DE102019000334A1

DE102019000334A1 - Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE102019000334A1
Application number: DE102019000334.9A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Spillner; Jens Keller
Original assignee: Gentherm GmbH
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-07-23
Also published as: US11498465B2; US20200398716A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (10) für einen Fahrzeugsitz (50), mit zumindest einer Heizfläche (12), welche zumindest abschnittsweise durchlässig für Wärmestrahlung (200) ist, und zumindest einem Wärmeerzeuger (14), welcher zumindest teilweise hinter der zumindest einen Heizfläche (12) angeordnet und dazu eingerichtet ist, Wärmestrahlung (200) zu erzeugen und die erzeugte Wärmestrahlung (200) in Richtung der zumindest einen Heizfläche (12) abzustrahlen, wobei die zumindest eine Heizfläche (12) mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen (16a-16d) zum Abstrahlen der Wärmestrahlung (200) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für einen Fahrzeugsitz, mit zumindest einer Heizfläche, welche zumindest abschnittsweise durchlässig für Wärmestrahlung ist, und zumindest einem Wärmeerzeuger, welcher zumindest teilweise hinter der zumindest einen Heizfläche angeordnet und dazu eingerichtet ist, Wärmestrahlung zu erzeugen und die erzeugte Wärmestrahlung in Richtung der zumindest einen Heizfläche abzustrahlen.
Ferner betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz mit einer Sitzoberfläche, welche auf einer benutzerzugewandten Seite des Fahrzeugsitzes eine Kontaktfläche aufweist, und einer Heizeinrichtung, welche unterhalb der Kontaktfläche angeordnet und dazu eingerichtet ist, Wärmestrahlung in Richtung der benutzerzugewandten Seite des Fahrzeugsitzes abzustrahlen.
Moderne Fahrzeugsitze verfügen regelmäßig über eine Heizeinrichtung, mittels welcher ein angenehmes Temperaturempfinden beim Benutzer des Fahrzeugsitzes hervorgerufen werden kann. Die Temperierung von temperaturempfindlichen Körperbereichen, wie beispielsweise dem Schulter- oder Nackenbereich, kommt bei der Steigerung des Komfortempfindens eine besondere Bedeutung zu.
Insbesondere bei Fahrzeugsitzen von Cabriolets werden häufig Gebläseeinrichtungen eingesetzt, über welche vorgeheizte Luft in Richtung des Nackenbereichs des Sitzbenutzers ausgeblasen wird. Da das Temperieren und Steuern einer Luftströmung vergleichsweise aufwendig ist und die Luftströmung den Sitzkomfort teilweise erheblich beeinträchtigt, bestehen erste Überlegungen, Wärmeerzeuger einzusetzen, welche eine Wärmestrahlung erzeugen und die erzeugte Wärmestrahlung in Richtung eines Heizbereichs abstrahlen. Mit den bekannten Heizeinrichtungen lassen sich die ständig steigenden Erwartungen an den Sitzkomfort jedoch nicht erfüllen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, den Temperaturkomfort beheizter Fahrzeugsitze weiter zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art, wobei die zumindest eine Heizfläche der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen zum Abstrahlen der Wärmestrahlung aufweist.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch das Vorsehen mehrerer voneinander beabstandeter Abstrahlzonen eine großflächige Wärmeabstrahlung erreicht werden kann, ohne dass der Energiebedarf für die Sitztemperierung übermäßig ansteigt. Die mehreren voneinander beanstandeten Abstrahlzonen erlauben außerdem ein lokales Anpassen der Abstrahlintensitäten im Bereich einzelner Abstrahlzonen, sodass eine bedarfsgerechte und/oder benutzerspezifische Temperierung umgesetzt werden kann. Das Komfortempfinden des Benutzers beim Verwenden eines entsprechenden Fahrzeugsitzes kann auf diese Weise erheblich gesteigert werden.
