Способ и устройство обогрева сиденья транспортного средства

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к нагревательным приборам. Способ обогрева сиденья транспортного средства включает фазу разогрева обогревателя и фазу отключения обогревателя. Обе фазы осуществляют посредством исполнительного органа с резистивным пружинным переключающим элементом и термочувствительным элементом. Устройство обогрева сиденья транспортного средства содержит обогреватель и исполнительный орган. Исполнительный орган содержит резистивный пружинный переключающий элемент и термочувствительный элемент. Такое выполнение позволит упростить конструкцию устройства для обогрева сиденья транспортного средства. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к нагревательным приборам, и может использоваться в конструкции транспортных средств для обогрева сиденья.

Из заявки ФРГ N 3212431 (публ. 13.10.83 г.) известна схема для быстрого нагрева обогревательного устройства сидений автомобиля, в которой осуществляется переключение нагревательных элементов с параллельного соединения на последовательное при переходе от быстрого разогрева к постоянному подогреву.

Данная схема усложнена дополнительными соединениями между обогревательными элементами и дополнительными коммутационными устройствами.

Известна система электропитания для резистивного нагревательного элемента, вмонтированного в сиденье автомобиля, способ работы которой описан в патенте США N 4926025 (публ. 14.05.90 г.).

По указанному способу работы измеряют температуру резистивного нагревательного элемента и формируют зависящий от этой температуры сигнал. Затем формируют управляющий сигнал, соответствующий желаемой температуре нагрева сиденья и сравнивают управляющий, и температурный сигналы. Для увеличения температуры резистивного элемента переключательным устройством обеспечивается увеличение тока.

Недостатком указанного способа является невозможность его реализации в одном устройстве, что приводит к разделению системы обогрева на обогревательное устройство и блок управления.

Известен способ управления обогревом сиденья транспортного средства, описанный в заявке Германии N 4141062 (публ. 17.06.93г.), взятый за прототип. По указанному способу требуемая температура сиденья достигается фазой разогрева, на которой подводится полная мощность, фазой постоянного подогрева, на которой подводится пониженная мощность и фазы переменного подогрева, на которой подводимая мощность изменяется между двумя ступенями, а на короткий временной интервал подается полная мощность нагрева. После фазы постоянного подогрева средство обогрева сиденья отключается, причем в зависимости от времени отключения повторное включение приводит к установлению режима, соответствующего фазе постоянного или переменного подогрева. Управление средством обогрева осуществляется исполнительным органом в зависимости от температуры в салоне автомобиля, определенной с помощью резистора с зависящим от температуры электросопротивлением.

Описанный способ сложен, для его реализации необходим отдельный блок управления. Кроме того, температура в салоне автомобиля не всегда является однозначным показателем для управления обогревом сиденья.

В упомянутом ранее патенте США N 4926025 описано устройство обогрева сиденья транспортного средства, содержащее обогреватель и переключающее устройство для регулирования тока, проходящего через резистивный элемент обогревателя. Имеются средства для измерения температуры резистивного элемента, а также устройства для формирования сигнала, соответствующего измеренной температуре и сигнала управления, соответствующего заданной температуре с последующим их сравнением.

Известное устройство сложно, конструктивно оно должно быть разделено на обогреватель и блок управления.

Задачей изобретения является разработка способа и устройства обогрева сиденья транспортного средства, достаточно простого для того, чтобы его можно было реализовать в одном устройстве.

Указанная задача решается способом обогрева сиденья транспортного средства, включающим фазу разогрева обогревателя и фазу его отключения, осуществляемые через исполнительный орган с резистивным элементом, при этом переход от фазы разогрева к фазе отключения осуществляют при тепловом воздействии на термочувствительный элемент исполнительного органа, который нагревают пропорционально величине тока, протекающего через обогреватель, причем термочувствительный элемент исполнительного органа нагревают посредством резистивного пружинного элемента, включенного последовательно в цепь электропитания обогревателя, до переключения резистивного пружинного элемента при достижении необходимого нагрева сиденья, при этом резистивный пружинный элемент формируют в виде переключателя мгновенного действия.

Термочувствительный элемент нагревают посредством резистивного пружинного элемента преимущественно до температуры, составляющей 0,75-0,8 температуры порога срабатывания.

Тепловым воздействием термочувствительный элемент деформируют, как правило, до размыкания цепи электропитания обогревателя.

Переключением резистивного пружинного элемента предпочтительно размыкают цепь электропитания обогревателя.

