Arme des Y im
Sitzteil liegen, während
der untere Teil in der Erweiterung des Einsatzes liegt. Eine Konfiguration
mit "Verzweigungen
der Verzweigungen" ist
ebenfalls geeignet. Allgemein wird nur eine Einlage bevorzugt, jedoch
können
auch mehrere Einlagen geeignet sein.
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Die
Fluidbarriere kann auf der Einlage angeordnet sein oder um sie herum
verlaufen, sie kann im Hauptteil sein, oder sie kann sowohl vom
Hauptteil als auch von der Einlage eine getrennte Komponente darstellen.
In einem bevorzugten Aspekt ist die Fluidbarriere in der Einlage
enthalten.
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Die
Einlage enthält
eine Zugangsöffnung 220 in
der Fluidbarriere, die eine Fluidkommunikation zum Inneren der Einlage
erlaubt. Die Zugangsöffnung
ist typischerweise in einem Bereich der Einlage angeordnet, der
im Hals des Einsatzes liegt. Die Einlage enthält vorzugsweise auch mehrere
Durchströmungslöcher 222 in
einem Bereich der Einlage, der im Sitzteil des Einsatzes liegt.
Diese Durchströmungslöcher können parallel
zur Ebene des Einsatzes, im rechten Winkel zur Ebene des Einsatzes
oder in einem anderen Winkel angeordnet sein. Die Strömungssteuerungsschicht
enthält
eine Zugangsöffnung 223,
die mit dem Hauptteil ausgerichtet ist und die eine Fluidkommunikation
zum Inneren des Hauptteils ermöglicht.
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In
einem Aspekt kann die Einlage ein Fasermaterial, ein gerilltes Material
oder ein Netzschaummaterial aufweisen. Mit dem gerillten Material
kann es sein, dass es nicht notwendig ist, die Fluidbarriere auf
der Einlage oder um sie herum zu verwenden.
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Wie
das die erste und die zweite Ausführungsform des Einsatzes enthaltende
System nutzt auch das den Einsatz der dritten Ausführungsform enthaltende
System in ähnlicher
Weise einen Lüfter und
eine TED. Wie oben beschrieben, können der Lüfter und die TED auf verschiedene
Weise im System kombiniert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Systems, das schematisch in 6 gezeigt
ist, enthält
der Einsatz 200 einen Lüfter 224,
der Luft an der aktiven Seite 226 einer TED 228 vorbei
und durch die Einlage 216 zum Hauptteil 212 oder
zu einem optionalen zusätzlichen
Abstandhalter 230 über
Durchströmungslöcher zieht.
Der Lüfter
drückt
auch Luft an der Ableitungsseite 232 der TED vorbei. Alternativ hierzu
kann der Lüfter
auch Luft an der Ableitungsseite vorbeiziehen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
kühlt die
aktive Seite der TED die vom Lüfter
an ihr vorbeigezogene Luft, während
von der Ableitungsseite der TED durch den Lüfter Wärme abgezogen wird. Die temperaturkonditionierte
Luft wird durch die Einlage und die Hauptteile des Abstandhalters
geleitet, um der den Sitz einnehmenden Person ein kühlendes
Gefühl
zu verschaffen.
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Wie
in 7 zu sehen ist, enthält eine vierte Ausführungsform
des Einsatzes 300 allgemein einen Sitzteil 302 und
eine Erweiterung 304. Der Einsatz enthält auch eine Strömungssteuerungsschicht 306, einen
Abstandhalter 308, eine Fluidbarriere 310 und mindestens
einen Leitungskanal 312. Vorzugsweise werden mehrere Leitungskanäle verwendet.
In einer Ausführungsform
kann eine zweite Fluidbarriere anstelle der Strömungssteuerungsschicht 306 eingesetzt
werden.
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Der
Leitungskanal ermöglicht
eine Fluidkommunikation zum Sitzteil des Einsatzes oder von ihm weg.
Vorzugsweise ist der Leitungskanal allgemein entlang des Randes
des Sitzteils oder der Erweiterung des Einsatzes angeordnet. Alternativ
hierzu kann sich der Leitungskanal auch in den Sitzteil des Einsatzes
hinein erstrecken.
