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Hintergrund
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Diese Offenbarung betrifft eine thermische Klimatisierungsvorrichtung für eine Fahrzeugkopfstütze. Eine Zuluft wird von der thermischen Klimatisierungsvorrichtung sowohl erwärmt als auch gekühlt, um einem Nackenbereich eines Insassen klimatisierte Luft zuzuführen.
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Fahrzeughersteller haben in zunehmendem Maße Merkmale zur Verbesserung des Komforts für den Fahrzeuginsassen aufgenommen. Bei einem solchen Merkmal wird einem Nackenbereich des Insassen erwärmte Luft durch eine Kopfstütze des Fahrzeugsitzes zugeführt. Bei einer Anordnung weist eine Rückseite der Kopfstütze eine große Öffnung durch einen Dekorbezug hindurch auf. Durch die große Öffnung wird von einem Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten zu erwärmende Zuluft angezogen. Durch eine Ausströmöffnung in einer nach vorne weisenden Oberfläche der Kopfstütze wird erwärmte Luft abgegeben.
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Kurzfassung
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist eine thermische Sitzklimatisierungsvorrichtung einen Sitzabschnitt auf, der eine Ausströmöffnung aufweist, die so ausgeführt ist, dass sie dem Nackenbereich eines Sitzbenutzers klimatisierte Luft zuführt. Ein thermoelektrisches Modul ist in dem Sitzabschnitt angeordnet. Das thermoelektrische Modul ist so ausgeführt, dass es eine zugeführte Luft sowohl erwärmt als auch kühlt, um die klimatisierte Luft bereitzustellen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Vorstehenden weist der Sitzabschnitt ein Gehäuse auf, das einen Durchgang bereitstellt, der einen Fluideinlass und einen ersten und einen zweiten Fluidauslass aufweist. Der erste Fluidauslass stellt die Ausströmöffnung bereit.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist das thermoelektrische Modul in dem Durchgang zwischen dem Fluideinlass und dem ersten und dem zweiten Fluidauslass angeordnet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden befindet sich in dem Gehäuse ein Gebläse, das so ausgeführt ist, dass es Fluid vom Fluideinlass durch das thermoelektrische Modul zu dem ersten und dem zweiten Fluidauslass bewegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist der Sitzabschnitt eine Insassenstützfläche auf. Der erste Fluidauslass befindet sich in der Insassenstützfläche und ist so ausgeführt, dass er dem Nackenbereich des Sitzbenutzers klimatisierte Luft zuführt. Der zweite Fluidauslass befindet sich in einem von der Insassenstützfläche entfernten Bereich und ist so ausgeführt, dass er Abluft von dem Nackenbereich des Sitzbenutzers wegführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist der Sitzabschnitt einen Kern auf und ist um den Kern ein Polsterelement angeordnet. Das thermische Klimatisierungsmodul ist relativ zu dem Kern gelagert. Ein Dekorbezug ist um den Kern, das Polsterelement und die thermische Klimatisierungsvorrichtung gewickelt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist der Dekorbezug eine Kopfstützfläche sowie eine erste und eine zweite Klappe auf, die an einer Unterseite des Sitzabschnitts wirkungsmäßig aneinander befestigt sind. Ein erster Fluidauslass stellt die Ausströmöffnung bereit und ist in der Kopfstützfläche vorgesehen, um dem Nackenbereich des Insassen die klimatisierte Luft zuzuführen. Ein zweiter Fluidauslass ist in der Unterseite jeweils nahe der ersten und der zweiten Klappe vorgesehen und so ausgeführt, dass er Abluft in einer Richtung weg vom Nackenbereich des Insassen abführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist das thermoelektrische Modul eine thermoelektrische Vorrichtung auf, die eine Hauptseite und eine Ableitseite aufweist. Die thermoelektrische Vorrichtung ist so ausgeführt, dass sie an der Hauptseite beruhend auf einer Richtung des Stromflusses durch die thermoelektrische Vorrichtung Heizen und Kühlen in einem Heizmodus bzw. einem Kühlmodus bereitstellt. Der haupt- und der ableitseitige Wärmetauscher sind auf der Haupt- bzw. der Ableitseite vorgesehen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist die thermoelektrische Vorrichtung ein Heizelement auf, das an dem hauptseitigen Wärmetauscher angebracht ist. Das Heizelement ist so ausgeführt, dass es dem hauptseitigen Wärmetauscher in einem Heizmodus Wärme zuführt.