DE102010001811A1

DE102010001811A1 - Luftausströmer

Info

Publication number: DE102010001811A1
Application number: DE102010001811A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 71570 Wolf; Salah Dipl.-Ing. 70180 Benamira; Marco Dipl.-Ing. 70469 D'Angelo; Uwe 71686 Fritsche; Axel 70435 Tidelski
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-02-12
Also published as: DE102010001811B4

Abstract

Bei einem Luftausströmer (1), insbesondere für ein Fahrzeuginnenraum-Belüftungssystem, umfassend wenigstens einen Luftkanal (2), wenigstens ein in dem wenigstens einen Luftkanal (2) angeordnetes verformbares Luftleitelement (3), wenigstens eine Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelementes (3) zwischen einer Spotstellung und einer Diffus- oder Drallstellung, wenigstens eine Auslassöffnung (5) zum Ausleiten der Luft aus dem wenigstens einen Luftkanal (2), wobei in der Spotstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung (5) die Luft als Spotstrahl austritt und in der Diffus- oder Drallstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung (5) die Luft als Diffus- oder Drallstrahl austritt, soll die aus der wenigstens einen Auslassöffnung (5) ausleitbare Luftmenge für einen Spot- und einen Drallstrahl einfach mit einem geringen konstruktiven Aufwand gesteuert werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das wenigsten eine verformbare Luftleitelement (3) eine verformbare Folie (6) oder ein verformbares Formteil zum Leiten der Luft umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage.
In Kraftfahrzeugen werden Luftausströmer eingesetzt, um Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges einzuleiten. Um den Komfort der Fahrzeuginsassen zu erhöhen, werden auch Luftausströmer eingesetzt, welche zwei Betriebsstellungen aufweisen. In einer ersten Betriebsstellung wird die Luft als Spotstrahl aus dem Luftausströmer ausgeleitet und in einer zweiten Betriebsstellung als die Diffus- oder Drallstrahl. Dadurch kann die aus dem Luftausströmer dem Innenraum des Kraftfahrzeuges zugeführt Luft den Anforderungen der Fahrzeuginsassen angepasst werden.
Die DE 10 2005 036 159 A1 zeigt eine Luftstromsteuereinheit, insbesondere für den Einsatz als Luftauslassdüse im Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges, mit mehreren beweglichen Luftleitelementen, wobei die Luftstromsteuereinheit eine konzentrische Luftströmung und/oder wenigstens eine drallartige Strahlluftspreizung erzeugt, wobei die wenigstens eine drallartige Luftströmung stufenlos eingestellt werden kann. im Inneren eines Gehäuses sind Platten mit Öffnungen eingebaut. Die Platten können dabei relativ zueinander um eine Welle verdreht werden, wobei elastische Elemente drehfest mit den jeweiligen Platten verbunden sind. Eine Drehung einer Antriebsplatte hat deshalb eine Torsion des elastischen Elementes zur Folge und erzeugt damit eine progressive Drehung der angetriebenen Platten, wobei die relative Drehung der angetriebenen Platten proportional zu ihrem Abstand zur festen Platte ist. Die Öffnungen der Platten sind dabei durch radial angeordnete Stege abgetrennt, sodass auf diese Weise ein Spotstrahl oder ein Drallstrahl erzeugt werden kann.
Aus der EP 1 782 977 A1 ist ein Luftausströmer, umfassend einen Luftkanal und mindestens eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung bekannt. Die Vorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie in einem ersten Betriebsfall einen gerichteten, strahlförmigen Luftaustritt und in einem zweiten Betriebsfall einen diffusen Luftaustritt und stetig verstellbar alle zwischen diesen beiden Betriebsfällen liegenden Betriebsfälle ermöglicht, wobei in allen Betriebsfällen ein gemeinsamer Querschnitt des Luftkanals durchströmbar ist. Dabei werden flexible Luftleitelemente, z. B. aus weichem oder elastischem Kunststoff bzw. Gummi, eingesetzt. Die Luftleitelemente werden dabei zwischen den beiden Betriebsfällen entsprechend verformt. Der Luftausströmer weist damit in nachteiliger Weise eine hohe Anzahl an Bauteile auf und ist somit aufwendig und teuer in der Herstellung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Luftausströmer und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei der die aus Auslassöffnungen ausleitbare Luftmenge für einen Spot- und einen Drallstrahl einfach mit einem geringen konstruktiven Aufwand gesteuert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Luftausströmer, insbesondere für ein Fahrzeuginnenraum-Belüftungssystem, umfassend wenigstens einen Luftkanal, wenigstens ein in dem wenigstens einen Luftkanal angeordnetes verformbares Luftleitelement, wenigstens eine Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelementes zwischen einer Spotstellung und einer Diffus- oder Drallstellung, wenigstens eine Auslassöffnung zum Ausleiten der Luft aus dem wenigstens einen Luftkanal, wobei in der Spotstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung die Luft als Spotstrahl austritt und in der Diffus- oder Drallstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung die Luft als Diffus- oder Drallstrahl austritt, wobei das wenigstens eine verformbare Luftleitelement eine verformbare Folie oder ein verformbares Formteil zum Leiten der Luft umfasst. Die Folie oder das Formteil