Указанная задача решается также устройством обогрева сиденья транспортного средства, включающем обогреватель и исполнительный орган в виде переключающего устройства, содержащий резистивный элемент со средствами измерения его температуры, выполненными в виде термочувствительного элемента, прилегающего с образованием теплового контакта к подвижному держателю электрического контакта, включенному последовательно в цепь электропитания обогревателя и образованному пластиной с формой, близкой к прямоугольной, содержащей П-образный вырез, формирующий язычок, причем подвижный держатель электрического контакта сформирован в виде резистивного пружинного элемента, при этом термочувствительный элемент жестко соединен своей серединой с вогнутой поверхностью лопасти резистивного пружинного элемента на ее стороне, смежной с основанием язычка, закрепленного на выступе корпуса исполнительного органа, крышка которого, электрически изолированная относительно корпуса, снабжена неподвижным контактом, взаимодействующим с подвижным контактом, установленным в П-образном изгибе стороны лопасти, противоположной месту установки термочувствительного элемента, причем П-образный изгиб и выпуклость лопасти однонаправлены.

Термочувствительный элемент может быть выполнен из сплава с эффектом памяти формы, нижняя температурная граница мартенситного превращения которого совпадает с нижней границей заданного диапазона регулирования температуры сиденья, а верхняя граница мартенситного превращения пропорциональна верхней границе указанного диапазона.

Термочувствительный элемент выполнен преимущественно в виде полоски из никелида титана.

Резистивный пружинный элемент выполнен предпочтительно из материала с электрическим сопротивлением, обеспечивающим выделение на нем тепла в количестве, необходимом для достижения температуры мартенситного превращения в материале термочувствительного элемента.

Резистивный пружинный элемент может быть выполнен из пружинной бронзы.

Изгиб П-образной формы образован, как правило, формовкой.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид обогревателя, установленного на сиденье транспортного средства; на фиг. 2 показан исполнительный орган обогревателя в продольном разрезе при замкнутой цепи питания электронагревательного элемента; на фиг. 3 показан исполнительный орган обогревателя в продольном разрезе при разомкнутой цепи питания электронагревательного элемента; на фиг. 4 приведен вид на плоскость лопасти резистивного пружинного элемента с установленным на ней термочувствительным элементом; на фиг. 5, 6 изображено поперечное сечение лопасти резистивного пружинного элемента по месту установки термочувствительного элемента; фиг. 5 - термочувствительный элемент в исходном состоянии; фиг. 6 - термочувствительный элемент в деформированном состоянии.

Устройство обогрева сиденья 1 транспортного средства включает в себя обогреватель 2, содержащий электронагревательный элемент 3, и исполнительный орган 4 в виде переключающего устройства. Исполнительный орган 4 содержит резистивный пружинный элемент 5 со средствами измерения его температуры, выполненными в виде термочувствительного элемента 6, прилегающего с образованием теплового контакта к резистивному пружинному элементу 5, сформированному в виде подвижного держателя электрического контакта, включенного последовательно в цепь питания электронагревательного элемента 3 обогревателя 2. Резистивный пружинный элемент 5 образован пластиной с формой, близкой к прямоугольной, в виде лопасти, содержащей П-образный вырез 7, формирующий язычок 8. Термочувствительный элемент 6, выполненный предпочтительно в виде полоски, жестко соединен своей серединой с вогнутой поверхностью лопасти резистивного пружинного элемента 5 на ее стороне, смежной с основанием язычка 8. Язычок 8 закреплен, например, кронштейном на выступе 9 корпуса 10 исполнительного органа 4, крышка 11 которого, электрически изолированная относительно корпуса 10, снабжена неподвижным контактом 12, взаимодействующим с подвижным контактом 13, установленным в П-образном изгибе 14 стороны лопасти, противоположной месту установки термочувствительного элемента 6. П-образный изгиб 14 образован преимущественно формовкой без деформации материала, при этом параллельные язычку 8 стороны пластины, образующей резистивный пружинный элемент 5, смещаются друг к другу под углом, формируя лопасть, таким образом П-образный изгиб 14 и выпуклость лопасти однонаправлены.

Термочувствительный элемент 6 выполнен из сплава с эффектом памяти формы, например из никелида титана, нижняя температурная граница мартенситного превращения которого совпадает с нижней границей заданного диапазона регулирования температуры сиденья, а верхняя граница мартенситного превращения пропорциональна верхней границе указанного диапазона.

Резистивный пружинный элемент 5 выполнен из материала с электрическим сопротивлением, обеспечивающим выделение на нем тепла в количестве, необходимом для достижения температуры мартенситного превращения в материале термочувствительного элемента 6, например из пружинной бронзы.