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform weist eine thermische Klimatisierungsvorrichtung für einen Sitz ein Gehäuse auf, das einen Durchgang bereitstellt, der einen Fluideinlass und einen ersten und einen zweiten Fluidauslass aufweist. Ein thermoelektrisches Modul ist in dem Durchgang zwischen dem Fluideinlass und dem ersten und dem zweiten Fluidauslass angeordnet. In dem Gehäuse befindet sich ein Gebläse, das so ausgeführt ist, dass es Fluid vom Fluideinlass durch das thermoelektrische Modul zu dem ersten und dem zweiten Fluidauslass bewegt. Der erste Fluidauslass ist so ausgeführt, dass er sich an einer Insassenstützfläche befindet, und ist so ausgeführt, dass er dem Nackenbereich eines Sitzbenutzers klimatisierte Luft zuführt. Der zweite Fluidauslass befindet sich in einem von der Insassenstützfläche entfernten Bereich und ist so ausgeführt, dass er Abluft vom Nackenbereich des Sitzbenutzers wegführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist der Durchgang L-förmig und das Gebläse an einem Ende des Durchgangs angeordnet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist der zweite Fluidauslass von seitlich beabstandeten Abströmöffnungen gebildet, die nach hinten geneigte Teiler aufweisen und so ausgeführt sind, dass sie Abluft vom ersten Fluidauslass zur Seite und nach hinten wegführen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden stehen der Fluideinlass und der erste Fluidauslass über einen Rohrbogen, der in einem spitzen Winkel gebogen ist, in Strömungsverbindung.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist das Gehäuse von einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt gebildet, die den ersten und den zweiten Fluidauslass voneinander trennen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist der erste Fluidauslass eine Ausströmöffnung auf, die verschiebbar im ersten Gehäuseabschnitt aufgenommen ist, und ist so ausgeführt, dass er einen Dekorbezug zwischen der Ausströmöffnung und dem ersten Gehäuseabschnitt festhält.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform weist eine Sitzkopfstützenbaugruppe einen Kern auf, der von einem Pfosten an einer Unterseite der Baugruppe getragen ist. Um den Kern ist ein Polsterelement angeordnet. Eine thermische Klimatisierungsvorrichtung ist relativ zu dem Kern gelagert. Ein Dekorbezug ist um den Kern, das Polsterelement und die thermische Klimatisierungsvorrichtung gewickelt. Der Dekorbezug weist eine Kopfstützfläche sowie eine erste und eine zweite Klappe auf, die an einer Unterseite der Baugruppe wirkungsmäßig aneinander befestigt sind. Ein erster Fluidauslass ist in der Kopfstützfläche vorgesehen und so ausgeführt, dass er dem Nackenbereich eines Insassen klimatisierte Luft zuführt. Ein zweiter Fluidauslass ist in der Unterseite nahe der ersten und der zweiten Klappe vorgesehen und so ausgeführt, dass er Abluft in einer Richtung weg vom Nackenbereich des Insassen abführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist das Polsterelement eine Öffnung auf, die eine Begrenzung bietet, die einen Hohlraum bildet. Die thermische Klimatisierungsvorrichtung weist ein Gebläse auf, das in dem Hohlraum angeordnet ist. Wenigstens eine der Klappen weist ein Loch auf, das mit dem Hohlraum in Strömungsverbindung steht und so ausgeführt ist, dass es der thermischen Klimatisierungsvorrichtung über das Gebläse Zuluft zuführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist das Loch zwischen den Pfosten angeordnet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden sind die erste und die zweite Klappe an einer Naht verbunden. Der zweite Fluidauslass ist durch voneinander beabstandete Abströmöffnungen gebildet, die an entgegengesetzten Enden der Naht angeordnet sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist der erste Fluidauslass eine Ausströmöffnung auf, die verschiebbar in einem Gehäuse aufgenommen ist, in dem die thermische Klimatisierungsvorrichtung angeordnet ist. Die Ausströmöffnung und das Gehäuse halten den Dekorbezug zwischen sich fest.