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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung für eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, eines Kraftwagens, mit wenigstens einer Düse zum Beströmen der Scheibe mit klimatisierter Luft.
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Im Allgemeinen herrschen im Inneren eines Kraftwagens und in seiner Umgebung unterschiedliche Temperaturen. Dieser Temperaturunterschied kann, gerade wenn die Luft im Inneren des Kraftwagens eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweist, zu einer Kondensation der Feuchtigkeit an Bauteilen des Kraftwagens im Inneren desselben führen. Diese Kondensation findet vor allem an Elementen statt, die eine von der Luft im Kraftwageninnenraum verschiedene Temperatur aufweisen. Das sind typischerweise die Scheiben des Kraftwagens. Gerade im Winter, wenn die Temperaturunterschiede besonders groß sind, kommt es so zu einem Beschlagen bzw. ggf. sogar zu einem Vereisen der Scheiben.
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Es ist üblich, Kraftwagen im Bereich der Windschutzscheibe, genauer gesagt im Bereich der Instrumententafel, mit Düsen auszustatten, durch die klimatisierte Luft in den Innenraum des Kraftwagens geblasen wird. Diese Düsen sind im Bereich der Windschutzscheibe so angeordnet, dass sie von unten warme Luft entlang der Windschutzscheibe nach oben blasen. Durch die warme, an den Scheiben entlang strömende Luft werden diese beschlagfrei gehalten bzw. enteist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das Enteisen bzw. das Freihalten von Beschlag von Scheiben in Kraftwagen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Eine solche Belüftungseinrichtung für eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, eines Kraftwagens umfasst wenigstens eine Düse zum Beströmen der Scheibe mit klimatisierter Luft. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Düse an einem oberen und/oder seitlichen Rand der Scheibe angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, die Scheibe vom oberen und/oder seitlichen Rand her mit Luft zu beströmen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Belüftungseinrichtungen kann die Luft bei der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung von oben nach unten an der Scheibe entlang strömen und diese enteisen bzw. Beschlag entfernen bzw. vermeiden. Der Vorteil ist hier, dass das Enteisen bzw. Freihalten von Beschlag der Scheibe besonders effektiv erfolgt, da sich der Luftstrom nicht aufgrund thermischer Effekte von der Scheibe ablöst. Somit wird auch Energie und damit Kraftstoff gespart. Ferner wird durch die Anordnung der wenigstens einen Düse am oberen bzw. seitlichen Rand der Scheibe Bauraum unter der Instrumententafel frei, insbesondere im Falle der Windschutzscheibe, bspw. für ein Head-up-Display. Außerdem trägt die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung zu einem gesteigerten Komfort der Passagiere und des Fahrers bei, da die Kopfraumtemperatur durch den Betrieb der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung nicht verändert wird, sondern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die wenigstens eine Düse über einen innerhalb einer oder parallel zu einer A-Säule und/oder deren Verkleidung verlaufenden Luftkanal mit Luft zu versorgen. Das hat den Vorteil, dass über die Nutzung vorhandener Teile, wie der A-Säule oder der Verkleidung, zum Bilden des Luftkanals Bauraum gespart wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Belüftungseinrichtung einen innerhalb von einem oder parallel zu einem, insbesondere die A-Säulen des Kraftwagens verbindenden, Dachquerträger verlaufenden Luftkanal umfasst. Der Vorteil ist auch hier, dass über das Nutzen bereits vorhandener Teile zum Bilden des Luftkanals Bauraum und Material gespart werden kann.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an einer der wenigstens einen Düse gegenüberliegenden Seite der Scheibe, insbesondere am unteren Rand der Scheibe, eine Absaugvorrichtung für die aus den Düsen strömende Luft angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass weitere Verwirbelungen der Luft vermieden werden und ein über die gesamte Scheibe anliegender Luftstrom gewährleistet werden kann. Außerdem kann die Luft nach demr Beschlagfreihalten bzw. Enteisen der Scheibe umgehend wieder getrocknet werden, wodurch ein weiteres Kondensieren der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit vermieden werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine am oberen Rand der Scheibe angeordnete Düse mit einer im Bereich des Daches angeordneten Luftfördereinrichtung verbunden ist, mittels welcher die Düse mit Luft aus dem Inneren des Kraftwagens versorgbar ist. Das hat den Vorteil, dass eine Zuleitung zu der Düse über Luftkanäle eingespart werden kann. Außerdem wird durch einen erhöhten Umluftanteil in der Belüftung so die Energieeffizienz verbessert.
