DE102015007454A1

DE102015007454A1 - Lufteinlass für eine Heizungs-, Belüftuns,- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015007454A1
Application number: DE102015007454.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf SIBER; Younes Chlyeh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2016-12-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lufteinlass für eine Heizungs-Belüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem umlaufenden und eine Einlassöffnung (14) für einströmende Luft aufweisenden Rahmen (12) und mit zumindest einer Lamelle (24, 25, 26), welche sich in einer Querrichtung (y) über die Einlassöffnung (14) erstreckt. Nach weiteren Aspekten sind ferner eine Heizungs-Belüftungs- oder Klimaanlage sowie ein Kraftfahrzeug vorgesehen.

Description

Technisches Gebiet
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Lufteinlass für eine Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs sowie eine hiermit ausgestattete Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage. Ferner ist ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage vorgesehen.
Hintergrund
Gängige Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge, welche gemeinhin auch als HVAC-Module (Heating, Ventilating and Air Conditioning) bezeichnet werden, sind typischerweise mit einem Lufteinlass versehen, über welchen das Gehäuse einer Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage mit Frischluft versorgbar ist. Der Lufteinlass ist typischerweise unter der Motorhaube des Kraftfahrzeugs, in etwa angrenzend an einen Sockel- oder Fußbereich einer Frontscheibe angeordnet. Der Lufteinlass kann beispielsweise angrenzend an einen am Fußpunkt einer Frontscheibe angeordneten Wasserkasten angeordnet sein.
Der Lufteinlass weist typischerweise eine Gitterstruktur oder eine perforierte Lufteinlassfläche auf, die einem Eindringen von Fremdgegenständen, beispielsweise von Laub in den Lufteinlass entgegenwirken oder das Eindringen derartiger Gegenstände vollständig verhindern soll. Des Weiteren soll der Lufteinlass als eine Art Feuchtigkeitsbarriere fungieren, sodass nur möglichst wenig, bevorzugt gar keine Feuchtigkeit über den Lufteinlass in das HVAC-Modul und in den strömungstechnisch nachgelagerten Innenraum des Kraftfahrzeugs gelangen kann.
Trotz geschickter Anordnung unterhalb einer Motorhaube kann mit gängigen Lufteinlässen für HVAC-Module dennoch nicht gänzlich das Eindringen von Feuchtigkeit in das HVAC-Modul verhindert werden.
Einer Ausgestaltung der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich des Feuchtigkeitseintrags verbesserten Lufteinlass für eine Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Der Lufteinlass soll eine möglichst gute und effiziente Abscheidung von Feuchtigkeit aus der zugeführten Frischluft bewirken. Er soll sich ferner durch einen möglichst geringen Druckverlust, mithin durch einen möglichst geringen Strömungswiderstand auszeichnen. Ferner soll der Lufteinlass kostengünstig herstellbar und einfach zu montieren sowie in bestehende Bauraumkonzepte eines Kraftfahrzeugs zu implementieren sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einem Lufteinlass gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, einer Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Anspruch 14 sowie mit einem Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Der insoweit für eine Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Lufteinlass weist einen umlaufenden und eine Einlassöffnung für die einströmende Luft aufweisenden Rahmen auf. Der Rahmen bzw. der Lufteinlass ist dabei ferner mit zumindest einer Lamelle versehen, die sich in einer Querrichtung (y) über die Einlassöffnung erstreckt. Mittels zumindest einer Lamelle kann eine Umlenkung der in den Lufteinlass einströmenden Luft erreicht werden, sodass mitgeführte Feuchtigkeitspartikel aufgrund einer durch die Lamelle bedingten Richtungsänderung des Luftstroms auf die Lamelle oder auf den die Lamelle umgebenden Rahmen aufprallen und somit aus dem zugeführten Luftstrom effektiv entfernt werden. Die zumindest eine in Querrichtung über die Einlassöffnung verlaufende Lamelle fungiert somit als eine Art Flüssigkeitsabscheider, indem sie aufgrund ihrer Formgebung in Strömungsrichtung eine Richtungsänderung des Stroms zugeführter Luft bewirkt.
Des Weiteren kann mit der zumindest einen, sich typischerweise über die gesamte Breite oder Querrichtung der Einlassöffnung erstreckenden Lamelle der Strömungswiderstand des gesamten Lufteinlasses in vorteilhafter Weise verringert werden. Die in Querrichtung verlaufende Lamelle trägt insbesondere zu einer Homogenisierung des zugeführten Luftstroms bei. Typischerweise weist die Einlassöffnung eine rechteckige Querschnittskontur auf, während ein innerhalb der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage angeordnetes Sauggebläse zur Entstehung eines im Querschnitt etwa kreisförmigen Luftstroms oder eines entsprechenden kreisförmigen Geschwindigkeitsprofils eines Luftstroms beiträgt.