Die Heizfläche der Heizeinrichtung ist vorzugsweise Bestandteil einer zumindest abschnittsweise für Wärmestrahlung durchlässigen Materialschicht. Der Wärmeerzeuger kann dazu eingerichtet sein, Infrarotstrahlung zu erzeugen. Entsprechend kann die Wärmestrahlung Infrarotstrahlung sein. Die Wärmeübertragung mittels Wärmestrahlung verursacht keine komfortbeeinträchtigenden Geräuschemissionen und wird nur unwesentlich durch Konvektion beeinträchtigt. Darüber hinaus kommt es zu einer beträchtlichen Reduktion des Energieverbrauchs im Vergleich zu konventionellen Heizeinrichtungen, da bereits bei geringen Fahrzeuginnenraumtemperaturen ein angenehmes Temperaturempfinden beim Benutzer aufgrund der Wärmestrahlung einsetzt. Entsprechende Heizeinrichtungen weisen ebenfalls eine vergleichsweise geringe Anlaufzeit auf, sodass sich beim Benutzer rasch ein hohes Komfortempfinden einstellt. Entsprechende Heizeinrichtungen können in Fahrzeugsitzen unterschiedlicher Fahrzeugtypen eingesetzt werden, beispielsweise in Fahrzeugsitzen von Cabriolets.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann mehrere, beispielsweise zwei voneinander beabstandete Heizflächen aufweisen, wobei jede Heizfläche vorzugsweise mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen zum Abstrahlen von Wärmestrahlung aufweist. Durch das Vorsehen mehrerer Heizflächen wird die Präsenz eines einzelnen Heizbereichs entlang der Kontaktfläche des Benutzers vermieden, welcher zu einem unangenehmen Temperaturempfinden führen würde. Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann mehrere Wärmeerzeuger aufweisen, welche jeweils dazu eingerichtet sind, Wärmestrahlung zu erzeugen und die erzeugte Wärmestrahlung in Richtung von Heizflächen abzustrahlen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weist die Heizfläche einen oder mehrere Kontaktbereiche auf, wobei mehrere Abstrahlzonen der zumindest einen Heizfläche gegenüber den Kontaktbereichen abgesenkt sind. Durch die Absenkung der Abstrahlzonen gegenüber den Kontaktbereichen wird ein Berührungsschutz für die Abstrahlzonen umgesetzt, welche ein unbeabsichtigtes In-Kontakt-Kommen des Benutzers mit den Abstrahlzonen verhindert oder zumindest das Risiko eines In-Kontakt-Kommens erheblich verringert. Da ein in Kontakt kommen des Benutzers mit den Abstrahlzonen durch deren Absenkung im Wesentlichen vermieden wird, können wesentlich höhere Strahlungsintensitäten eingestellt werden, wodurch die Heizleistung und der Heizeffekt des Wärmeerzeugers weiter gesteigert werden kann.
Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung vorteilhaft, bei welcher mehrere oder sämtliche Abstrahlzonen der zumindest einen Heizfläche unterschiedliche Neigungen aufweisen. Insbesondere weisen die mehreren oder sämtlichen Abstrahlzonen unterschiedliche Neigungen gegenüber einer Vertikalen auf. Durch die unterschiedlichen Neigungen der Abstrahlzonen erfolgt die Abstrahlung der Wärmestrahlung in unterschiedliche Richtungen. Somit kann die Heizeinrichtung beispielsweise im Bereich von gewölbten oder gebogenen Sitzbereichen vorteilhaft eingesetzt werden. Ferner kann durch die unterschiedlichen Neigungen der Abstrahlzonen eine gerichtete Abstrahlung der Wärmestrahlung umgesetzt werden, sodass ein Ausrichten der Abstrahlzonen auf besonders temperatursensitive Körperbereiche des Benutzers möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weist der Wärmeerzeuger mehrere Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte auf, wobei die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers jeweils einer Abstrahlzone zugeordnet sind, sodass die erzeugte Wärmestrahlung eines Abstrahlelements oder eines Abstrahlabschnitts des Wärmeerzeugers in Richtung der dem jeweiligen Abstrahlelement oder Abstrahlabschnitt zugeordneten Abstrahlzone abgestrahlt wird. Die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers weisen vorzugsweise eine niedrige Wärmespeicherkapazität auf, damit Verletzungen, insbesondere Verbrennungen, durch unbeabsichtigtes Berühren der Abstrahlzonen vermieden werden. Insbesondere ist auf der der Heizfläche abgewandten Seite des jeweiligen Abstrahlelements oder Abstrahlabschnitts des Wärmeerzeugers ein Reflektor und/oder eine Isolation angeordnet, sodass die erzeugte Wärmestrahlung nicht in Bereiche des Fahrzeugsitzes abgestrahlt wird, welche das Temperaturempfinden des Benutzers nicht beeinflussen können. Beispielsweise kann somit das Abstrahlen der Wärme in Richtung des Sitzinneren vermieden werden.
