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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftausströmeranordnung für eine Belüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, welche insbesondere zur Regulierung und Beeinflussung eines in die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs einströmenden Luftstroms ausgebildet ist.
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Luftausströmeranordnungen bzw. Belüftungsdüsen sind für den Kraftfahrzeug-Innenraum hinlänglich bekannt. Mittels einer oder mehrerer, bevorzugt in der Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs eingelassener Luftausströmeranordnungen können die Fahrgäste des Kraftfahrzeugs sowohl die Luftmenge, als auch die Strömungsrichtung der in die Fahrgastzelle einströmenden Luft individuell verändern. Wenngleich die einströmende Luftmenge über ein Gebläse der Belüftungseinrichtung veränderbar ist, kann auch mittels der Luftausströmeranordnung selbst die Strömungscharakteristik des in die Fahrgastzelle einströmenden Luftstroms verändert werden.
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Luftausströmeranordnungen können zum Beispiel mehrere Lamellen aufweisen, mittels derer der über das Gebläse erzeugte Luftstrom in unterschiedliche Richtungen gelenkt werden kann. Bei vorgegebener Gebläseleistung besteht jedoch insbesondere bei extremen klimatischen Bedingungen seitens der Fahrgäste der Wunsch, nicht nur die Richtung, sondern auch die Intensität bzw. die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms individuell an der Luftausströmeranordnung regeln zu können. Vor diesem Hintergrund ist es erstrebenswert, den frei durchströmbaren Querschnitt der Luftausströmeranordnung, etwa zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zugeführter Luft, sowie zur Herbeiführung einer gebündelten oder räumlich fokussierten Anströmung, zu verringern.
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So ist beispielsweise aus der
DE 197 39 652 A1 eine Belüftungseinrichtung mit einem einen Ausströmbereich aufweisenden Gehäuse bekannt, in welchem eine Luftleiteinrichtung und eine Drosseleinrichtung vorgesehen sind. Die Drosseleinrichtung weist hierbei zwei Drosselelemente auf, die relativ zueinander beweglich sind, wobei durch ein Bewegen der Drosselelemente relativ zueinander ein Austrittsquerschnitt variiert werden kann, ohne dass die Strömungsrichtung der austretenden Luft verändert wird.
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Demgegenüber liegt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Luftausströmeranordnung bereitzustellen, die es dem Anwender ermöglicht, die Strömungscharakteristik, insbesondere eine räumliche Bündelung oder Aufweitung des Luftstromes gezielt und kontrolliert einstellen zu können. Darüber hinaus soll die Luftausströmeranordnung eine Gewichtsreduzierung bereitstellen und einen möglichst einfachen sowie konstengünstig zu implementierenden Aufbau aufweisen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Luftausströmeranordnung nach Patentanspruch 1, mit einer Belüftungseinrichtung gemäß Patentanspruch 11 sowie mit einem Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 12 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
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Die insoweit vorgesehene Luftausströmeranordnung ist für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Sie weist ein eine Ausströmfläche aufweisendes Gehäuse auf. Das Gehäuse, welches einen Strömungskanal für die über die Ausströmfläche austretende Luftströmung bereitstellt, ist strömungstechnisch mit einem Gebläse einer Belüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs verbindbar. Die Luftausströmeranordnung ist mit ihrer Ausströmfläche typischerweise in die Innenraumverkleidung des Kraftfahrzeugs, insbesondere in die Armaturentafel integrierbar.
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Stromaufwärts der Ausströmfläche weist die Luftausströmeranordnung zumindest eine in eine Gehäusewand integrierte, schwenkbar gelagerte Klappe auf. Diese zumindest eine Klappe erfüllt bevorzugt eine Doppelfunktion. Zum einen kann sie den Strömungsquerschnitt des Gehäuses zur Veränderung der Strömungscharakteristik der Luftströmung gezielt verändern. Zum anderen kann die Klappe auch eine Schließfunktion für die Luftausströmeranordnung bereitstellen und demgemäß den gesamten Strömungsquerschnitt des Gehäuses verschließen.
