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Die Erfindung betrifft eine Luftdüse zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder aus einer Luftzuführleitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, insbesondere für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 benannten Merkmalen.
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Für verschiedenartige technische Lösungen sind Luftdüsen zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder aus einer Leitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen bekannt. Eine diesbezügliche Anwendung sind beispielsweise Luftdüsen für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen.
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EP 0 810 112 A 2 beschreibt eine Luftdüse für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen, die ein zylinderförmiges Gehäuse mit schwenkbaren Lamellen an der Luftausströmöffnung aufweist. Die Lamellen sind mit einer im Gehäuse schwenkbar gelagerten Schließklappe derart gekoppelt, dass in Abhängigkeit der Lamellenstellung das Ausströmen eines Luftstroms aus der Düse freigegeben oder unterbunden wird. Somit kann zwar die Intensität des austretenden Luftstroms verändert werden, jedoch nicht dessen Ausströmrichtung. Der Luftstrom kann lediglich in Längsrichtung an der Vorderseite der Düse ausströmen.
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Die aus
DE 20 2004 004 229 U 1 bekannte Runddüse ermöglicht alternativ oder zusätzlich zu einer Luftausströmung in Längsrichtung auch einen diffus und seitlich aus der Düse austretenden Luftstrom. Dies wird erreicht, indem die Luftdüse neben den schwenkbaren Lamellen zusätzliche Ausströmöffnungen am Düsengehäuse aufweist, durch die der Luftstrom radial abgelenkt werden kann.
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DE 101 44 122 C 1 beschreibt eine Luftdüse mit mehreren miteinander in Wirkverbindung stehenden Horizontal- und Vertikallamellen. Eine Horizontallamelle ist als Steuerlamelle ausgebildet. Die Bewegung dieser Steuerlamelle bewirkt über zugeordnete Bauteile eine Drehbewegung der Vertikallamellen, so dass eine Richtungsänderung des ausströmenden Luftstroms erreicht wird.
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Aus
DE 20 2004 016 983 U 1 ist eine Luftdüse bekannt, bei der durch unterschiedliche Stellungen der Horizontallamellen alternativ eine direkte Belüftung mit gebündeltem Luftstrahl (Spot-Stellung) oder eine diffuse Belüftung mit aufgeweitetem Luftstrahl (Komfort-Stellung) erreichbar ist. Hierfür sind die Horizontallamellen durch ein Koppelelement miteinander verbunden, so dass eine zueinander abgestimmte Bewegung erreicht wird, indem die Horizontallamellen für die Realisierung einer diffusen Anströmung durch das Koppelelement aufgefächert werden.
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Aus G 89 07 750 U1 ist ein Luftauslass mit axialem Drallstrahl- und radialem Flachstrahlaustritt als Einsatz in Luftleitungen von Lüftungsanlagen bekannt. In das eine Ende der Luftleitung wird eine Luftverteileinsatz in Form eines Drallauslasses eingesetzt. Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, um den Luftverteileinsatz an dem Ende der Luftleitung zu befestigen.
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DE 103 39 339 A 1 ermöglicht ebenfalls eine Kombination von gebündeltem Luftstrahl und diffusem Luftstrahl. Bei dieser Luftdüse wird der Strömungskanal innerhalb des Düsengehäuses in zwei baulich voneinander getrennte Teilströmungskanäle aufgeteilt, die ineinander liegend angeordnet sind. Der innere Teilströmungskanal ist schwenkbar gelagert und ermöglicht somit eine Richtungsänderung des ausströmenden Luftstroms. Der äußere Teilströmungskanal ist hingegen lagefixiert angeordnet und ermöglicht keine Änderung der Ausströmrichtung. Im äußeren Teilströmungskanal sind jedoch Strömungsschikanen angeordnet, so dass die durchströmende Luft mit einem Drall beaufschlagt wird und folglich diffus aus der Luftdüse ausströmt.
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Eine ähnliche technische Lösung ist aus der
DE 10 2004 038 016 A1 bekannt. Hierbei wird der Strömungskanal innerhalb der Luftdüse ebenfalls in mehrere Teilströmungskanäle aufgeteilt, die allerdings parallel zueinander angeordnet sind. Jeder dieser Kanäle weist wiederum zwei ineinander liegende Abschnitte auf, die einen gerichteten bzw. verwirbelten Luftstrom bewirken. Hierbei wird der Dralleffekt auf den durchströmenden Luftstrom durch wendelartige und spiralförmige Bauteile bewirkt, die auf der Außenkontur vom inneren Teilströmungskanal angeordnet sind.