ist damit insbesondere biegbar. Eine Folie ist ein flächiges Bauteil mit einer geringen Dicke, welches aufgrund der Dicke leicht verformt werden kann mit geringen Kräften. Ferner sind Folien in der Herstellung preiswert. In der Betriebsstellung Spotstellung des Luftausströmers und in der Betriebsstellung Diffus- oder Drallstrahl des Luftausströmers weist die Folie oder das Formteil eine unterschiedliche geometrische Anordnung innerhalb des Luftausströmers auf. Dies ist leicht von der wenigstens einen Einrichtung erreichbar, weil die Folie oder das Formteil als flächiges, leicht verformbares Bauteil nur mit geringen Kräften verformt werden kann. Außerdem kann sich die Folie oder das Formteil den Strömungserfordernissen optimal anpassen, sodass dadurch eine besonders effektive Leitung der Luft in dem Luftausströmer zwischen den verschiedenen Betriebsstellungen möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Folie oder das Formteil von wenigstens zwei Spanneinrichtungen gehalten, von denen vorzugsweise auf die Folie oder das Formteil eine Zugkraft aufbringbar ist, damit insbesondere die Folie oder das Formteil eine flächige Ausdehnung aufweist aufgrund der fehlenden Steifigkeit der Folie oder des Formteils. Die Folie oder möglicherweise das Formteil weist nur eine sehr geringe Steifigkeit auf, sodass es erforderlich ist, auf die Folie oder eventuell das Formteil eine entsprechende Zugkraft aufzubringen, damit die Folie oder unter Umständen das Formteil die flächige Ausdehnung zur Leitung der Luft aufweist. Das Formteil kann auch eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, so dass das Formteil auch ohne Zugkraft eine ausreichende flächige Ausdehnung aufweist zum Leiten der Luft.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens eine Spanneinrichtung bewegbar, um die Folie oder das Formteil zwischen der Spotstellung und der Diffus- oder Drallstellung zu bewegen. Die Folie oder das Formteil ist an der Spanneinrichtung befestigt, sodass bei einem Bewegen der Spanneinrichtung auch die Folie oder das Formteil mit bewegt wird. Zum Verstellen des Luftleitelementes von der Spotstellung in die Diffus- oder Drallstellung und umgekehrt ist es deshalb erforderlich, dass die wenigstens eine Spanneinrichtung bewegt wird. Von der wenigstens einen Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftelements wird hierzu auf die Spanneinrichtung eine entsprechende Kraft aufgebracht, sodass die Spanneinrichtung bewegt wird. Ferner ist die Spanneinrichtung entsprechend gelagert, vorzugsweise mittels eines Gleitlagers, sodass die wenigstens eine Spanneinrichtung die erforderliche Bewegung ausführt.
In einer weiteren Variante ist die wenigstens eine Spanneinrichtung von der wenigstens einen Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelementes bewegbar.
Zweckmäßig umfasst der Luftausströmer einen Innenzylinder und einen Außenzylinder und der Innenzylinder ist innerhalb eines von dem Außenzylinder eingeschlossenen Raumes angeordnet und vorzugsweise sind der Innenzylinder und Außenzylinder konzentrisch zueinander ausgerichtet.
In einer zusätzlichen Variante ist ein Luftkanal zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Folie oder das Formteil in dem Luftkanal zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder angeordnet und vorzugsweise Ist die radiale Ausdehnung der Folie oder des Formteils wesentlich größer als die tangentiale Ausdehnung der Folie oder des Formteils und die radiale und tangentiale Richtung der Ausdehnung bezieht sich auf den Innenzylinder und/oder den Außenzylinder. Die radiale Ausdehnung der Folie oder des Formteiles in dem Luftkanal ist dabei um das 2-, 5-, 10-, 15-, 20-, 30-, 40- oder 50-fache größer als die tangentiale Ausdehnung der Folie oder des Formteils. Unter radialer Ausdehnung wird dabei die maximale radiale Ausdehnung der Folie oder des Formteils verstanden und unter tangentialer Ausdehnung die maximale tangentiale Ausdehnung der Folie oder des Formteiles. Die Folie oder das Formteil ist somit in dem Luftkanal zwischen dem Innen- und Außenzylinder angeordnet, so dass eine auf der Oberfläche der Folie oder des Formteiles ungefähr senkrecht stehende Gerade im Wesentlichen der Tangente des Innen- oder Außenzylinders entspricht. Die Folie bzw. das Formteil kann somit dazu dienen, die Luft in dem Luftkanal zwischen dem Innen- und Außenzylinder während des Durchströmens eine tangentiale Bewegungskomponente zuzufügen, um die Luft in einen Drall- oder Diffusstrahl zu verwandeln. Die Luft strömt in den Luftausströmer zunächst am Anfang mit einer im Wesentlichen axialen Strömungsrichtung ein, wobei die axiale Strömungsrichtung im Wesentlichen einer gemeinsamen zentrischen Achse des Innen- und Außenzylinders entspricht. In der Diffus- oder Spotstellung der Folie bzw. des wenigstens einen Luftleitelements wird die Luft dabei in tangentialer Richtung schraubenförmig umgelenkt, sodass die Luft als Diffus- oder Drallstrahl an der Auslassöffnung des Luftausströmers ausströmt. Die tangentiale Richtung ist eine Tangente an einen zu der zentrischen Achse des Innen- und/oder Außenzylinders koaxial ausgerichteten Kreis und die radiale Richtung ist eine Richtung senkrecht zu der zentrischen Achse des Innen- und/oder Außenzylinders.