Insbesondere sind die Abstrahlzonen länglich ausgebildet und/oder im Wesentlichen senkrecht oder waagerecht ausgerichtet. Vorzugsweise verlaufen mehrere Abstrahlzonen parallel zueinander. Insbesondere sind die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte länglich ausgebildet und/oder im Wesentlichen senkrecht oder waagerecht ausgerichtet. Vorzugsweise verlaufen mehrere Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte parallel zueinander.
In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weisen mehrere oder sämtliche Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers, welche jeweils einer Abstrahlzone zugeordnet sind, unterschiedliche Ausrichtungen und/oder Neigungen auf. Durch die unterschiedlichen Ausrichtungen und/oder die unterschiedlichen Neigungen der Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte können unterschiedliche Abstrahlrichtungen vorgegeben werden, sodass die Heizeinrichtung auch im Bereich von gebogenen oder gewölbten Sitzbereichen einsetzbar ist.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers flächig und/oder flach ausgebildet. Vorzugsweise verlaufen die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers im Wesentlichen parallel zu der dem jeweiligen Abstrahlelement oder Abstrahlabschnitt zugeordneten Abstrahlzone. Durch die parallele Ausrichtung von Abstrahlelementen oder Abstrahlabschnitten und deren Abstrahlzonen kann eine vergleichsweise flache Gesamtkonstruktion umgesetzt werden, welche mit einem vergleichsweise geringen Aufwand in die Grundkonstruktion von Fahrzeugsitzen integrierbar ist und welche lediglich einen geringen Bauraum benötigt.
Ferner ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung bevorzugt, bei welcher der Wärmeerzeuger eine oder mehrere Heizfolien, insbesondere Flächen-Heizfolien, und/oder einen oder mehrere Widerstandsleiter umfasst. Der eine oder die mehreren Widerstandsleiter sind vorzugsweise aus einem nicht-metallischen Material ausgebildet. Der eine oder die mehreren Widerstandsleiter weisen vorzugsweise einen Querschnitt von weniger als einem Quadratmillimeter auf. Die Heizfolien können beispielsweise als Graphitheizfolien ausgebildet sein. Die Heizfolien können ferner Infrarot-Heizfolien sein. Die Heizfolien können teilweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ausgebildet sein oder eine Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk Schicht aufweisen. Wenn der Wärmeerzeuger mehrere Abstrahlelemente aufweist, kann jedes Abstrahlelement beispielsweise eine Heizfolie sein. Wenn der Wärmeerzeuger mehrere Abstrahlabschnitte aufweist, können die einzelnen Abstrahlabschnitte jeweils Heizfolienabschnitte sein.
Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung vorteilhaft, welche eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Wärmeerzeuger zu steuern. Vorzugsweise sind die Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers jeweils einer von mehreren Heizgruppen zugeordnet, wobei die Heizgruppen durch die Steuerungseinrichtung unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Somit lassen sich unterschiedliche Abstrahlintensitäten an den Abstrahlelementen oder Abstrahlabschnitten unterschiedlicher Gruppen einstellen. Dies erlaubt die Umsetzung einer zonalen Aufteilung der Heizfläche, sodass die unterschiedlichen Heizzonen unterschiedlich stark beheizt werden können. Es lässt sich somit beispielsweise eine asymmetrische Beheizung des Fahrzeugsitzes realisieren. Beispielsweise weist die Heizeinrichtung eine rechte und eine linke Heizzone auf. Zusätzlich kann die Heizeinrichtung eine mittlere oder zentrale Heizzone aufweisen. Mittels der Steuerungseinrichtung lassen sich somit unterschiedliche Heizmuster über die Heizfläche einstellen, beispielsweise zum Ausgleich von lokalen Temperaturunterschieden im Bereich des Fahrzeugsitzes. Solche lokalen Temperaturunterschiede können beispielsweise durch ein offenes Fahrzeugfenster hervorgerufen werden. Außerdem lässt sich somit eine an die Körper- oder Hauttemperatur des Benutzers angepasste Mehrzonenbeheizung umsetzen. Das Einstellen eines entsprechenden Beheizungsmusters kann außerdem bei lokaler Sonneneinstrahlung vorteilhaft sein. Darüber hinaus können unterschiedliche Isolationseigenschaften der Fahrzeugstruktur zu einem ungleichmäßigen Temperaturempfinden beim Benutzer führen. Insbesondere bei geringen Außentemperaturen können in diesem Fall fensternahe Bereiche verstärkt beheizt werden.
