DE10014971A1 - Einrichtung zum Steuern eines Luftstromes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges einzuleitenden Luftstromes mit einer Vielzahl von ersten Kanälen (16), die in einem ersten verformbaren Luftleitkörper (14) gebildet sind, wobei dem Innenraum abgewandte Enden (22) der Kanäle (16) gegenüber dem Innenraum zugewandte Enden (18) in Querrichtung (26) verschiebbar sind, so daß dadurch eine Richtung der in den Innenraum strömenden Luft vorgebbar ist und mit Mitteln zum Regeln der Menge der in den Innenraum strömenden Luft. Um eine verbesserte Einrichtung zum Steuern eines Luftstromes bereitzustellen, die insbesondere eine verbesserte Regelung und Einstellung der Luftmenge ermöglicht und die dennoch kostengünstig ist, wird vorgeschlagen, daß zweite Kanäle (32) vorgesehen sind, die luftstromseitig vor dem ersten Luftleitkörper (14) angeordnet sind und deren den ersten Kanälen (16) zugewandte Enden (34) gegenüber ihren anderen Enden (38) und gegenüber den ersten Kanälen (16) in Querrichtung verschiebbar sind, so daß die Mittel zum Regeln der Menge der in den Innenraum strömenden Luft durch die zweiten (32), gegenüber den ersten verschiebbaren Kanälen (16) gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges einzuleitenden Luftstromes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 299 10 199 U1 bekannt. Diese Ein­ richtung dient zum richtungsmäßig definierten Einleiten von temperierter Luft in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges, wobei die Einrichtung einen eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Luftleitkörper aufweist, dessen eine En­ de gegenüber dem anderen Ende verschiebbar ist, so daß die durch die Ka­ näle strömende Luft in eine durch die Verschiebung definierte Richtung in den Innenraum ausströmen kann. Diese Luftleiteinrichtung befindet sich am fahrzeuginnenraumseitigen Ende eines Luftführungskanals, wobei in dem Kanal eine schwenkbare Luftklappe angeordnet ist, um die Menge der aus­ strömenden Luft regeln zu können.

Nachteilig an dieser bekannten Einrichtung ist, daß sowohl für die Verfor­ mung des Luftleitkörpers zur Strömungsrichtungsgebung als auch für die Luftklappe zur Einstellung der Luftmenge separate Antriebe, beispielsweise elektrische Stellmotoren vorgesehen sein müssen. Des weiteren ist eine schwenkbare Luftklappe nachteilig, da mit ihr die Luftmenge nur grob gere­ gelt werden kann, da die Öffnungscharakteristik einer derartigen Schwenk­ klappe ungünstig ist. Feineinstellungen der Luftmenge sind nicht möglich.

Ein weiterer Nachteil ist, daß durch die Luftmengenregelung mit der Schwenkklappe beim Reduzieren der Luftmenge, die in dem Luftleitkörper gebildeten Kanäle ungleichmäßig mit Luft beaufschlagt werden und die aus­ strömende Luft in ungleicher Menge aus den einzelnen Kanälen austritt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zum Steuern eines Luftstromes bereitzustellen, die insbesondere eine verbesserte Regelung und Einstellung der Luftmenge ermöglicht und die dennoch kostengünstig sein soll.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Einrichtung ist vorgesehen, daß luftstromseitig vor dem ersten Luftleitkörper weitere, zweite Kanäle an­ geordnet sind, deren dem ersten Luftleitkörper zugewandte Enden gegen­ über ihren anderen Enden in Querrichtung verschiebbar sind. Dann können die gegenüberliegenden Enden der ersten und zweiten Kanäle gegeneinan­ der verschoben werden, so daß wenn beispielsweise eine größtmögliche Luftmenge erforderlich ist, die Enden miteinander fluchten, so daß die Luft durch die ersten und zweiten Kanäle ungehindert strömen kann. Die Luf­ trichtung kann dann durch gleichzeitiges Verschieben der gegenüberliegen­ den Enden in die gleiche Richtung geändert werden. Durch Verschieben der gegenüberliegenden Enden der ersten und zweiten Kanäle gegeneinander, so daß diese Enden nicht mehr exakt miteinander fluchten, kann die Luft­ menge reduziert werden. Die Richtung der ausströmenden Luft kann auch bei reduzierter Luftmenge weiterhin durch gleichzeitiges Verschieben in eine gemeinsame Richtung beider Enden erreicht werden.

Wenn die sich gegenüberliegenden Enden derart gegeneinander verscho­ ben werden, daß sie nicht mehr überlappen, ist der Luftstrom durch die Ka­ näle vollständig gesperrt. Zwischen einer vollständigen Sperrung des Luft­ stromes und einer maximalen Öffnung der Kanäle kann jede beliebige Zwi­ schenstellung durch entsprechendes Verschieben der gegenüberliegenden Enden der ersten und zweiten Kanäle eingestellt werden, wobei dies unab­ hängig von der einzustellenden Richtung der Luftströmung geschehen kann.

