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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ihre Verwendung in Heizelementen, Sensoren, Sitzen
und Fahrzeugen.
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Stand der Technik
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Zum
Wärmen
von Passagieren ist der Einbau elektrischer Heizelemente an Sitzoberflächen bekannt.
Es ist jedoch aufwendig, deren Funktion in dieser hochbelasteten
Zone über
die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges aufrecht zu erhalten.
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Es
ist bekannt, Lampen am Dachhimmel vorzusehen. Diese beeinträchtigen
jedoch die Sicht des Fahrers, wenn sie während der Fahrt betrieben werden.
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Es
ist bekannt, kapazitive Schalter in der Sitzoberfläche anzuordnen,
um einen Passagier auf dem Sitz zu detektieren. Es ist jedoch sehr
aufwendig, diese einerseits robust und zuverlässig und andererseits nicht
fühlbar
im Sitz anzuordnen.
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Gegenstand der Erfindung
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Darum
wird hier der Gegenstand des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den abhängigen
Ansprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.
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Figuren
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Im
Folgenden werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Diese Ausführungen
sollen die Erfindung verständlich
machen. Sie haben jedoch nur beispielhaften Charakter. Selbstverständlich lassen
sich im Rahmen der Erfindung einzelne oder mehrere beschriebene
Merkmale auch weglassen, abwandeln oder ergänzen. Auch können die
Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen
selbstverständlich untereinander
kombiniert werden. Nachfolgend wird Bezug genommen auf:
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1 Seitenansicht
eines Fahrzeuges im teilweisen Aufriss mit einem Heizelement, einem Sensor
und einer Beleuchtungseinrichtung
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2 Seitenansicht
eines Sitzes mit Heizelementen im Querschnitt
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3 Draufsicht
auf eine Strahlungsführungseinrichtung
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4 Querschnitt
durch einen Sensor mit einer Strahlungsführungseinrichtung
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Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
ein Fahrzeug 200 mit einem Sitz gemäß 2. In dem
Fahrzeug und/oder Sitz können
verschiedene Funktionselemente 5 vorgesehen sein, wie z.
B. ein Heizelement 20, eine Sitzbelegt-Erkennungseinrichtung
mit einem Sensor gemäß 4,
eine Beleuchtungseinrichtung 110 oder eine Tastatur 60,
die in bestimmten Zonen des Innenraumes punktuell oder flächig eine
bestimmte Funktion verfügbar
machen, wie Heizen, Beleuchtung, Druckdetektion oder Schalten. Dazu
ist mindestens einem der Funktionselemente 5 mindestens
eine Vorrichtung 1 gemäß 3 zugeordnet.
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Die
Vorrichtung 1 weist mindestens einen Strahlungsleiter 70 auf.
Dieser ist vorzugsweise als Lichtwellenleiter ausgeführt. Darunter
versteht man flexible optische Medien, vorzugsweise aus Mineralglas
(insbesondere Kieselglas/Quarz (SiO2)) oder
organischem Glas (Kunststoff), insbesondere Polystyrol oder Polymethylmethacrylat,
in denen Licht kontrolliert leitbar ist.
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Vorzugsweise
ist der Strahlungsleiter 70 zumindest anteilig aus einem
Material mit hohem Transmissionswert gebildet. In Frage hierfür kommen bspw.
Glasfasern oder strahlungsleitende Kunststoff-Fasern.
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Glasfasern
sind lange, dünne
Faser, die im Wesentlichen aus mindestens einer Sorte Glas bestehen.
Wenn eine hohe Flexibilität
erwünscht
ist, so sind Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 200 μm besonders
geeignet. Vorzugsweise ist der Strahlungsleiter 70 bzw.