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform weist ein thermoelektrisches Modul eine thermoelektrische Vorrichtung auf, die eine Hauptseite und eine Ableitseite aufweist. Die thermoelektrische Vorrichtung ist so ausgeführt, dass sie beruhend auf einer Richtung des Stromflusses durch die thermoelektrische Vorrichtung an der Hauptseite Heizen und Kühlen in einem Heizmodus bzw. einem Kühlmodus bereitstellt. Ein haupt- und ein ableitseitiger Wärmetauscher sind an der Haupt- bzw. der Ableitseite vorgesehen. Ein Heizelement ist an dem hauptseitigen Wärmetauscher angebracht. Das Heizelement ist so ausgeführt, dass es in einem Heizmodus dem hauptseitigen Wärmetauscher Wärme zuführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist die thermoelektrische Vorrichtung zur Bereitstellung des Peltier-Effekts ausgeführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist das Heizelement ein Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden ist eine Schaltung vorhanden, die zur Steuerung einer Richtung des Stroms durch die thermoelektrische Vorrichtung ausgeführt ist, um den Heiz- und den Kühlmodus bereitzustellen. Die Schaltung spricht auf wenigstens einen Schalter an.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines der Vorstehenden weist das Heizelement ein Widerstandsheizelement und einen Pulsbreitenmodulator auf.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Offenbarung ist mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in denen:
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1 eine schematische Abbildung eines Insassen auf einem beispielhaften Fahrzeugsitz ist,
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2 eine schematische Ansicht einer beispielhaften thermischen Klimatisierungsvorrichtung für einen Sitzbereich wie etwa eine Kopfstütze ist,
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3A bis 3D verschiedene Ansichten der Kopfstütze darstellen,
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4A bis 4C eine erste und eine zweite Klappe eines Kopfstützendekorbezugs in Bezug auf eine Abströmöffnung der thermischen Klimatisierungsvorrichtung darstellen,
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5A bis 5C ein Gehäuse der thermischen Klimatisierungsvorrichtung darstellen,
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6A bis 6C Querschnitte des in den 5A bis 5C gezeigten Gehäuses darstellen,
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7A bis 7B Ansichten eines beispielhaften thermoelektrischen Moduls darstellen,
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8 ein beispielhafter Schaltplan ist, der zur gezielten Betätigung von Heiz- und Kühlbetriebsarten der thermischen Klimatisierungsvorrichtung verwendet wird.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, die Patentansprüche bzw. die nachstehende Beschreibung und die Zeichnungen einschließlich jedes ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiliger Einzelmerkmale können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. Merkmale, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben sind, sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, es sei denn, solche Merkmale sind unvereinbar.
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Ausführliche Beschreibung
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In 1 ist ein Insasse 20 auf einem Sitz 10 dargestellt. Der Sitz 10 weist ein Unterteil 12 und ein Rückenteil 14 auf. Bei dem Beispiel ist eine Kopfstütze 16 über Pfosten 18 auf dem Rückenteil 14 getragen. Bei dem beispielhaften Sitz 10 ist zwar eine diskrete Kopfstütze 16 gezeigt, es sollte aber klar sein, dass die Kopfstütze 16 mit dem Rückenteil 14 integriert sein kann.
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In einem Sitzabschnitt des Sitzes 10 wie etwa der Kopfstütze 16 ist eine thermische Klimatisierungsvorrichtung 22 angeordnet. Die thermische Klimatisierungsvorrichtung 22 ist so ausgeführt, dass sie klimatisierte Luft zu einem Nackenbereich 24 des Insassen 20 leitet. Zu dem Nackenbereich 24 können auch der Kopf und der obere Rücken des Insassen 20 gehören.
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In 2 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften thermischen Klimatisierungsvorrichtung 22 dargestellt. Die thermische Klimatisierungsvorrichtung 22 weist ein Gehäuse 26 auf, das einen Durchgang 28 bereitstellt. Über den Durchgang 28 wird eine Zuluft 1 von einem Fluideinlass 30 durch ein in dem Durchgang 28 angeordnetes thermoelektrisches Modul 36 zu einem ersten und einem zweiten Fluidauslass 32, 34 geleitet, die voneinander getrennt sind. In dem Durchgang 28 ist ein Gebläse 38 angeordnet, um die Fluide durch das Gehäuse 26 zu bewegen. Über den ersten Fluidauslass 32 wird dem Nackenbereich 24 des Insassen eine klimatisierte Luft C bereitgestellt. Über den zweiten Fluidauslass 34 strömt eine Abluft W in einer Richtung weg von der klimatisierten Luft C und der Zuluft I ab.