Vorzugsweise ist die radiale Ausdehnung mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° zu einer radialen Richtung des Innenzylinders und/oder des Außenzylinders ausgerichtet und/oder die tangentiale Ausdehnung ist mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° zu einer Tangente des Innenzylinders und/oder des Außenzylinders ausgerichtet.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Folie oder das Formteil elastisch und/oder die Folie ist ein Band. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Folie oder des Formteiles kann die Folie oder das Formteil zwischen den beiden Spanneinrichtungen elastisch gedehnt werden, und außerdem können bei einer Bewegung der Folie oder des Formteiles zwischen der Spotstellung und der Diffus- oder Drallstellung unterschiedliche Dehnungen zwischen den Spanneinrichtungen auftreten, die von der Folie oder dem Formteil aufgrund der elastischen Eigenschaften aufgefangen werden und trotzdem ist die Folie oder das Formteil ständig zwischen den wenigstens zwei Spanneinrichtungen gespannt, damit die Folie oder das Formteil eine flächige Ausdehnung aufweist.
Insbesondere besteht die Folie oder das Formteil wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff, Gummi oder einem, vorzugsweise thermoplastischen, Elastomer wie beispielsweise TPE, TPO, EPDM und/oder SEBS.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung beträgt die Dicke der Folie weniger als 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm, 0,2 mm, 0,1 mm, 0,05 mm oder 0,01 mm, vorzugsweise liegt die Dicke der Folie zwischen 0,5 bis 2 mm und/oder die Dicke der Folie entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der Spanneinrichtung, insbesondere des Stabes.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die wenigstens eine Spanneinrichtung ein Stab, der vorzugsweise im Wesentlichen radial in dem Luftkanal zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder ausgerichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine, insbesondere nur eine, Spanneinrichtung tangential in dem Luftkanal bewegbar und vorzugsweise legt in der Diffus- oder Drallstellung die Folie oder das Formteil auf Auflageelementen, insbesondere Auflagestäben, auf.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Folie oder das Formteil an wenigstens zwei Spanneinrichtungen fixiert und wenigstens zwei Spanneinrichtungen sind tangential in dem Luftkanal bewegbar bei einer Bewegung der wenigstens zwei Spanneinrichtungen von der Spotstellung zu der Diffus- oder Drallstellung und umgekehrt und vorzugsweise ist der von den Spanneinrichtungen von der Spotstellung zu der Diffus- oder Drallstellung zurückgelegte Weg je größer, desto näher die Spanneinrichtung an der Auslassöffnung angeordnet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Folie oder das Formteil als Luftleitelement durch den Innen- und/oder Außenzylinder geführt und endet außerhalb eines Luftkanales, welcher von dem Innen- und Außenzylinder eingeschossen ist, so dass sich auch in einer Diffus- oder Drallstellung kein Spalt bzw. Faltung zwischen dem Luftleitelement und dem Innen und/oder Außenzylinder bildet. Die Folie oder das Formteil ist damit an der Spanneinrichtung radial außerhalb des Außenzylinders an der Spanneinrichtung befestigt und/oder radial innerhalb des Innenzylinders an der Spanneinrichtung befestigt. Der Innen- und/oder Außenzylinder weist eine hierfür ausgebildete Ausnehmung zum Durchführen der Folie oder des Formteiles auf.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst der Luftausströmer ein Gehäuse.
In einer ergänzenden Ausführungsform dient der von dem Innenzylinder eingeschlossene Raum als Luftkanal zum Ausleiten der Luft als Spotstrahl. Vorzugsweise ist dabei in dem Luftkanal, welcher von dem Innenzylinder eingeschlossen ist, eine Luftklappe angeordnet zum Öffnen und Schließen des von dem Innenzylinder eingeschlossenen Luftkanals. Die Luftklappe kann dabei auch dahingehend angeordnet sein, dass diese nicht in dem Raum innerhalb des Innenzylinders, sondern vor dem Innenzylinder in einem entsprechenden Zuströmraum angeordnet ist und in dem Zuströmraum die durch den Zuströmraum durchgeleitete Luft ausschließlich durch den Luftkanal geleitet wird, welche von dem Innenzylinder eingeschlossen ist.
In einer zusätzlichen Ausführungsform besteht der Luftausströmer wenigstens teilweise, insbesondere vollständig aus Kunststoff.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Stab und/oder das wenigstens eine Auflageelement und/oder die wenigstens eine Spanneinrichtung Bestandteil des wenigstens einen Luftleitelementes.
