-
Die
Erfindung betrifft Luftdüse, insbesondere für
ein Fahrzeuginnenraum-Belüftungssystem, umfassend eine
Einlassöffnung zum Einleiten von Luft aus einem Luftzuführungskanal
in die Luftdüse, eine Auslassöffnung zum Ausleiten
der Luft aus der Luftdüse und wenigstens eine um ein Drehachse
verschwenkbare Luftklappe zum Einstellen der Ausströmungsrichtung
der aus der Auslassöffnung ausströmenden Luft.
-
In
Kraftfahrzeugen werden Luftdüsen bzw. Strömungsauslassvorrichtungen
eingesetzt, um Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges einzuleiten. Die
in den Innenraum eingeleitete Luft wird, soweit Bedarf besteht,
in einer Klimaanlage erwärmt und/oder gekühlt.
Die Luftdüsen weisen in der Regel bewegliche Klappen und/oder
Lamellen auf, um die Luft entsprechend einer Einstellung der Insassen
einzuleiten, z. B. nach oben, unten, rechts oder links.
-
Aus
der
EP 1 721 766 A1 ist
eine Strömungsauslassvorrichtung bekannt, welche eine erste
Belüftungsöffnung zum gerichteten Zuführen
von Luft und eine zweite Belüftungsöffnung zum
diffusen Zuführen von Luft aufweist. Mittels einer oder
zwei um Drehachsen verschwenkbaren Platten kann gesteuert werden,
ob nur die erste Belüftungsöffnung, nur die zweite
Belüftungsöffnung, beide Belüftungsöffnungen
oder keine der beiden Belüftungsöffnungen mit Luft
beaufschlagt werden. Die Platten dienen somit zur Steuerung der
aus den Belüftungsöffnungen austretenden Luftmenge,
nicht jedoch der Strömungsrichtung der aus den Belüftungsöffnungen
austretenden Luft. Die Strömungsauslassvorrichtung weist
somit nachteiligerweise eine geringe Variabilität in den Einstellmöglichkeiten
der Strömungsstruktur der austretenden Luft auf.
-
Die
DE 101 14 605 A1 zeigt
eine gattungsbildende Luftdüse. An den in Strömungsrichtung
der Luft konisch auf weitenden Wänden der Luftdüse sind
zwei Luftklappen angeordnet. Die Luftklappen sind um eine Drehachse
verschwenkbar. Die Drehachse ist an dem zur Strömungsrichtung
der Luft zugewandten Ende der Luftklappe angeordnet. Die beiden
Luftklappen sind relativ zueinander zwischen einer Maximalaustrittsöffnung,
in der sie einen maximalen effektiven Ausströmquerschnitt
begrenzen, und einer Minimalaustrittsstellung mit einem minimalen
effektiven Ausströmquerschnitt bewegbar. Eine gezielte
und vielfältige Steuerung der Strömungsrichtung
der austretenden Luft sowie eine Aufteilung des austretenden Luftstromes
in einzelne Teilluftströme ist somit nachteiligerweise
nicht möglich.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Luftdüse
und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei der
die Strömungsstruktur, z. B. eine diffuse oder punktuelle (Spot)
Strömung, nach oben oder unten gerichtet sowie die Strömungsgeschwindigkeit,
der austretenden Luft mit einfachen Mitteln in vielfältiger
Weise veränderbar ist.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst mit einer Luftdüse, insbesondere
für ein Fahrzeuginnenraum-Belüftungssystem, umfassend
eine Einlassöffnung zum Ein leiten von Luft aus einem Luftzuführungskanal
in die Luftdüse, eine Auslassöffnung zum Ausleiten
der Luft aus der Luftdüse, wenigstens eine um ein Drehachse
verschwenkbare Luftklappe zum Einstellen der Ausströmungsrichtung
der aus der Auslassöffnung ausströmenden Luft,
wobei in wenigstens einer Position der wenigstens einen Luftklappe
die wenigstens eine Luftklappe wenigstens teilweise ausgehend, insbesondere
bezüglich der Längsausdehnung der wenigstens einen
Luftklappe, von der Drehachse entgegen der Strömungsrichtung
der Luft ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind wenigstens 50% der
wenigstens einen Luftklappe in wenigstens einer Position der wenigstens
einen Luftklappe ausgehend von der Drehachse entgegen der Strömungsrichtung
der Luft ausgerichtet. Dies ermöglicht es, sehr unterschiedliche
Variationen von Strömungsstrukturen der austretenden Luft
mit einfachen Mittel zu erzeugen.