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Eine Eingabevorrichtung 40 steht mit dem thermoelektrischen Modul 36 und dem Gebläse 38 in Verbindung, um wahlweise einen Heiz- und einen Kühlmodus zur Verfügung zu stellen, die dem Nackenbereich 24 erwärmte klimatisierte Luft bzw. gekühlte klimatisierte Luft bereitstellen. An das thermoelektrische Modul 36 und das Gebläse 38 ist eine Energiequelle 46 angeschlossen, die über die Eingabevorrichtung 40 betätigt wird. Bei einem Beispiel weist die Eingabevorrichtung 40 einen Heiz- und einen Kühlschalter 42, 44, die von dem Insassen 20 betätigt werden und den Heiz- bzw. den Kühlmodus ausführen, sowie eine Steuereinheit 45 auf, die den Betrieb des thermoelektrischen Moduls 36 und des Gebläses 38 anhand von Eingaben von den Kühlschaltern 42, 44 steuert. Die Steuereinheit 45 kann einen Prozessor und einen nichtflüchtigen Speicher aufweisen, in dem ein maschinenlesbarer Code zur Steuerung des Betriebs gespeichert ist. Bei verschiedenen Beispielen ist die Steuereinheit 45 in dem Unterteil 12, dem Rückenteil 14 oder dem Gebläse 38 integriert.
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Bezüglich der Hardwarearchitektur kann eine solche Steuereinheit einen Prozessor, Speicher und eine oder mehrere Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtungsschnittstelle(n) (E/A-Vorrichtungsschnittstelle(n)) aufweisen, die über eine lokale Schnittstelle in Kommunikationsverbindung stehen. Die lokale Schnittstelle kann zum Beispiel unter anderem einen oder mehrere Busse und/oder andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen aufweisen. Die lokale Schnittstelle kann zusätzliche Elemente aufweisen, die der Einfachheit halber weggelassen sind, wie etwa Steuereinrichtungen, Pufferspeicher (Cache-Speicher), Treiber, Zwischenverstärker und Empfänger, um Übertragungen zu ermöglichen. Die lokale Schnittstelle kann ferner Adressen-, Steuer- und/oder Datenverbindungen aufweisen, um zwischen den oben genannten Komponenten geeignete Übertragungen zu ermöglichen.
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Die Steuereinheit kann eine Hardwarevorrichtung zur Ausführung von Software sein, insbesondere von im Speicher gespeicherter Software. Der Prozessor kann ein kundenspezifisch gefertigter oder ein im Handel erhältlicher Prozessor, eine Zentraleinheit (CPU), ein Hilfsprozessor unter mehreren der Steuereinheit zugeordneten Prozessoren, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chipsatzes) oder allgemein jede Vorrichtung zur Ausführung von Softwarebefehlen sein.
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Der Speicher kann ein beliebiges oder eine Kombination aus flüchtigen Speicherelementen (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM (random access memory), wie etwa DRAM, SRAM, SDRAM, VRAM etc.)) und/oder nichtflüchtigen Speicherelementen (z. B. ROM (Festwertspeicher) etc.) aufweisen. In dem Speicher können außerdem elektronische, magnetische, optische und/oder andere Arten von Speichermedien aufgenommen sein. Der Speicher kann auch eine verteilte Architektur haben, wo verschiedene Komponenten entfernt voneinander gelegen sind, die Steuereinheit jedoch darauf zugreifen kann.
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Die Software im Speicher kann ein oder mehrere getrennte Programme aufweisen, von denen jedes eine geordnete Auflistung ausführbarer Befehle zur Durchführung logischer Funktionen aufweist. Eine als Software ausgeführte Systemkomponente kann auch als Quellprogramm, ausführbares Programm (Objektcode), Skript oder jede andere Entität ausgelegt sein, die einen Satz auszuführender Befehle umfasst. Wenn das Programm als Quellprogramm ausgebildet ist, wird es über einen Compiler, einen Assembler, einen Interpreter oder dergleichen übersetzt, der in dem Speicher enthalten sein kann oder nicht.
