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Die Erfindung betrifft die Anordnung von Luftauslässen an einem Kraftfahrzeugklimagerät, insbesondere von denjenigen Luftauslässen, die mit den Luftausströmern im Frontbereich des Kraftfahrzeuges innerhalb der Instrumententafel verbunden sind.
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Die Luftauslässe des Klimagerätes, nachfolgend auch kurz als Auslässe bezeichnet, sind die Schnittstellen, an denen Luftführungskanäle bei der Montage des Fahrzeuges angeschlossen werden. Die Luftführungskanäle, nachfolgend auch kurz als Kanäle bezeichnet, leiten die im Klimagerät konditionierte Luft zu den Luftausströmern an definierte Positionen im Fahrzeug, wobei unter dem Begriff Luftausströmer die sichtbaren Öffnungen des Kraftfahrzeugbelüftungssystems verstanden werden sollen, aus denen die Luft gerichtet und mit gewünschter Geschwindigkeit unmittelbar in den Innenraum des Kraftfahrzeuges strömt.
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Gattungsgemäße Auslässe sind direkt oder über Kanäle mit definierten Luftausströmern verbunden. Bei den gewählten Ausgestaltungen ist der Defrost-Auslass direkt mit den Defrost-Luftausströmern für die Versorgung der Frontscheibe verbunden, wohingegen die Seitenscheiben-Auslässe mit den Seitenscheiben-Luftausströmern und die Auslässe Mann-Seite und Mann-Mitte mit den Luftausströmern Mann-Seite und Mann-Mitte in der Instrumententafel über Kanäle miteinander verbunden sind. Für letztere werden oft auch die Bezeichnungen Mannanströmer, Personenanströmer, Luftausströmer-Schalttafel oder Seiten- beziehungsweise Mitteldüse verwendet.
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In der
US 2010/0178861 A1 wird eine Anordnung von Luftführungskanälen beschrieben, in der die Kanäle, die aus dem linken und dem rechten Defrost-Auslass des Kraftfahrzeugklimagerätes austreten, gekreuzt und somit zu der rechten und der linken Seite der Frontscheibe geleitet werden. Diese Konfiguration soll es ermöglichen, dass die Frischluft in einem sehr flachen Winkel die Luftausströmer in Richtung Frontscheibe verlässt und somit auch die beiden äußersten unteren Ecken der Frontscheibe in ausreichendem Maße erreicht und so von eventuell vorhandenem Beschlag befreit. Durch diese Anordnung wird jedoch der Nachteil in Kauf genommen, dass die Überkreuzung der Luftführungskanäle zusätzlichen Bauraum benötigt und dass die zusätzlichen Bauteile auch ein größeres Gewicht des Klimatisierungssystems bedeuten.
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In der
WO 03/033310 A1 ist eine Kanalanordnung innerhalb der Instrumententafel beschrieben, speziell die Lage des Luftführungskanals Mann-Mitte in Richtung Beifahrer, wobei die Problemstellung hauptsächlich von der Positionierung des Airbagmoduls sowie von möglichen Kopfaufprall-Bereichen im Falle eines Unfalles ausgeht.
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Luftführungskanäle, welche die Luft zu den Fahrzeugseiten leiten, sind üblicherweise länger und weisen damit höhere Druckverluste auf als Luftführungskanäle, welche die Luft aus zentral gelegenen Luftausströmern im Fahrzeuginnenraum verteilen. Um eine Gleichverteilung der Luftmenge in Fahrzeugquerrichtung zu gewährleisten, wird der Druckverlust letztgenannter Kanäle nach Realisierungen nach dem Stand der Technik künstlich erhöht, indem die Luftströmung durch entsprechende Klappen im Klimagerät gezielt angedrosselt wird. Dies führt jedoch zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten in Klappennähe, wodurch zusätzlich eine Verringerung der Gesamtluftmenge und ein deutlich erhöhtes Geräuschniveau im Fahrzeuginnenraum in Kauf genommen werden muss. Auch diese technische Lösung führt zu den Nachteilen von zusätzlichen Bauteilen, zusätzlich benötigtem Bauraum und damit einhergehend zu einem größeren Gewicht des Klimatisierungssystems.
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Oftmals schränken Designvorgaben, wie beispielsweise die Platzierung einer Uhr, eines Lautsprechers oder eines Displays mittig auf der Instrumententafel, den Bauraum für Luftführungskanäle und den Luftausströmer Mann-Mitte weiter ein, wobei gleichzeitig eine höhere Funktionalität des Klimagerätes, wie etwa eine erweiterte Belüftung aus der Instrumententafel, welche von den Fahrzeuginsassen nicht als direkter Luftstrom wahrgenommen wird jedoch zur besseren Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums beiträgt und an gleicher Position wie der Mann-Mitte Luftausströmer im Klimagerät platziert werden kann, gefordert wird. Dazu müssen die Luftführungskanäle aus der Mitte des Klimagerätes mit entsprechenden Umlenkungen und Querschnittsprüngen um diese zusätzlichen Einbauten herumgeführt werden, was ebenfalls zu stärkerem Druckabfall und zu mehr Geräuschen im Fahrgastraum führt.