-
Sofern
die Drehachse der wenigstens einen Luftklappe nicht in der wenigstens
einen Luftklappe ausgebildet ist, wird eine, vorzugsweise senkrechte, Projektion
der außerhalb der Luftklappe liegenden Drehachse auf die
wenigstens eine Luftklappe als die Position der Drehachse aufgefasst,
von der ausgehend entgegen der Strömungsrichtung der Luft
die wenigstens eine Luftklappe wenigstens teilweise ausgerichtet
ist.
-
In
einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine
Luftklappe entgegen der Strömungsrichtung der Luft vor
der Austrittsöffnung angeordnet.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung dient die wenigstens eine Luftklappe
zum Einstellen der Ausströmungsgeschwindigkeit der aus
der Auslassöffnung ausströmenden Luft. Damit kann
neben der Ausströmungsrichtung auch die Ausströmungsgeschwindigkeit
von der wenigstens einen Luftklappe eingestellt werden.
-
In
einer ergänzenden Ausführungsform sind in sämtlichen
Positionen der wenigstens einen Luftklappe die gesamte in die Einlassöffnung
einströmende Luft nur aus einer Auslassöffnung
ausleitbar.
-
Zweckmäßig
ist der Luftstrom mittels des Verschwenkens der wenigstens einen
Luftklappe durch eine unterschiedliche Anzahl an Teilkanälen,
z. B. ein, zwei oder drei Teilkanäle, vor der Auslassöffnung
leitbar.
-
In
einer zusätzlichen Ausgestaltung ist eine Querschnittsfläche
wenigstens eines Teilkanales mittels des Verschwenkens der wenigstens
einen Luftklappe vergrößerbar, um die Austrittsgeschwindigkeit der
Luft aus dem wenigstens einen Teilkanal zu verkleinern.
-
In
einer weiteren Ausführungsform ist eine Querschnittsfläche
wenigstens eines Teilkanales mittels des Verschwenkens der wenigstens
einen Luftklappe verkleinerbar, um die Austrittsgeschwindigkeit der
Luft aus dem wenigstens einen Teilkanal zu vergrößern.
-
Insbesondere
ist die Ausrichtung des wenigstens einen Teilkanales mittels des
Verschwenkens der wenigstens einen Luftklappe veränderbar, um
die Richtung eines wenigstens einen aus der Auslassöffnung
austretenden Teilluftstromes zu verändern. Es kann beispielsweise
der austretende Luftstrom nach oben, nach links oder rechts ausgerichtet werden.
-
In
einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Lage
der Drehachse der wenigstens einen Luftklappe veränderbar.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Lage der Drehachse senkrecht
zu einer Längsachse der Luftdüse veränderbar.
-
Vorzugsweise
ist eine Querschnittsfläche wenigstens eines Teilkanales
mittels des Veränderns der Lage der Drehachse der wenigstens
einen Luftklappe vergrößerbar, um die Austrittsgeschwindigkeit der
Luft aus dem wenigstens einen Teilkanal zu verkleinern.
-
In
einer zusätzlichen Ausführung ist eine Querschnittsfläche
wenigstens eines Teilkanales mittels des Veränderns der
Lage der Drehachse der wenigstens einen Luftklappe verkleinerbar,
um die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus dem wenigstens einen
Teilkanal zu vergrößern.
-
Insbesondere
ist die wenigstens eine Luftklappe in radialer Richtung der Luftdüse
verschwenkbar.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung sind wenigstens zwei, insbesondere
drei bis sechs, Luftklappen in radialer Richtung der Luftdüse
angeordnet.
-
In
einer ergänzenden Ausführungsform ist mittels
wenigstens einer verschwenkbaren Wandklappe die mit Luft durchströmbare
Querschnittsfläche der Luftdüse veränderbar.
-
In
einer weiteren Ausführung sind die Bewegungen von wenigstens
zwei Luftklappen und/oder Wandklappen und/oder bewegliche Düsenwandungen
mechanisch, z. B. mittels Kurvenscheiben, oder elektrisch, z. B.
mit Elektromotoren, gekoppelt, um an der Auslassöffnung
verschiedene Kombinationen aus einer unterschiedlichen Ausströmungsrichtung und/oder
Ausströmungsgeschwindigkeit der aus dem wenigstens einen
Teilkanal austretenden Luft zu erhalten.