zumindest eine seiner strahlungsleitenden Fasern bidirektional leitfähig. Die
Leitfähigkeit
kann selektiv für
bestimmte Wellenlängenbereiche
geeignet oder optimiert sein, oder aber für bestimmte Wellenlängenbereiche
reduziert oder minimiert sein. Bspw. kann eine Leitfähigkeit
von Licht vermindert oder unterbunden und eine Leitfähigkeit für Infrarotstrahlung
erhöht
oder optimiert sein, oder umgekehrt. Dadurch lassen sich bspw. unerwünschte Lichteffekte
auf einem nur zu erwärmenden
Objekt unterbinden. Oder eine unerwünschte Erwärmung eines nur zu beleuchtenden
Objekts kann vermindert oder verhindert werden. Sollten beide Wirkungen
erwünscht
sein, so kann natürlich
eine Optimierung für möglichst
weite Strahlungsbereiche vorgesehen sein. Kunststoff-Fasern sind
dann vorzugsweise auch bei Betriebstemperaturen von mehr als 100°C thermisch
stabil, vorzugsweise auch bei über
200°C oder
300°C. Auch
kann vorgesehen sein, dass der Strahlungsleiter in beiden Richtungen
oder vorzugsweise nur in einer Richtung für eine bestimmte Strahlungsart
durchgängig
ist, um z. B. Wärme
in einer Richtung und Signale in der entgegen gesetzten Richtung
zu übertragen.
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Der
Strahlungsleiter 70 weist vorzugsweise mindestens einen
Leiterstrang oder ein Bündel
davon auf, der mindestens einen Leitkern und mindestens eine diesen
zumindest teilweise bedeckende Deckschicht aufweist.
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Unter
Schicht wird jedes Gebilde, insbesondere Flächengebilde verstanden, das
eine Ausdehnung in überwiegend
zwei Dimensionen aufweist und das vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise
flach und flexibel ist. Es bildet vorzugsweise eine zusammenhängende Fläche, kann
aber auch durchbrochen sein, z. B. wie ein Netz oder Schaum. Die
Deckschicht ist vorzugsweise als Mantelschicht ausgeführt. Eine
Mantelschicht ist eine Schicht, die direkt oder indirekt ein Objekt
zumindest teilweise umhüllt, jedoch
nicht zwangsweise die äußerste das
Objekt umhüllende
Schicht.
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Der
Leitkern und die Deckschicht bestehen zumindest teilweise aus Materialien
mit unterschiedlichem Brechungsindex. Dadurch wird die in den Strang
eingespeiste Strahlung längs
des Leitstrangs geleitet, wobei es zumindest in einem Teilabschnitt des
Leitstrangs an der Grenzschicht zwischen den beiden Materialien
vorzugsweise zu einer Totalreflektion kommt. Es kann vorgesehen
sein, dass der Strahlungsleiter mindestens einen hohlen Leiter aufweist,
worunter ein röhrenartiges
Gebilde verstanden wird, dessen Inneres ein Gas, eine Flüssigkeit
oder ein Vakuum aufweist. Unter Vakuum wird dabei der Zustand eines
Fluids in einem Volumen bei einem Druck, der deutlich geringer ist
als der Atmosphärendruck
bei Normalbedingungen, verstanden.
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Der
Strahlungsleiter 70 ist so angeordnet, dass sein eines
Ende 71 dem Funktionselement 5 zugeordnet ist,
also z. B. einem Heizelement 20, einem Sensor 50 o der
einer Beleuchtungseinrichtung 110. Sein anderes Ende 72 ist
einer Strahlungsquelle 75 und/oder einem zusätzlichen
Sensor 50' zugeordnet.
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Die
Vorrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Strahlungsquelle 75 auf.
Unter Strahlungsquelle wird eine Einrichtung verstanden, die Wellen oder
Teilchen aussendet, vorzugsweise mit Lichtgeschwindigkeit. Sie kann
als Lichtquelle, Wärmequelle oder
auch als Signalgeber eingesetzt werden.
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Es
kann vorgesehen sein, dass eine Strahlungsquelle 75 mehrere
Strahler aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass diese Strahler
Strahlung gleicher oder verschiedener Wellenlängen erzeugen. Insbesondere
kann die Strahlungsquelle eine Kombination aus einem Infrarotstrahler
für Heizzwecke
und einen oder mehrere Lichtstrahler für Beleuchtungs- oder Signalzwecke
aufweisen. Es kann auch zweckmäßig sein,
dass mehrere Strahler mit voneinander verschiedenen Strahlungsspektrum
im sichtbaren Strahlungsbereich vorgesehen sind, um z. B. Mischlicht
oder verschiedene Farbsignale zu erzeugen.
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Eine
Strahlungsquelle erzeugt für
Heizzwecke vorzugsweise zu einem überwiegenden Teil Infrarotstrahlung.