Darüber hinaus kann die Steuerungseinrichtung dazu eingesetzt werden, Abstrahlzonen der Heizfläche mit einem vergleichsweise geringen Berührungsrisiko stärker zu beheizen als Abstrahlzonen der Heizfläche mit einem hohen Berührungsrisiko. Abstrahlzonen mit einem geringen Berührungsrisiko können beispielsweise auf Temperaturen im Bereich von 43-85 ° Celsius erwärmt werden. Abstrahlzonen mit einem hohen Berührungsrisiko können beispielsweise auf Temperaturen im Bereich von 43-50 ° Celsius erwärmt werden. Vorzugsweise wird der Wärmeerzeuger derart von der Steuerungseinrichtung gesteuert, dass der Wärmeaustausch zwischen 10 Watt/m² und 500 Watt/m² liegt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Heizleistung und/oder die Wärmeverteilung des zumindest einen Wärmeerzeugers in Abhängigkeit einer Betriebszeit, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Strömungsgeschwindigkeit, einer Klimatisierungseinstellung, einer Sonnenbestrahlung, der Fahrzeuginnenraumtemperatur, einer Umgebungstemperatur und/oder einer Benutzerposition zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet sein, die Heizleistung und/oder die Wärmeverteilung des zumindest einen Wärmeerzeugers in Abhängigkeit eines Benutzerzustands, beispielsweise in Abhängigkeit eines Temperaturzustands eines Benutzers, zu steuern. Somit können einzelne Bereiche eines Benutzers stärker beheizt werden als andere, sodass besonders temperierbedürftige Bereiche stärker beheizt werden. Wenn die Heizleistung und/oder die Wärmeverteilung des zumindest einen Wärmeerzeugers in Abhängigkeit der Betriebszeit gesteuert wird, kann beispielsweise ein Aufheizmodus realisiert werden, bei welchem zunächst ein intensives Aufheizen umgesetzt wird, bevor in einen energieeffizienten Dauerheizmodus umgeschaltet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weist diese eine oder mehrere Näherungssensoren auf, welche dazu eingerichtet sind, eine Annäherung eines Objekts an die zumindest eine Heizfläche zu erfassen. Dies erlaubt das Erfassen einer Annäherung eines Benutzers, wenn der Fahrzeugsitz in Benutzung genommen wird oder der Benutzer seine Position während der Benutzung des Fahrzeugsitzes ändert. Der eine oder die mehreren Näherungssensoren sind vorzugsweise kapazitive Näherungssensoren. Vorzugsweise sind die Näherungssensoren jeweils zwischen den Abstrahlelementen oder Abstrahlabschnitten des Wärmeerzeugers angeordnet.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Wärmeerzeuger in Abhängigkeit der Signale des einen oder der mehreren Näherungssensoren zu steuern. Somit kann beispielsweise eine Schnellabschaltung des Wärmeerzeugers oder eine Schnellabschaltung einzelner Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers realisiert werden, wenn einzelne Abstrahlzonen unbeabsichtigt durch den Benutzer des Fahrzeugsitzes berührt werden oder eine entsprechende Berührung bevorsteht. Darüber hinaus erlauben die Näherungssensoren die Erzeugung eines an die Körperform oder die Sitzposition angepassten Heizmusters.
Es ist außerdem eine Heizeinrichtung bevorzugt, bei welcher die Heizfläche eine oder mehrere Reflektionsflächen aufweist, welche dazu eingerichtet sind, Wärmestrahlung zu reflektieren. Die Reflektionsflächen können dabei elastisch verformbar ausgebildet sein. Beispielsweise werden die Reflektionsflächen durch eine Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung realisiert. Im Bereich der Reflektionsflächen kann ein Heizeffekt hervorgerufen werden, ohne dass ein Abstrahlelement oder Abstrahlabschnitt des Wärmeerzeugers in diesem Bereich angeordnet ist. Auf diese Weise können die Produktionskosten entsprechender Heizeinrichtungen erheblich gesenkt werden. Die Reflektionsflächen sind vorzugsweise dazu eingerichtet, Wärmestrahlung aus dem Infrarotspektrum zu reflektieren.
Vorzugsweise ist ein oder sind mehrere Abstrahlzonen der zumindest einen Heizfläche auf einen Kopf- und/oder Nackenbereich gerichtet.