In einer zusätzlichen Ausführungsform besteht die wenigstens eine Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelements und/oder das wenigstens eine Luftleitelement und/oder der Innenzylinder und/oder der Außenzylinder und/oder das Gehäuse und/oder ein Stellzylinder und/oder die wenigstens eine Spanneinrichtung, insbesondere ein Stab, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig aus Kunststoff.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Stellzylinder konzentrisch zu dem Innenzylinder und/oder zu dem Außenzylinder ausgerichtet.
Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage wenigstens einen in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Luftausströmer umfasst.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Kältemittelverdampfer und/oder ein Gebläse und/oder eine Heizeinrichtung und/oder einen Luftfilter.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Luftausströmers in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine perspektivische Ansicht eines Zylinders mit Luftleitelementen des Luftausströmers gemäß 1,
3 eine Draufsicht des Zylinders mit nur einem Luftleitelement des Luftausströmers gemäß 1 in einer Diffus- oder Drallstellung,
4 eine Draufsicht des Zylinders mit einem Luftleitelement des Luftausströmers gemäß 1 in einer Spotstellung,
5 eine perspektivische Ansicht des Luftausströmers in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 eine perspektivische Ansicht des Zylinders mit Luftleitelementen des Luftausströmers gemäß 5 ohne Außenzylinder,
7 einen Querschnitt des Luftausströmers gemäß 5 mit einer Einrichtung zum Verformen der Luftleitelemente,
8 eine Draufsicht auf die Einrichtung zum Verformen der Luftleitelemente gemäß 7 in einer Spotstellung der Luftleitelemente,
9 eine Draufsicht auf die Einrichtung zum Verformen der Luftleitelemente gemäß 7 in einer Diffus- oder Drallstellung der Luftleitelemente,
10 einen Schnitt durch eine Folie als Luftleitelement und zwei Stäbe in einem ersten Ausführungsbeispiel,
11 einen Schnitt durch die zweilagige Folie als Luftleitelement mit Verbindungsstegen und mehreren Stäben in einen ersten Ausführungsbeispiel,
12 einen Schnitt durch die zweilagige Folie als Luftleitelement mit Verbindungsstegen und zwei Stäben in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
13 einen Schnitt durch ein Formteil als Luftleitelement und zwei Stäbe in einem ersten Ausführungsbeispiel und
14 einen Schnitt durch das Formteil als Luftleitelement und mehrere Stäbe in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In den 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Luftausströmers 1 dargestellt. Der Luftausströmer 1 dient dazu, Luft aus einer Kraftfahrzeugklimaanlage in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges einzuleiten. Dabei kann die Luft mittels des Luftausströmers 1 in einem Spot- oder in einem Diffus oder Drallstrahl in den Innenraum eingeleitet werden, so dass der Komfort der Fahrzeuginsassen erhöht wird, weil die von dem Luftausströmer 1 ausgeleitete Luft den individuellen Anforderungen der Fahrzeuginsassen anpasst werden kann.
Der Luftausströmer 1 weist einen Innenzylinder 10 und einen Außenzylinder 11 aus Kunststoff auf. Der Innen- und Außenzylinder 10, 11 sind dabei konzentrisch zueinander bzw. mit einer gemeinsamen zentrischen Achse, d. h. koaxial zueinander, ausgerichtet. Der Zwischenraum zwischen dem Innenzylinder 10 und dem Außenzylinder 11 dient dabei als Luftkanal 2 zum Durchleiten von Luft. Innerhalb des Luftkanals 2 sind dabei verformbare Luftleitelemente 3 angeordnet. Die Luftleitelemente 3 umfassen dabei eine Folie 6 in der Geometrie eines Bandes 7. Die Folie 6 besteht dabei aus einem elastischen Kunststoff oder Gummi und ist an den Enden an Spanneinrichtungen 8, die als Stäbe 9 ausgebildet sind, befestigt. Auf die Folie 6 wird dabei von den beiden Spanneinrichtungen 8, die an dem Ende des Bandes 7 angeordnet sind, eine Zugkraft aufgebracht, sodass die Folie 6 gespannt ist und eine flächige Ausdehnung aufweist. In dem Luftkanal 2 sind dabei fünf Folien 6 bzw. Bänder 7 angeordnet. In 3 und 4 ist nur eine Folie 6 dargestellt. 3 zeigt dabei eine Diffus- oder Drallstellung des Luftleitelementes 3 und 4 eine Spotstellung des Luftleitelementes 3. In der Spotstellung des Luftleitelementes 3, d. h. unter anderem auch der Folie 6, ist die Folie 6 im Wesentlichen parallel zu einer zentrischen Achse des Innen- und Außenzylinders 10, 11 ausgerichtet, sodass beim Durchströmen der Luft durch den Luftkanal 2 von der Folie 6 im Wesentlichen keine Umlenkung der Luft erfolgt. In der Spotstellung ist die Folie 6 zwischen den beiden Spanneinrichtungen 8, jeweils als Stab 9 ausgebildet, eingespannt.
