DE102008018427A1 - Air flow influencing element for use as e.g. air passage flap in air-guiding device in cockpit module of motor vehicle, has two form-changeable surface areas which are made of flexible ductile material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Luftströmungsbeeinflussungselement für luftleitende Einrichtungen, insbesondere für luftleitende Einrichtungen von Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Luftführungsvorrichtung, insbesondere eine Luftführungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer derartigen Luftführungsvorrichtung.The The invention relates to an air flow influencing element for air-conducting Facilities, in particular for air-conducting devices of motor vehicles. The invention relates furthermore an air guiding device, in particular an air guiding device for motor vehicles. About that In addition, the invention relates to a device with such Air guide device.
Bei luftleitenden Einrichtungen ist es oftmals erforderlich, die durch die luftleitende Einrichtung strömende Luft auf unterschiedliche Art zu beeinflussen. So erweist es sich bei vielen Anwendungen als erforderlich, die Menge der durch die luftleitende Einrichtung strömenden Luft zu regulieren. Oftmals ist es auch erforderlich, die Richtung der durch die luftleitende Einrichtung strömenden Luft zu beeinflussen. Beispielsweise soll die in einem Teil der luftleitenden Einrichtung strömende Luft in zwei definierte Teilströme aufgespalten werden, die zu unterschiedlichen Luftauslässen führen.at It is often necessary to have air-conducting facilities through the air-conducting device flowing To influence air in different ways. That's how it turns out In many applications as required, the amount of through the air-conducting device flowing To regulate air. Often it is also necessary to take the direction to influence the air flowing through the air-conducting device. For example is intended to air flowing in a part of the air-conducting device in two defined partial flows split, leading to different air outlets.
Ein typisches Anwendungsgebiet für derartige luftleitende Einrichtungen ist die Belüftung eines Kraftfahrzeugs. Hier wird Frischluft von außen angesaugt, gegebenenfalls mit einem Umluftanteil vermischt, und beispielsweise durch Kühlen, Heizen und/oder Filtern aufbereitet, bevor sie in den Innenraum des Kraftfahrzeugs abgegeben wird. Zur Steuerung der Luftströme dienen nach dem Stand der Technik Luftklappen, mit denen einerseits die Luftmenge gesteuert werden kann, andererseits die Richtung der Luftströmung beeinflusst werden kann. Derartige Luftklappen haben sich bewährt, und erfüllen die Ihnen übertragenen Aufgaben.One typical application for Such air-conducting devices is the ventilation of a motor vehicle. Here is fresh air from the outside aspirated, optionally mixed with a proportion of recirculated air, and for example, by cooling, Heating and / or filtering processed before entering the interior of the motor vehicle is delivered. Serve for controlling the air flows According to the prior art, air dampers, with which on the one hand the Air quantity can be controlled, on the other hand affects the direction of the air flow can be. Such louvers have been proven, and fulfill the ones assigned to you Tasks.
Mit zunehmenden Komforterfordernissen beim Kraftfahrzeugbau treten inzwischen jedoch auch die Nachteile derartiger Luftklappen zu Tage. Ein Nachteil liegt insbesondere in der Geräuschentwicklung, die durch derartige Luftklappen hervorgerufen wird, wenn diese von Luft umströmt werden. Mit abnehmenden Innenraumgeräuschen bei Kraftfahrzeugen kann die durch Luftklappen verursachte Geräuschentwicklung zwischenzeitlich nicht mehr ignoriert werden.With Increasing comfort requirements in the automotive industry now occur However, the disadvantages of such louvers to light. A disadvantage lies in particular in the noise, which is caused by such louvers, if these of Air flows around become. With decreasing interior noise in motor vehicles can the noise caused by air dampers in the meantime no longer be ignored.