Die Heizeinrichtung kann ferner einen Strömungserzeuger, beispielsweise einen Ventilator, zum Erzeugen einer Luftströmung im Nackenbereich, aufweisen. Die Luftströmung kann zum Verhindern von Konvektionskühlung der Haut eingesetzt werden. Beispielsweise lässt sich durch den Strömungserzeuger eine Lufthülle im Benutzungsbereich erzeugen, wodurch die initiale Heizzeit bei Benutzungsaufnahme des Fahrzeugsitzes verringert werden kann. Darüber hinaus kann die Heizeinrichtung ein oder mehrere Leuchtelemente, beispielsweise Leuchtdioden, wie LEDs, umfassen. Mittels der Leuchtelemente kann beispielsweise der Betriebszustand oder der Betriebsmodus der Heizeinrichtung angezeigt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Heizeinrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung verwiesen.
Die Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes kann gleichzeitig eine Heizfläche der Heizeinrichtung sein. Die Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes kann auch oberhalb der Heizfläche der Heizeinrichtung angeordnet sein. Der Abstand der Abstrahlelemente oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers von der Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes ist vorzugsweise geringer als ein Zentimeter. Die Sitzoberfläche ist vorzugsweise Bestandteil des Sitzbezugs, welcher beispielsweise aus Stoff oder Leder ausgebildet sein kann.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes ist zumindest eine Heizfläche der Heizeinrichtung in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes und/oder zumindest eine Heizfläche der Heizeinrichtung in der Kopfstütze des Fahrzeugsitzes integriert. Durch die Integration einer Heizfläche der Heizeinrichtung in die Rückenlehne und/oder die Kopfstütze wird eine beheizbare Sitzeinheit geschaffen, welche im Rahmen der Endmontage des Fahrzeugs ohne großen Aufwand montiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes sind mehrere Abstrahlzonen der Heizfläche auf einen Nacken-, Schulter- und/oder Kopfbereich des Fahrzeugsitzes ausgerichtet. Vorzugsweise ist eine oder sind mehrere Abstrahlzonen in einem unteren Bereich der Kopfstütze angeordnet. Vorzugsweise ist eine oder sind mehrere Abstrahlzonen in einem oberen Bereich der Rückenlehne angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere Abstrahlzonen derart angeordnet und ausgerichtet, dass diese bei Verwendung des Fahrzeugsitzes durch einen Benutzer in Richtung des Nackens, der Schulter und/oder des Kopfes des Benutzers zeigen und ein Kontakt der Abstrahlzonen mit dem Nacken, der Schulter, dem Kopf und/oder dem Rücken des Benutzers im Wesentlichen vermieden wird. Weitere Abstrahlzonen können sich an einer oder mehreren Verlängerungen oder einem oder mehreren Vorsprüngen der Kopfstütze oder der Rückenlehne befinden. Die Abstrahlzonen weisen vorzugsweise einen unterschiedlichen Abstand vom Sitzbenutzer bzw. von der Längsachse des Sitzbenutzers auf. Vorzugsweise erfolgt die Erzeugung der Wärmestrahlung in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes, wobei unter einer Nackenstütze des Fahrzeugsitzes ein Reflektor für Wärmestrahlung angeordnet ist.
In einem entsprechenden Fahrzeug können ferner weitere Abstrahlzonen angeordnet sein, welche zum Abstrahlen von Wärmestrahlung ausgebildet sind. Entsprechende Abstrahlzonen können beispielsweise in der B-Säule, dem Fahrzeughimmel bzw. der Fahrzeugdecke oder außerhalb eines Sitzbereichs eines Fahrzeugsitzes angeordnet sein, wobei die außerhalb eines Sitzbereichs eines Fahrzeugsitzes angeordneten Abstrahlzonen auf einen Benutzer eines benachbarten Fahrzeugsitzes gerichtet sind.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in einer schematischen Darstellung; und
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in einer schematischen Darstellung.

Die 1 zeigt eine Heizeinrichtung 10, welche als Bestandteil eines Fahrzeugsitzes 50 ausgebildet ist. Die Heizeinrichtung 10 ist dabei in die Kopfstütze 52 des Fahrzeugsitzes 50 integriert.
Der Fahrzeugsitz 50 weist eine Sitzoberfläche auf, welche auf einer benutzerzugewandten Seite eine Kontaktfläche umfasst, wobei der Benutzer 100 während der Benutzung des Fahrzeugsitzes 50 mit der Kontaktfläche in Kontakt kommt. Die Heizeinrichtung 10 ist unterhalb der Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes 50 angeordnet und dazu eingerichtet, Wärmestrahlung 200 in Richtung des Nackens 102 und des Kopfes 104 des Benutzers 100 abzustrahlen.