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Das Design moderner Fahrzeuge bedingen weiterhin oftmals eine flachere Frontscheibe und geringere Bauraumhöhen für das Klimagerät inklusive der Luftführungskanäle unter der Instrumententafel. Daher muss die Luftströmung aus dem Defrost-Auslass in Richtung Frontscheibe auf immer kürzeren Distanzen auf die gesamte Breite der Frontscheibe aufgefächert werden.
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Bei einer herkömmlichen Anordnung der Auslässe am Kraftfahrzeugklimagerät nach dem Stand der Technik in zwei Ebenen gemäß 1 wird diese Problematik noch verschärft durch das Abgreifen der Luft aus den Seitenscheiben-Auslässen direkt neben dem Defrost-Auslass. Dies engt die mögliche Breite des Defrost-Auslasses weiter ein und erschwert somit bei eingeschränkter Bauraumhöhe die Luftverteilung über die gesamte Breite der Frontscheibe. Diese Auswirkung steht im Widerspruch zu der Forderung nach einer ausgewogenen Luftmengenverteilung an den Luftausströmern im Fahrzeuginnenraum.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein leichtes und kostengünstiges Fahrzeugklimatisierungsystem zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik eine ausgewogene Luftmengenverteilung im Fahrzeuginnenraum sowohl in Richtung Frontscheibe als auch in den Richtungen zu den Seitenscheiben und zu den Fahrgästen bei gleichzeitig hoher Gesamtluftmenge, geringem Druckverlust und niedrigem Geräuschniveau bietet.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Konzeption besteht darin, dass durch das Vertauschen der Auslässe Mann-Seite und Mann-Mitte bzw. Mann-Seite und erweiterte Belüftung die Auslässe Mann-Mitte bzw. erweiterte Belüftung weiter nach außen angeordnet werden, wodurch geradlinige oder beinahe geradlinige Luftführungskanäle von der Klimaanlage an den zentralen Einbauten in der Instrumententafel vorbei zu den Luftausströmern Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung verlegt werden können. Um zu ermöglichen, dass jeder Auslass etwa den gleichen Anteil an der Gesamtluftmenge erhält, wird für jedes Paar Luftausströmern eine Kombination von Länge und Durchmesser der Luftführungskanäle gewählt, die einen gleich großen Strömungswiderstand ergibt. Da jedoch die Positionen der Luftausströmer vorgeben sind, und damit auch die Länge der Luftführungskanäle, kann nur über die Wahl der Durchmesser eine gleichverteilte Luftströmung erreicht werden. Somit werden die Auslassöffnungen an der Klimaanlage um so größer ausgelegt, je länger die Luftführungskanäle zu den Luftausströmern ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung von Luftauslässen an einem Kraftfahrzeugklimagerät gelöst, wobei die Seitenscheiben-Auslässe, die Luftauslässe Mann-Seite und die Luftauslässe Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung paarweise ausgebildet und die Luftauslässe Mann-Seite und die Luftauslässe Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung in einer Ebene angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es, dass in dieser Ebene von außen nach innen zuerst die Luftauslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung und dann die Luftauslässe Mann-Seite angeordnet sind.
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Da die Luftführungskanäle zum Luftausströmer Mann-Seite hin relativ lang sind und durch diese Änderung nur eine sehr kleine Verlängerung notwendig wird, ändert sich der Druckverlust innerhalb dieser Kanäle nur wenig. Das Gesamtgeräuschniveau wird dadurch nicht, beziehungsweise nicht spürbar beeinflusst. Dies wird bestätigt durch das subjektive Empfinden, dass die Luftausströmer, die außen auf beiden Seiten der Instrumententafel angeordnet sind, nur unwesentlich zum Geräuschniveau im Fahrzeuginnenraum beitragen.