Zur Verminderung der Geräusche, die von Luftklappen verursacht werden, wurde zwischenzeitlich vorgeschlagen, diese mit einer aerodynamischen Formgebung zu versehen. Mit Hilfe einer solchen aerodynamischen Formgebung der Luftklappen soll die Entstehung von Verwirbelungen verhindert werden. Dadurch sollen in der Folge auch weniger Geräusche entstehen.to Reduction of noise, which are caused by dampers, has been proposed in the meantime, to provide them with an aerodynamic shape. With help Such an aerodynamic shape of the louvers should be the origin be prevented from turbulence. This should be in the episode also less noise occurs.
Jedoch weisen die derzeit bekannten aerodynamischen Luftklappen auch Probleme auf. So bereitet die Formgebung der Luftklappen in der Praxis erhebliche Probleme. Je nach Betriebsmodus der luftleitenden Einrichtung (beispielsweise einer Kraftfahrzeugklimaanlage) sind unterschiedliche Klappenformen von Nöten, um eine optimale Geräuschminderung zu erzielen. In der Praxis stellt die Luftklappe daher einen Kompromiss aus typischen Betriebsstellungen der luftleitenden Einrichtung dar.however The currently known aerodynamic dampers also have problems on. Thus, the shape of the louvers in practice prepares considerable Problems. Depending on the operating mode of the air-conducting device (for example an automotive air conditioning system) are different valve shapes of need, for optimal noise reduction to achieve. In practice, the air damper therefore represents a compromise from typical operating positions of the air-conducting device.
Ein weiteres Problem bei aerodynamisch geformten Luftklappen liegt darin, dass die aerodynamische Formgebung der Luftklappe in aller Regel dazu führt, dass deren Oberfläche Einbuchtungen aufweist. Diese Einbuchtungen können jedoch zumindest in manchen Stellungen der Luftklappe Ablösungen des Luftstroms von der Klappenoberfläche bewirken. In einem solchen Fall kann die aerodynamisch geformte Luftklappe somit ein erhebliches Betriebsgeräusch verursachen. Ein weiteres Problem ist, dass sich in diesen Bereichen der Luftklappe Totwasserzonen bilden können. In derartigen Totwasserzonen bleibt die darin befindliche Luft über längere Zeiträume gefangen. Dies kann beispielsweise zu einem erratischen Verhalten der Klimaanlage führen.One another problem with aerodynamically shaped louvers is that that the aerodynamic shaping of the damper as a rule causes that their surface Indentations. However, these indentations can, at least in some Positions of the louver separations cause the air flow from the flap surface. In such a Fall, the aerodynamically shaped air damper thus a considerable operating noise cause. Another problem is that in these areas the louver can form dead water zones. In such dead water zones the air in it is trapped for longer periods of time. This can be, for example lead to an erratic behavior of the air conditioning.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Luftströmungsbeeinflussungselement vorzuschlagen, welches über einen besonders großen Betriebsbereich hinweg ein niedriges Betriebsgeräusch zeigt. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Luftführungsvorrichtung, sowie eine Vorrichtung mit einer Luftführungsvorrichtung vorzuschlagen, welche über einen besonders großen Betriebsbereich hinweg ein niedriges Betriebsgeräusch zeigen.Of the The invention is therefore based on the object to propose an air flow influencing element, which over a particularly big one Operating range shows a low operating noise. Still lies The invention is based on the object, an air guide device, as well as a To propose a device with an air guiding device, which over a particularly large operating range a low operating noise demonstrate.