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Aus der
DE 102 23 660 A1 ist ein Luftausströmer für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, bekannt, der einen Dralleinsatz mit verstellbaren segmentförmigen Flügeln aufweist, die über Kegelräder mit einem mittigen Antrieb verbunden sind, der durch Drehung eines Knopfes die segmentförmigen Flügel in Neigungswinkel verstellt. Ein Dralleinsatz mit segmentförmigen Flügelblättern ist auch aus der
US 6,342,003 B1 bekannt. Diese sind über ein innenliegendes Getriebe ebenfalls miteinander verbunden und verstellbar. Durch Drehung eines Verstellknopfes sind die Neigungswinkel der Flügelblätter veränderbar.
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Ebenfalls ist eine ähnliche Verstellmöglichkeit der Drallelemente in der
DE 299 14 962 U1 angegeben.
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Aus der
DE 199 27 265 A1 ist eine Anordnung aus verschwenkbar in einem zylindrischen Gehäuse gelagerten Flügeln bekannt, die in der Ebene den Luftstrom blockieren. Diese flügelförmigen Drallelemente sind über Kegelräder miteinander zentrisch verbunden, so dass bei Drehbewegung eines Drallelementes alle anderen automatisch mit gedreht werden, wodurch der Luftstrom durch das Düsengehäuse einstellbar ist. Die Schrift gibt darüber hinaus weitere Verstellmöglichkeiten an.
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Die benannten Konstruktionen ermöglichen einen diffusen Austritt des aus einer Düse ausströmenden Luftstroms, der sowohl bezüglich funktioneller Aspekte der Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlage als auch bezüglich des Komfortanspruchs der jeweiligen Nutzer akzeptabel ist. Nachteilig ist allerdings der notwendige Aufwand an zahlreichen und teilweise kostenintensiven Bauteilen sowie der für die Montage entsprechend ausgestalteter Luftdüsen benötigte Bauraum.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftdüse zu schaffen, bei der mit kostengünstig herstell- und montierbaren sowie wenig Bauraum beanspruchenden Bauteilen eine Drallwirkung auf die durchströmende Luft erzeugt werden kann, so dass am Ausströmquerschnitt der Luftdüse eine weiche, diffuse und aufgeweitete Strömung bei gleichzeitiger Richtungsprägung erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch Ausgestaltung einer Luftdüse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren technische Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
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Bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Luftdüse ist im Innenraum des Düsengehäuses ein Dralleinsatz mit einem Grundkörper angeordnet, dieser kann eine zylindrische, rechteckige, quadratische, elliptische Querschnittform, oder eine andere Freiform aufweisen.. Auf der Mantelfläche des Grundkörpers sind mehrere Drallelemente derart abgestützt, dass zwischen zwei benachbart angeordneten Drallelementen jeweils ein Strömungsdurchgang ausgebildet wird. Der Dralleinsatz weist mindestens zwei Drallelemente auf. Je mehr Drallelemente vorgesehen sind, umso diffuser bzw. gleichmäßiger ist der Luftstrom und umso weniger ist beim Luftstrom eine Überlagerung von einem zum anderen Dralleinsatz bei mehreren Düsen fühlbar. Um die Spritzgusswerkzeuge nicht so anspruchsvoll und filigran gestalten zu müssen, sollte die Anzahl der Drallelemente auf zwölf beschränkt werden. Ein solcher Dralleinsatz ist kostengünstig herstellbar, einfach zu montieren und beansprucht einen lediglich geringen Bauraum, so dass in vorteilhafter Weise sehr kurze Luftdüsen realisiert werden können.
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Der Grundkörper des Dralleinsatzes kann als hohlzylindrisches Bauteil ausgestaltet werden. Bei dieser Variante wird ein zusätzlicher Kernstrahl ausgebildet, so dass hierbei eine Kombination von diffuser und gerichteter Luftströmung erreichbar ist. Unabhängig von der Ausgestaltung eines Kernstrahls bewirken die äußeren Drallelemente einen „Drehimpuls“ auf die durchströmende Luft, der am Ausströmquerschnitt der Luftdüse eine weiche, diffuse und aufgeweitete Strömung gewährleistet.