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Der
Leitungskanal umfasst eines oder mehrere Durchströmungslöcher 314,
die am Sitzteil des Leitungskanals angeordnet sind. Die Durchströmungslöcher können eine
oder mehrere Ausrichtungen haben, d.h. allgemein im rechten Winkel
zum Ort des Einsatzes, allgemein in derselben Ebene wie die Ebene
des Einsatzes oder an einem beliebigen Winkel dazwischen angeordnet.
Der Leitungskanal kann innerhalb des Einsatzes (ob der Einsatz in
der Form eines versiegelten Beutels ist oder nicht) gehalten werden,
auf der Außenseite
des Einsatzes befestigt sein oder als ein Teil des Einsatzes ausgebildet
sein. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Leitungskanal unter der Strömungssteuerungsschicht in der
Ebene des Einsatzes angeordnet. Wie in 8 zu sehen
ist, kann der Leitungskanal auch über der Strömungssteuerungsschicht angeordnet
sein.
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Der
Leitungskanal ist vorzugsweise aus einem flexiblen Rohrmaterial,
das sich vom Material des Abstandhalters unterscheidet, auch wenn
das nicht notwendigerweise der Fall ist. Geeignetes flexibles Rohrleitungsmaterial
ist zum Beispiel Rohrmaterial mit Wandungsdicken, die von ungefähr einem 1/64
Zoll (0,4 mm) zu ungefähr
einem Zoll (2,54 cm) oder mehr reichen. Das Material der geeigneten Rohrleitung
kann so ausgewählt
werden, dass es eine niedrige thermische Kapazität hat, was bedeutet, dass die
Rohrleitung nicht gut isoliert. Der Leitungskanal kann auch ein
Abstandhaltermaterial aufweisen, das gegenüber dem Einsatz durch eine
fluiddichte Barriere getrennt ist. Der Leitungskanal ist zwar allgemein
ein Teil des Einsatzes, doch kann er auch dazu verwendet werden,
andere Komponenten eines Sitzes (z. B. als ein vorderes oder seitliches Polster)
zu ersetzen oder kann zum Vergrößern von anderen
Komponenten eines Sitzes (z. B. der zusätzlichen Abstandsschicht) verwendet
werden.
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Wie
die die anderen Ausführungsformen
des Einsatzes enthaltenden Systeme nutzt auch das die vierte Ausführungsform
des Einsatzes enthaltende System einen Lüfter und eine TED. Wie oben
beschrieben, können
der Lüfter
und die TED auf verschiedene Weise im System kombiniert werden.
Eine Zugangsöffnung 316 für den Lüfter ist
allgemein an den Erweiterungen des Einsatzes angeordnet, während die
TED vorzugsweise am gleichen Ort wie die Erweiterung des Einsatzes
angeordnet – noch
besser an der Erweiterung befestigt – ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Systems enthält,
wie schematisch in 8 gezeigt, der Einsatz 300 einen
Lüfter 318,
der Luft durch den Abstandhalter 308 und/oder durch den
zusätzlichen Abstandhalter 320 von
den Durchströmungslöchern des
Leitungskanals 312 ansaugt. Der Lüfter zieht die Luft an der
aktiven Seite 322 einer TED 324 vorbei durch einen
Verteiler zu den Durchströmungslöchern des
Leitungskanals. Der Lüfter
drückt
auch Luft an der Ableitungsseite 326 der TED vorbei. Alternativ hierzu
wird ein zweiter Lüfter
eingesetzt, um Luft an der aktiven Seite der TED vorbei durch den
Verteiler zu den Durchströmungslöchern des
Leitungskanals zu drücken.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kühlt die
aktive Seite der TED die vom Lüfter
an ihr vorbeigezogene Luft, während
von der Ableitungsseite der TED vom Lüfter Wärme abgezogen wird. Die temperaturkonditionierte
Luft wird durch den Abstandhalter gelenkt, um der den Sitz einnehmenden
Person ein kühlendes
Gefühl
zu verschaffen.
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Je
nach der Anordnung des Leitungskanals und der Durchströmungslöcher kann
die temperaturkonditionierte Luft direkt von dem Leitungskanal zum Abstandhalter
oder umgekehrt strömen.