Dazu wird vorgeschlagen, ein Luftströmungsbeeinflussungselement für luftleitende Einrichtungen, insbesondere für luftleitende Einrichtungen von Kraftfahrzeugen, speziell für Klimaanlagen und/oder Kraftfahrzeugklimaanlagen, mit zumindest einem formveränderbaren Oberflächenbereich zu versehen. Auch wenn es denkbar ist, dass die Luft, die das Luftströmungsbeeinflussungselement umströmt, zumindest teilweise die Formveränderung des formveränderbaren Oberflächenbereichs bewirkt, so ist es bevorzugt, wenn die Formveränderung der formveränderbaren Oberfläche zumindest im Wesentlichen aufgrund einer externen Vorgabe erfolgt. Insbesondere kann die externe Vorgabe durch ein mittelbar oder unmittelbar auf das Luftströ mungsbeeinflussungselement einwirkendes Stellelement erfolgen. Die Formveränderung des formveränderbaren Oberflächenbereichs kann so gewählt werden, dass sich in einer Vielzahl von Betriebszuständen der luftleitenden Einrichtung bzw. in einer Vielzahl von Stellungen des Luftströmungsbeeinflussungselements eine weitgehend optimale Geräuschminderung ergibt. Dabei können insbesondere Stellungen des Luftströmungsbeeinflussungselements bzw. Betriebszustände der luftleitenden Einrichtung, die in der Praxis besonders häufig auftreten, gewichtet in die Auslegung des Luftströmungsbeeinflussungselements einfließen.For this purpose, it is proposed to provide an air flow influencing element for air-conducting devices, in particular for air-conducting devices of motor vehicles, especially for air conditioning systems and / or motor vehicle air conditioning systems, with at least one shape-changeable surface area. Although it is conceivable that the air flowing around the air flow influencing element at least partially causes the shape change of the shape-changeable surface area, it is preferred if the change in shape of the shape-changeable surface takes place at least substantially on the basis of an external specification. In particular, the external specification can be effected by an actuator acting directly or indirectly on the air flow influencing element. The change in shape of the shape-changeable surface region can be selected such that, in a multiplicity of operating states of the air-conducting device or in a multiplicity of positions of the air-flow influencing element, a largely optimal noise reduction results. In particular, positions of the air flow influencing element or Be operating conditions of the air-conducting device, which occur in practice particularly frequently weighted in the design of the air flow influencing element.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Luftströmungsbeeinflussungselement als Luftführungsklappe und/oder als Luftdurchlassregelklappe ausgebildet ist. In diesem Fall kann das vorgeschlagene Luftströmungsbeeinflussungselement als „drop-in”-Lösung für derzeit auf dem Markt befindliche luftleitende Einrichtungen verwendet werden. Eine besonders rasche und universelle Verwendung des vorgeschlagenen Luftströmungsbeeinflussungselements kann dadurch gefördert werden.It may prove to be advantageous when the air flow influencing element as air duct flap and / or is designed as a Luftdurchlassregelklappe. In this Case may be the proposed airflow influencing element as a "drop-in" solution for currently air-conducting devices on the market are used. A particularly rapid and universal use of the proposed Air flow control element can thereby promote become.
Möglich ist es auch, das Luftströmungsbeeinflussungselement derart auszubilden, dass zumindest Teile des formveränderbaren Oberflächenbereichs aus einem elastisch verformbaren Werkstoff bestehen. Mit einer derartigen Ausbildung ist es auf besonders einfache Weise möglich, eine weitgehend glatte Oberfläche des Luftströmungsbeeinflussungselements zu realisieren, ohne dass unerwünschte Ecken und Kanten auf der Oberfläche des Luftströmungsbeeinflussungselements entstehen. Dadurch kann ein weitgehend laminarer Strömungsverlauf, der die Betriebsgeräusche besonders niedrig halten kann, nochmals gefördert werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, auch einen beispielsweise nur punktuell wirkenden Aktuator weitgehend ohne Nachteile verwenden zu können. Ein elastisch verformbarer Werkstoff kann darüber hinaus gleichzeitig als Dichtungseinrichtung dienen, beispielsweise wenn der entsprechende Bereich des Luftströmungsbeeinflussungs elements mit dem das Luftströmungsbeeinflussungselement umgebenden Strömungskanal in Kontakt tritt. Als elastisch verformbarer Werkstoff kann ein Gummimaterial, Schaumstoff oder ein Silikonmaterial verwendet werden.Is possible it too, the airflow influencing element in such a way that at least parts of the shape changeable surface area consist of an elastically deformable material. With such Training is possible in a particularly simple manner, a largely smooth surface the airflow influencing element to realize without leaving unwanted corners and edges on the surface the airflow influencing element arise. This can be a largely laminar flow, the the operating noise particularly low, be promoted again. Especially is it possible also a, for example, only selectively acting actuator largely without being able to use disadvantages. An elastically deformable material can also simultaneously as Seal device serve, for example, if the corresponding Area of the air flow influencing element with the airflow influencing element surrounding flow channel comes into contact. As an elastically deformable material can be Rubber material, foam or a silicone material can be used.