Innerhalb des Luftkanals 2 sind außerdem als Auflagestäbe 13 ausgebildete Auflageelemente 12 angeordnet. In der Spotstellung der Folie 6 liegt dabei die Folie 6 nicht auf den Auflageelementen 12 auf (4). Die Stäbe 9 und die Auflagestäbe 13 sind dabei an dem Innenzylinder 10 und dem Außenzylinder 11 fixiert und können dabei nicht bewegt werden. Lediglich der in Strömungsrichtung der Luft als letzte ausgerichtete Stab 9 bzw. Spanneinrichtung 8, welche in 3 und 4 ganz oben dargestellt ist, ist dabei beweglich. Hierzu weist sowohl der Innenzylinder 10 eine tangentiale Nut 15 als auch der Außenzylinder 11 eine tangentiale Nut 14 auf (1 bis 4). Der Innen und/oder Außenzylinder 10, 11 ist dabei vorzugsweis zweiteilig und die beiden Teile sind in 3 und 4 durch eine strichliert dargestellte Linie voneinander abgetrennt, so dass der Stab zuerst in die Nut 15 eingebracht werden kann und anschließend das zweite, in 3 und 4 oben dargestellte Teil an dem ersten, unten dargestellten Teil befestigt werden kann. Konzentrisch um den Außenzylinder 11 ist eine Einrichtung 4 zum Verformen des Luftleitelementes 3 angeordnet. Diese Einrichtung 4 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Von der Einrichtung 4 können die fünf beweglichen Stäbe 9 in tangentialer Richtung bewegt werden, wobei diese beweglichen Stäbe 9 vorzugsweise zentrisch im Bereich der gemeinsamen Achse des Innen- und Außenzylinders 10, 11 miteinander verbunden sind. Von der Einrichtung 4 ist somit auf einem oder mehreren der Stäbe 9, welche aus dem Außenzylinder 11 herausstehen, eine entsprechende Kraft aufzubringen, sodass sich diese Stäbe 9 von der Position gemäß 4 als Spotstellung in die Position gemäß 3 als die Diffus- oder Drallstellung bewegen. Da an dem Stab 9 die Folie 6 fixiert ist, bewegt sich auch die Folie 6 mit und bewegt sich zu der Diffus- oder Drallstellung. Während der Bewegung der Folie 6 von der Spotstellung gemäß 4 in die Drall- oder Diffusstellung gemäß 3 kommt dabei die Folie 6 auf den Auflagestäben 13 zum Aufliegen. Die Auflagestäbe 13 dienen damit dazu, eine bestimmte geometrische Ausrichtung der Folie 6 zwischen den beiden Spanneinrichtungen 8 herzustellen. Hierdurch kann eine Geometrie der Folie 6 erreicht werden, die möglichst optimal einen Diffus- oder Drallstrahl an einer Auslassöffnung 21 an dem Luftkanal 2 ermöglicht. Hierbei sind auch beliebige Zwischenstellungen zwischen der Spotstellung gemäß 4 und der Diffus- oder Drallstellung gemäß 3 möglich. Zum Bewegen der Folie 6 von der Diffus- oder Drallstellung gemäß 3 in die Spotstellung gemäß 4 brauchen lediglich die fünf Spanneinrichtungen 6, welche in 3 und 4 ganz oben dargestellt (in 3 und 4 ist nur eine Spanneinrichtung 8 dargestellt) sind, wieder zurückbewegt werden. Ein Hebel oder ein Mechanismus (nicht dargestellt) ermöglicht es dabei, dass der Fahrzeuginsasse auf die Einrichtung 4 eine entsprechende Kraft zum Verstellen der Luftleitelemente 3 von der Spotstellung zu der Diffus- oder Drallstellung und umgekehrt aufbringt. Der Luftnusströmer 1 weist ferner ein nicht dargestelltes Gehäuse aus Kunststoff aus, innerhalb dessen sowohl der Innen- und Außenzylinder 10, 11 als auch die Einrichtung 4 angeordnet ist.
In den 5 bis 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Luftausströmers 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 beschrieben. In dem von dem Innenzylinder 10 und dem Außenzylinder 11 eingeschlossenen Luftkanal 2 ist in analoger Weise zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine elastische Folie 6 aus Gummi als Luftleitelement 3 angeordnet. Dabei sind insgesamt fünf Folien 6 in dem Luftkanal 2 positioniert. Die Folie 6 ist dabei an mehreren Stäben 9 als Spanneinrichtungen 8 fixiert. Der Luftausströmer 1 weist dabei keine Auflagestäbe 13 bzw. Auflageelemente 12 auf, d. h., sämtliche Stäbe 9 sind mit der Folie 6 fest verbunden. Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 bis 9 können sämtliche Stäbe 9, abgesehen von dem jeweils ersten Stab 9 in Strömungsrichtung der Luft, bewegt werden. In den 5 bis 6 ist die Diffus- oder Drallstellung der Luftleitelemente 3 abgebildet. Abweichend hiervon können in einem nicht dargestellten zusätzlichen Ausführungsbeispiel sämtliche Stäbe 9, abgesehen von dem jeweils letzten Stab 9 in Strömungsrichtung der Luft, bewegt werden.