Sämtliche Einstellungen der Luftmenge und der Strömungsrichtung werden somit ausschließlich durch entsprechendes Verschieben der gegenüberlie­ genden Enden de ersten und zweiten Kanäle erreicht. Dieses Verschieben kann mit einem einzigen Stellantrieb mit entsprechender Kinematik, bei­ spielsweise einer Kurvenscheibe oder dergleichen, erzielt werden.

Vorteilhafterweise sind die zweiten Kanäle, wie bereits die ersten, in einem zweiten Luftleitkörper gebildet.

Damit in einfacher Weise alle verschiebbaren Enden der ersten Kanäle und die gegenüberliegenden verschiebbaren Enden der zweiten Kanäle jeweils gemeinsam parallel verschoben werden können, sind die Enden der ersten bzw. der zweiten Kanäle jeweils über Endplatten miteinander verbunden.

In kostengünstiger Weise können der erste bzw. zweite Luftleitkörper mit seinen Endplatten in einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren herge­ stellt sein.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Steuern eines Luftstromes;

Fig. 2: einen Querschnitt durch einen Luftleitkörper entlang der Ebene II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 und 4: einen Querschnitt eines Teils der Einrichtung zur Dar­ stellung der Regelung der Luftmenge.

Eine in der Zeichnung dargestellte Einrichtung 10 zum Steuern eines Luft­ stromes dient zum richtungsmäßig definierten Einleiten des Luftstromes in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges. Derartige Einrichtungen sind in der Regel beispielsweise in einer Instrumententafel des Kraftfahrzeuges ange­ ordnet. Die Einrichtung 10 ist daher an einem Ende eines in Fig. 1 mit ge­ strichelten Linien 12 angedeuteten Luftkanals angeordnet. In dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel hat der Luftkanal einen rechteckigen Quer­ schnitt, wobei andere Querschnitte möglich sind. Die Einrichtung 10 weist einen ersten Luftleitkörper 14 auf, in dem eine Vielzahl von ersten, parallel verlaufenden Kanälen 16 angeordnet sind. Der erste Luftleitkörper besteht aus einem verformbaren Material, beispielsweise einem elastischen Ther­ moplast.

An ihren dem Innenraum zugewandten Enden 18 sind die ersten Kanäle 16 über eine innenraumseitige Endplatte 20 miteinander verbunden, wobei die Endplatte 20 vorzugsweise aus einem formsteifen Material, beispielsweise Polypropylen, besteht. Aus Gründen der besseren Übersicht ist in dieser Fig. 1 nur einer der ersten Kanäle in drei verschiedenen Stellungen darge­ stellt. Auch ist die Endplatte 20 lediglich angedeutet. Selbstverständlich weist die Endplatte 20 so viele Öffnungen auf wie erste Kanäle vorhanden sind.

An ihren dem Innenraum abgewandten Enden 22 sind die ersten Kanäle 16 über eine zweite Endplatte 24 miteinander verbunden. Die Endplatte 24 ist in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise in Querrichtung zum Luftkanal 12, beispielsweise in Richtung der Pfeile 26, verschiebbar gehalten. Durch Verschieben der zweiten Endplatte 24 kann die Richtung der ausströmenden Luft definiert werden. In Fig. 1 sind zur Verdeutlichung dieses Sachverhaltes drei Stellungen der ersten Kanäle, die durch Verschieben der Endplatte 24 erreichbar sind, dargestellt und mit denen eine Luftausströmrichtung gemäß den Pfeilen 28 definiert ist.

In Fig. 1 ist lediglich die Verschiebung der Endplatte 24 in eine Querrichtung 26 dargestellt. Es versteht sich, daß die verschiebbare Endplatte 24 auch in einer zur Richtung 26 orthogonalen Richtung verschiebbar ist, so daß die ausströmende Luft in zwei zueinander orthogonalen Richtungen abgelenkt ausströmen kann. Mittels des ersten Luftleitkörpers 14 kann somit in der be­ schriebenen Weise die Luft richtungsmäßig definiert in den Innenraum ein­ geleitet werden.

Desweiteren weist die Einrichtung 10 einen zweiten Luftleitkörper 30 auf, der im wesentlichen identisch zu dem ersten Luftleitkörper ausgebildet ist und luftstromseitig vor dem ersten Luftleitkörper unmittelbar an diesen anschlie­ ßend in dem Luftkanal 12 angeordnet ist, wobei der zweite Luftleitkörper um 180° verdreht gegenüber dem ersten Luftleitkörper angeordnet ist. Der zweite Luftleitkörper 30 weist also zweite Kanäle 32 auf, deren den ersten Kanälen 16 zugewandte Enden 34 über eine dritte Endplatte 36 miteinander verbunden sind. Die anderen Enden 38 sind über eine vierte Endplatte 40 ebenfalls miteinander verbunden, wobei die Endplatten 36 und 40 aus form­ steifen Material, beispielsweise Polypropylen, bestehen. Die vierte Endplatte 40 ist wie die erste Endplatte 20 in dem Kanal 12 lagefest gehalten und die dritte Endplatte 36 ist wie die zweite Endplatte 24 in Querrichtung zum Luft­ kanal 12 verschiebbar gelagert.