Alternativ dazu kann die Luft durch ein anderes Material zwischen
dem Leitungskanal und dem Abstandhalter strömen. Auf diese Weise wird die
temperaturkonditionierte Luft über
die Oberfläche
des Einsatzes gezogen (und/oder gedrückt). Zum Beispiel kann die
Luft durch oder über
beliebige der optionalen Schichten, die oben erörterte wurden, wie zum Beispiel
einen zusätzlichen
Abstandhalter (z. B. vernetzter Schaum) oder eine Abdeckung (z.
B. perforiertes Leder) strömen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform strömt die temperaturkonditionierte
Luft in den zusätzlichen
Abstandhalter und strömt
Umgebungsluft durch die Sitzabdekkung in den zusätzlichen Abstandhalter, wo
die Luft vermischt wird. Die vermischte Luft strömt aufgrund der Zugkraft des
Lüfters
in das Abstandhaltermaterial des Einsatzes. In einer anderen bevorzugten
Ausführungsform
strömt
die vermischte Luft nicht. Dies kann durch die Auswahl der Größe und der
Leistung des Lüfters/der
Lüfter
erzielt werden, die im System eingesetzt werden. In einem einen
Lüfter
verwendenden System sollte der Lüfter
im zusätzlichen
Abstandhalter einen negativen Druck erzeugen. In einem System mit
zwei oder mehr Lüftern
sollten diejenigen Lüf ter,
die Luft durch den Verteiler zu den Durchströmungslöchern des Leitungskanals drücken, einen
positiven Druck erzeugen, der kleiner als der negative Druck ist,
der von dem Lüfter
erzeugt wird, der Luft durch den Einsatz zieht.
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In
einer optionalen Ausführungsform
wird ein (nicht gezeigtes) Ventil verwendet, um temperaturkonditionierte
Luft umzuleiten, bevor sie durch den Abstandhalter strömt. Eine
solche umgeleitete Luft kann in die Umgebung entlassen werden, weil
der Einsatz die gewünschte
Temperatur erreicht hat. Eine solche umgeleitete Luft kann auch
parallel zur Ableitungsseite der TED geleitet werden, um zusätzliche überschüssige Energie
abzuleiten.
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In
einer weiteren optionalen Ausführungsform
wird ein Ventil verwendet, um temperaturkonditionierte Luft wieder
in den Kreislauf einzuleiten, nachdem sie durch den Abstandhalter
geströmt
ist. Eine solche wiedereingeleitete Luft kann eine Temperatur haben,
die der gewünschten
Temperatur näher
ist, als diejenige der Umgebungsluft. Wenn zum Beispiel die TED
im Kühlmodus
ist, kann die wiedereingeleitete Luft kühler als die Umgebungsluft
sein. Daher wäre
es wirkungsvoller, die wiedereingeleitete Luft zur gewünschten
Temperatur zu kühlen,
als die Umgebungsluft zu kühlen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist die vorliegende Erfindung einen belüfteten Sitz mit einer perforierten
Sitzfläche
auf, die eine den Sitz einnehmende Person trägt, sowie einen Mischbereich,
der unter der Sitzfläche
liegt, wo Umgebungsluft mit einem gekühlten Fluid kombiniert wird.
Ein Lüfter
kann dazu verwendet werden, Umgebungsluft in den Mischbereich zu
bringen. Der Lüfter
kann auch die Funktion haben, das gekühlte Fluid in den Mischbereich
zu bringen, oder die gemischte Umgebungsluft und das gekühlte Fluid
aus dem Mischbereich abzuziehen. Wie oben erörtert, kann eine Fluidkonditionierungsvorrichtung
zum Modifizieren (z. B. Verringern) der Temperatur des Fluids eingesetzt
werden.