Um im Wesentlichen sämtliche Stäbe 9 bewegen zu können, weist der Innenzylinder 10 Öffnungen 16 (7) auf, in denen jeweils ein Stab 9 angeordnet ist. Die Öffnungen 16 sind in 5 und 6 nicht dargestellt. Außer dem weißt der Außenzylinder 11 Nuten 14 auf, innerhalb denen jeweils ein Stab 9 angeordnet ist. Die Nuten 14 sind dabei in 5 nicht abgebildet. Konzentrisch um den Außenzylinder 11 ist im zweiten Ausführungsbeispiel ein Stellzylinder 17 (nur in 7 bis 9 dargestellt) angeordnet. Der Stellzylinder 17 dient dabei als Einrichtung 4 zum Verformen der Luftleitelemente 3. Der Stellzylinder 17 kann dabei um eine gemeinsame Achse 22 des Innen- und Außenzylinders 10, 11 in eine Rotationsbewegung versetzt werden, sodass dadurch die Stäbe 9 von dem Stellzylinder 17 mitbewegt werden können (7). In 7 ist eine Spotstellung der Stäbe 9 dargestellt und in strichlierter Darstellung sind die Stäbe 9 in der Diffus- oder Drallstellung abgebildet. Bei einem Bewegen des Stellzylinders 17 von der Darstellung in 7 in Richtung des Uhrzeigersinns können somit von dem Stellzylinder 17 die Stäbe 9 mit bewegt werden, sodass aufgrund der Fixierung der Folien 6 an den Stäben 9 auch die Folie 6 als Luftleitelement 3 mit bewegt wird.
Der Stellzylinder 17 weist dabei fünf Aussparungen 18 auf und innerhalb der Aussparung 18 sind dabei sämtliche Stäbe 9 angeordnet, welche an einer Folie 6 bzw. einem Band 7 fixiert sind. In 8 ist eine Draufsicht der Aussparung 18 des Stellzylinders 17 in der Spotstellung der Luftleitelemente 3 abgebildet und in 9 die Diffus- oder Drallstellung der Luftleitelemente 3. In der Spotstellung sind die Stäbe 9 nacheinander in einer Richtung 19 der gemeinsamen Achse 22 oder in einer Einströmrichtung 20 der Luft zueinander ausgerichtet. Dadurch wird beim Durchströmen der Luft durch den Luftkanal 2 die Luft von der Folie 6 nicht umgelenkt. Bei einem Bewegen des Stellzylinders 8 kommen die Stäbe 9 mit den Begrenzungswandungen der Aussparung 18 auf der rechten Seite gemäß der Darstellung in 8 und 9 in Kontakt, sodass dadurch die Stäbe 9 bewegt werden, wobei aufgrund der Lagerung der Stäbe 9 in den Öffnungen 16 des Innenzylinders 10 diese Bewegung entsprechend möglich ist. Auch die Nuten 14 in dem Außenzylinder 11 ermöglichen diese Bewegung der Stäbe 9. Aufgrund der Geometrie der Aussparung 18 werden in der Diffus- oder Drallstellung die Stäbe 9 in die Position gemäß der Darstellung in 9 bewegt. Dabei führen die Stäbe 9 an dem Außenzylinder 11 bzw. an dem Stellzylinder 17 nicht nur eine ausschließlich tangentiale Bewegungskomponente aus, sondern auch eine Bewegungskomponente, die entgegengesetzt einer Einströmrichtung 20 der Luft ausgerichtet ist. Es tritt somit eine axiale Verkürzung auf, d. h. der axiale Abstand in Richtung der Achse 22 oder der Einströmrichtung 20 der Luft bzw. einer Richtung 19 der gemeinsamen Achse 22, die in 8 und 9 dargestellt sind, verkürzt sich zwischen dem in 8 ganz oben dargestellten Stab 9 und dem in 8 ganz unten dargestellten Stab 9, so dass in 9 der axiale Abstand zwischen dem obersten und untersten Stab 9 in 9 kleiner ist als in 8. Hierzu weisen die in 9 strichliert dargestellten Nuten 14 des Außenzylinders 11 eine entsprechende Ausrichtung auf, sodass bei der Bewegung der Stäbe 9 von der Spotstellung in die Diffusstellung die Stäbe sowohl eine tangentiale Bewegungskomponente als auch eine axiale Bewegungskomponente aufweisen, die entgegengesetzt der Einströmrichtung 20 der Luft ausgerichtet ist. Damit bleibt der Abstand zwischen den einzelnen Stäben 9 sowohl in der Spotstellung als auch in der Diffus- oder Drallstellung im Wesentlichen konstant und damit auch die Dehnung der Folie 6 zwischen den Stäben 9. Zum Bewegen der Stäbe 9 bzw. der Luftleitelemente 3 von der Diffus- oder Drallstellung in die Spotstellung wird lediglich der Stellzylinder 17 in einer entgegengesetzt gerichteten Richtung bewegt.
In 5 und 6 ist ferner erkennbar, dass die Stäbe 9 als Spanneinrichtungen 8 auf der gegenüberliegenden Seite der Folie 6 angeordnet sind, auf welcher die Luft in der Diffus- oder Drallstellung auf der Folie 6 auftrifft.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, das im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 bis 9 entspricht, werden bei der Bewegung der Stäbe 9 zwischen der Spotstellung und der Diffus- oder Drallstellung die Stäbe 9 dahingehend bewegt, dass keine axiale Verkürzung oder Verlängerung zwischen der Spotstellung und der Diffus- oder Drallstellung eintritt. Bei einer derartigen Ausrichtung sind dabei die Nuten 14 am Außenzylinder 11 ausschließlich tangential ausgerichtet und der Abstand zwischen den Stäben 9 ist dabei in der Diffus- oder Drallstellung größer als in der Spotstellung.