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Dadurch, dass die Luftführungskanäle zu den Ausströmern Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung die Luft von der Seite des Klimageräts auf fast geradem Weg ohne Umlenkungen und Querschnittssprünge leiten können, ist die Geschwindigkeitsverteilung in den Luftausströmern in Fahrzeugquerrichtung unausgewogen. Das bedeutet, dass die Luftströmungen zu den Ausströmern Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung reduziert werden müssen. Dies ermöglicht, die Auslässe am Klimagerät selbst sehr klein zu halten. Der eingesparte Platz kann wiederum für eine Vergrößerung der Auslässe Mann-Seite genutzt werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass in der unteren Ebene die Auslässe Mann-Seite deutlich größere Öffnungen besitzen können wie die Auslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung. Eine konkrete Ausgestaltung besteht darin, dass die Auslässe Mann-Seite mindestens doppelt so große Öffnungen besitzen. Die größere Dimensionierung der Öffnung für Mann-Seite kann in den Maßen oder dem Verhältnis zu den anderen Auslässen nicht allgemeingültig festgelegt werden, da die Anforderungen bezüglich der Luftmengen und weiterer Parameter in jedem Klimagerät unterschiedlich sind. Konzeptionell ist jedoch festzustellen, dass die Öffnungen für die seitlichen Auslässe im Verhältnis zu den weiteren Auslässen und im Verhältnis zu den sonst üblichen Dimensionierungen nach dem Stand der Technik deutlich größer ausgeführt sind.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Defrost-Auslass in einer oberen Ebene angeordnet und die Breite des Defrost-Auslasses ist mehr als dreimal so breit wie die Breite der Luftauslässe Mann-Seite, Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung ausgeführt. Die größere Dimensionierung des Defrost-Auslasses kann in den Maßen oder dem Verhältnis zu den anderen Auslässen nicht allgemeingültig festgelegt werden, da die Anforderungen bezüglich der Luftmengen und weiterer Paramter in jedem Klimagerät unterschiedlich sind.
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Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht weiterhin darin, dass sich der Defrost-Auslass in der oberen Ebene über die gesamte Breite des Klimagerätes erstreckt. Denn ein besonders breiter Defrost-Auslass kann eine gleichmäßige Anströmung der Frontscheibe bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit gewährleisten. Die hier benutzten Begriffe Breite und Höhe von Auslässen sind über die Abmessungen dieser Öffnungen in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise senkrecht dazu definiert.
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Durch die Verbreiterung des Defrost-Auslasses kann dieser bei gleichbleibender Querschnittsfläche besonders flach ausgebildet sein, wodurch Bauhöhe gegebenenfalls eingespart werden kann. Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht folglich darin, dass in der oberen Ebene die Höhe des Defrost-Auslasses nur 30% bis 70% der Höhe der Luftauslässe Mann-Seite besitzt. Die konkreten Abmessungen sind abhängig von Bauraum und benötigter Luftmenge in den Luftauslässen und können in jedem Klimagerät verschieden zu dimensionieren sein.
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Durch die geringere Höhe des Defrost-Auslasses wird Platz für eine zusätzliche Ebene geschaffen, in der die Seitenscheiben-Auslässe angeordnet sind, wobei die Ebene für die Seitenscheiben-Auslässe unterhalb der Ebene für den Defrost-Auslass und oberhalb der Ebene für die Auslässe Mann-Seite und Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung angeordnet ist und wobei das Paar Seitenscheiben-Auslässe zentral in der mittleren Ebene angeordnet ist.
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Gegenüber dem Stand der Technik bietet die Erfindung den Vorteil, dass ein Klimagerät mit einer ausgewogenen Luftmengenverteilung über die Luftausströmer realisiert werden kann. Zudem wird eine höhere Gesamtluftmenge bei geringerem Systemdruckverlust und niedrigerem Geräuschniveau zur Verfügung gestellt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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1: Anordnung der Auslässe am Klimagerät nach dem Stand der Technik,
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2: Anordnung der Auslässe am Klimagerät mit vertauschten Auslässen Mann-Seite und Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung und mit zusätzlichen zentralen Einbauten in der Instrumententafel und
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3: Anordnung der Auslässe am Klimagerät mit verbreitertem Defrost-Auslass und mit zusätzlicher Ebene für Seitenscheiben-Auslässe.
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In der 1 ist eine klassische Anordnung der Auslässe am Klimagerät 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Auslässe 2, 3, 4, 5 sind in zwei übereinander liegenden Ebenen 8, 10 angeordnet. In den Ausführungsbeispielen sind die Ebenen konkretisiert durch deren Lage zueinander als obere, untere und gegebenenfalls mittlere Ebene beschrieben, wobei für das Verständnis beziehungsweise die Konzeption der Erfindung die Bezeichnung und die konkrete Lage der Ebenen nicht maßgeblich sind.
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In der oberen Ebene 8 befindet sich üblicherweise zentral der Defrost-Auslass 2, welcher zur Belüftung der Frontscheibe deutlich verbreitert im Vergleich zu den übrigen Auslässen ausgebildet ist. Beiderseits des Defrost-Auslasses 2 sind je ein Seitenscheiben-Auslass 3 angeordnet, welche eine annähernd quadratische Öffnung besitzen. Die Breite des Defrost-Auslasses 2 wird folglich durch die Seitenscheiben-Auslässe 3 begrenzt, wodurch eine vollständige, gleichmäßige und ausreichende Belüftung der Frontscheibe eingeschränkt wird.