Die Heizeinrichtung 10 weist eine Heizfläche 12 auf, welche dem Benutzer 100 zugewandt und durchlässig für Wärmestrahlung 200 ist. Darüber hinaus umfasst die Heizeinrichtung 10 einen Wärmeerzeuger 14, welcher hinter der Heizfläche 12 angeordnet ist und zum Erzeugen von Wärmestrahlung 200 dient. Die erzeugte Wärmestrahlung 200 wird durch den Wärmeerzeuger 14 in Richtung der Heizfläche 12 abgestrahlt, wobei die Wärmestrahlung 200 durch die Heizfläche 12 hindurchtritt, um im Bereich des Nackens 102 und des Kopfes 104 des Benutzers 100 einen Wärmeffekt hervorzurufen.
Die Heizfläche 12 der Heizeinrichtung 10 weist mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen 16a-16c zum Abstrahlen der Wärmestrahlung 200 in Richtung des Benutzers 100 auf. Die Abstrahlzonen 16a-16c der Heizfläche 12 weisen unterschiedliche Neigungen gegenüber einer Vertikalen auf. Somit passen sich die Abstrahlzonen 16a-16c an die obere Wölbung der Kopfstütze 52 an.
Der Wärmeerzeuger 14 weist mehrere längliche und im Wesentlichen parallel verlaufenden Abstrahlelemente 20a-20c auf, wobei die Abstrahlelemente 20a-20c des Wärmeerzeugers 14 jeweils einer Abstrahlzone 16a-16c zugeordnet sind. Die erzeugte Wärmestrahlung 200 eines Abstrahlelements 20a-20c des Wärmeerzeugers 14 wird in Richtung der dem jeweiligen Abstrahlelement 20a-20c zugeordneten Abstrahlzone 16a-16c abgestrahlt.
In der dargestellten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass der Nacken 102 und/oder der Kopf 104 des Benutzers 100 mit einer Abstrahlzone 16a-16c der Heizfläche 12 in Kontakt kommt. Um Verletzungen, insbesondere Verbrennungen, zu vermeiden, weisen die Abstrahlelemente 20a-20c eine vergleichsweise niedrige Wärmespeicherfähigkeit auf, sodass der Nacken 102 und/oder der Kopf 104 ohne Weiteres im Nahbereich der Abstrahlelemente 20a-20c positioniert werden können. Auf der dem Benutzer 100 abgewandten Seite der Abstrahlelemente 20a-20c ist ein Reflektionsmaterial angeordnet, sodass Wärmestrahlung 200, welche in Richtung des Sitzinneren abgestrahlt wird, durch das Reflektionsmaterial reflektiert und in Richtung des Benutzers 100 umgeleitet wird. Ferner kann hinter den Abstrahlelementen 20a-20c eine Isolationsschicht positioniert sein, welche einen Wärmeeintrag in das Sitzinnere vermeidet oder zumindest erheblich verringert.
Die Abstrahlelemente 20a-20c sind als längliche und flache Heizfolien ausgebildet, welche im Wesentlichen parallel zu den jeweiligen Abstrahlzonen 16a-16c verlaufen. Die einzelnen als Infrarot-Heizfolien ausgebildeten Abstrahlelemente 20a-20c verlaufen im Wesentlichen waagerecht und sind zueinander parallel ausgerichtet. Die einzelnen Abstrahlelemente 20a-20c weisen ferner Widerstandsleiter auf, welche aus einem nicht-metallischen Material ausgebildet sind. Der Querschnitt der Widerstandsleiter ist dabei kleiner als 1 mm².
In der dargestellten Ausführungsform ist die Kopfstütze 52 des Fahrzeugsitzes 50 mit einem Bezug, beispielsweise aus Leder oder Stoff, bezogen. Die dem Benutzer 100 zugewandte Kontaktfläche der Sitzoberfläche ist Bestandteil des Kopfstützenbezugs.
Die 2 zeigt einen Abschnitt einer Rückenlehne 54 eines Fahrzeugsitzes 50, wobei eine Heizeinrichtung 10 in die Rückenlehne 54 integriert ist.
Die Heizeinrichtung 10 weist erneut eine dem Benutzer 100 zugewandte Heizfläche 12 auf, welche mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen 16a-16d zum Abstrahlen von Wärmestrahlung 200 aufweist. Neben den Abstrahlzonen 16a-16d weist die Heizfläche 12 mehrere Kontaktbereiche 18a-18e auf, wobei die Abstrahlzonen 16a-16d gegenüber den Kontaktbereichen 18a-18e abgesenkt sind. Durch die Absenkung der Abstrahlzonen 16a-16d wird ein Berührschutz für die Abstrahlzonen 16a-16d umgesetzt, wodurch eine Berührung durch den Benutzer 100 vermieden werden kann.