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In
einer Ausführungsform
wird in Betracht gezogen, dass das Steuerungssystem zum automatischen Ändern der
an die TED gelieferten Leistung eingesetzt wird, wenn eine bestimmte
Temperatur erreicht wurde, oder nachdem ein bestimmter Zeitraum verstrichen
ist. Dabei wird nicht so sehr bevorzugt, auch wenn dieses möglich ist,
dass das System die Leistung auf der Grundlage einer Kombination
sowohl einer erfassten Temperatur als auch des Verstreichens eines
Zeitraums die Leistung automatisch ändert. In dieser Hinsicht reguliert
ein System der vorliegenden Erfindung vorzugsweise nur entweder die
an die TED gelieferte Leistung oder die Betriebsdrehzahl des Lüfters oder
dergleichen zum Erzielen der gewünschten
Kühltemperatur
automatisch. Bei einer Ausführungsform
wird jedoch auch die automatische Regulierung sowohl der an die
TED gelieferten Leistung als auch der Betriebsdrehzahl des Lüfters in Betracht
gezogen. Es wird bevorzugt, wenn der Betrieb des Systems der vorliegenden
Erfindung unabhängig
von einem Signal gegebenenfalls eines Besetzungserfassungssensors
durchgeführt
wird. Jedoch ist es auch möglich,
dass ein Besetzungserfassungssensor nach einer Erfassung der Anwesenheit eines
Benutzers in Kommunikation mit einem Steuerungssystem zum automatischen
Betreiben des Systems verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zum Liefern
von Heizung, Kühlung,
Belüftung
oder einer Kombination hiervon. Ein Verfahren enthält das Ziehen
von Luft vorbei an einer aktiven Seite einer TED, durch einen oder
mehrere Abstandhalter und an einer Ableitungsseite der TED vorbei.
Ein weiteres Verfahren enthält
das Ziehen von Luft an einer aktiven Seite einer TED vorbei, durch eine
Einlage, durch einen Hauptteil eines Abstandhalters und an einer
Ableitungsseite der TED vorbei. Noch ein weiteres Verfahren enthält das Ziehen
von Luft an einer aktiven Seite einer TED vorbei, durch einen Leitungskanal,
durch einen Abstandhalter und an einer Ableitungsseite der TED vorbei.
Bei all diesen Verfahren kann die Luft auch an der Ableitungsseite
der TED vorbei gedrückt
werden. Außerdem kann
anstelle eines allgemeinen Ziehens von Luft auch ein Drücken von
Luft verwendet werden. Es wird wohl erkannt werden, dass bei den
obigen Verfahren auch andere Fluidkonditionierungsvorrichtungen
als TEDs verwendet werden können
und dass andere Fluide als Luft vom Lüfter bewegt werden können.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst das Verfahren ein Ansaugen von Umgebungsluft durch eine
Sitzfläche
eines Transportfahrzeugsitzes in einen Mischbereich des Sitzes.
Im Mischbereich wird die Umgebungsluft mit von einer thermoelektrischen
Vorrichtung gekühlter
Luft gemischt und an den Mischbereich geliefert. In einer Ausführungsform ist
der Druck im Mischbereich unter dem Umgebungsdruck, so dass im Wesentlichen
die gesamte resultierende Mischung nicht durch die Sitzoberfläche hindurchgelangt.
In einer weiteren Ausführungsform
wird gekühlte
Luft in den Mischbereich geblasen, während im Wesentlichen die gesamte
resultierende Mischung daran gehindert wird, durch die Sitzoberfläche zu gelangen.
In beiden Ausführungsformen
wird die resultierende Mischung aus dem Mischbereich entfernt. In
einer Ausführungsform
ist der Mischbereich in einem Einsatz angeordnet. In einer anderen
Ausführungsform
ist der Mischbereich zwischen einem Einsatz und einer Sitzfläche angeordnet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sieht die vorliegende Erfindung ein Kühlen von einem Bereich über 100°C und noch
besser ein Kühlen
von einem Bereich über
80°C vor.
Außerdem
sieht die vorliegende Erfindung ein Kühlen auf unter ungefähr 37°C und noch
besser auf unter ungefähr
27°C und am
besten unter ungefähr
25°C vor.
Diese Temperaturen können
sich auf die Lufttemperatur im Einsatz, an einem beliebigen Ort
im System oder die Temperatur an oder in der Nähe der Sitzfläche beziehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
sieht die vorliegende Erfindung ein Kühlen mit einer Rate vor, die größer als
ungefähr
5°C/min
ist, größer als
ungefähr 10°C/min ist,
größer als
ungefähr
15°C/min
ist und größer als
ungefähr
20°C/min
ist, größer als
ungefähr 25°C/min und
größer als
ungefähr
35°C/min
ist.