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Die Drallelemente haben eine solche Länge, dass im Bereich der radialen Endabschnitte von zwei benachbart angeordneten Drallelementen entweder eine Überdeckung entsteht oder ein freier Bauraum verbleibt. Somit können unter Beachtung der jeweils konkreten konstruktiven Vorgaben ebenfalls sehr unterschiedliche Luftströmungen ausgebildet werden.
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Die Drallelemente können sowohl zweidimensional und eben als auch dreidimensional und räumlich gekrümmt ausgestaltet werden. Die Drallelemente weisen an den äußeren Kanten vorzugsweise eine Kontur auf, die kongruent ist zur Innenkontur des Gehäuses, so dass an diesem Übergangsbereich ein Luftdurchgang ohne Drallbeaufschlagung verhindert wird. Demzufolge wird der Luftstrahl ausschließlich innerhalb des Gehäuses in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt und mit einem Drall beaufschlagt.
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Dieser Dralleinsatz ist für unterschiedliche Düsenformen geeignet. Bei einer Anwendung für Rechteckdüsen können auch mehrere Dralleinsätze nebeneinander angeordnet werden. In einer bevorzugten Anwendung für Runddüsen sind die Drallelemente teilkreisförmig (z.B. als Viertelkreissegmente) oder kreisringförmig bzw. sind sie der Querschnittsform des Grundkörpers angepasst ausgestaltet.
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Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung seiner Drallelemente ist der Dralleinsatz schwenkbar im Gehäuse abgestützt und kann somit bei einer Drehung um einen Winkel zwischen 0° und etwa 90° auch als Ablenkeinrichtung, ähnlich einem Lamellensatz, genutzt werden.
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Schließlich ist es auch möglich, dass der Dralleinsatz mit zusätzlichen Lamellen kombiniert wird, die in Strömungsrichtung nach oder vor dem Dralleinsatz angeordnet und vorzugsweise in Ausnehmungen des Gehäuses schwenkbar gelagert sind.
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Im Falle, dass mehrere Drallelemente nebeneinander in einem Gehäuse gelagert sind, können diese einerseits als Diffusor, andererseits beim Schwenk um ihre Achse auch als Luftleitelemente (ähnlich Lamellen) wirken. Die Dralleinsätze können dabei beliebige Randformen in der Draufsicht aufweisen.
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Die Lamellenform unterscheidet sich vom angegebenen Stand der Technik im Wesentlichen dadurch, dass sie zum einen als fester Einsatz vorhanden sind, zum anderen aber auch, dass sie sich schneckenartig/spiralig wendeln. Dadurch wird die Luft aus dem Gehäuse sanft abgeschöpft und in einen Drall versetzt. Bei den Varianten mit Kernstrahl wird er komplett mit nach vorne gerissen. Es entsteht eine sogenannte Wellnessbelüftung. Geräusche und Turbulenzen am Eintritt werden durch diese Variante im Gegensatz zu den bekannten geradlinigen Varianten minimiert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Dralleinsatz in einer ersten Ausführung, die nicht patentgemäß ist,
- 2 einen Dralleinsatz in einer zweiten Ausführung, die nicht patentgemäß ist,
- 3 einen erfindungsgemäßen Dralleinsatz in einer dritten Ausführung,
- 4 einen erfindungsgemäßen Dralleinsatz in einer vierten Ausführung,
- 5 einen Dralleinsatz in einer fünften Ausführung, die nicht patentgemäß ist,
- 6 einen erfindungsgemäßen Dralleinsatz in einer sechsten Ausführung,
- 7 ein Gehäuse einer Luftdüse zur Aufnahme eines Dralleinsatzes,
- 8 ein Gehäuse einer Luftdüse mit einem nicht patentgemäßen Dralleinsatz in einer ersten Stellung,
- 9 ein Gehäuse einer Luftdüse mit einem nicht patentgemäßen Dralleinsatz in einer zweiten Stellung,
- 10 ein Gehäuse einer Luftdüse mit Darstellung weiterer Details,
- 11 einen Lamelleneinsatz zur Montage in einem Gehäuse einer Luftdüse und
- 12 ein Gehäuse einer Luftdüse mit einem Lamelleneinsatz.