Weiterhin ist es möglich, das Luftströmungsbeeinflussungselement mit zumindest einer variablen Andruckeinrichtung zu versehen, welche auf wenigstens einen formveränderbaren Oberflächenbereich einwirkt. Durch ein Zusammenwirken einer Andruckeinrichtung mit den gegebenenfalls elastischen Eigenschaften des betreffenden Oberflächenbereichs kann eine Formveränderung des formveränderbaren Oberflächenbereichs besonders einfach realisiert werden. Gleichzeitig kann eine weitgehend glatte, aerodynamisch vorteilhafte Oberflächenform auf besonders einfache Weise erzielt werden. Die Einwirkung der Andruckeinrichtung auf den formveränderbaren Oberflächenbereich kann dabei bevorzugt vom Inneren des Luftströmungsbeeinflussungselements her erfolgen.Farther Is it possible, the airflow influencing element to be provided with at least one variable pressure device, which on at least one changeable form Surface area acts. By an interaction of a pressure device with the optionally elastic properties of the surface area concerned can a change in shape the shape-changeable surface area particularly easy to be realized. At the same time, a largely smooth, aerodynamically advantageous surface shape on particularly simple Be achieved manner. The action of the pressure device on the changeable form surface area may preferably be from the interior of the air flow influencing element ago respectively.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Luftströmungsbeeinflussungselements kann sich ergeben, wenn wenigstens eine Andruckeinrichtung zumindest teilweise als mechanische Andruckeinrichtung ausgebildet ist, insbesondere als linear verstellbare Einrichtung und/oder als drehbar ausgeführte Einrichtung. Eine beispielsweise linear ausgeführte verstellbare Einrichtung kann beispielsweise einen elastisch verformbaren Werkstoff nach außen drücken. Bei einer drehbar ausgebildeten Einrichtung sollte bei einer Drehung der Andruckeinrichtung zumindest auch eine radial wirkende Bewegungskomponente induziert werden. Möglich ist es im Übrigen auch, dass die Andruckeinrichtung als solche einen Teil der Oberfläche des Luftströmungsbeeinflussungselements bildet. Die mechanische Andruckeinrichtung kann im Übrigen mechanisch (beispielsweise über einen Verstellhebel) oder von einem elektrischen Stellmotor angetrieben werden.A advantageous development of the air flow influencing element may arise if at least one pressure device at least partially is designed as a mechanical pressure device, in particular as a linearly adjustable device and / or as a rotatable device. An example linearly adjustable device For example, after an elastically deformable material Outside to press. In a rotatable device should be in one rotation the pressure device at least also a radially acting movement component be induced. Possible it is, by the way also that the pressure device as such forms part of the surface of the Air flow control element forms. Incidentally, the mechanical pressure device can be mechanical (for example, about an adjusting lever) or driven by an electric servomotor become.
Möglich ist es auch, bei einem Luftströmungsbeeinflussungselement wenigstens eine Andruckeinrichtung vorzusehen, die zumindest teilweise als fluidisch wirkende Andruckeinrichtung ausgeführt ist. So ist es beispielsweise denkbar, einen formveränderbaren Oberflächenbereich vom Inneren des Luftströmungsbeeinflussungselements aus mit einem unter Druck stehenden Gas oder einer Flüssigkeit zu beaufschlagen. Auch eine Befüllung mit einem hinreichend fließfähigen Pulver ist selbstverständlich möglich.Is possible it also, with an airflow influencing element to provide at least one pressure device, at least partially is designed as a fluidic pressure device. That's the way it is, for example conceivable, a shape changeable surface area from the interior of the airflow influencing element out with a pressurized gas or liquid to act on. Also a filling with a sufficiently flowable powder is self-evident possible.