-
In
einer zusätzlichen Ausgestaltung sind mittels eines Einstellorganes,
z. B. einem Einstellhebel, verschiedene bestimmte Kombinationen,
z. B. eine diffuse oder punktuelle Strömung, eine nach
oben oder nach unten gerichtete Strömung, der aus der Auslassöffnung
austretenden Luft, insbesondere wiederholbar, einstellbar.
-
Ein
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine oben
beschriebene Luftdüse.
-
Im
Nachfolgenden werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
-
1 einen
schematisierten Querschnitt einer Luftdüse zur Zuführung
von Luft in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten
Position der Luftklappen,
-
2 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 1 in einer
zweiten Position der Luftklappen,
-
3 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 1 in einer
dritten Position der Luftklappen,
-
4 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 1 in einer
vierten Position der Luftklappen,
-
5 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer
ersten Position der Luftklappen,
-
6 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 5 in einer
zweiten Position der Luftklappen,
-
7 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 5 in einer
dritten Position der Luftklappen,
-
8 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 5 in einer
vierten Position der Luftklappen,
-
9 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft gemäß 5 in einer
fünften Position der Luftklappen,
-
10 einen
schematisierten Querschnitt der Luftdüse zur Zuführung
von Luft in einem dritten Ausführungsbeispiel und
-
11 eine
schematisierte Vorderansicht der Luftdüse in einem vierten
Ausführungsbeispiel mit sechs Luftklappen.
-
1 zeigt
schematisiert eine erfindungsgemäße Luftdüse 1 zur
Zuführung von durch eine Klimaanlage geleiteter Luft in
den Innenraum eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt). Die Luftdüse 1 verfügt über
eine Einlassöffnung 2 zum Einleiten von Luft aus
einem nicht dargestellten Luftzuführungskanal in die Luftdüse 1.
Der Luftzuführungskanal verbindet somit die Klimaanlage
des Kraftfahrzeuges mit der Luftdüse 1. Die durch
die Luftdüse 1 geleitete Luft tritt an einer Auslassöffnung 3 durch
eine Lochblende 10 in den Innenraum des Kraftfahrzeuges
ein. Anstelle einer Lochblende 10 kann auch eine Gitter-
oder Lamellenblende verwendet werden, um den unterschiedlichen Anforderungen
an das Design des Innenraumes gerecht zu werden.
-
Die
Luftdüse 1 ist im Querschnitt beispielsweise quadratisch,
rechteckig, kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet
und wird von einer Düsenwandung 5 begrenzt. Am
in Strömungsrichtung betrachteten Ende der Luftdüse 1,
d. h. im Bereich der Auslassöffnung 3, ist die
Düsenwandung 5 aufgeweitet, beispielsweise als
konische Vergrößerung des Querschnitts. In diesem
Bereich der Aufweitung der Düsenwandung 5 sind
zwei um eine Drehachse 7 verschwenkbare Luftkappen 4 angeordnet.
Die Form der Luftklappen 4 ist an die Form der Luftdüse 1 angepasst.
Beispielsweise sind bei einer rechteckigen Querschnittsform der
Luftdüse 1 im Allgemeinen die Luftklappen 4 auch
rechteckig. Die in den 1 bis 4 in dem
ersten Ausführungsbeispiel dargestellte Luftdüse 1 verfügt über
eine um eine Drehachse 7 verschwenkbare Absperrklappe 11,
um die Luftdüse 1 vollständig abschließen
zu können. In den 1, 3 und 4 ist
die geöffnete Stellung der Absperrklappe 11 und
in 2 die geschlossene Stellung der Absperrklappe 11 abgebildet.
-
Die
Drehachse 7 der Luftklappen 4 ist am in Strömungsrichtung
der durch die Luftdüse 1 geleiteten Luft abgewandten
Ende der Luftklappen 4 ausgebildet. Dadurch sind in den
in den 1 bis 4 dargestellten Positionen der
beiden Luftklappen 4 diese vollständig ausgehend
von der Drehachse 7 entgegen der Strömungsrichtung
der Luft ausgerichtet.
-
Das
Verschwenken der beiden Luftklappe 4 dient dazu, die Ausströmungsrichtung
und/oder die Ausströmungsgeschwindigkeit der aus der Lochblende 10 austretenden
Luft zu steuern und/oder zu regeln. Dadurch können an der
Lochblende 10 unterschiedliche Strömungsstrukturen
der austretenden Luft erreicht werden. Beispielsweise eine Strömung nach
oben oder nach unten bzw. eine punktuelle Strömung als
Spot oder eine diffuse Strömung. Die Lage der Drehachsen 7 der
beiden Luftklappen 4 kann verändert werden, insbesondere
senkrecht zu einer Längsachse 8 der Luftdüse 1.