Geeignete Strahlungsquellen hierfür sind bspw. Laserdioden, Infrarotstrahler,
Infrarotlaser, Halogenlampen, aber auch Abwärmequellen wie bspw. Abgaskrümmer am
Fahrzeugmotor, abkühlende
Gussstücke,
Lagerfeuer o. ä..
Besonders geeignet sind wärmeabstrahlende
Festkörper
oder Flüssigkeiten.
Vorzugsweise hat die Strahlungsquelle eine Betriebstemperatur von
zwischen 200°C
und 400°C,
vorzugsweise in etwa bei 300°C.
In diesem Temperaturbereich tritt ein besonders hoher Anteil von
Strahlung auf, deren Wellenlänge
für einen Transport
durch Strahlungsleiter geeignet ist. Zu einer Funktionszone 5' beabstandete
Strahlungsquellen haben den Vorteil, dass die Strahlungsquelle 75 bei
einem Ausfall viel einfacher auswechselbar ist, als bspw. ein in
einen Schaum eingebettetes elektrisches Heizelement eines Sitzes.
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Eine
Strahlungsquelle für
Beleuchtungszwecke weist vorzugsweise mindestens eine Glühbirne, Laserdiode
und/oder sonstige Lichtquellen auf. Vorzugsweise ist mindestens
eine je überwiegend
in Rot-, Grün-
oder Gelbbereichen des Lichtspektrums strahlende Lichtquelle vorgesehen.
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Mindestens
eine Strahlungsquelle ist vorzugsweise in einem Motorraum eines
Fahrzeugs, unter einem Sitz, im Kofferraum, und/oder außerhalb
eines Fahrgastraums, bspw. unterhalb des Fahrzeugschassis angeordnet.
Sie kann auch entlang eines Kabels oder einer anderen Versorgungsleitung
angeordnet sein. Durch die Beabstandung von Strahlungsquelle und
Nutzbereich gegeneinander lässt sich
im Nutzbereich eine deutliche Platzersparung, bspw. durch Verzicht
auf Glühbirnen,
Heizregister oder Ventilatoren erreichen. Durch die Entfernung der
Strahlungsquelle vom Nutzbereich kann dieser auch weniger durch
unerwünschte
Ereignisse an der Strahlungsquelle gefährdet werden. Dadurch ist bspw.
ein Einsatz in explosionsgefährdeten
Bereich oder auch in der Nähe
von entflammbaren Materialien, z. B. Zelten oder Textilien bei deutlich
vermindertem Risiko möglich.
Auch ist ein Austausch viel leichter möglich als bei Integration in
Armaturenbretter oder Polsterschäume.
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Als
Strahlung sind insbesondere Licht und Infrarot-Strahlung geeignet.
Unter Licht wird dabei Strahlung des gesamten elektromagnetischen
Wellenspektrums, insbesondere der sichtbare Bereich der elektromagnetischen
Strahlung von etwa 380 bis 780 Nanometer (nm) Wellenlänge verstanden.
Unter Infrarotstrahlung werden hier insbesondere elektromagnetische
Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der langwelligeren
Mikrowellenstrahlung verstanden, insbesondere der Wellenlängenbereich
von etwa 780 nm bis 1 mm.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung 1 mit einer Fokussierungseinrichtung 74 versehen,
um von einer Strahlungsquelle 75 ausgehende Strahlung auf
den Eintrittsbereich am Ende 71, 72 des Lichtleiters 75 zu fokussieren.
Eine solche Fokussierungseinrichtung kann bspw. durch einen Spiegel,
insbesondere einen Parabolspiegel auf der der Einspeisungsöffnung des Strahlungsleiters
beabstandeten Seite der Strahlungsquelle 75 vorgesehen
sein. Außerdem
kann sie eine optische Linse aufweisen, die z. B. zwischen Strahlungsquelle
und Einspeisungsöffnung
des Lichtleiters vorgesehen ist. Auch kann ein Gehäuse vorgesehen
sein, das die Strahlungsquelle 75 und die Einspeisungsöffnung des
Strahlungsleiters umschließt
und innen verspiegelt ist. Dadurch wird die Strahlung der Strahlungsquelle 75 solange
im Gehäuse
reflektiert, bis sie in die Einspeisungsöffnung des Strahlungsleiters
eintritt.
