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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung zum Beaufschlagen einer Scheibe eines Kraftwagens mit einem Luftstrom. Die Belüftungseinrichtung umfasst wenigstens einen Luftkanal, welcher zumindest einen Auslass aufweist. Die Belüftungseinrichtung ist dazu ausgelegt, den Luftstrom auf unterschiedliche Bereiche der Scheibe zu richten.
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Die
DE 10 2004 002 049 A1 beschreibt einen Belüftungseinrichtung zum Beaufschlagen einer Frontscheibe eines Kraftwagens mit einem Luftstrom, wobei an der Frontscheibe Feuchtigkeitssensoren angeordnet sind, über welche sich die Feuchteverteilung auf der Frontscheibe ermitteln lässt. Die Ausströmrichtung eines aus einem Luftausströmer austretenden Luftstroms, welcher auf die Scheibe trifft, wird elektrisch oder elektronisch verändert. Auf diese Weise kann zunächst ein Sichtbereich unmittelbar vor dem Fahrer, also eine sogenannte „Priorität-1-Zone” von Beschlag befreit werden. Anschließend wird der Luftstrom auf Flächen mit dem größten Feuchtigkeitsbeschlag gerichtet. Es kann jedoch auch vollautomatisch zunächst die Fläche mit dem größten Feuchtigkeitsbeschlag von diesem Beschlag befreit werden, so dass gegebenenfalls die Sichtbereiche erst später beschlagfrei sind.
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Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass eine solche, Feuchtigkeitssensoren nutzende Belüftungseinrichtung vergleichsweise aufwändig ist.
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Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, über einen sogenannten Defrost-Luftkanal in einem Klimagerät erwärmte Luft auf die Frontscheibe eines Kraftwagens zu blasen und diese dabei zu erwärmen. Der Defrost-Luftkanal ist hierbei üblicherweise so konstruiert, dass er für die Funktion einer Beschlagfreihaltung der gesamten Windschutzscheibe optimiert ist. Es wird also beim Nutzen des Defrost-Luftkanals der Luftstrom vergleichsweise homogen über die gesamte Breite der Frontscheibe verteilt, so dass möglichst an keiner Stelle, also weder in der Fahrzeugmitte noch im Bereich von A-Säulen, Scheibenbeschlag auftritt.
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Insbesondere bei Kraftwagen mit verbrauchsoptimierten Motoren und dementsprechend wenig zum Heizen nutzbarer Abwärme oder bei Kraftwagen mit alternativen Antrieben ist es hierbei schwierig, eine Zertifizierung nach FMVSS103 bzw. analogen EWG-Vorschriften sicher zu erreichen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Belüftungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung ist in einem ersten Modus betreibbar, in welchem ein Teilbereich der Scheibe mit dem Luftstrom beaufschlagt wird. In einem zweiten Betriebsmodus der Belüftungseinrichtung wird ein Bereich der Scheibe mit dem Luftstrom beaufschlagt, welcher größer ist als der Teilbereich. So können im ersten Modus Sichtfelder der Scheibe abgetaut bzw. von Beschlag befreit werden und anschließend wird im zweiten Modus durch eine möglichst homogene Verteilung des Luftstroms über zumindest nahezu die gesamte Breite der Scheibe diese großflächig von Beschlag freigehalten.
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Die Belüftungseinrichtung ermöglicht es also, die für die Entfrostung der Scheibe zur Verfügung stehende Energie optimal in die Sichtfelder der Scheibe, also in den Teilbereich, zu führen. So wird für einen Fahrzeugnutzer in besonders kurzer Zeit ein Durchsichtbereich zur Verfügung gestellt, welcher das sichere Fahren des Kraftwagens ermöglicht. Durch das direkte Anblasen der Sichtfelder, also des Teilbereichs der Scheibe, wird somit ein Zeitvorteil genutzt.