Der die Wärmestrahlung 200 erzeugende Wärmeerzeuger 14 weist mehrere längliche und flächige Graphit-Heizfolien auf, welche hinter den jeweiligen Abstrahlzonen 16a-16d angeordnet sind. Zwischen den als Heizfolien ausgebildeten Abstrahlelementen 20a-20d sind Näherungssensoren 22a-22d positioniert, welche dazu eingerichtet sind, eine Annäherung eines Objekts an die Heizfläche 12 zu erfassen. Die Näherungssensoren 22a-22c sind als kapazitive Näherungssensoren ausgebildet und können dazu eingesetzt werden, die Annäherung eines Benutzers 100 an die Heizfläche 12 zu erfassen.
Mittels einer Steuerungseinrichtung lässt sich der die Abstrahlelemente 20a-20d umfassende Wärmeerzeuger 14 in Abhängigkeit der Signale der Näherungssensoren 22a-22c steuern. Somit lässt sich beispielsweise eine Schnellabschaltung des Wärmeerzeugers 14 realisieren, bevor ein Benutzer 100 eine Abstrahlzone 16a-16c berührt. Auf diese Weise werden Verbrennungen effektiv vermieden.
Die Abstrahlelemente 20a-20d des Wärmeerzeugers 14 können beispielsweise jeweils einer von mehreren Heizgruppen zugeordnet sein. Beispielsweise umfasst die Rückenlehne 54 des Fahrzeugsitzes 50 eine rechte Heizzone, eine mittlere bzw. zentrale Heizzone und eine linke Heizzone, wobei den jeweiligen Heizzonen Abstrahlelemente 20a-20d einer Heizgruppe zugeordnet sind. Mittels der Steuerungseinrichtung können dann die Heizgruppen unabhängig voneinander angesteuert werden, sodass unterschiedliche Heiz- bzw. Abstrahlmuster über die Rückenlehnenfläche realisiert werden können. Beispielsweise lässt sich somit eine asymmetrische Beheizung der Rückenlehne 54 umsetzen, welche den ungleichmäßigen Kälteeintrag in das Fahrzeuginnere aufgrund eines geöffneten Fensters ausgleicht. Mittels der unterschiedlichen Heizzonen lassen sich auch weitere den Sitzkomfort beeinträchtigende Umwelteinflüsse ausgleichen, wie beispielsweise eine ungleichmäßige Sonneneinstrahlung auf den Benutzer 100.
Über unabhängig voneinander ansteuerbare Heizgruppen können außerdem Flächen, deren Berührungsrisiko gering ist, stärker beheizt werden als Flächen, deren Berührungsrisiko vergleichsweise hoch ist.
Alternativ zu den dargestellten Ausführungsformen kann die Heizeinrichtung 10 auch im Bereich einer Nackenstütze in einen Fahrzeugsitz 50 integriert sein. In diesem Fall sind die Abstrahlzonen 16a-16d beispielsweise derart angeordnet und ausgerichtet, dass diese bei der Verwendung des Fahrzeugsitzes 50 durch einen Benutzer 100 in Richtung des Nackens des Benutzers 100 zeigen, wobei ein Kontakt der Abstrahlzonen 16a-16d mit dem Nacken des Benutzers 100 im Wesentlichen vermieden wird. Ferner können weitere Abstrahlzonen 16a-16d auch an Verlängerungen oder Vorsprüngen der Kopfstütze 52 oder der Rückenlehne 54 angeordnet sein.
In einem entsprechenden Fahrzeug können ferner weitere Abstrahlzonen im Bereich der B-Säule, am Fahrzeughimmel oder an einer Seitenfläche oder Rückseite eines Fahrzeugsitzes angeordnet sein. Die an einer Seitenfläche oder Rückseite eines Fahrzeugsitzes angeordneten Abstrahlzonen sind dann auf einen Sitzbereich eines anderen Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs gerichtet.