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Die
Vorrichtung 1 kann außerdem
vorzugsweise mindestens einen Filter 78 aufweisen, der
zumindest bestimmte Anteile zumindest einer bestimmten Strahlung
zumindest teilweise ausfiltert. Ein solcher Filter 78 kann
bspw. in oder an der Strahlungsquelle 75, an Ein- und Austrittsöffnungen
eines Strahlungsleiters 70, im Verlauf des Strahlungsleiters 70 und/oder
am oder im Nutzbereich eines Funktionselementes 5 vorgesehen
sein. Der Filter 78 kann bspw. Infrarotstrahlung ausfiltern,
um den Nutzbereich bspw. nur zu beleuchten oder um die Heizwirkung
der Vorrichtung zu drosseln. Der Filter 78 kann bspw. auch
nur Licht bestimmter Wellenlängen
herausfiltern, um unterschiedliche Farbwirkungen zu erzielen oder
unterschiedliche Helligkeitsgrade zu erreichen. Für manche
Anwendungen kann es zweckmäßig sein,
wenn der Filter 78 ultraviolette Strahlung zumindest teilweise
herausfiltert. Ein solcher Filter 78 kann bspw. durch OH-armes
Glas hergestellt werden. Vorzugsweise ist mindestens ein Strahlungsleiter 70 zumindest
teilweise aus einem Material gefertigt, das bestimmte, unerwünschte Strahlungsanteile herausfiltert.
Dies kann bspw. durch Spiegelung, Polarisation oder Absorption der
unerwünschten
Strahlung bewirkt werden.
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Am
einem Funktionselement 5 zugewandten Ende 71 des
Strahlungsleiters 75 ist vorzugsweise mindestens eine Strahlungsführungseinrichtung 77 vorgesehen.
Darunter wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die gebündelte Strahlen
flächig oder
räumlich
verteilt (z. B. für
ein Heizelement) und/oder flächig
oder räumlich
verteilte Strahlen bündelt
(z. B. für
eine Sensor). Sie kann z. B. als Heizmedium, Leuchtmittel, Signalgeber
oder auch als Fokussierungseinrichtung z. B. für einen Sensor dienen.
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Die
Strahlungsführungseinrichtung 77 ist
an, in oder nahe bei einem Funktionselement 5 bzw. der von
diesem zur Verfügung
gestellten Funktionszone 5 angeordnet, z. B. zumindest
teilweise an und/oder in einem Sitzbezug 30, einer Beleuchtungseinrichtung 110 oder
einer Tastatur 60. Sie kann z. B. Bestandteil eines Sitzbezugs 30 sein.
Dazu sind bzw. Strahlungsleiter in einen Sitzbezug eingearbeitet, bspw.
durch Einwirken oder Einweben in einen textilen Bezugsstoff. Für eine solche
Ausführungsform kann
es zweckmäßig sein,
die Strahlungsleiter, z. B. Glasfasern, zu beschichten, insbesondere
mit textilen Bestandteilen, um ihnen eine hautsympathische Haptik
zu verleihen. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Textil mit
darauf angeordneten oder darin eingearbeiteten Strahlungsleitern
unterhalt des Sitzbezugs 30, vorzugsweise oberhalb eines
Polsters angeordnet ist. Es ist bei einer solchen Ausführungsform
vorzugsweise mit dem Bezug und/oder mit einer Luftverteilungseinrichtung
baulich vereinigt.
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Die
Strahlungsführungseinrichtung
kann auch einen Träger 8 aufweisen
oder darin eingebunden sein. Bei dem Träger 8 kann es sich
um ein Polstermaterial, bspw. um Schaum eines Fahrzeugsitzpolsters,
insbesondere aus Polyurethan handeln. Vorzugsweise ist ein solcher
Träger 8 zumindest
teilweise transparent für
die zu führende
Strahlungsart, insbesondere für
Infrarotstrahlung.
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Der
Strahlungsführungseinrichtung 77 ist mindestens
ein Abschnitt 88 mindestens eines Strahlungsleiters 70' zugeordnet.
Dieser kann aus einem Stück
mit dem ersten Strahlungsleiter 70 hergestellt oder über ein
Verbindungselement 777 mit diesem gekoppelt sein.