Durch Vorsehen zumindest einer sich in Querrichtung über die Einlassöffnung erstreckenden Lamelle erfährt der Strom zugeführter Luft eine Verbreiterung in Querrichtung. Infolgedessen kann mittels der Lamelle der insgesamt innerhalb der Einlassöffnung zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt homogener von der zugeführten Luftströmung ausgenutzt werden, wodurch der Strömungswiderstand und der durch den Lufteinlass bedingte Druckverlust sinkt. Die Wirkung des innerhalb der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage angeordneten Gebläses kann durch Verringerung des Strömungswiderstands bzw. durch Verringerung des Druckverlusts am Lufteinlass bei gleichbleibender Gebläseleistung somit effektiv gesteigert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Lufteinlasses sind mehrere in einer Hochrichtung (z) versetzt und zueinander zumindest abschnittsweise parallel ausgerichtete Lamellen am Rahmen angeordnet. Sämtliche Lamellen erstrecken sich hierbei in Querrichtung über die Einlassöffnung. Durch Vorsehen mehrerer in etwa parallel zueinander verlaufender Lamellen kann eine noch bessere Feuchtigkeitsabscheidung von aus dem Strom zugeführter Luft mitgeführter Feuchtigkeit erreicht werden. Zudem kann mittels mehrerer Lamellen das Gesamtströmungsverhalten durch den Lufteinlass weiter homogenisiert werden, sodass im Endeffekt der Strömungswiderstand des Lufteinlasses als auch der durch den Lufteinlass unweigerlich bedingte Druckverlust weiter reduziert werden kann.
Das Vorsehen mehrerer, etwa in Hochrichtung verteilt zueinander angeordneter Lamellen stellt ferner eine Art mechanische Filterfunktion für im Luftstrom mitgeführte makroskopische Partikel, etwa für Laub, bereit. Durch Vorsehen mehrerer Lamellen verringert sich der Abstand der einzelnen Lamellen untereinander bzw. der Abstand zu oberen und unteren Wandabschnitten bzw. gegenüberliegenden linken und rechten Seitenwangen des Lufteinlasses. Hierdurch werden makroskopische Partikel, wie zum Beispiel Laub oder Blätter, effektiv daran gehindert, mittels des Luftstroms in die Einlassöffnung des Lufteinlasses hinein oder durch diese hindurch befördert zu werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine Lamelle in Strömungsrichtung der einströmenden Luft betrachtet bogenförmig oder konkav gekrümmt. Eine bogenförmige oder konkave Krümmung der Lamelle in Strömungsrichtung verleiht der betreffenden Lamelle die Funktion eines Leitbleches, mittels welchem die Richtung der einströmenden Luftmasse verändert werden kann. Im Luftstrom mitgeführte Masse- oder Feuchtigkeitspartikel, so etwa Wassertropfen, welche ein anderes spezifisches Gewicht als die Luftmasse selbst aufweisen, prallen typischerweise auf die bogenförmige oder konkave Krümmung der Lamelle und werden auf diese Art und Weise vom durch die Lamelle umgelenkten Luftstrom separiert. Insoweit kann die zumindest eine Lamelle als eine Art Prallplatte für die im Luftstrom mitgeführten Feuchtigkeitspartikel fungieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die zumindest eine Lamelle an einem in Strömungsrichtung hinten liegenden Endabschnitt eine nach oben in Hochrichtung abragende Abkantung auf. Jene Abkantung unterstützt ein Akkumulieren und Sammeln von Feuchtigkeitspartikeln, welche auf der Lamelle auftreffen und welche durch die Lamelle aus dem vorbeiströmenden Luftstrom abgeschieden und hiervon separiert werden.