Eine mögliche Bauform des Luftströmungsbeeinflussungselements ergibt sich, wenn diese mit einer Oberflächengestaltung und/oder Oberflächenbeschichtung und/oder Formgebung versehen ist, die bei einer Umströmung mit Luft geräuschmindernd wirkt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine besonders glatte, oder aber auch um eine speziell oberflächenstrukturierte Oberfläche handeln. Die Oberflächengestaltung kann beispielsweise spezielle Luftleitelemente aufweisen, die z. B. eine möglichst laminare Luftströmung verursachen. Die Formgebung des Luftströmungsbeeinflussungselements kann beispielsweise tropfenartig oder tragflächenartig ausgeführt sein. Es ist möglich, dass sich verschiedene Ausgestaltungen in einem Oberflächenbereich finden. Ebenso ist es möglich, dass in unterschiedlichen Oberflächenbereichen des Luftströmungsbeeinflussungselements unterschiedliche Ausgestaltungen vorgesehen sind.A possible Construction of the air flow influencing element arises when this with a surface finish and / or surface coating and / or shaping is provided, which in a flow around with Air reduces noise. This can, for example, a particularly smooth, or but also to act on a specially surface-structured surface. The surface design For example, may have special air guide elements, the z. B. one possible laminar airflow cause. The shape of the airflow influencing element can be executed, for example, teardrop or wing-like. It is possible, that different embodiments in a surface area Find. It is also possible that in different surface areas the airflow influencing element different configurations are provided.
Möglich ist es auch, ein Luftströmungsbeeinflussungselement derart auszubilden, dass zumindest in einem Totwasserbereich des Luftströmungsbeeinflussungselements zumindest ein formveränderbarer Oberflächenbereich vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass ein Totwasserbereich üblicherweise nicht bei jeder Art der Anströmung tatsächlich zu einer Totwasseransammlung führt. Dies ist vielmehr üblicherweise nur bei bestimmten Anströmungsrichtungen und/oder Anströmungsgeschwindigkeiten des Luftströmungsbeeinflussungselements der Fall. Wird nun – wie vorgeschlagen – in diesem Totwasserbereich ein formveränderba rer Oberflächenbereich vorgesehen, so ist es möglich, die Totwasserbildung auch für „kritische” Anströmungen durch eine entsprechende Änderung der Oberfläche des Luftströmungsbeeinflussungselements zu vermeiden, oder zumindest stark zu vermindern.It is also possible to design an air flow influencing element in such a way that at least one shape-changeable surface area is provided at least in a dead water area of the air flow influencing element. In this context, it should be noted that a dead water area does not usually lead to a Totwasseransammlung with any type of flow. This is usually only in certain directions of flow and / or flow rates of the air flow influencing element of the case. If now - as proposed - provided in this dead water area a formveränderba rer surface area, it is possible to avoid the dead water formation even for "critical" oncoming flows by a corresponding change in the surface of the air flow influencing element, or at least greatly reduced.
Weiterhin wird vorgeschlagen, bei einer Luftführungsvorrichtung, insbesondere bei einer Luftführungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zumindest ein Luftströmungsbeeinflussungselement mit dem oben vorgeschlagenen Aufbau vorzusehen. Die Luftführungsvorrichtung weist dann die bereits Beschriebenen Vorzüge und Eigenschaften in analoger Weise auf.Farther is proposed in an air guide device, in particular in an air guide device for motor vehicles at least one air flow influencing element to provide with the structure proposed above. The air guiding device then assigns the already described advantages and properties in analog Way up.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Luftführungsvorrichtung kann sich ergeben, wenn bei der Luftführungsvorrichtung bei zumindest einem Luftströmungsbeeinflussungselement die Lageänderung und die Formänderung des Luftströmungsbeeinflussungselements zumindest bereichsweise miteinander gekoppelt erfolgt. Mit einem derartigen Aufbau kann gewährleistet werden, dass sich die Formgebung des Luftströmungsbeeinflussungselements jeweils automatisch an die jeweiligen Anströmungsbedingungen, die sich durch Lageänderung des Luftströmungsbeeinflussungselements ergeben, anpasst. Diese automatische Anpassung kann auch nur bereichsweise, beispielsweise in bestimmten Winkelbereichen, erfolgen. Möglich ist es auch, auch beim grundsätzlichen Vorhandensein einer automatischen Regelung eine zusätzliche Korrigierbarkeit (Nachjustagemöglichkeit) der Formänderung vorzusehen.A advantageous development of the air duct device may be arise when in the air guide device at least one airflow influencing element the change in position and the shape change the airflow influencing element at least partially coupled with each other takes place. With a such structure can be guaranteed be that the shape of the air flow influencing element in each case automatically to the respective flow conditions, the by change of position the airflow influencing element give, adapt. This automatic adjustment can only be done in certain areas, for example, in certain angular ranges, done. Is possible it also, even with the fundamental Presence of an automatic control an additional Correctability (readjustment option) the shape change provided.