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Die Klappe kann insoweit sowohl als Schließklappe als auch als Drosselklappe fungieren. Indem die Klappe selbst in die Gehäusewand des Gehäuses eingelassen bzw. integriert ist, kann sie als Teil der Gehäusewand ausgebildet sein und eine dementsprechend platzsparende sowie gewichtseinsparende Ausgestaltung der Luftausströmeranordnung ermöglichen.
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So kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung die Klappe in einer Öffnungsstellung eine in der Gehäusewand ausgebildete Öffnung verschließen. Mit anderen Worten kann die die Klappe aufnehmende Gehäusewand eine Öffnung aufweisen, die der geometrischen Ausgestaltung und Ausdehnung der schwenkbar gelagerten Klappe entspricht. Die Klappe bildet somit zumindest in Öffnungsstellung befindlich einen integralen Bestandteil der Gehäusewand. Sie ist in Öffnungsstellung in diese weitgehend flächenbündig integriert, wobei mit einer Öffnungsstellung vorliegend eine Klappenkonfiguration gemeint ist, in welcher die Klappe den von Luft durchströmbaren Querschnitt des Gehäuses strömungstechnisch freigibt und nicht oder nur unmerklich verengt.
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Verschwenkt die Klappe aus ihrer Öffnungsstellung zumindest bereichsweise in den von Luft durchströmbaren Innenraum des Gehäuses, gibt sie die gehäusewandseitig ausgebildete Öffnung zumindest bereichsweise frei. Sie befindet sich dann in einer Zwischenstellung, im Extremfall in einer Schließstellung.
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Insoweit ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass die zumindest eine Klappe in einer Zwischen- oder Schließstellung die Öffnung der Gehäusewand freigebend in den von Luft durchströmbaren Innenraum des Gehäuses zumindest bereichsweise hineinragt. Die Klappe bewirkt hierbei eine Verjüngung des von Luft beaufschlagbaren Strömungsquerschnitts des Gehäuses, wodurch die Strömungscharakteristik der über die Ausströmfläche ausströmenden Luft gezielt verändert, insbesondere räumlich gebündelt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist hierbei ferner vorgesehen, dass die Klappe an einem der Ausströmfläche des Gehäuses abgewandten Rand der Öffnung der Gehäusewand schwenkbar gelagert ist. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass die Klappe ferner eine luftleitende Funktion übernimmt und als eine Art Luftleitblech fingiert. Aufgrund ihrer schwenkbaren Lagerung im Bereich der Gehäusewand kann die zumindest eine Klappe mit ihrem der Schwenkachse abgewandten freien Ende sowohl in den Gehäuseinnenraum als auch in Strömungsrichtung weisen.
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Die Schwenkachse der Klappe erstreckt sich bevorzugt über ihre gesamte Länge in der Gehäusewand. In ihrer in die Gehäusewand integrierten Öffnungsstellung ist die Klappe somit annähernd wirkungslos und führt zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung oder Veränderung des durch die Luftausströmeranordnung strömenden Luftstroms.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Klappe dazu ausgebildet, in ihrer Schließstellung den Innenquerschnitt des Gehäuses zu verschließen. Insoweit kann die Klappe nicht nur die Strömungscharakteristik und die räumliche Ausdehnung des zugeführten Luftstroms, sondern auch die über die Ausströmfläche strömende Luftmenge regulieren. Die Klappe ist hierbei an die Geometrie des Gehäuseinnenraums derart angepasst, dass sie in Schließstellung den gesamten Innenquerschnitt des Gehäuses abdichtet.
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In bevorzugter Ausgestaltung sind zumindest zwei, an zueinander gegenüberliegenden Gehäusewänden angeordnete Klappen vorgesehen, die in Öffnungsstellung jeweils in die gegenüberliegenden Gehäusewände des Gehäuses integriert, in ihrer Zwischen- oder Schließstellung jedoch in den Gehäuseinnenraum hineinragen, um die Luftmenge und/oder die Strömungscharakteristik der Luftströmung gezielt zu verändern.