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Hier kann auch vorgesehen sein, dass eine zusätzliche, insbesondere in der Instrumententafel angeordnete, Düse in Richtung einer zur erwähnten Luftfördereinrichtung gehörigen Luftansaugeinrichtung orientiert ist, die klimatisierte Luft in Richtung der Luftansaugeinrichtung bläst. Das hat den Vorteil, dass trotz fehlender direkter Zuleitung und damit unter Beibehalten des Vorteils des eingesparten Bauraums die Luftfördereinrichtung und damit die Scheibe mit weitgehend klimatisierter Luft versorgt werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Belüftungseinrichtung eine Heizeinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher unterschiedliche Bereiche der Scheibe in verschiedenen Abstufungen beheizbar sind. Das hat den Vorteil, dass noch nicht durch den Luftstrom enteiste bzw. beschlagfrei gehaltene Bereiche der Scheibe gezielt zu Erwärmen sind. So können durch elektrische Heizelemente ggf. hohe Luftgeschwindigkeiten und daraus resultierender Lärm vermieden werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle 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 aber in Alleinstellung verwendbar. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Scheibe in Form einer Windschutzscheibe eines Kraftwagens, anhand derer das Wirkprinzip einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung veranschaulicht ist;
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2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht eines Kraftwagens mit der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Perspektivansicht eines Luftkanalsystems für die Belüftungseinrichtung gemäß 2;
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4 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht des Kraftwagens gemäß 2 mit der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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5 eine schematische Perspektivansicht eines Luftkanalsystems für die Belüftungseinrichtung gemäß 4;
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6 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht des Kraftwagens gemäß 2 mit der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
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7 eine schematische Querschnittansicht der Belüftungseinrichtung gemäß 6 parallel zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht zur Windschutzscheibe;
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8 eine schematische Querschnittansicht der Belüftungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel parallel zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht zur Windschutzscheibe; und
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9 eine schematische Querschnittansicht der Belüftungseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel parallel zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht zur Windschutzscheibe.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Scheibe in Form einer Windschutzscheibe 1 eines Personenkraftwagens, anhand derer Wirkprinzipien von in 1 nicht näher gezeigten Belüftungseinrichtungen veranschaulicht ist. Die Belüftungseinrichtungen umfassen jeweils wenigstens eine Düse zum Beströmen der Windschutzscheibe 1 mit Luft. Auf der linken Seite von 1 ist zunächst die Wirkweise einer gewöhnlichen Belüftungseinrichtung dargestellt. Die Windschutzscheibe 1, die sich oberhalb einer Instrumententafel 21 befindet, wird mit einem aus der Düse ausströmendem Luftstrom 24 beströmt und in der Folge teilweise von Beschlag freigehalten bzw. enteist. Die Düse ist dabei an und/oder auf Höhe der Instrumententafel 21 an einem unteren Rand der Windschutzscheibe 1 angeordnet. Der vom unteren Rand der Windschutzscheibe 1 nach oben geblasene warme Luftstrom 24 kühlt sich durch den Kontakt mit der Windschutzscheibe 1 ab. Auf Grund der Thermik löst sich jedoch der sich abkühlende Luftstrom 24 bei Unterschreiten einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit von der Windschutzscheibe 1, sodass diese nicht vollständig beschlagfrei gehalten bzw. enteist werden kann.