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Vorzugsweise
können
der Einsatz und das System in einen Sitz eingebaut werden, der in
einem Transportfahrzeug (z. B. einem Automobilsitz) verwendet wird;
der Einsatz und das System können
jedoch in einer Vielzahl anderer Sitze, Bürostühle, Polstersessel oder dergleichen
eingesetzt werden.
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Allgemein
wird zur Ausbildung eines Einsatzes gemäß der vorliegenden Erfindung
in Betracht gezogen, dass die verschiedenen Schichten des Einsatzes,
wie sie oben beschrieben sind, in einer Vielzahl von Abfolgen und
gemäß einer
Vielzahl von Protokollen und Verfahren kombiniert werden können. Daher
sollte die Reihenfolge, in der die verschiedenen Schichten und Unterschichten
kombiniert sind und die Techniken des Kombinierens die vorliegende Erfindung
in keiner Weise einschränken,
wenn nicht die Reihenfolge und die Technik spezifisch beansprucht
wird. Außerdem
wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass es mehr oder auch weniger
Schichten gibt und dass jede Schicht mehr oder weniger Unterschichten
beinhalten kann.
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Allgemein
wird ein Laminierungsvorgang zum Zusammensetzen der Schichten des
Einsatzes bevorzugt. Die US-Patentanmeldung Nr. 10/434,890, eingereicht am
9. Mai 2003, auf deren Offenbarungsgehalt hier Bezug genommen wird,
enthält
eine Erörterung
eines geeigneten Verfahrens zum Zusammensetzen der Schichten von
Einsätzen
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Zur
Montage des Einsatzes oder Systems an einem Sitz wird der Einsatz
vorzugsweise an einem Teil des Sitzes, wie zum Beispiel der Abdeckung
(z. B. einer perforierten Lederabdeckung) oder an einem Sitz oder
Rückenlehnenkissen
(z. B. aus Schaumstoff) des Sitzes befestigt (z. B. genäht, geklebt
oder sonst wie befestigt). In einer Ausführungsform wird der Einsatz
zuerst an einer Sitzabdeckung befestigt, und dann wird die Sitzabdeckung
am Sitz befestigt. Zum Beispiel kann die Abdeckung an den Rändern des
Einsatzes mit einem Sitz zusammengefügt werden, oder er kann an
Orten mit der Sitzabdeckung zusammengefügt werden, die nicht die Ränder des
Einsatzes sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann eine Sitzabdeckung so ausgelegt sein, dass sie eine Tasche
zur Aufnahme des Einsatzes enthält.
Alternativ wird in Betracht gezogen, dass Haken- und Schleifenbefestigungen
zum Befestigen des Einsatzes an Teilen (z. B. der Abdeckung, des
Rahmens, des Sitzkissens oder des Rückenlehnenkissens) des Sitzes verwendet
werden. Andere Verfahren können
auch verwendet werden, um den Einsatz am Sitz zu montieren, wie
zum Beispiel durch Nähen,
Kleber, Schnappsitzbefestigung oder Fixierungsstifte. Außerdem kann
der Einsatz auch an anderen Komponenten des Sitzes, wie zum Beispiel
am Sitzrahmen befestigt werden.
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Durch
Verpacken der Komponenten des Systems im Wesentlichen ganz innerhalb
eines Sitzes der vorliegenden Erfindung und nicht außerhalb davon
ist es möglich,
verschiedene Vorteile, wie zum Beispiel eine leichtere Herstellung
und Montage, zu realisieren. Zum Beispiel ist es möglich, alle
Funktionskomponenten an einem entfernten Montageort zu montieren
und hiernach einen Sitz zu einer Automobilfertigungslinie zu verbringen,
wo dann der Sitz einfach in die Rohkarosserie eingesetzt wird und
an das elektrische System des Fahrzeugs angeschlossen wird. Im Gegensatz
dazu können
andere System auch eine Kühlvorrichtung
verwenden, die außerhalb eines
Sitzes angeordnet ist, um gekühlte
Luft an den Sitz zu liefern. Auch wenn derartige Systeme im Umfang
bestimmter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung enthalten sind, werden sie nicht so bevorzugt.