Dadurch kann die Querschnittsfläche wenigstens eines von
den Luftklappen 4 gebildeten Teilkanales 6 verändert
und damit die Ausströmungsgeschwindigkeit der Luft zusätzlich
angepasst werden.
-
Im
Nachfolgenden werden die mit den in den 1 bis 4 dargestellten
Positionen der beiden Luftklappen 4 erreichbaren Strömungsstrukturen
beschrieben, wobei es sich nur um eine exemplarische Auflistung
handelt, weil noch zahlreiche weitere Varianten der Strömungsstrukturen
erreichbar sind.
-
In 1 ist
die obere Luftklappe 4 vollständig nach oben und
die untere Luftklappe 4 vollständig nach unten
geklappt, so dass der Strömungsquerschnitt der durch die
Luftdüse 4 strömenden Luft verkleinert
wird. Es bildet sich nur ein Teilkanal 6 aus. Die Luft
strömt deshalb als Spot in Richtung einer Längsachse 8 der
Luftdüse 1 aus der Auslassöffnung 3.
Die Längsachse 8 der Luftdüse 1 ist
nur in 1 abgebildet.
-
In 2 ist
sind die obere und untere Luftklappe 4 nach innen zur Längsachse 8 der
Luftdüse 1 geklappt, so dass sich zwei Teilkanäle 6 ergeben. Dadurch
kann in dieser Position ein nach oben und ein nach unten gerichteter
Teilluftstrom erzielt werden, der aufgrund der unterschiedlichen
Richtungen der Teilluftströme einen diffusen Charakter
vermittelt. Ein Verschieben der Lage der Drehachse 7 der
oberen Luftklappe nach oben bewirkt, dass die Querschnittsfläche
des oberen Teilkanales 6 verkleinert wird und somit die
Austrittsgeschwindigkeit der austretenden Luft erhöht wird.
Sofern, wie in 2 abgebildet, die Absperrklappe 11 geschlossen
ist, ist die Luftdüse 1 vollständig abgesperrt.
-
In 3 sind
beide Luftklappen 4 nach unten ausgerichtet, so dass sich
eine nach oben gerichtete Strömungsstruktur ergibt. Die
Luft strömt durch zwei parallele Teilkanäle 6.
-
Die
Position der unteren Luftklappe 4 ist in 4 bezüglich
der in 3 dargestellten Position unverändert
und die obere Luftklappe 4 ist parallel zu der Längsachse 8 der
Luftdüse 1 ausgerichtet. Es ergeben sich dadurch
zwei Teilkanäle 6 mit einer unterschiedlichen
Querschnittsfläche. Aufgrund der Geometrie der Teilkanäle 6 ergibt
sich eine nach oben gerichtete, diffuse Strömungsstruktur
der aus der Auslassöffnung 3 austretenden Luft.
-
In
den 5 bis 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
der Luftdüse 1 dargestellt. In Ergänzung
zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Luftdüse 1 mit zwei
Wandklappen 9 versehen, welche um eine Drehachse 7 verschwenkbar
sind. Die Wandklappen 9 sind an der sich konisch aufweitenden
Düsenwandung 5 angeordnet. Die Luftdüse 1 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel ist nicht mit einer Absperrklappe 11 versehen.
Ferner ist die Längsachse 8 der Luftdüse 1 in
den 5 bis 9 nicht dargestellt.
-
Im
Nachfolgenden werden die mit den in den 5 bis 10 dargestellten
Positionen der beiden Luftklappen 4 und der beiden Wandklappen 9 erreichbaren
Strömungsstrukturen beschrieben, wobei es sich nur um eine
exemplarische Auflistung handelt, weil noch zahlreiche weitere Varianten
der Strömungsstrukturen erreichbar sind.
-
In 5 sind
die beiden Luftklappen 4 gemäß der Darstellung
in 2 angeordnet. Die beiden Wandklappen 9 sind
parallel zur Düsenwandung 5 im Bereich der konischen
Ausweitung ausgerichtet, so dass die Wandklappen 9 keinen
wesentlichen Einfluss auf die Strömungsstruktur haben.
Damit entspricht die Strömungsstruktur der in 5 dargestellten
Luftdüse 1 der in 2.