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Auf der rechten Seite von 1 ist nun schematisch das Wirkprinzip einer weiteren Belüftungseinrichtung dargestellt, bei der die Düse an einem oberen und/oder seitlichen Rand der Windschutzscheibe 1 angeordnet ist. Da der Luftstrom 24 beispielsweise am oberen Ende bzw. Rand der Windschutzscheibe 1 an diese geströmt wird, führt hier ein Erkalten des Luftstroms 24 nicht zu einem Ablösen des Luftstroms 24 von der Windschutzscheibe 1, sondern zu einem anliegenden Luftstrom 24 entlang der Windschutzscheibe 1 bis zu deren unterem Rand.
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In 2 ist ausschnittsweise ein Personenkraftwagen mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Belüftungseinrichtung gezeigt. Die Windschutzscheibe 1 wird seitlich von A-Säulen 3 des Personenkraftwagens und an dem oberen Rand von einem Fahrzeugdach 2 begrenzt. Am oberen Rand der Windschutzscheibe 1 befinden sich obere Luftausströmer bzw. Düsen 4 der Belüftungseinrichtung. Durch diese strömt ein Luftstrom 5 von oben, bspw. über die gesamte Breite der Windschutzscheibe 1, entlang der Windschutzscheibe 1 nach unten. Im vorliegenden Beispiel ist ferner eine Beströmung einer Seitenscheibe 25 über Düsen 13 der Belüftungseinrichtung an einem oberen Rand der Seitenscheibe 25 vorgesehen. Über diese wird ein Luftstrom 14 von oben nach unten bzw. nach unten und gleichzeitig schräg nach vorne an der Seitenscheibe 25 entlang geströmt. Es ist hier natürlich ebenso denkbar, auf die seitlichen Düsen 13 zu verzichten und lediglich die Windschutzscheibe 1 zu belüften, oder umgekehrt auf die vorderen Düsen 4 zu verzichten und nur die Seitenscheibe 25 zu belüften.
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In 3 wird ein Luftkanalsystem für das erste Ausführungsbeispiel gemäß 2 gezeigt. Hier wird die Luft von einem Klimagebläse 6 über einen Klimakasten 7 durch Defrostkanäle 8 schließlich über A-Säulenluftkanäle 9 und Dachluftkanäle 10 bzw. 15 zu den Düsen 4 bzw. 13 geleitet. Die A-Säulenluftkanäle 9 und/oder die Dachluftkanäle 10, 15 können hier baulich eigenständig, bspw. als Anklippkanäle an die A-Säulen 3 (2) oder andere Teile der Personenkraftwagenkarosserie, ausgeführt, oder auch direkt durch die Karosserie gebildet werden. Es kann also sowohl ein Rohbauträger der A-Säule 3 (2) bzw. ein Dachquer- oder Dachlängsträger als A-Säulenluftkanal 9 und/oder als Dachluftkanal 10, 15 verwendet werden, als auch Halbschalen, die an A-Säulenverkleidungen bzw. Dachverkleidungen montiert werden, und dadurch bspw. zusammen mit Verkleidungsteilen einer Innenraumverkleidung des Personenkraftwagens einen geschlossenen Strömungskanal bilden. So wird die klimatisierte Luft hinter den für den Fahrer sichtbaren Verkleidungsteilen zu den verschiedenen Ausströmern bzw. Düsen 4, 13 (2) geleitet.
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4 zeigt die Belüftungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Windschutzscheibe 1 wird im vorliegenden Falle seitlich durch in den A-Säulen 3 angebrachte, seitliche Düsen 11 belüftet. Mit anderen Worten sind die Düsen 11 an einem seitlichen Rand der Windschutzscheibe 1 angeordnet. Ein aus den Düsen 11 ausströmender, seitlicher Luftstrom 12 wird hier über die ganze Seitenlänge der Windschutzscheibe 1 ausgeströmt. Hier ist auch denkbar, unterschiedliche Unterbereiche der Düsen 11 in unterschiedliche Richtungen weisen zu lassen, so dass unterschiedliche Teilbereiche der Windschutzscheibe 1 durch sie beströmt werden. Ferner dargestellt sind in den A-Säulen 3 eingelassene bzw. auch eingeklippte Düsen 16, die zur Seitenscheibe 25 hin orientiert sind. Hier wird im Beispiel aus der A-Säule 3 ein seitlicher Luftstrom 17 entlang der Seitenscheibe 25 nach hinten geleitet.