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Außerdem wird
erkannt werden, dass Funktionen oder Strukturen mehrerer Komponente
oder Schritte in eine einzige Komponente oder einen einzigen Schritt
kombiniert werden könnten
oder die Funktionen oder Strukturen eines Schrittes oder einer Komponente
auch auf mehrere Schritte oder Komponenten aufgeteilt werden könnten. Die
vorliegende Erfindung deckt alle diese Kombinationen ab. Wenn nicht
anders erwähnt,
sollen die Abmessungen und Geometrien der verschiedenen dargestellten Strukturen
die Erfindung nicht einschränken,
sondern es sind auch andere Abmessungen oder Geometrien möglich. Mehrere
Baukomponenten oder Schritte können
auch durch eine einzige integrierte Struktur oder einen einzigen
integrierten Schritt vorgesehen werden. Alternativ dazu kann eine
einzige integrierte Struktur oder ein einziger integrierter Schritt
auch in mehrere Komponenten oder Schritte aufgeteilt werden. Außerdem wurde
zwar ein Merkmal der vorliegenden Erfindung vielleicht im Kontext
nur einer der veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben, doch
kann ein derartiges Merkmal für
einen bestimmten Anwendungszweck auch mit einem oder mehreren anderen
Merkmalen der anderen Ausführungsformen
kombiniert werden. Außerdem
geht aus dem Obigen hervor, dass die Herstellung der einzigartigen Strukturen
und ihr Betrieb auch erfindungsgemäße Verfahren darstellt.
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Die
hier vorgelegten Erläuterungen
und Veranschaulichungen sollen anderen Fachleuten die Erfindung,
ihre Prinzipien und ihre praktische Anwendung nahe bringen. Die
Fachleute können
die Erfindung in ihren vielen Ausformungen je nach den Anforderungen
für einen
bestimmten Verwendungszweck entsprechend angleichen und anwenden. Demnach
sollen die gezeigten spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung für
die Erfindung weder erschöpfend
noch einschränkend
sein. Der Umfang der Erfindung sollte daher nicht anhand der oben
gegebenen Beschreibung, sondern anhand der nachfolgenden Ansprüche zusammen
mit dem vollen Umfang von Äquivalenten,
zu denen die Ansprüche
berechtigt sind, bestimmt werden. Auf den Offenbarungsgehalt aller
Artikel und Druckschriften einschließlich Patentanmeldungen und
Veröffentlichungen
wird im vollen Umfang Bezug genommen.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen belüfteten Sitz, mit einem einen
Sitzteil aufweisenden Einsatz, der eine Strömungssteuerungsschicht mit
einer ersten und einer zweiten Zugangsöffnung, einen Abstandhalter,
der einen Einlage- und einen Hauptteil aufweist, und eine erste
Fluidbarriere aufweist, wobei die Einlage durch eine fluiddichte Grenzschicht
im Wesentlichen vom Hauptteil isoliert ist. Die vorliegende Erfindung
bezieht sich des Weiteren auf einen belüfteten Sitz, mit einem einen
Sitzteil aufweisenden Einsatz, der eine erste Strömungssteuerungsschicht
mit mindestens einer Zugangsöffnung,
einen ersten und einen zweiten Abstandhalter, und eine Fluidbarriere
aufweist, die mindestens eine Zugangsöffnung hat. Außerdem bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf einen belüfteten Sitz, mit einem einen
Sitzteil aufweisenden Einsatz, der eine Strömungssteuerungsschicht mit
einer Zugangsöffnung
und mehreren Durchströmungslöchern im
Sitzteil, einen Abstandhalter, eine Fluidbarriere und mindestens
einen Leitungskanal mit mindestens einem Durchströmungsloch
aufweist, das neben dem Sitzteil der Strömungssteuerungsschicht angeordnet
ist. Der Sitz kann auch einen Lüfter
in Fluidkommunikation mit dem Abstandhalter und eine Fluidkonditionierungsvorrichtung
aufweisen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren
zum Belüften eines
Sitzes. Das Verfahren weist dabei auf, dass eine thermoelektrische
Vorrichtung vorgesehen wird und Luft mit Hilfe der thermoelektrischen
Vorrichtung konditioniert wird, um Heizung oder Kühlung zu
liefern, und dass diese konditionierte Luft über einen Einsatz weitergeleitet
wird, wobei die konditionierte Luft durch den Einsatz entweder gedrückt oder
gezogen wird.