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Eine Zertifizierung nach der FMVSS103 bzw. nach analogen EWG-Regelungen lässt sich so innerhalb besonders kurzer Zeit erfüllen. Hierbei brauchen dennoch keine Kompromisse bei der Funktion der Beschlagfreihaltung in Kauf genommen zu werden, da im zweiten Modus der größere Bereich der Scheibe mit dem Luftstrom beaufschlagt und so dieser größere Bereich beschlagfrei gehalten wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der wenigstens eine Luftkanal ein Stellelement auf, durch welches in einer ersten Stellung ein Beaufschlagen des Teilbereichs und in einer zweiten Stellung ein Beaufschlagen des größeren Bereichs mit dem Luftstrom bewirkbar ist. Es kann also mittels eines Drossel- oder Absperrelements, welches auf einen Teilbereich der Ausströmung wirkt, der erste Modus und der zweite Modus bereitgestellt werden. Das Stellelement kann hierfür insbesondere zum Verändern eines durchströmbaren Querschnitts des zumindest einen Auslasses des Luftkanals ausgebildet sein.
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Besonders einfach lassen sich der erste Betriebsmodus und der zweite Betriebsmodus realisieren, wenn der wenigstens eine Luftkanal einen dem Teilbereich zugeordneten ersten Kanalzweig und einem dem größeren Bereich zugeordneten zweiten Kanalzweig aufweist, über welche die Scheibe mit dem Luftstrom beaufschlagbar ist. So kann nämlich wahlweise der erste Kanalzweig genutzt werden, um die Sichtfelder zu entfrosten oder von Beschlag zu befreien, oder der zweite Kanalzweig, um die Beschlagfreihaltung der gesamten Scheibe sicherzustellen.
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Es kann stromaufwärts der Kanalzweige ein jeweiliges Absperrelement angeordnet sein, mittels welchem ein Einströmen zumindest eines Teils des Luftstrom in den jeweiligen Kanalzweig unterbindbar ist. Dann lassen sich die beiden Kanalzweige separat voneinander nutzen oder gemeinsam, je nachdem, welches Absperrelement angesteuert wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann stromaufwärts der Kanalzweige ein beiden Kanalzweigen zugeordnetes Absperrelement angeordnet sein, mittels welchem ein Einströmen zumindest eines Teils des Luftstroms in den jeweiligen Kanalzweig unterbindbar ist. Durch Vorsehen eines solchen gemeinsamen Absperrelements gestaltet sich die Ansteuerung desselben besonders einfach.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Auslass des zweiten Kanalzweigs in eine Längsrichtung des Kraftwagens gesehen der Scheibe des Kraftwagens näher als wenigstens ein Auslass des ersten Kanalzweigs. Über den der Scheibe ferneren Auslass, welcher dem ersten Kanalzweig zugeordnet ist, lässt sich nämlich besonders gut der Bereich der Sichtfelder mit dem Luftstrom beaufschlagen.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn über wenigstens einen Auslass des zweiten Kanalzweigs ein Randbereich der Scheibe mit dem Luftstrom beaufschlagbar ist, mit welchem wenigstens ein in seine Parkposition verbrachtes Wischblatt einer Scheibenwischanlage des Kraftwagens in Anlage ist. Dann kann nämlich durch Nutzen des zweiten Kanalzweigs auch eine Beheizung des Wischblatts bewirkt werden, so dass eine Beschädigung des Wischblatts durch Anfrieren desselben an der Scheibe besonders weitgehend vermeidbar ist.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn wenigstens ein Auslass des ersten Kanalzweigs über einen weiteren Kanal mit einem weiteren Auslass gekoppelt ist, über welchen eine Seitenscheibe des Kraftwagens mit dem Luftstrom beaufschlagbar ist. Dann lässt sich nämlich auch im Bereich der Seitenscheibe ein Sichtfeld besonders rasch abtauen bzw. von Beschlag befreien.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in dem ersten Kanalzweig eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des auf den Teilbereich gerichteten Luftstroms angeordnet ist. So kann die von der Heizeinrichtung bereitgestellte Energie besonders verlustarm direkt hin zu dem zu erwärmenden Teilbereich der Scheibe befördert werden. Als Heizeinrichtung kann insbesondere ein elektrischer Zuheizer, beispielsweise ein PTC-Element, zum Einsatz kommen. Durch solche Zuheizer lässt sich Heizwärme besonders rasch bereitstellen.