-
In
Abwandlung zu der Position der Luftklappen 4 in 5 sind
in 6 die beiden Luftklappen 4 parallel zur
Längsachse 8 positioniert. Dadurch steht der durch
die Luftdüse 1 strömenden Luft die gesamte
durch die Düsenwandungen 5 begrenzte Querschnittsfläche
zur Verfügung und es bilden sich drei Teilkanäle 6.
Eine diffuse Strömungsstruktur ist die Folge.
-
In 7 sind
die beiden Luftklappen 4 gegenüber der Position
in 6 geringfügig in Richtung zu der Längsachse 8 der
Luftdüse 1 und die beiden Wandklappen 9 zu
den Drehachsen der Luftklappen 4 verschenkt. Es bilden
sich somit drei Teilkanäle 6, durch welche die
Luft strömen kann mit einer fokussierenden Strömungsstruktur
in Richtung der Längsachse 8.
-
In 8 sind
die Enden der beiden Luftklappen 4 zu der Drehachse 7 der
Wandklappen 9 verschwenkt, d. h. es bildet sich nur ein
Teilkanal 6. Die beiden Wandklappen 9 sind an
die Düsenwandung angelegt und haben bei dieser Position
der beiden Luftklappen 4 im Wesentlichen auch bei einer
anderen Position der Wandklappen 9 keinen Einfluss auf die
Strömungsstruktur als Spot.
-
In 9 sind
die Enden der beiden Wandklappen 9 zu den Drehachsen 11 der
Luftklappen 4 und die Enden der beiden Luftklappen 4 zu
der Längsachse 8 der Luftdüse 1 verschwenkt.
Damit kann die Luftdüse 1 abgesperrt werden, so
dass keine gesonderte Absperrklappe 11 im zweiten Ausführungsbeispiel
erforderlich ist.
-
In 10 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel der Luftdüse 1 dargestellt.
Die Luftdüse 1 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel verfügt über teilweise
verschwenkbare Düsenwände 5 im Bereich
der konischen Aufweitung. Die nicht dargestellte Lochblende 10 ist
kugelförmig um die Auslassöffnung 3 angeordnet.
Ansonsten entspricht das dritte Ausführungsbeispiel dem
zweiten Ausführungsbeispiel. In der in 10 dargestellten
Position der Luftkappen 4, der Wandklappen 9 und
der teilweise verschwenkbaren Düsenwandung 5 wird
eine nach oben und hinten gerichtete Strömungsstruktur
erzielt. Die Luft strömt durch nur einen Teilkanal 6.
Darüber hinaus sind viele weitere Positionen der Luftkappen 4,
der Wandklappen 9 und der teilweise verschwenkbaren Düsenwandung 5 möglich.
-
11 zeigt
in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Vorderansicht
der Luftdüse 1 mit sechs um Drehachsen 7 verschwenkbaren
Luftklappen 4. Die Luftkappen 4 können
in verschiedene Positionen (nicht dargestellt) ausgerichtet werden,
so dass beispielsweis auch eine Ausrichtung der Strömungsstruktur
nach links oder rechts möglich ist.
-
Die
Bewegung der Luftklappen 4 und/oder der Wandklappen 9 und/oder
beweglichen Düsenwandungen 5 sind mechanisch miteinander
gekoppelt. Dies wird beispielsweise mittels Kurvenscheiben oder
Elektromotoren ausgeführt. Ein Einstellhebel gestattet
es, bestimmte charakteristische Strömungsstrukturen reproduzierbar
auszuwählen.
-
Insgesamt
betrachtet sind mit der Luftdüse 1 erhebliche
Vorteile verbunden. Es können bei einem einfachen konstruktiven
Aufbau der Luftdüse 1 sehr unterschiedliche Strömungsstrukturen
der austretenden Luft erzeugt werden. Beispielweise eine diffuse Strömung,
eine Strömung als Spot oder eine nach oben oder nach links
gerichtete Strömungsstruktur.
-
- 1
- Luftdüse
- 2
- Einlassöffnung
- 3
- Auslassöffnung
- 4
- Luftklappe
- 5
- Düsenwandung
- 6
- Teilkanal
- 7
- Drehachse
der Luftklappe/Wandklappe
- 8
- Längsachse
der Luftdüse
- 9
- Wandklappe
- 10
- Lochblende
- 11
- Absperrklappe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1721766
A1 [0003]
- - DE 10114605 A1 [0004]