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Vorzugsweise
ist eine Vielzahl von Strahlungsleitern 70' vorgesehen, deren eines Ende 701 jeweils
mit dem Ende 71 des Strahlungsleiters 70 korrespondiert.
Ihre freien Enden 702 und Teile ihrer Längsabschnitte sind vorzugsweise
gegeneinander beabstandet, um eine möglichst wirksame Erschließung der
gesamten Funktionszone 5' zu
erreichen. Dazu kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Strahlungsleiter 70' voneinander
verschiedene Längen aufweisen.
Es kann auch zweckmäßig sein,
dass ihre Enden abgeschrägt
sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass mindestens zwei Strahlungsleiter 70' zumindest über einen
bestimmten Abschnitt ihrer Erstreckungseinrichtung voneinander beabstandet sind,
insbesondere in etwa parallel zueinander verlaufen und/oder gabelförmig aufgefächert sind.
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Wenn
die Strahlungsführungseinrichtung 77 regelmäßig oder
unregelmäßig verteilte
Perforationen aufweist und/oder zumindest ein Teil der Strahlungsleiter 70' an voneinander
beabstandeten Teil-Positionen – insbesondere
bezüglich
ihres Längsverlaufs – durch
Zerstörung
z. B. mittels Brüchen
mit Störstellen 79 versehen
ist, kann auch mit gleichlangen Strahlungsleitern 70' eine gute Verteilung
von Ein-/Auskoppelsteckern in der Funktionszone 5' erreicht werden.
Diese Anordnung ist besonders geeignet, wenn die Strahlungsleiter 70, 70' hoch transparent
sind und die Strahlungsführungseinrichtung
eine Vielzahl von Strahlungsleitern 70' aufweist, z. B. zwischen 1000
und 10000 Stück.
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Die
Strahlungsführungseinrichtung
bzw. mindestens einer ihrer Strahlungsleiter 70' kann auch teilweise
aus einem Material gebildet sein, das Strahlung zumindest teilweise
absorbiert und/oder in Strahlung anderer Wellenlänge umwandelt. Dadurch kann
sich der Strahlungsleiter 70' bzw.
die Strahlungsführungseinrichtung 77 z.
B. erwärmen,
um IR-Strahlung in einer Funktionszone 5' zu verteilen. Gleichzeitig könnte z.
B. ein Sensor 50' Änderungen des
Strahlungsspektrums detektieren, um z. B. Brüche von Strahlungsleitern 70, 70' oder Temperaturänderungen
von thermochromen Materialien zu erkennen.
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Je
nach gewünschter
Abstrahlung kann mindestens ein Strahlungsleiter 70, 70' eine zumindest teilweise
strahlungsdurchlässige
Oberfläche
aufweisen. Die Strahlungsdurchlässigkeit
kann bspw. durch zumindest partielle Aufrauungen der Oberfläche des Strahlungsleiters 70, 70' und/oder Entfernung
einer verspiegelnden Deckschicht eines Leitkerns bewerkstelligt
werden.
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Die
Strahlungsüberführungseinrichtung 77 kann
z. B. mindestens einen Strahlungsleiter 70' aufweisen, der zumindest abschnittweise
mit einer Oberfläche
versehen, die zumindest teilweise strahlungsdurchlässig ist.
Vorzugsweise erstreckt sich dieser strahlungsdurchlässige Bereich
im Wesentlichen über
die gesamte Funktionszone 5'.
Vorzugsweise ist die Oberfläche
teilweise strahlungsdurchlässig
und teilweise strahlungsreflektierend. Dadurch wird die Strahlung,
welche im Strahlungsleiter 70' transportiert wird, nicht punktweise
sondern über
einen größeren Bereich
allmählich
abgegeben. Eine solche teilweise Durchlässigkeit kann dadurch erreich
werden, dass der Strahlungsleiter 70' teilweise aufgeraut ist. Dadurch
ist die reflektierende Deckschicht des Strahlungsleiters 70' zumindest teilweise
beseitigt. Bei einer gleichmäßigen Beseitigung
der Deckschicht strahlt der Strahlungsleiter 70' in diesem Bereich
seine Strahlung exponentiell abnehmend ab. Um nun eine unerwünschte Strahlungskonzentration nahe
dem Eintrittsbereich in die Strahlungsführungseinrichtung 77 zu
vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsführungseinrichtung 77 von Strahlungsleitern 70' aus verschiedenen
Richtungen gespeist ist, insbesondere dass Strahlungsleiter 705, 706 gegenläufig zueinander
angeordnet sind.