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der erste und der zweite Kanalzweig auf einer Fahrerseite und auf einer Beifahrerseite der Scheibe vorgesehen sind. Dann können nämlich über die ersten Kanalzweige sowohl das fahrerseitige Sichtfeld als auch das beifahrerseitige Sichtfeld besonders einfach abgetaut bzw. von Beschlag befreit werden.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Frontscheibe eines Kraftwagens, auf welcher Zonen dargestellt sind, in welchen ein auf die Frontscheibe gerichteter Luftstrom in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi einer Belüftungseinrichtung des Kraftwagens auftrifft;
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2 schematisch die Anordnung von Auslässen der Belüftungseinrichtung in einer Instrumententafel des Kraftwagens, über welche die Luft austritt, um die in 1 gezeigten Auftreffzonen auf der Frontscheibe zu realisieren;
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3 einen sich in zwei Kanalzweige verzweigenden Luftkanal der Belüftungseinrichtung, wobei den Kanalzweigen eine jeweilige Klappe als Absperrelement zugeordnet ist;
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4 eine Variante des Luftkanals mit den beiden Kanalzweigen, wobei durch Bewegen einer einzigen Klappe das Beaufschlagen der Kanalzweige mit dem Luftstrom bewirkbar ist, wobei bei der in 4 gezeigten Stellung der Klappe beide Kanalzweige versperrt sind;
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5 den Luftkanal gemäß 4, wobei der Luftstrom ausschließlich durch den zweiten der beiden Kanalzweige hindurchtritt;
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6 den Luftkanal gemäß 4, wobei der Luftstrom durch beide Kanalzweige hindurchtritt;
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7 den Luftkanal gemäß 4, wobei der Luftstrom ausschließlich durch den ersten Kanalzweig hindurchtritt.
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Von einem Kraftwagen 10 ist in 1 schematisch eine Frontscheibe 12 gezeigt. Mittels einer, insbesondere als Klimaanlage ausgebildeten, Belüftungseinrichtung kann die Frontscheibe 12 mit einem erwärmten Luftstrom beaufschlagt werden.
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Hierbei ist die Belüftungseinrichtung in einem Defrost-Modus betreibbar, in welchem der Luftstrom auf innerhalb von Sichtfeldern 14, 16 der Frontscheibe 12 angeordnete Zonen 18, 20 auftrifft. Von der fahrerseitigen Zone 18 aus verteilt sich der Luftstrom in das fahrerseitige Sichtfeld 14 und von der beifahrerseitigen Zone 20 in das beifahrerseitige Sichtfeld 16. Der Luftstrom im Defrost-Modus entlang der Sichtfelder 14, 16 ist in 1 durch Strömungspfeile 22 veranschaulicht. Um die beiden Sichtfelder 14, 16 der Frontscheibe 12, also einen Teilbereich derselben, zu entfrosten oder von Beschlag zu befreien, wird die Belüftungseinrichtung in dem Defrost-Modus betrieben. In diesem Defrost-Modus kann besonders rasch ein Durchsichtbereich in den Sichtfeldern 14, 16 geschaffen werden.
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Die Belüftungseinrichtung kann jedoch auch in einem zweiten Modus, nämlich in einem Modus der Beschlagfreihaltung betrieben werden. In diesem trifft der Luftstrom nahezu über die gesamte Breite der Frontscheibe 12, nämlich in einer am unteren Rand der Frontscheibe 12 vorgesehenen Zone 24, auf diese auf. Auch für diesen Betriebsmodus ist in 1 der Luftstrom durch eine Vielzahl von Strömungspfeilen 26 veranschaulicht. Das Auftreffen des Luftstroms auf diese langgezogene Zone 24 bewirkt, dass ein größerer Teil der Frontscheibe 12, nämlich ein sich nahezu über die gesamte Breite derselben erstreckender Bereich 28 derselben mit Luft beaufschlagt wird. In dem Modus der Beschlagfreihaltung ist es nämlich vorteilhaft, die Luft möglichst homogen über die gesamte Breite der Frontscheibe 12 zu verteilen, so dass sich an keiner Stelle Beschlag einstellt. Der im Modus der Beschlagfreihaltung mit dem Luftstrom beaufschlagte größere Bereich 28 der Frontscheibe 12 umfasst die beiden Sichtfelder 14, 16.