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In der Zeichnung sind Bauteile einer Luftdüse zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder aus einer Luftzuführleitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen dargestellt, wobei eine solche Luftdüse insbesondere für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen geeignet ist. Eine derartige Luftdüse besteht üblicherweise aus einem Gehäuse 1, das in einen Wanddurchbruch einsetzbar ist und das einen rückseitigen Anschluss für einen Luftzuführschacht oder eine Luftzuführleitung sowie eine vorderseitige Luftausströmöffnung aufweist. Dem Gehäuse 1 sind Bauteile zugeordnet, mit denen die Richtung und/oder die Intensität des aus der Luftdüse austretenden Luftstroms veränderbar ist. Ein derartiger Aufbau ist grundsätzlich bekannt, so dass diesbezüglich auf nähere Darlegungen verzichtet werden kann.
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Wesentlich im vorliegenden Sachverhalt ist jedoch, dass im Innenraum des Gehäuses 1 ein Dralleinsatz 2 angeordnet ist.
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1 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungen eines derartigen Dralleinsatzes 2, der einen zylinderförmigen Grundkörper 3 aufweist. Dieser Grundkörper 3 kann als vollflächiges Bauteil ausgestaltet werden, wie aus 1, 2 und 5 ersichtlich. Alternativ kann der Grundkörper 3 auch als hohlzylindrisches Bauteil ausgestaltet werden, wie aus 3, 4 und 6 ersichtlich.
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Auf der Mantelfläche des zylinderförmigen Grundkörpers 3 sind mehrere Drallelemente 4 derart abgestützt, dass zwischen zwei benachbart angeordneten Drallelementen 4 jeweils ein Strömungsdurchgang 5 ausgebildet wird.
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Gemäß 1 bis 4 weisen die Drallelemente 4 eine solche Länge auf, dass sich die radial verlaufenden Endabschnitte von zwei benachbart angeordneten Drallelementen 4 jeweils überdecken. Der Strömungsdurchgang 5 verläuft somit wendelförmig auf der Außenkontur des Grundkörpers 3.
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Gemäß 5 und 6 weisen die Drallelemente 4 alternativ lediglich eine solche Länge auf, dass zwischen den radial verlaufenden Endabschnitten von zwei benachbart angeordneten Drallelementen 4 jeweils ein freier Bauraum verbleibt. Bei dieser Variante verläuft der Strömungsdurchgang 5 somit in axialer Richtung auf der Außenkontur vom Grundkörper 3.
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Die Drallelemente 4 können eine zweidimensionale ebene Kontur (z.B. 1) oder eine dreidimensionale räumlich gekrümmte Kontur (z.B. 2) aufweisen.
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Weiterhin können die Drallelemente 4 beispielsweise teilkreisförmig ausgestaltet werden. Eine diesbezüglich bevorzugte Ausführung ist aus 1, 2 und 5 ersichtlich, wobei auf dem Grundkörper 3 vier Drallelemente 4 mit einer teilkreisförmigen Ausgestaltung abgestützt sind.
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Ebenso können die Drallelemente 4 jeweils kreisringförmig ausgestaltet werden. Eine diesbezüglich bevorzugte Ausführung ist aus 3, 4 und 6 ersichtlich, wobei auf dem Grundkörper 3 vier Drallelemente 4 mit einer solchen kreisringförmigen Ausgestaltung abgestützt sind.
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Aus 8 und 9 ist ersichtlich, dass die Kontur der äußeren Kanten der Drallelemente 4 kongruent zur Innenkontur des Gehäuses 1 ausgestaltet ist. Weiterhin ist aus diesen beiden Figuren ersichtlich, dass der Dralleinsatz 2 nahe der Ausströmöffnung des Gehäuses 1 verschwenkbar angeordnet ist.
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Der Dralleinsatz 2 kann schwenkbar im Gehäuse 1 abgestützt werden, wobei eine diesbezügliche Schwenkstellung beispielhaft in 9 dargestellt ist.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass dem Gehäuse 1 in Strömungsrichtung nach dem Dralleinsatz 2 Lamellen 6 zugeordnet sind. Diese sind beispielsweise gemäß 11 zu einer Baugruppe von Lamellen 6 zusammengefügt, die in Ausnehmungen 7 des Gehäuses 1 (siehe 10) schwenkbar gelagert ist. Eine montierte Ausführung ist in 12 dargestellt.