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Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Klappen in Schließstellung mit ihren in den Innenraum des Gehäuses hineinragenden freien Enden zueinander abdichtend zur Anlage bringbar sind. Die freien Enden der Klappen gelangen hierbei bevorzugt in etwa mittig zwischen den gegenüberliegenden Gehäusewänden des Gehäuses aneinander zur Anlage, sodass bei einer Bewegung der Klappen lediglich die Strömungsgeschwindigkeit sowie die räumliche Ausdehnung der Strömung, nicht aber die Strömungsrichtung eine wesentliche Änderung erfahren.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die zumindest eine Klappe ferner ein schnabelartig ausgebildetes freies Ende aufweisen, welches sich in Schließstellung der Klappe im Wesentlichen parallel zur Ausrichtung der Gehäusewand, an welcher die jeweilige Klappe schwenkbar gelagert ist oder welche der Klappe gegenüberliegt, erstreckt. Durch eine schnabelartig nach außen, zur Gehäusewandöffnung ragenden Ausgestaltung der freien Enden kann ferner eine Vergrößerung der wechselseitigen Anlagefläche der miteinander abdichtend in Kontakt bringbaren Klappen und einer gegenüberliegenden Gehäusewand erreicht werden. Bei einer Ausgestaltung mit zwei Klappen ist vorgesehen, dass die Klappen mit ihren schnabelartig umgebogenen freien Enden abdichtend zur Anlage bringbar sind.
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Während sich die zumindest eine Klappe, bevorzugt zwei Klappen in ihrer Zwischen- oder Schließstellung im Wesentlichen schräg zur Luftströmung bzw. schräg zur Gehäusewand erstrecken, können die freien Enden der Klappen im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung der Luft ausgerichtet sein. Insoweit kann die Klappenanordnung eine in Strömungsrichtung verjüngende düsenartige Ausgestaltung bereitstellen, welche aufgrund der sich zwischen den Klappen erhöhenden Strömungsgeschwindigkeit die Entstehung eines die Klappen zusammenhaltenden hydrodynamischen Drucks begünstigt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Klappen synchron miteinander gekoppelt. Es ist insoweit eine mechanisch-kinematische Ansteuerung für die Klappen vorgesehen, die gleichermaßen mit beiden Klappen in Wechselwirkung steht. Beispielsweise können die Klappen im Bereich ihrer Schwenkachsen zumindest ein Zahnrad aufweisen, welches mit einem manuell betätigbaren Klappenantrieb in Wirkverbindung steht. Zur Kraft- oder Drehmomentübertragung auf die Klappen können zum Beispiel miteinander verbundene, mit jeweiligen Zahnrädern der Klappenwellen kämmende Zahnstangen vorgesehen sein, welche antriebsseitig mit einem etwa von einem Anwender betätigbaren, im Bereich der Ausströmfläche angeordneten Stellglied in unmittelbarer Wirkverbindung steht.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Luftausströmeranordnung stromabwärts der zumindest einen Klappe schwenkbar gelagerte und parallel zueinander angeordnete Lamellen auf, mittels welchen die Strömungsrichtung austretender Luft gezielt verändert werden kann. Die Lamellen sind hierbei bevorzugt im Bereich der Ausströmfläche der als Luftaustrittsdüse ausgebildeten Luftausströmeranordnung vorgesehen. Es können hierbei eine oder mehrere Ebenen von Lamellen vorgesehen werden, die jeweils über den gesamten Strömungsquerschnitt der Luftausströmeranordnung verteilt angeordnet und bewegungssynchronisiert miteinander gekoppelt sind.
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Mittels horizontal ausgerichteter Lamellen kann zum Beispiel die Höhe des Luftstroms, mittels vertikal ausgerichteter Lamellen eine auf die Fahrzeugquerrichtung bezogene Richtung des Luftstroms gezielt verändert werden. Die den Luftausströmerlamellen in Strömungsrichtung vorgelagert angeordneten Klappen können in einer Zwischenstellung den durchströmbaren Querschnitt des Gehäuses der Luftausströmeranordnung derart verändern, dass lediglich ein mittiger Bereich der nachgelagerten Lamellen mit Luft beaufschlagt wird.