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Zu den Eingabe-/Ausgabegeräten, die mit einer oder mehreren System-E/A-Schnittstellen verbunden sein können, können Eingabegeräte gehören, zum Beispiel unter anderem ein Scanner, ein Mikrofon, eine Kamera, eine Näherungsvorrichtung etc.. Zu den Eingabe-/Ausgabevorrichtungen können auch Ausgabevorrichtungen, zum Beispiel unter anderem eine Anzeigeeinrichtung etc. gehören. Schließlich können zu den Eingabe-/Ausgabevorrichtungen ferner Vorrichtungen gehören, die sowohl als Eingänge als auch als Ausgänge kommunizieren, zum Beispiel unter anderem ein Modulator/Demodulator (zum Zugreifen auf eine andere Vorrichtung, ein anderes System oder Netzwerk), ein Hochfrequenz-(HF)- bzw. ein anderer Sender-Empfänger, ein Netzverbinder, ein Router etc..
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Wenn die Steuereinheit in Betrieb ist, kann der Prozessor dazu ausgeführt werden, in dem Speicher gespeicherte Software auszuführen, Daten zum und vom Speicher zu übertragen und insgesamt Arbeitsabläufe der Rechenvorrichtung gemäß der Software zu steuern. Software im Speicher wird ganz oder teilweise vom Prozessor gelesen, eventuell im Prozessor zwischengespeichert und dann ausgeführt.
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Das thermoelektrische Modul 36 stellt sowohl eine Erwärmung als auch eine Kühlung zur Verfügung. Bei einem Beispiel weist das thermoelektrische Modul 36 eine thermoelektrische Vorrichtung 48 auf, die einen Hauptwärmetauscher 50 und einen Abwärmetauscher 52 hat. Die thermoelektrische Vorrichtung 48 ist so ausgeführt, dass sie beruhend auf einer Richtung des Stromflusses durch die thermoelektrische Vorrichtung 48 eine Erwärmung bzw. eine Kühlung in einem Heizmodus bzw. einem Kühlmodus bereitstellt. An dem Hauptwärmetauscher 50 ist zur Lieferung einer zusätzlichen Erwärmung ein Heizelement 54 angebracht.
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Mit Bezug auf die 3A bis 3D weist die Kopfstütze 16 einen Kern 56 auf, der zur Dämpfung eines Aufschlags des Kopfes des Insassen im Falle eines Fahrzeugaufpralls ausgelegt ist. Der in Durchsicht gezeigte Kern 56 ist an den Pfosten 18 montiert. Bei Sitzen, bei denen die Kopfstütze in das Rückenteil integriert worden ist, können die Pfosten 18 weggelassen sein. Ein Polsterelement 58, üblicherweise Schaumstoff, ist um den Kern 56 gewickelt, und ein Dekorbezug 60 ist um das Polsterelement 58 angeordnet.
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Wie am besten in 3B gezeigt ist, ist in einer Kopfstützfläche 63 der Kopfstütze 16 eine Ausströmöffnung 62 für klimatisierte Luft vorgesehen. In einer Unterseite 61 der Kopfstütze 16 ist eine Abströmöffnung 78, bei dem Beispiel zwei Abströmöffnungen, vorgesehen. Die Zuluft I tritt durch die Unterseite 61 ein.
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Das Gehäuse 26 ist insgesamt L-förmig und an der Unterseite und der Rückseite der Kopfstütze 16 angrenzend an den Kern 56 angeordnet.
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In den 3C und 3D ist die Kopfstütze 16 mit abgenommenem Dekorbezug 60 dargestellt, wodurch das Polsterelement 58 freiliegt. Das Polsterelement 58 weist eine Öffnung 64 auf, die eine Begrenzung 66 bietet, die einen Hohlraum 68 bildet. Ein Teil des Gehäuses 26 ist in der Öffnung 64 angeordnet und von der Begrenzung 66 und dem Dekorbezug 60 beabstandet, damit die Zuluft 1 in eine Öffnung 70 des Gehäuses 26 strömen kann. Über die Öffnung 70 können sich Stege 72 erstrecken, um den Dekorbezug 60 zu stützen und um zu verhindern, dass der Dekorbezug 60 in die Öffnung 70 gedrückt wird, wenn er nach innen abgelenkt wird.
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Eine Anschlusslitze 74 mit einem Anschlussstück 76 liefert elektrische Signale an die thermische Klimatisierungsvorrichtung 22. Bei einem Beispiel ist wenigstens einer der Pfosten 18 hohl und ist die Anschlusslitze 74 durch den wenigstens einen der Pfosten 18 in das Rückenteil 14 geführt.