Bezugszeichenliste

10: Heizeinrichtung
12: Heizfläche
14: Wärmeerzeuger
16a-16d: Abstrahlzonen
18a-18e: Kontaktbereiche
20a-20d: Abstrahlelemente
22a-22c: Näherungssensoren
50: Fahrzeugsitz
52: Kopfstütze
54: Rückenlehne
100: Benutzer
102: Nacken
104: Kopf
200: Wärmestrahlung

Claims

Heizeinrichtung (10) für einen Fahrzeugsitz (50), mit - zumindest einer Heizfläche (12), welche zumindest abschnittsweise durchlässig für Wärmestrahlung (200) ist; und - zumindest einem Wärmeerzeuger (14), welcher zumindest teilweise hinter der zumindest einen Heizfläche (12) angeordnet und dazu eingerichtet ist, Wärmestrahlung (200) zu erzeugen und die erzeugte Wärmestrahlung (200) in Richtung der zumindest einen Heizfläche (12) abzustrahlen; dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Heizfläche (12) mehrere voneinander beabstandete Abstrahlzonen (16a-16d) zum Abstrahlen der Wärmestrahlung (200) aufweist.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfläche (12) einen oder mehrere Kontaktbereiche (18a-18e) aufweist und mehrere Abstrahlzonen (16a-16d) der zumindest einen Heizfläche (12) gegenüber den Kontaktbereichen (18a-18e) abgesenkt sind.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche Abstrahlzonen (16a-16d) der zumindest einen Heizfläche (12) unterschiedliche Neigungen aufweisen.
Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (14) mehrere Abstrahlelemente (20a-20d) oder Abstrahlabschnitte aufweist, wobei die Abstrahlelemente (20a-20d) oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers (14) jeweils einer Abstrahlzone (16a-16d) zugeordnet sind, sodass die erzeugte Wärmestrahlung (200) eines Abstrahlelements (20a-20d) oder eines Abstrahlabschnitts des Wärmeerzeugers (14) in Richtung der dem jeweiligen Abstrahlelement (20a-20d) oder Abstrahlabschnitt zugeordneten Abstrahlzone (16a-16d) abgestrahlt wird.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche Abstrahlelemente (20a-20d) oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers (14), welche jeweils einer Abstrahlzone (16a-16d) zugeordnet sind, unterschiedliche Ausrichtungen und/oder Neigungen aufweisen.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlelemente (20a-20d) oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers (14) flächig und/oder flach ausgebildet sind und vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der dem jeweiligen Abstrahlelement (20a-20d) oder Abstrahlabschnitt zugeordneten Abstrahlzone (16a-16d) verlaufen.
Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (14) eine oder mehrere Heizfolien, insbesondere Flächen-Heizfolien, und/oder einen oder mehrere Widerstandleiter umfasst.
Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Wärmeerzeuger (14) zu steuern, wobei die Abstrahlelemente (20a-20d) oder Abstrahlabschnitte des Wärmeerzeugers (14) vorzugsweise jeweils einer von mehreren Heizgruppen zugordnet sind und die Heizgruppen durch die Steuerungseinrichtung unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Heizleistung und/oder die Wärmeverteilung des zumindest einen Wärmeerzeugers (14) in Abhängigkeit einer Betriebszeit, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Strömungsgeschwindigkeit, einer Klimatisierungseinstellung, einer Sonnenbestrahlung, der Fahrzeuginnenraumtemperatur, einer Umgebungstemperatur und/oder einer Benutzerposition zu steuern.
Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Näherungssensoren (22a-22c), welche dazu eingerichtet sind, eine Annäherung eines Objekts an die zumindest eine Heizfläche (12) zu erfassen.
Heizeinrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Wärmeerzeuger (14) in Abhängigkeit der Signale des einen oder der mehreren Näherungssensoren (22a-22c) zu steuern.
Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfläche (12) eine oder mehrere Reflektionsflächen aufweist, welche dazu eingerichtet sind, Wärmestrahlung (200) zu reflektieren.
Fahrzeugsitz (50), mit - einer Sitzoberfläche, welche auf einer benutzerzugewandten Seite des Fahrzeugsitzes (50) eine Kontaktfläche aufweist, und - einer Heizeinrichtung (10), welche unterhalb der Kontaktfläche angeordnet und dazu eingerichtet ist, Wärmestrahlung (200) in Richtung der benutzerzugewandten Seite des Fahrzeugsitzes (50) abzustrahlen; dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Fahrzeugsitz (50) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Heizfläche (12) der Heizeinrichtung (10) in der Rückenlehne (54) des Fahrzeugsitzes (50) und/oder zumindest eine Heizfläche (12) der Heizeinrichtung (10) in der Kopfstütze (52) des Fahrzeugsitzes (50) integriert ist.
Fahrzeugsitz (50) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstrahlzonen (16a-16d) der Heizfläche (12) auf einen Nacken-, Schulter- und/oder Kopfbereich des Fahrzeugsitzes (50) ausgerichtet sind.