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Über die Zone 24 wird die Frontscheibe 12 bevorzugt mit dem Luftstrom beaufschlagt, wenn sich die Klimaanlage des Kraftwagens im Automatikmodus befindet. Demgegenüber wird bevorzugt der Defrost-Modus eingestellt, indem eine Defrost-Taste betätigt wird oder automatisch, also aufgrund eines Sensorsignals die Notwendigkeit eines Defrostens erkannt wird.
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In 2 ist veranschaulicht, wie das Beaufschlagen der unterschiedlichen Zonen 18, 20, 24 mittels der Belüftungseinrichtung des Kraftwagens 10 erreichbar ist. So korrespondieren mit der Zone 24 eine Vielzahl von über die Breite der Frontscheibe 12 in einer Instrumententafel 30 angeordneter Auslässe 32. Über diese Auslässe 32 können auch Wischblätter des Kraftwagens 10 in ihrer Parkstellung beheizt werden, also in einer Position, in welcher sie sich befinden, wenn die Frontscheibe 12 nicht gewischt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann zur Beschlagfreihaltung ein, insbesondere mit einem Gitter oder Lamellen versehener, sich vorliegend über nahezu die gesamte Breite der Instrumententafel 30 erstreckender Auslass 34 vorgesehen sein. Tritt der Luftstrom über diese Auslässe 32, 34 aus, so trifft er in der Zone 24 auf die Frontscheibe 12 auf.
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Um den Luftstrom gezielt auf die am unteren Rand der Sichtfelder 14, 16 angeordneten Zonen 18, 20 zu richten, sind weitere Auslässe vorgesehen, von denen in 2 lediglich ein Auslass 36 ausschnittsweise gezeigt ist, nämlich der der fahrerseitigen Zone 18 zugeordnete Auslass 36. Dieser Auslass 36 erstreckt sich in Richtung der Breite der Frontscheibe 12 lediglich über eine geringe Länge, so dass über diesen die warme Luft besonders gut auf die Zone 18 in dem entsprechenden Sichtfeld 14 fokussiert werden kann.
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Der Auslass 36 kann über einen Kanal 38 mit einem weiteren Auslass 40 fluidisch verbunden sein, welcher dem Beschlagfreihalten einer Seitenscheibe des Kraftwagens 10 dient. Aus diesem Auslass 40 tritt beispielsweise dann Luft aus, wenn die Belüftungseinrichtung im Modus der Beschlagfreihaltung betrieben wird. Insbesondere die Auslässe 34, 36, 40 können mit Gittern, Lamellen oder Rosetten versehen sein.
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Anhand von 3 lässt sich veranschaulichen, wie das Beaufschlagen der unterschiedlichen Auslässe 32, 34, 36 mit dem Luftstrom bewerkstelligt werden kann. Entsprechend umfasst die Belüftungseinrichtung des Kraftwagens 10 einen Luftkanal 42, der sich in einen ersten Kanalzweig 44 und einen zweiten Kanalzweig 46 verzweigt. Stromaufwärts der beiden Kanalzweige 44 sind im Bereich der Verzweigung jeweilige Klappen 48, 50 vorgesehen, mittels welchen sich die jeweiligen Kanalzweige 44, 46 absperren oder zumindest bereichsweise freigeben lassen.
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Wenn die Luft durch den erste Kanalzweig 44 strömt, so tritt sie aus dem Auslass 36 aus und entsprechend trifft der Luftstrom in der Zone 18 auf die Frontscheibe 12 auf. Dasselbe geschieht auf der Beifahrerseite, so dass auch in der Zone 20 der Luftstrom auf die Frontscheibe 12 auftrifft und so das beifahrerseitige Sichtfeld 18 entfrostet. Dieser erste Kanalzweig 44 wird durch Ansteuern der Klappe 48 freigegeben, wenn die Belüftungseinrichtung im Defrost-Modus betrieben wird.
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Wenn die Luft hingegen durch den zweiten Kanalzweig 46 strömt, so tritt sie über die Auslässe 32, 34 aus und trifft somit in der Zone 24 auf die Frontscheibe 12 auf. Entsprechend wird der größere Bereich 28 der Frontscheibe 12 mit dem Luftstrom beaufschlagt und so beschlagfrei gehalten.