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Im Zentrum der unteren Ebene 10 ist ein Paar Auslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5 und beidseitig außerhalb davon die Auslässe Mann-Seite 4 angeordnet. Die Auslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5 und Mann-Seite 4 besitzen annähernd gleich große, quadratische Strömungsquerschnitte.
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Falls Designvorgaben die zusätzliche Platzierung von zentralen Einbauten in der Instrumententafel, wie beispielsweise von einer Uhr, einem Lautsprecher oder einem Display vorsehen, wird der Bauraum für die Luftführungskanäle zur Verbindung der Auslässe mit den Luftausströmern Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung stark eingeschränkt.
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Insgesamt wird an der 1 das allgemeine Problem deutlich, dass die Länge der Luftführungskanäle zwischen den Auslässen und den entsprechenden Luftausströmern sehr verschieden ist, was zu unterschiedlichen Druckverlusten in den Kanälen und damit zu uneinheitlichen resultierenden Luftmengen führt. Dies steht im Widerspruch zu der Forderung nach einer ausgewogenen Luftmengenverteilung an den Luftausströmern in den Fahrzeuginnenraum.
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Die 2 stellt eine Ausgestaltung der Erfindung dar, wobei in der unteren Ebene 10 die beiden Paare der Auslässe Mann-Seite 4 und Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung 5 vertauscht angeordnet sind. Das bedeutet, dass sich das Paar der Auslässe Mann-Seite 4 zentral angeordnet ist und die Auslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5 zu beiden Seiten außerhalb davon platziert sind. Dadurch können die Luftführungskanäle von den Auslässen Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5 geradlinig zu den Luftausströmern der Instrumententafel geführt werden und lassen noch genug freien Bauraum für die geforderten zentralen Einbauten in der Instrumententafel 11.
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Das Verkürzen und Begradigen der Luftführungskanäle zu den Luftausströmern Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5 verringern die Strömungswiderstände und die dorthin führenden Luftströmungen werden entsprechend verstärkt. An den Bedingungen der Luftströmungen zu den Ausströmern Mann-Seite 4 ändert sich durch den Tausch der Auslasspositionen jedoch kaum etwas. Um eine gleiche Luftmengenverteilung und Ausgewogenheit der Luftströmungen Mann-Seite 4 und Mann-Mitte beziehungsweise erweiterte Belüftung 5 zu gewährleisten, sind die Luftauslässe Mann-Seite 4 entsprechend strömungstechnischer Gesetzmäßigkeiten deutlich größer ausgebildet als die Luftauslässe Mann-Mitte oder erweiterte Belüftung 5.
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3 stellt eine weiterführende vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung der Auslässe eines Kraftfahrzeugklimagerätes 1 dar, welche über die in der 2 dargestellten Merkmale hinaus geht. Das zentrale Konzept besteht darin, die Seitenscheiben-Auslässe 3 aus der oberen Ebene 8 zu entfernen und dadurch zusätzlichen Bauraum seitlich neben dem Defrost-Auslass 2 zu schaffen. Dies ermöglicht den Defrost-Auslass 2 seitlich deutlich zu verbreitern bis maximal zu der gesamten Breite des Klimagerätes. Ein breiter Defrost-Auslass 2 ermöglicht die komplette Breite der Frontscheibe bis zu ihren Außenseiten gleichmäßig zu belüften.
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Durch die Verbreiterung des Defrost-Auslasses 2 kann dieser bei gleichbleibender Querschnittsfläche in der Höhe sehr flach ausgebildet sein. Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht folglich darin, dass in der oberen Ebene 8 die Höhe des Defrost-Auslasses 2 nur die Hälfte der Höhe der Auslässe Mann-Seite 4 besitzt.
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Durch den niedrigeren Defrost-Auslass 2 wird schließlich zwischen der oberen Ebene 8 und der unteren Ebene 10 Platz für eine zusätzliche mittlere Ebene 9 geschaffen, in der die Seitenscheiben-Auslässe 3 zentral angeordnet werden können. Obschon die Höhe der Seitenscheiben-Auslässe 3 durch die gesamte Höhe des Klimagerätes begrenzt ist, kann deren Öffnungsfläche durch die Wahl der Breite der Seitenscheiben-Auslässe 3 in gewissen Grenzen an die Anforderung an die Luftmenge angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugklimagerät
- 2
- Defrost-Auslass
- 3
- Seitenscheiben-Auslass
- 4
- Luftauslass Mann-Seite
- 5
- Luftauslass Mann-Mitte/erweiterte Belüftung
- 8
- obere Ebene
- 9
- mittlere Ebene
- 10
- untere Ebene
- 11
- zentrale Einbauten in der Instrumententafel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0178861 A1 [0004]
- WO 03/033310 A1 [0005]