In den 10 bis 14 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für das Luftleitelement 3 dargestellt, wobei dies in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsachse der Stäbe 9 bzw. Auflageelemente 12 abgebildet ist. In den 10 bis 12 ist das Luftleitelement 3 als eine Folie 6 oder ein Band 7 ausgebildet. Die Folie 6 ist in 10 einlagig zwischen den beiden Stäben 9 als Spanneinrichtungen 8 ausgebildet und in 11 und 12 zweilagig. Dabei sind die beiden Lagen der Folie 6 in 11 und 12 mit Verbindungsstegen 25 aus der Folie 6 miteinander verbunden. Dadurch bilden sich zwischen den beiden außenseitigen Folien 6 und den Verbindungsstegen 25 Taschen 26 zur Aufnahme der Stäbe 9 aus. In dem ersten Ausführungsbeispiel in 11 ist die Länge der verschiedenen Verbindungsstege 25 im Wesentlichen gleich, so dass die beiden außenseitigen Folien 6 zum Leiten der Luft den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Das in 12 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel zeigt die beiden außenseitigen Folien 6 in einem unterschiedlichen Abstand aufgrund von Verbindungsstegen 25 in einer unterschiedlichen Länge. Die in 11 und 12 dargestellte zweilagige Folie 6 kann auch keine Verbindungsstege 25 aufweisen (nicht dargestellt).
In 13 und 14 ist ein Formteil 23 als Luftleitelement 3 dargestellt. Das Formteil 23 besteht aus einem thermoplastischen Elastomer und ist damit sowohl verformbar als auch elastisch. Das in 13 dargestellte Formteil 23 weist in der Mitte zwischen den beiden Stäben 9 eine größere Dicke auf als den beiden Stäben 9, so dass bei einem Dehnen des Formteiles 23 bei einem Auseinanderbewegen der beiden Stäbe 9 sich die größere Dicke in der Mitte des Formteiles 23 vermindert. In 14 sind an dem Formteil 23 mehrere Stäbe 9 befestigt. Die beiden Stäben 9 am Ende des Formteiles 23 sind mittels Taschen 26 befestigt, wobei die Tasche 26 von der Folie 6 und dem Formteil 23 gebildet ist. Die drei zwischen den beiden Enden des Formteiles 23 angeordneten Stäbe 9 sind in Nuten 24 des Formteiles 23 form- und/oder kraftschlüssig gehalten, wobei die Nuten 24 an nur einer Seite des Formteiles 23 ausgebildet sind. Das Formteil 23 weist an den Nuten 24 eine geringe Dicke auf, so dass sich an dem Formteil 23 im Bereich der Nuten ein Filmscharnier bildet. Die Nuten 24 können an dem Formteil 23 auch beidseitig (nicht dargestellt), mit oder ohne Versatz zueinander, ausgebildet sein.
In zwei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Stäbe 9 an dem Formteil 23 gemäß der Darstellung in 13 und 14 stoffschlüssig befestigt sein. Hierzu werden zuerst die Stäbe 9 aus einem harten thermoplastischen Kunststoff mit Spritzgießen mit einem ersten Spritzgusswerkzeug hergestellt und anschließend das Formteil 23 in einem zweiten darauffolgenden Arbeitsgang aus einem weichen thermoplastischen Elastomer mit Spritzgießen mit einem zweiten Spritzgusswerkzeug hergestellt, so dass die zuerst hergestellten Stäbe 9 von dem thermoplastischen Elastomer für das Formteil 23 umspritzt werden und damit die Stäbe 9 mit dem Formteil 23 stoffschlüssig verbunden werden. Die Geometrie des Formteils 23 entspricht dabei im Wesentlichen den in 13 und 14 dargestellten Formteilen 23, abgesehen von den Taschen 26 und den Nuten 24, welche aufgrund der formschlüssigen Verbindung der Stäbe 9 mit dem Formteil 23 nicht erforderlich sind.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Luftausströmer 1 und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wesentliche Vorteile verbunden. Der Luftausströmer 1 ermöglicht das Ausströmen der Luft sowohl in einem Spotstrahl als auch in einem Diffus- oder Drallstrahl. Der Luftausströmer 1 ist dabei konstruktiv einfach mit nur wenigen Bauteilen ausgebildet und ferner ist die Geometrie der Luftleitelemente 3 optimal an die Strömungserfordernisse angepasst. Damit kann mit einem geringen technischen Aufwand und damit preiswert in der Herstellung ein effektiver Luftausströmer 1 zur Verfügung gestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Luftausströmer
2: Luftkanal
3: Luftleitelement
4: Einrichtung zum Verformen des Luftleitelementes
5: Auslassöffnung
6: Folie
7: Band
8: Spanneinrichtung
9: Stab
10: Innenzylinder
11: Außenzylinder
12: Auflageelement
13: Auflagestab
14: Nut in Außenzylinder
15: Nut in Innenzylinder
16: Öffnung in Innenzylinder
17: Stellzylinder
18: Aussparung in Stellzylinder
19: Richtung der gemeinsamen Achse
20: Einströmungsrichtung der Luft
21: Auslassöffnung
22: Achse
23: Formteil
24: Nut in Formteil
25: Verbindungssteg
26: Tasche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005036159 A1 [0003]
EP 1782977 A1 [0004]

Claims

Luftausströmer (1), insbesondere für ein Fahrzeuginnenraum-Bellüftungssystem, umfassend – wenigstens einen Luftkanal (2), – wenigstens ein in dem wenigstens einen Luftkanal (2) angeordnetes verformbares Luftleitelement (3), – wenigstens eine Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelementes (3) zwischen einer Spotstellung und einer Diffus- oder Drallstellung, – wenigstens eine Auslassöffnung (5) zum Ausleiten der Luft aus dem wenigstens einen Luftkanal (2), wobei in der Spotstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung (5) die Luft als Spotstrahl austritt und in der Diffus- oder Drallstellung aus der wenigstens einen Auslassöffnung (5) die Luft als Diffus- oder Drallstrahl austritt, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine verformbare Luftleitelement (3) eine verformbare. Folie (6) oder ein verformbares Formteil (23) zum Leiten der Luft umfasst.
Luftausströmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) oder das Formteil (23) von wenigstens zwei Spanneinrichtungen (8) gehalten ist, von denen vorzugsweise auf die Folie (6) oder das Formteil (23) eine Zugkraft aufbringbar ist, damit insbesondere die Folie (6) oder das Formteil (23) eine flächige Ausdehnung aufweist aufgrund der fehlenden Steifigkeit der Folie (6) oder des Formteils (23).
Luftausströmer nach 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spanneinrichtung (8) bewegbar ist, um die Folie (6) oder das Formteil (23) zwischen der Spotstellung und der Diffus- oder Drallstellung- zu bewegen.
Luftausströmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spanneinrichtung (8) von der wenigstens einen Einrichtung zum Verformen des wenigstens einen Luftleitelementes (3) bewegbar ist.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausströmer (1) einen Innenzylinder (10) und einen Außenzylinder (11) umfasst und der Innenzylinder (10) innerhalb eines von dem Außenzylinder (11) eingeschlossenen Raumes angeordnet ist und vorzugsweise der Innenzylinder (10) und Außenzylinder (11) konzentrisch zueinander ausgerichtet sind.
Luftausströmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkanal (2) zwischen dem Innenzylinder (10) und dem Außenzylinder (11) ausgebildet ist.
Luftausströmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) oder das Formteil (23) in dem Luftkanal (2) zwischen dem Innenzylinder (10) und dem Außenzylinder (11) angeordnet ist und vorzugsweise die radiale Ausdehnung der Folie (6) oder des Formteils (23) wesentlich größer ist als die tangentiale Ausdehnung der Folie (6) oder des Formteils (23) und die radiale und tangentiale Richtung der Ausdehnung sich auf den Innenzylinder (10) und/oder den Außenzylinder (11) bezieht.
Luftausströmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° zu einer radialen Richtung des Innenzylinders (10) und/oder des Außenzylinders (11) ausgerichtet ist und/oder die tangentiale Ausdehnung mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° zu einer Tangente des Innenzylinders (10) und/oder des Außenzylinders (11) ausgerichtet ist.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) oder das Formteil (23) elastisch ist und/oder die Folie ein Band (7) ist.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) oder das Formteil (23) aus Kunststoff, Gummi, einem, vorzugsweise thermoplastischen, Elastomer, TPE, TPO, EPDM oder SEBS besteht.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Folie (6) weniger als 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm, 0,2 mm, 0,1 mm, 0,05 mm oder 0,01 mm beträgt.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spanneinrichtung (8) ein Stab (9) ist der vorzugsweise im Wesentlichen radial in dem Luftkanal (2) zwischen dem Innenzylinder (10) und dem Außenzylinder (11) ausgerichtet ist.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spanneinrichtung (8) tangential in dem Luftkanal (2) bewegbar ist und vorzugsweise in der Diffus- oder Drallstellung die Folie (6) oder das Formteil (23) auf Auflageelementen (12), insbesondere Auflagestäben (13), aufliegt.
Luftausströmer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) oder das Formteil (23) an wenigstens zwei Spanneinrichtungen (8) fixiert ist und wenigstens zwei Spanneinrichtungen (8) tangential in dem Luftkanal (2) bewegbar sind bei einer Bewegung der wenigstens zwei Spanneinrichtungen (8) von der Spotstellung zu der Diffus- oder Drallstellung und umgekehrt und vorzugsweise der von den Spanneinrichtungen (8) von der Spotstellung zu der Diffus- oder Drallstellung und umgekehrt zurückgelegte Weg je größer ist, desto näher die Spanneinrichtung (8) an der Auslassöffnung (5) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage mit wenigstens einem Luftausströmer (1), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Luftausströmer (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.