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Mit Bezug auf die 4A bis 4C ist die Unterseite 61 der Kopfstütze 16 detaillierter gezeigt. Ein beispielhafter Dekorbezug 60 weist eine erste und eine zweite Klappe 80, 82 auf, die an der Unterseite 61 aneinandergefügt sind und so eine Verbindungsnaht bereitstellen. Die erste und die zweite Klappe 80, 82 weisen eine erste bzw. eine zweite Klammer 84, 86 auf, die miteinander zusammenwirken, um die erste und die zweite Klappe 80, 82 aneinander zu befestigen und um die Kerne 56, das Polsterelement 58 und die thermische Klimatisierungsvorrichtung 22 zu umschließen. Die Abströmöffnung 78 ist an seitlichen Öffnungen angeordnet, die nahe der Verbindungsnaht der ersten und der zweiten Klappe 80, 82 so vorgesehen sind, dass die Abströmöffnungen 78 geringfügig hervorstehen oder wenigstens teilweise freiliegen, um die Abluft W insgesamt ungehindert aus der Unterseite 61 abzuführen.
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Bei dem Beispiel sind in der zweiten Klappe 82 Löcher 88 vorgesehen, um dem Hohlraum 66 die Zuluft 1 zuzuleiten. Infolgedessen ist die Rückseite der Kopfstütze 16 für Heckinsassen des Fahrzeugs ansprechender. Dadurch kann auf der Rückseite der Kopfstütze auch eine Polsterung angeordnet sein, die bei einem Aufprall des Heckinsassen auf die Rückseite der Kopfstütze Schutz bietet.
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Mit Bezug auf die 5A bis 6C ist das Gehäuse 26 ausführlicher gezeigt. Das Gehäuse 26, das aus Kunststoff bestehen kann, ist aus mehreren Abschnitten gebaut; es sollte jedoch klar sein, dass das Gehäuse 26 aus weniger oder einer größeren Anzahl von Komponenten als gezeigt gebaut sein kann. Das Gehäuse 26 weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt 90, 92 auf, die aneinander befestigt sind. Die Ausströmöffnung 62 für klimatisierte Luft ist in einer Öffnung im ersten Gehäuseabschnitt 90 aufgenommen. Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 90, 92 sind um das thermoelektrische Modul 36 herum aneinander befestigt. Über dem ersten Gehäuseabschnitt 90 ist eine Platte 98 befestigt, um die Einführung und die Entnahme des Heizelements 54 relativ zum Gehäuse 26 zu erleichtern. Bei einem alternativen Beispiel ist die Platte 98 einstückig mit dem ersten Gehäuseabschnitt 90 gebildet. Der zweite Gehäuseabschnitt 92 stellt die Abströmöffnung 78 bereit. Ein in einem spitzen Winkel angeordneter Rohrbogen 94 stellt die Strömungsverbindung des thermoelektrischen Moduls 36 mit einem Gebläsegehäuse 96 bereit, in dem das Gebläse 38 aufgenommen ist, das der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist. Bei dem Beispiel stellen isolierte Vertiefungen oder Hohlrundungen 95, die in dem zweiten Gehäuseabschnitt 92 gebildet sind, eine Luftkammer bzw. eine thermische Schranke bereit, die eine Wärmeübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt 90, 92 hemmt.
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Mit Bezug auf 6B ist die Ausströmöffnung 62 für klimatisierte Luft verschiebbar in dem ersten Gehäuseabschnitt 90 aufgenommen, um die Montage der Kopfstütze 16 zu erleichtern. Bei dem Beispiel weist die Ausströmöffnung 62 für klimatisierte Luft einen Vorsprung 100 auf, der mit einer oder mehreren Ausnehmungen 102 im ersten Gehäuseabschnitt 90 zusammenwirkt, damit beim Einbau in die Kopfstütze 16 die Ausströmöffnung 62 für klimatisierte Luft erhalten bleibt.
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Der zweite Gehäuseabschnitt 92 weist eine gekrümmte Wand 104 auf, die Abluft W zu den geteilten doppelten Abströmöffnungen 78 leitet. Die Abströmöffnungen 78 weisen mehrere schrägstehende Teiler 106 auf, die nach hinten geneigt sind, um die Abluft W von der Vorderseite der Kopfstütze 16 und dem Nackenbereich 24 des Insassen zur Seite und nach hinten wegzuleiten.