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5 zeigt ein Luftkanalsystem für das in 4 gezeigte, zweite Ausführungsbeispiel. Ähnlich zu 3 werden die unterschiedlichen Luftausströmer bzw. Düsen 11 und 16 über die A-Säulenluftkanäle 9 sowie die Defrostkanäle 8 aus dem Klimakasten 7 mit der von dem Klimagebläse 6 erzeugten klimatisierten Luft versorgt. Als besonders günstig ist es im vorliegenden Beispiel anzusehen, dass die noch in 3 gezeigten weiteren Dachluftkanäle 10 und 15 hier über eine seitliche Belüftung von Windschutzscheibe 1 und Seitenscheibe 25 eingespart werden können.
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6 zeigt die Belüftungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem auf Luftkanalsysteme, wie sie in 5 und 3 gezeigt sind, verzichtet wird. Hier kann über eine Luftfördereinrichtung mit einer Luftansaugeinrichtung 18, welche beispielsweise als Radial- oder Axiallüfter ausgeführt ist, Umluft durch einen Dachhimmel 20 aus dem Fahrzeuginnenraum angesaugt werden. Diese kann in einer Lufttemperiereinrichtung 19 ggf. temperiert und/oder getrocknet werden und den Düsen 4 am oberen Rand der Windschutzscheibe 1 zugeführt werden. So kann die Windschutzscheibe 1 durch den Luftstrom 5 von oben beströmt werden, ohne dass insbesondere bspw. die A-Säulen 3 für ein Luftkanalsystem verwendet werden müssten.
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In 7 ist eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 6 parallel zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht zur Windschutzscheibe 1 gezeigt. Zu erkennen ist neben der Windschutzscheibe 1 der Dachhimmel 20, durch den die Luft aus dem Fahrzeuginneren angesaugt werden kann mit der dahinter liegenden Luftansaugeinrichtung 18 bzw. Lufttemperiereinrichtung 19 sowie die an den oberen Scheibenrand mündenden Düsen 4. Der Luftstrom 5 strömt so an der Windschutzscheibe 1 nach unten Richtung Scheibenwurzel, also dem Bereich, an dem Windschutzscheibe 1 und Instrumententafel 21 aneinander angrenzen. Ganz analog kann natürlich über eine solche in der Decke angeordnete Luftansaugeinrichtung 18 Umluft auch an andere Scheiben wie beispielsweise die Seitenscheiben 25, hintere Seitenscheiben oder eine Heckscheibe geleitet werden.
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In 8 ist analog zu 7 eine Querschnittsansicht der Belüftungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit der Luftansaugeinrichtung 18 im Fahrzeugdach 2 (6) gezeigt. Über eine zusätzliche Düse 22, die in der Instrumententafel 21 angebracht ist, wird hier klimatisierte Frischluft in Richtung der Luftansaugeinrichtung 18 im luftdurchlässigen Dachhimmel 20 geblasen. Ein aus der Düse 22 ausströmender Frischluftstrom 23 wird also ohne ein weiteres Luftkanalsystem zu der zur Belüftungseinrichtung gehörigen Luftansaugeinrichtung 18 befördert.
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In 9 ist die Belüftungseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel gezeigt. Wieder handelt es sich um einen Querschnitt in Fahrzeugrichtung senkrecht zur Windschutzscheibe 1. Deutlich erkennbar ist wieder der durchlässige Dachhimmel 20 mit der Luftansaugeinrichtung 8 und der Lufttemperiereinrichtung 19, welche in die Düsen mündet. Der Luftstrom 5 strömt an der Windschutzscheibe 1 nach unten, in Richtung der Scheibenwurzel. Dort wird sie abgesaugt und der Klimaanlage zugeführt. Dies erfolgt beispielsweise über eine im Bereich der Scheibenwurzel angeordnete Öffnung 26 in der Instrumententafel 21.