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Außerdem kann
vorgesehen sein, dass mindestens eine in etwa ringförmige Abstrahlungseinrichtung 711 vorgesehen
ist, die der Funktionszone 5' zugeordnet
ist. Dieser Abstrahlungseinrichtung 711 ist mindestens
eine Austrittsöffnung 712 mindestens eines
Strahlungsleiters 70, 70' zugeordnet, um Strahlung in die
Abstrahlungseinrichtung 711 einzuspeisen. In dieser Abstrahlungseinrichtung 711 zirkuliert die
Strahlung durch Reflektion an den Wänden der Abstrahlungseinrichtung 711.
Diese Reflektion ist jedoch vorzugsweise keine Totalreflektion,
so dass ein bestimmter Anteil der Strahlung im Wesentlichen gleichmäßig über den
ganzen Ring der Abstrahlungseinrichtung 711 abgestrahlt
wird.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass mindestens ein Strahlungsleiter 70'' an mehreren Stellen 720 seines
Längsverlaufs
zumindest teilweise strahlungsdurchlässig ist, bspw. um mehrere
Funktionszonen 5' zu
versorgen. Dadurch lassen sich bspw. zwei Bereich einer oberflächennah
angeordneten Sitzheizung beheizen, welche voneinander durch eine
Naht 740 oder einen Abspanngraben getrennt sind. Dadurch
wird eine unnötige
Beheizung vertieft im Sitz angeordneter Bereiche vermieden. Dadurch
wird außerdem
eine verlustfreie Übertragung
der Strahlung von einem Abstrahlungsbereich zum nächsten gewährleistet,
weil der dazwischen liegende Abschnitt 739 des Strahlungsleiters 70'' verlustfrei leitet. Außerdem kann
vorgesehen sein, dass die Strahlungsdurchlässigkeit des Strahlungsleiters
in einem bestimmten Bereich in Richtung des Strahlungsverlaufs im
Strahlungsleiter zunimmt. Dadurch kann einer exponentiellen Abstrahlung
aus dem Strahlungsleiter entgegengewirkt und eine im Wesentlichen
homogene Strahlungsverteilung erreicht werden. Unter „im Wesentlichen" wird insbesondere „zumindest
zu 50%, vorzugsweise mindestens 70%, 90%, 95% oder 99%" verstanden.
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Es
kann zweckmäßig sein,
wenn der Strahlungsführungseinrichtung 77 eine
Richteinrichtung 35 zugeordnet ist, um abgestrahlte Strahlung
möglichst
effizient in der Funktionszone 5' verfügbar zu machen oder in die
Strahlungsführungseinrichtung 77 einzuspeisen.
Dazu kann z. B. eine reflektierende Folie vorgesehen sein, die auf
der der Funktionszone 5' abgewandten
Seite der Strahlungsführungseinrichtung 77 angeordnet
ist. Sie reflektiert bspw. in Richtung auf ein Polster abgestrahlte
Infrarotstrahlung oder Licht zurück
in Richtung auf einen Sitzbenutzer oder richtet den Sitzbezug durchdringendes Sonnenlicht
zurück
auf die Strahlungsführungsein richtung 77.
Wird der Sensor 50 nun z. B. unter einem Sitzbezug auf
einem Sitz 150 angeordnet, lässt sich damit die Anwesenheit
eines Sitzbenutzers detektieren. Der Fühler 55 erfasst bestimmte
Parameter oder deren Veränderung
in seiner Umgebung und übermittelt über den
Lichtleiter 70' ein
entsprechendes Strahlungssignal an eine Auswerteeinrichtung.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann auch ein Fühler
verwendet werden, der z. B. in Form eines Stöpsels am Ende eines Strahlungsleiters
angeordnet sein. Er kann auch als Beschichtung zumindest auf Teile
des Strahlungsleiters aufgebracht sein, insbesondere auf aufgeraute
oder sonst strahlungsdurchlässige
Bereiche des Strahlungsleiters. Auch ist es möglich, den Lichtleiter 70' selbst als
Fühler
zu benutzen, indem z. B. sein Reflektionsvermögen, sein Absorptionsverhalten
oder seine Lichtemission und/oder deren jeweilige Änderung
ausgewertet werden.