Способ обогрева сиденья 1 транспортного средства включает в себя фазу разогрева обогревателя 2 и фазу его отключения, осуществляемые через исполнительный орган 4 с резистивным элементом, в данном случае с резистивным пружинным элементом 5. Переход от фазы разогрева к фазе отключения осуществляют при тепловом воздействии на термочувствительный элемент 6 исполнительного органа 4, который нагревают пропорционально величине тока, протекающего через обогреватель 2, до переключения резистивного пружинного элемента 5 при достижении необходимого нагрева сиденья. Термочувствительный элемент 6 исполнительного органа 4 нагревают посредством резистивного пружинного элемента 5, включенного последовательно в цепь электропитания обогревателя 2, а именно в цепь электронагревательного элемента 3. По описываемому способу термочувствительный элемент 6 нагревают посредством резистивного пружинного элемента 5 преимущественно до температуры, составляющей 0,75-0,8 температуры порога срабатывания. Оставшееся до достижения порога срабатывания тепло термочувствительный элемент 6 получает через корпус 10 и крышку 11 исполнительного органа 4 от нагретого обогревателем 2 сиденья 1 транспортного средства. При достижении температурой заданного предела термочувствительный элемент 6 деформируется, его края воздействуют на кромку вогнутой поверхности лопасти резистивного пружинного элемента 5, который скачкообразно стремится перейти в другое устойчивое положение, то есть реализуется принцип действия переключателя мгновенного действия. Подвижный контакт 13 отходит от неподвижного контакта 12, цепь электронагревательного элемента 3 обогревателя 2 разрывается, реализуя фазу отключения. Однако полный переход лопасти резистивного пружинного элемента 5 в другое устойчивое состояние невозможен, поскольку он ограничен упором П-образного изгиба 14 в дно корпуса 10. Удерживание элемента 5 в этом положении осуществляется за счет деформированного термочувствительного элемента 6 до его охлаждения и перехода в первоначальное состояние.

Формула изобретения

1. Способ обогрева сиденья транспортного средства, включающий фазу разогрева обогревателя и фазу его отключения, осуществляемые через исполнительный орган с резистивным элементом, при этом переход от фазы разогрева к фазе отключения осуществляют при тепловом воздействии на термочувствительный элемент исполнительного органа, который нагревают пропорционально величине тока, протекающего через обогреватель, отличающийся тем, что термочувствительный элемент исполнительного органа нагревают посредством резистивного пружинного элемента, включенного последовательно в цепь электропитания обогревателя, до переключения резистивного пружинного элемента по достижении необходимого нагрева сиденья, при этом резистивный пружинный элемент формируют в виде переключателя мгновенного действия.

2. Способ обогрева сиденья по п.1, отличающийся тем, что термочувствительный элемент нагревают посредством резистивного пружинного элемента до температуры, составляющей 0,75 - 0,8 температуры порога срабатывания.

3. Способ обогрева сиденья по п.1 или 2, отличающийся тем, что тепловым воздействием термочувствительный элемент деформируют до размыкания цепи электропитания обогревателя.

4. Способ обогрева сиденья по п.1, отличающийся тем, что переключением резистивного пружинного элемента размыкают цепь электропитания обогревателя.

5. Устройство обогрева сиденья транспортного средства, включающее обогреватель и исполнительный орган в виде переключающего устройства, содержащий резистивный элемент со средствами измерения его температуры, выполненными в виде термочувствительного элемента, прилегающего с образованием теплового контакта к подвижному держателю электрического контакта, включенному последовательно в цепь электропитания обогревателя и образованному пластиной с формой, близкой к прямоугольной, содержащей П-образный вырез, формирующий язычок, отличающееся тем, что подвижный держатель электрического контакта сформирован в виде резистивного пружинного элемента, при этом термочувствительный элемент жестко соединен своей серединой с вогнутой поверхностью пластины в виде лопасти резистивного пружинного элемента на ее стороне, смежной с основанием язычка, закрепленного на выступе корпуса исполнительного органа, крышка которого, электрически изолированная относительно корпуса, снабжена неподвижным контактом, взаимодействующим с подвижным контактом, установленным в П-образном изгибе стороны лопасти, противоположной месту установки термочувствительного элемента, причем П-образный изгиб и выпуклость лопасти однонаправленны.

6. Устройство обогрева по п.5, отличающееся тем, что термочувствительный элемент выполнен из сплава с эффектом памяти формы, нижняя температурная граница мартенситного превращения которого совпадает с нижней границей заданного диапазона регулирования температуры сиденья, а верхняя граница мартенситного превращения пропорциональна верхней границе указанного диапазона.

7. Устройство обогрева по п.5 или 6, отличающееся тем, что термочувствительный элемент выполнен из никелида титана.

8. Устройство обогрева по п.5, отличающееся тем, что резистивный пружинный элемент выполнен из материала с электрическим сопротивлением, обеспечивающим выделение на нем тепла в количестве, необходимом для достижения температуры мартенситного превращения в материале термочувствительного элемента.

9. Устройство обогрева по п.5 или 8, отличающееся тем, что резистивный пружинный элемент выполнен из пружинной бронзы.

10. Устройство обогрева по п.5, отличающееся тем, что изгиб П-образной формы образован формовкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6