Dabei sind die beiden Endplatten 24 und 36 unabhängig voneinander ver­ schiebbar, so daß durch gegeneinander Verschieben der beiden Endplatten 24 und 36 die Überlappung der Enden 22 der ersten Kanäle 16 mit den En­ den 34 der zweiten Kanäle 32 definiert einstellbar ist. Wenn die Enden 22 und 34, wie in Fig. 3 dargestellt, miteinander fluchten, kann eine maximale Luftstrommenge durch die Kanäle 16 und 32 strömen. Wenn hingegen die Enden 22 und 34 mittels der Endplatten 24 und 36 derart gegeneinander verschoben sind, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, daß die Enden 34 von der Endplatte 24 verschlossen werden und die Enden 22 der ersten Kanäle 16 von der Endplatte 36 verschlossen werden, ist der Luftstrom gesperrt. Über jede beliebige Zwischenstellung, also teilweise Überlappung der Enden 22 mit den Enden 34, wie in Fig. 3 mit den gestrichelten Linien 42 dargestellt, kann der Luftstrom kontinuierlich zwischen einer vollständigen Absperrung und dem maximalem Luftstrom geregelt werden.

Damit eine vollständige Absperrung des Luftstromes möglich ist, versteht es sich, daß die Öffnung der ersten und zweiten Kanäle 16 und 32 im Bereich 22 und 34 in ihren Ausmaßen derart gewählt sein müssen, daß eine voll­ ständige Abdeckung der Enden 22 und 34 möglich ist, wie in Fig. 4 darge­ stellt. Da die ersten und zweiten Kanäle 16 und 32 an ihren Enden 18 und 38 möglichst große Öffnungen aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt, müssen sich die Kanäle in Richtung auf ihre zweite Endplatte 24 bzw. dritte End­ platte 36 hin verjüngen.

Wiederum aus Gründen der besseren Übersicht ist in Fig. 1 nur einer der zweiten Kanäle in drei verschiedenen Stellungen dargestellt. Auch sind die zweiten, dritten und vierten Endplatten nur unvollständig dargestellt. Selbst­ verständlich müssen diese Endplatten so viele Öffnungen aufweisen, wie erste bzw. zweite Kanäle vorhanden sind.

Wie bereits beschrieben, sind die beiden Endplatten 24 und 36 in zwei or­ thogonale Richtungen, quer zum Luftkanal 12, unabhängig voneinander ver­ schiebbar, so daß die Luftausströmrichtung 28 definiert einstellbar ist und in jeder Ausströmrichtung 28 die Luftmenge ebenfalls einstellbar ist durch ent­ sprechendes Verschieben der beiden Endplatten 24 und 36 gegeneinander. Dieses kann durch einen gemeinsamen Stellantrieb, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, verwirklicht sein, der eine entsprechende Kinematik aufweist, wie sie dem Fachmann von bekannten Luftausströmern oder auch Luftklappenansteuerungen von Belüftungsanlagen her bekannt ist.

Der erste und/oder zweite Luftleitkörper 14 bzw. 30 kann in einem Zweikom­ ponenten-Spritzgußverfahren hergestellt sein, wobei die eine Komponente eine Weichkomponente ist und den verformbaren Luftleitkörper 14 bzw. 30 bildet und die andere Komponente eine Hartkomponente ist, mit der die Endplatten 20 und 24 bzw. 36 und 40 gebildet werden.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Steuern eines in den Innenraum eines Kraftfahrzeu­ ges einzuleitenden Luftstromes mit einer Vielzahl von ersten Kanälen (16), die in einem ersten verformbaren Luftleitkörper (14) gebildet sind, wobei dem Innenraum abgewandte Enden (22) der Kanäle (16) gegenüber dem Innenraum zugewandte Enden (18) in Querrichtung (26) verschiebbar sind, so daß dadurch eine Richtung der in den In­ nenraum strömenden Luft vorgebbar ist und mit Mitteln zum Regeln der Menge der in den Innenraum strömenden Luft, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zweite Kanäle (32) vorgesehen sind, die luftstromseitig vor dem ersten Luftleitkörper (14) angeordnet sind und deren den er­ sten Kanälen (16) zugewandte Enden (34) gegenüber ihren anderen Enden (38) und gegenüber den ersten Kanälen (16) in Querrichtung verschiebbar sind, so daß die Mittei zum Regeln der Menge der in den Innenraum strömenden Luft durch die zweiten (32), gegenüber den ersten verschiebbaren Kanäle (16) gebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kanäle (32) in einem zweiten, verformbaren Luftleitkörper (30) gebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die verschiebaren Enden (22 bzw. 34) der ersten bzw. zweiten Kanäle (16 bzw. 32) jeweils über Endplatten (24 bzw. 36) mit­ einander verbunden sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bzw. zweite Luftleitkörper (14 bzw. 30) mit seinen Endplatten (20 und 24 bzw. 36 und 40) in einem Zwei­ komponenten-Spritzgußverfahren hergestellt ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Endplatten (24 und 36), die jeweils die verschiebbaren Enden (22 und 34) der ersten bzw. zweiten Kanäle (16 bzw. 32) miteinander verbinden, über einen gemeinsamen Stellantrieb verschwenkbar sind.