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Zum Ansteuern der Klappen 48, 50 ist lediglich ein Stellmotor ausreichend, so dass kein zusätzlicher Stellmotor verwendet zu werden braucht. Eine entsprechende Kinematik sorgt für die Bewegung der jeweils gewünschten Klappe 48, 50. In dem Defrost-Modus wird die Luft vollständig in den ersten Kanalzweig 44 geleitet und dient somit dem Anströmen der Sichtfelder 14, 16. Befindet sich die Klimaanlage hingegen im Automatikmodus, so wird die Luft über den zweiten Kanalzweig 46 geführt, und die Frontscheibe 12 oder Windschutzscheibe wird homogen und großflächig angeströmt. Der erste Kanalzweig 44 ist entsprechend für das Anblasen der Sichtfelder 14, 16 optimiert und der zweite Kanalzweig 46 für die homogene Anströmung der Frontscheibe 12.
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Die 4 zeigt eine Variante, bei welcher sich der Luftkanal 42 ebenfalls in die beiden Kanalzweige 44, 46 verzweigt. Jedoch ist hier der erste Kanalzweig 44 breiter als der zweite Kanalzweig 46. Zudem ist lediglich ein Klappe 52 vorgesehen, durch welche sich die beiden Kanalzweige 44, 46 einzeln oder zusammen versperren oder freigeben lassen.
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In 4 ist die Klappe 52 in eine Stellung verschwenkt gezeigt, in welcher sie beide Kanalzweige 44, 46 versperrt. Die Klappe 52 weist ein um eine Schwenkachse S schwenkbares erstes Klappenteil 54 auf und ein sich auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse S bewegendes zweites Klappenteil 56. Das zweite Klappenteil 56 ist über einen Steg 58 am ersten Klappenteil 54 gehalten. In der in 4 gezeigten Stellung der Klappe 52 versperrt das erste Klappenteil 54 einen Auslass des Luftkanals 42 und verhindert so ein Einströmen in beide Kanalzweige 44, 46.
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In 5 ist die Klappe 52 im Vergleich zu ihrer in 4 gezeigten Position um beispielsweise 14° weiter im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse S verschwenkt. Folglich gibt das erste Klappenteil 54 den zweiten Kanalzweig 46 frei, versperrt aber noch den ersten Kanalzweig 44. Dies entspricht dem Modus oder Lastfall der Beschlagfreihaltung.
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In der in 6 gezeigten Stellung der Klappe 52 gibt das erste Klappenteil 54 auch den ersten Kanalzweig 44 frei, und das zweite Klappenteil 56 versperrt noch nicht den zweiten Kanalzweig 46. Hierbei kann das erste Klappenteil 54 beispielsweise um 30° weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt sein als in dem in 5 veranschaulichten Betriebsmodus der Belüftungseinrichtung. In dem durch 6 veranschaulichten Lastfall sind somit beide Kanalzweige 44, 46 offen.
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In 7 ist schließlich ein Lastfall veranschaulicht, in welchem der zweite Kanalzweig 46 durch das zweite Klappenteil 56 versperrt ist jedoch das erste Klappenteil 54 den ersten Kanalzweig 44 vollständig freigibt. Die Luft strömt entsprechend über den Steg 58 in den ersten Kanalzweig 44 ein. Hierbei kann das erste Klappenteil 54 beispielsweise um 19° weiter um die Schwenkachse S verschwenkt sein als in der in 6 gezeigten Stellung. In diesem Lastfall wird das Defrosten der Sichtfelder 14, 16 bewirkt.
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Der zweite Kanalzweig 46 zur homogenen Anströmung der Frontscheibe 12 kann auch in anderen Lastfällen, beispielsweise beim Heizen oder Kühlen, zur Erhöhung des thermischen Komforts der Insassen des Kraftwagens 10 genutzt werden.
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Die jeweiligen Ausströmer oder Auslässe 32, 34, 36 können optisch sowohl einzeln erkennbar als auch unter einer gemeinsamen Abdeckung, etwa unter einem Gitter oder unter Lamellen verborgen, in der Instrumententafel 30 angeordnet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004002049 A1 [0002]