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Nach einem weiteren, hiervon unabhängigen Aspekt ist ferner eine Belüftungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welche zumindest eine zuvor beschriebene Luftausströmeranordnung aufweist. Die Belüftungseinrichtung kann zum Beispiel als Heizungs-, Ventilations- und Klimaanlagemodul als sogenanntes Heating-Ventilating-Aircondition(HVAC)-Modul ausgestaltet sein und eine Vielzahl stromabwärts eines Gebläses ausgebildete Strömungskanäle aufweisen, an deren stromabwärts liegenden Enden zumindest eine der zuvor beschriebenen Luftausströmeranordnungen vorgesehen ist.
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Ferner ist nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches eine dementsprechende Belüftungseinrichtung aufweist, welche mit zumindest einem der zuvor beschriebenen Luftausströmeranordnungen versehen ist.
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Luftausströmeranordnung werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische und perspektivische Darstellung einer Luftausströmeranordnung,
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2 eine Seitenansicht der in der Luftausströmeranordnung vorgesehenen Klappen und
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3 einen Querschnitt durch die Luftausströmeranordnung gemäß 1 entlang der Strömungsrichtung.
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Die in den 1 bis 3 gezeigte Luftausströmeranordnung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches einen etwa rechteckigen, von zugeführter Luft 34 durchströmbaren Innenquerschnitt 46 aufweist. Stromabwärts, in den 1 und 3 auf der linken Seite, weist die Luftausströmeranordnung 10 eine Austrittsfläche 16 auf, über welche die zugeführte Luft 34 in eine hier nicht explizit gezeigte Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs einströmen kann.
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Im Bereich der Austrittsfläche 16 sind eine Reihe horizontal ausgerichteter Lamellen 18 vorgesehen, die im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet und synchron zur Ausrichtung des Stromes zugeführter Luft 34 verschwenkbar sind. Den horizontalen Lamellen 18 in Strömungsrichtung vorgelagert ist ein weiterer Satz vertikal ausgerichteter Lamellen 38 vorgesehen, von welchen in 3 lediglich eine Lamelle 38 gezeigt ist. Die im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Lamellen 38 können in ähnlicher Art und Weise wie auch die horizontal ausgerichteten Lamellen 18 synchron miteinander bewegt werden, um die zugeführte Luft 34 auch bezüglich einer Horizontalkomponente gezielt ausrichten zu können.
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Das Gehäuse 12 weist in der vorliegenden Ausgestaltung eine obere Gehäusewand 14 sowie gegenüberliegend hierzu eine untere Gehäusewand 15 auf. In der oberen Gehäusewand 14 ist eine Öffnung 30 ausgebildet, die von einer Klappe 22 verschließbar ist. Dementsprechend weist auch die untere Gehäusewand 15 eine Öffnung 32 auf, die in vergleichbarer Art und Weise von einer symmetrisch zur oberen Klappe 22 ausgebildeten Klappe 24 verschließbar ist.
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Die beiden Klappen 22, 24 sind mit ihren der Austrittsfläche 16 abgewandten Ende im Bereich einer Achse 26, 28 schwenkbar an der jeweiligen Gehäusewand 14, 15 gelagert, sodass sie von einer in den Fig. nicht explizit gezeigten in etwa flächenbündig mit den jeweiligen Gehäusewänden 14, 15 liegenden Öffnungs- oder Grundstellung in eine in den 1 bis 3 gezeigte Zwischenstellung überführbar sind. In jener Zwischenstelllung ragen die Klappen 22, 24 in den Innenraum 44 des Gehäuses 12 hinein und können insoweit den durchströmbaren Innenquerschnitt 46 des Gehäuses 12 verringern.