Ein weiterer vorteilhafter Aufbau kann sich ergeben, wenn bei der Luftführungsvorrichtung bei zumindest einem Luftströmungsbeeinflussungselement die Lageänderung und die Formänderung des Luftströmungsbeeinflussungselements zumindest bereichsweise unabhängig voneinander erfolgt. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Luftführungsvorrichtung starken äußeren Schwankungen unterliegt bzw. die Stellung des Luftströ mungsbeeinflussungselements in der Regel eine nur untergeordnete Rolle für die jeweils optimale Formgebung des Luftströmungsbeeinflussungselements spielt. Die äußeren Schwankungen können dann durch eine angepasste Formgebung des Luftströmungsbeeinflussungselements berücksichtigt werden.One Another advantageous construction may result if in the air guide device at least one airflow influencing element the change of position and the shape change the airflow influencing element at least partially independent from each other. This is for example advantageous if the air guiding device subject to strong external fluctuations or the position of the air flow influencing element usually only a subordinate role for the optimal shape the airflow influencing element plays. The external fluctuations can then by an adapted shaping of the air flow influencing element considered become.
Schließlich wird vorgeschlagen, eine Vorrichtung mit einer Luftführungsvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau zu versehen. Bei der Vorrichtung kann es sich insbesondere um eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug handeln. Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Klimaanlage, ein Cockpitmodul, eine Luftausströmerdüse, eine Beduftungsvorrichtung, eine Lufteinlassvorrichtung und/oder eine Kühlergrillaufnahmevorrichtung handeln. Derartige Vorrichtungen können besonders vorteilhaft mit dem vorgeschlagenen Luftströmungsbeeinflussungselement versehen werden. Dabei kann es sich nicht nur um ein einzelnes Luftströmungsbeeinflussungselement oder wenige miteinander gekoppelte Luftströmungsbeeinflussungselemente handeln. Vielmehr ist auch eine Art Lamellenvorhang aus einer Vielzahl von Luftströmungsbeeinflussungselementen denkbar.Finally will proposed a device with an air guide device with the above-described To provide construction. The device may be in particular to a device for to act a motor vehicle. The device may be, for example an air conditioning, a cockpit module, an air vent nozzle, a Scenting device, an air inlet device and / or a Grille Cradle act. Such devices can be particularly advantageous with the proposed air flow influencing element be provided. This may not just be a single airflow influencing element or a few coupled airflow influencing elements act. Rather, a kind of slat curtain is made of a variety of Air flow control elements conceivable.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:in the The invention will be described below with reference to advantageous embodiments and with reference to the accompanying drawings. It shows:
Wie
in
In
der geöffneten
Stellung
In
Die
formveränderliche
Luftklappe
Weiterhin
sind im Inneren der formveränderlichen
Luftklappe
Da
die Drehachse
In
den
In
In
In
Die
in
Die
in
Selbstverständlich ist
es auch möglich,
einzelne Bauweisen beziehungsweise Komponenten der dargestellten
formveränderlichen
Luftklappen
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