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Das thermoelektrische Modul 36 ist in den 7A und 7B detaillierter gezeigt. Die thermoelektrische Vorrichtung 48 weist eine Hauptseite 108 und eine Ableitseite 110 auf, die den Haupt- bzw. den Abwärmetauscher 50, 52 lagern. Bei dem Beispiel weist der Hauptwärmetauscher 50 gewellte Hauptrippen 112 auf und weist der Abwärmetauscher 52 gewellte Ableitrippen 114 auf. Die Rippen können aus einem dünnen Kupfermaterial ausgebildet sein. Die Hauptrippen 112 weisen einen Rand 116 auf, mit dem das Heizelement 54 unter Verwendung eines Materials 118 thermisch gekoppelt oder angebracht ist. Bei einem Beispiel kann das Material 118 ein Lot sein, und bei einem anderen Beispiel kann das Material 118 eine Wärmeleitpaste sein.
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In 8 ist eine beispielhafte Schaltung 119 gezeigt, die die thermische Klimatisierungsvorrichtung 22 mit Strom versorgt. Die Schaltung 119 weist einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Schalter 120, 122, 124 bzw. 126 auf, die zum Beispiel in dem Heiz- und dem Kühlschalter 42 bzw. 44, der Steuereinheit 45 oder einer Kombination daraus aufgenommen sind. Im Betrieb sind im Kühlmodus der erste und der dritte Schalter 120, 124 „aus” und der zweite und der vierte Schalter 122, 126 „ein”. Bei dieser Ausführung ist das Heizelement 54 durch Kurzschluss überbrückt, und der Stromfluss durch die thermoelektrische Vorrichtung 48 stellt unter Verwendung des Peltier-Effekts eine Kühlung des Hauptwärmetauschers 50 bereit. Das Gebläse 38 wird ebenfalls entweder direkt oder unter Verwendung zusätzlicher Schaltungen im Steuermodul 45 gesteuert mit Strom versorgt. Der Abwärmetauscher 52 ist heiß und stellt warme Abluft W zur Verfügung.
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Im Heizmodus sind der erste und der dritte Schalter 120, 124 „ein” und der zweite und der vierte Schalter 122, 126 „aus”. Bei dieser Ausführung ist der Stromfluss durch die thermoelektrische Vorrichtung 48 umgekehrt, um ein Heizen am Hauptwärmetauscher 50 bereitzustellen. Das Heizelement 54 wird auch so mit Strom versorgt, dass Wärme vom Heizelement 54 auch zum Hauptwärmetauscher 50 zurückgewiesen wird. Das Gebläse 38 wird auch entweder direkt oder unter Verwendung zusätzlicher Schaltungen im Steuermodul 45 gesteuert mit Strom versorgt. Der Abwärmetauscher 52 ist kühl und stellt kühle Abluft W zur Verfügung.
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Bei einem Beispiel ist das Heizelement 54 ein Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTK), das seine Temperatur selbst regelt. Wenn ein Widerstandsheizelement gewünscht ist, kann zur Regelung des Heizelements 54 ein Modulator 128 mit Pulsbreitenmodulation (PWM) verwendet werden.
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Bei einem Beispiel ist die Steuereinheit 45 funktionsmäßig mit der Energiequelle 46 und den Schaltern 120, 122, 124, 126 gekoppelt und steuert eigenständig einen Betrag an Strom, der dem Gebläse 38, der thermoelektrischen Vorrichtung 48 und dem Heizelement 54 von der Energiequelle 46 geliefert wird.
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Es sollte auch klar sein, dass zwar eine bestimmte Bauteilanordnung in der veranschaulichten Ausführungsform offenbart ist, dies für andere Anordnungen jedoch von Nutzen ist. Es sind zwar bestimmte Schrittabfolgen gezeigt, beschrieben und beansprucht, jedoch sollte es klar sein, dass Schritte in beliebiger Reihenfolge durchgeführt, getrennt oder kombiniert werden können, falls nicht anders angegeben, und dennoch aus der vorliegenden Erfindung einen Nutzen ziehen werden.
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Die verschiedenen Beispiele weisen zwar spezifische Komponenten auf, die in den Darstellungen gezeigt sind, Ausführungsformen dieser Erfindung sind jedoch nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einem der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einem anderen der Beispiele zu verwenden.
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Es wurde zwar eine beispielhafte Ausführungsform offenbart, jedoch erkennt der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet, dass bestimmte Abänderungen unter den Umfang der Patentansprüche fallen. Aus diesem Grund sollten die nachstehenden Patentansprüche studiert werden, um ihren wahren Umfang und Inhalt festzustellen.