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Die Klappen 22, 24 sind hierbei an einem der Austrittsfläche 16 des Gehäuses 12 abgewandten Rand 27, 29 der jeweiligen Öffnung 30, 32 der zugehörigen Gehäusewand 14, 15 schwenkbar gelagert. Die Klappen 22, 24 können hierdurch eine düsenartige sowie kontinuierliche Verringerung des Innenquerschnitts 46 des Gehäuses 12, bezogen auf die Richtung der zugeführten Luft 34 bereitstellen. Der Strom zugeführter Luft 34 kann somit in seiner Ausdehnung entsprechend räumlich konzentriert bzw. gebündelt und fokussiert werden, sodass stromabwärts der Klappen 22, 24 eine Luftströmung 36 bereitgestellt werden kann, welche eine im Vergleich zur zugeführten Luft 34 erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und eine geringere transversale Ausdehnung aufweist. Mittels der insoweit gebündelten Luftströmung 36 können die Fahrzeugpassagiere spotartige angeströmt werden.
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In den 2 und 3 ist ferner eine schnabelartige Ausgestaltung der den Achsen 26, 28 abgewandten freien Enden 40, 42 der Klappen 22, 24 zu erkennen. Die in Strömungsrichtung weisenden freien Enden 40, 42 der Klappen 22, 24 gelangen in einer nicht explizit gezeigten Schließstellung in etwa mittig zwischen den Gehäusewänden 14, 15 vergleichsweise großflächig zur wechselseitigen Anlage, sodass eine zum Verschließen des Innenquerschnitts 46 des Gehäuses 12 erforderliche Dichtwirkung herbeigeführt werden kann. Die freien Enden 40, 42 der Klappen 22, 24 erstrecken sich dabei in einer wechselseitig zur Anlage gelangenden Schließstellung im Wesentlicher parallel zu den Gehäusewänden 14, 15.
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Indem die Klappen 22, 24 in den Innenraum 44 des Gehäuses 12 verschwenkbar sind, geben sie zugleich die Öffnungen 30, 32 der Gehäusewände 14, 15 frei. Über diese Öffnungen 30, 32 kann zusätzliche Luft, etwa aus dem Fahrzeuginnenraum in das Gehäuse 12 einströmen und von der konzentrierten Luftströmung 36 quasi mitgerissen werden. Indem die Klappen 22, 24 als Teil der Gehäusewand 14, 15 ausgebildet sind, können entsprechende Öffnungen 30, 32 der jeweiligen Gehäusewände 14, 15 mit der im Fahrzeuginnenraum vorhandenen Umluft beaufschlagt werden, sodass mittels der Luftausströmeranordnung 10 die Umwälzung der innerhalb der Fahrgastzelle befindlichen Luft insgesamt verbessert werden kann.
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Die Klappen 22, 24 können synchron miteinander gekoppelt sein und insbesondere im Bereich ihrer Achsen 26, 28 ein Zahnrad oder einen vergleichbaren, vorliegend nicht explizit gezeigten Nehmer aufweisen, welcher kinematisch mit einem zum Beispiel als Stellrad 20 ausgebildeten Betätigungselement in Wirkverbindung stehen kann. Mittels des Stellrads 20 können die Klappen 22, 24 bevorzugt synchron zwischen einer Öffnungsstellung, in welcher die Klappen 22, 24 im Wesentlichen flächenbündig in den Gehäusewänden 14, 15 liegen, und einer Schließstellung, in welcher die freien Enden 40, 42 der Klappen 22, 24 im Wesentlichen abdichtend zueinander zur Anlage gelangen, als auch in dazwischen befindliche Zwischenstellungen verschwenkt werden.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftausströmeranordnung
- 12
- Gehäuse
- 14
- Gehäusewand
- 15
- Gehäusewand
- 16
- Austrittsfläche
- 18
- Lamelle
- 20
- Stellrad
- 22
- Klappe
- 24
- Klappe
- 26
- Achse
- 27
- Rand
- 28
- Achse
- 29
- Rand
- 30
- Öffnung
- 32
- Öffnung
- 34
- Luft
- 36
- Luftströmung
- 38
- Lamelle
- 40
- freies Ende
- 42
- freies Ende
- 44
- Innenraum
- 46
- Innenquerschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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