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Die
Vorrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Sensor 50, 50' auf. Dieser
dient z. B. der Beeinflussung oder Überwachung einer Funktionszone 5'. Diese kann
bspw. eine Oberfläche
eines Fahrzeugsitzes, ein Lenkrad oder eine Wandpaneele sein. Der
Sensor 50, 50' kann
bspw. genutzt werden, um in Abhängigkeit
von gemessenen Temperatur-, Feuchte- und/oder Druckwerten die Leistung
einer Heizeinrichtung, einer Belüftungseinrichtung,
einer Strahlungsquelle und/oder einer Kühleinrichtung zu verändern oder
ihre Funktion zu überwachen.
Er kann außerdem
genutzt werden, um die Anwesenheit eines Nutzers z. B. anhand veränderter
Temperatur- oder Druckverhältnisse
zu erkennen und in Abhängigkeit
davon andere Einrichtungen zu schalten, bspw. eine Beleuchtungseinrichtung,
Airbags, Heiz- oder Klimaeinrichtungen, Gurtüberwachungen etc.. Er kann
auch in eine Tastatur 60 eingebaut sein und der Dateneingabe
durch einen Benutzer dienen. Der Sensor 50, 50' kann auch z.
B. in einen Dachhimmel integriert der Bestimmung der Helligkeit
im Fahrzeug und der automatischen Ein-/Ausschaltung von Kabinen-
und/oder Außenbeleuchtung
dienen.
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Auch
ist es möglich,
Zonen unterschiedlicher Licht-, Temperatur- oder Druckexposition
zu unterscheiden und dadurch gezielt eine auf die einzelnen Zonen
angepasste Temperierung vorzunehmen oder unterschiedliche Situationen
zu erkennen. Bspw. lässt
sich dadurch eine unterschiedliche Auslösungsstärke von Airbags in Ab hängigkeit
einer Passagiergröße auswählen oder
je nach Helligkeit oder Temperatur die Beleuchtung eines Raumes
oder einer Fläche
einstellen.
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Ein
solcher Sensor 50 kann z. B. gemäß der Ausführungsform von 4 eine
Strahlungsverteileinrichtung 77 aufweisen. Diese weist
in der vorliegenden Ausführung
einen schichtartigen Fühler 55 auf,
der längs
eines Strahlungsleiters 70' und
zusammen mit diesem zwischen zwei Deckschichten 44 angeordnet
ist. Der Fühler 55 und/oder
der Strahlungsleiter 70' ändern bei
Druck-, Licht- und/oder Temperaturveränderungen sein Absorptions-
und/oder Emissionsverhalten zumindest in Bezug auf bestimmte Strahlungsbereiche
verändert.
Er kann insbesondere zumindest teilweise aus einem thermochromen
Material und/oder einem bei Druck seine Farbe ändernden Material gebildet
sein. Thermochromie bezeichnet die Eigenschaft, bei Erwärmung die
Farbe zu ändern.
Bekannt ist dies z. B. bei Rutil, Zinkoxid oder organischen Verbindungen
wie Bixanthyliden- und Bianthronyliden-Derivaten oder einige Flüssigkristalle.
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Eine
solche Vorrichtung kann bspw. dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine
Vielzahl von Strahlungsleitern auf ein Trägermaterial aufgebracht werden,
z. B. durch Nähen
oder Wirken von Glasfasern auf ein Trägertextil. Dann werden überstehende Enden
der Strahlungsleiter gebündelt,
geschnitten, umwickelt und geschliffen. Das so gebündelte Ende wird
dann mit der Strahlungsquelle gekoppelt.
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Die
Vorrichtung ist z. B. einsetzbar zur Erhellung eines Raumes, bspw.
der Fahrgastkabine, oder zur Darstellung von Informationen, bspw.
in Anzeigevorrichtungen des Armaturenbrettes, oder zur Veränderung
der zumindest unbewussten Wahrnehmung von Objekten, bspw. ein beleuchteter
Dachhimmel, dessen Farbe nach Wunsch oder Temperatur anpassbar ist.
Die Farbe kann auch in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt
werden und bspw. bei hohen Geschwindigkeiten, bspw. über 120
km/h eine Farbe mit entspannender Wirkung, bspw. grün, sein.
Eine solche Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht eine homogene, flächige Beleuchtung
bei gleichzeitig extrem flacher Bauhöhe. Mit einer solchen Beleuchtungsvorrichtung
könnten
alle Lichtquellen des ganzen Fahrzeugs durch eine einzige Lichtquelle oder
eine kompakte Ansammlung von Lichtquellen ersetzt werden.
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Ein
Dachhimmel eines Fahrzeuges, ein Sitz oder eine Fahrzeug-Lenkeinrichtung könnte zumindest
teilweise beleuchtet und/oder beheizt und/oder gekühlt und/oder
ventiliert sein. Die von ihm abgestrahlte Farbe kann der Temperatur
seiner Oberfläche,
einer Entscheidung des Benutzers, dem Schaltzustand einer Klimaanlage
oder z. B. entgegengesetzt zu den Licht- oder Temperaturwerten eines
Außensensors
eines Fahrzeugs oder Gebäudes
gewählt
sein.
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Die
Vorrichtung kann auch eingesetzt werden, wo eine Wärmequelle
beabstandet zur erwärmenden
Fläche
oder zum erwärmenden
Objekt angeordnet werden soll. Dies ist bspw. zweckmäßig zur Beheizung
von Lenkrädern,
Fahrzeugsitzen, Karosserieverkleidungselementen, Armaturenbrettern, Fensterscheiben,
Windschutzscheiben, Spiegeln, Möbeln,
Treibhäusern,
Betten, Schläuchen,
Klimaanlagen, Antennen, Kühlschränken, Dachhimmeln,
Zelten oder bei der Nutzung von Abwärme von Verbrennungsprozessen,
bspw. in Müllverbrennungsanlagen,
Fahrzeugmotoren oder in Gießereibetrieben.
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Es
kann zweckmäßig sein,
dass mindestens einer Fläche,
deren optische Eigenschaften temperatur- und/oder luftfeuchtigkeitsbedingt
beeinflusst sind einem Strahlungsleiter und/oder einer Strahlungsverteileinrichtung
zugeordnet sind. Vorzugsweise ist mindestens eine Windschutzscheibe,
Rückscheibe und/oder
ein Spiegel so an die Vorrichtung, insbesondere einen ihrer Strahlungsleiter
und/oder eine Strahlungsverteileinrichtung angeordnet, dass diese
von einer Strahlungsquelle temperiert werden können, vorzugsweise durch an
oder in der Glasscheibe angeordnete Glasfasern und/oder durch Halogenstrahler
oder Motorabwärme.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mit einem elektrischen
Heizelement kombiniert ist. Dazu ist z. B. ein elektrisches Flächenheizelement
zusätzlich
zu Widerstandsleitern mit Strahlungsleitern versehen. Dadurch könnte der
Sitz elektrisch beheizt und mit einer Leuchtquelle mit niedrigem
Stromverbrauch oder niedriger Betriebstemperatur mit einer Farbe
nach Wahl flächig
oder punktuell beleuchtet werden. Hierzu können z. B. eine Vielzahl verschiedener
LED's z. B. am Kabelbaum
des Heizelementes angeordnet sein, die je nach Bedarf die Strahlungsleiter
mit Strahlung beaufschlagen.
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- 1
- Vorrichtung
mit Strahlungsleiter
- 5
- Funktionselemente
- 5'
- Funktionszone
- 8
- Träger
- 20
- Heizelement
- 30
- Sitzbezug
- 32
- Zu überwachende
Fläche
- 35
- Richteinrichtung
- 40
- Varianzeinrichtung
- 50,
50'
- Sensor
- 55
- Fühler
- 70,
70'
- Strahlungsleiter
- 71,
72
- Enden
des Strahlungsleiters
- 74
- Fokussierungseinrichtung
- 75
- Strahlungsquelle
- 76
- Gehäuse
- 77
- Strahlungsführungseinrichtung
- 76
- Gehäuse
- 78
- Filter
- 79
- Störstellen
- 88
- Abschnitt
eines Strahlungsleiters
- 110
- Beleuchtungseinrichtung
- 150
- Sitz
- 200
- Fahrzeug
- 701,
702
- Enden
der Lichtleiter 70'
- 711
- Abstrahlungseinrichtung