Die nach oben ragende Abkantung verhindert es, dass die durch den fortwährenden Luftstrom nach hinten in Strömungsrichtung transportierten und an der Lamelle entlang rinnenden Feuchtigkeitspartikel oder Tropfen am in Strömungsrichtung hinten liegenden Endabschnitt der betreffenden Lamelle herabtropfen und auf diese Art und Weise dennoch in die Einlassöffnung gelangen können. Die nach oben ragende Abkantung bewirkt ein kontrolliertes Sammeln von an der zumindest einen Lamelle abgeschiedenen Feuchtigkeitspartikel, um diese gesondert und kontrolliert aus dem Luftstrom befördern zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Lufteinlasses weist die zumindest eine Lamelle, in Querrichtung betrachtet, zumindest einen sich in Hochrichtung erstreckenden Scheitel oder zumindest eines sich in Hochrichtung erstreckende Senke auf. Während sich der Scheitel, bezogen auf die Hochrichtung, nach oben erstreckt, weist die Senke eine, bezogen auf die Hochrichtung, nach unten gerichtete Vertiefung auf. Mittels Scheitel und/oder Senke kann erreicht werden, dass die sich an der zumindest einen Lamelle akkumulierende Feuchtigkeit etwa schwerkraftbedingt infolge der Erhöhung des Scheitels oder infolge der Vertiefung der Senke in Querrichtung (y) entlang der Längserstreckung der Lamelle befördert wird.
In Querrichtung betrachtet ist die zumindest eine Lamelle nicht durchgehend geradlinig, sondern zumindest abschnittsweise mit Erhöhungen oder Vertiefungen versehen, die ein schwerkraftbedingtes Abfließen und Ansammeln von Feuchtigkeit in Querrichtung entlang der betreffenden Lamelle begünstigen. Mittels einem sich nach oben in Hochrichtung erstreckenden Scheitels kann die sich im Scheitelbereich ansammelnde Feuchtigkeit nach links und nach rechts in Querrichtung, bzw. in Längsrichtung der quererstreckten Lamelle ablaufen. Sie kann bevorzugt in den Bereich einer beispielsweise in Querrichtung an den Scheitelbereich angrenzenden Senke ansammeln, wobei die sich im Bereich der Senke ansammelnde Feuchtigkeit mittels gesonderter Maßnahmen aus dem Bereich der Einlassöffnung abtransportierbar ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die zumindest eine Lamelle in Querrichtung in etwa mittig einen in Hochrichtung (z) erhöhten Scheitel und in Querrichtung beidseits des Scheitels jeweils eine Senke aufweist. Wie bereits erläutert, bewirkt die Kombination von Scheitel und zumindest einer Senke ein kontrolliertes schwerkraftbedingtes Ablaufen sich ansammelnder Feuchtigkeit entlang der betreffenden Lamelle in Querrichtung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit zwei Senken sind im Bereich jeder der beiden Senken gesonderte Abläufe vorgesehen, mittels derer die sich an der Lamelle ansammelnde Feuchtigkeit kontrolliert aus dem Lufteinlass abgeführt werden kann.
Anstelle eines Scheitels und einer oder zweier Senken ist auch denkbar, dass die Lamelle selbst im Wesentlichen geradlinig verläuft, in Bezug auf ihre spätere Einbauposition jedoch gegenüber der Horizontalen geneigt ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise könnte sämtliche sich an der betreffenden Lamelle ansammelnde Feuchtigkeit zu einem unten liegenden Längsende der betreffenden Lamelle befördert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist an einem in Strömungsrichtung hinten liegenden Endabschnitt der zumindest einen Lamelle zumindest ein mit einer Oberseite der betreffenden Lamelle in Strömungsverbindung stehender fluidführender Ablauf angeordnet. Mittels eines Ablaufs kann insbesondere die sich im Bereich der Abkantung akkumulierende Feuchtigkeit im Betrieb der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage kontrolliert aus dem Bereich der Einlassöffnung abtransportiert werden, ohne dass die Feuchtigkeit in das Gehäuse der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage gelangt.
Indem der Ablauf an einem in Strömungsrichtung hinten liegenden Endabschnitt der Lamelle angeordnet ist, kann die ebenfalls an den Ablauf angrenzende, nach oben ragende Abkantung am hinteren Ende der Lamelle als eine Art fluidführende Struktur wirken. Zudem kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine fluidführende Ablauf im Bereich einer Senke der zumindest einen Lamelle angeordnet ist, sodass sich möglichst sämtliche an der Lamelle niederschlagende Feuchtigkeit durch die Neigung der Lamelle in Querrichtung zunächst in der zumindest einen Senke sammelt und alsdann aus jener Senke heraus in den Ablauf überführt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Ablauf ein Ablaufrohr auf, welches in der zumindest einen Senke angeordnet ist. Das Ablaufrohr durchsetzt hierbei die zumindest eine Lamelle, typischerweise senkrecht zur Lamellenebene. Ferner weist das zumindest eine Ablaufrohr in Höhe der zumindest einen Lamelle eine seitliche Öffnung auf, über welche sich die in der Senke ansammelnde Feuchtigkeit in das Ablaufrohr überführt werden kann.
Die Öffnung des Ablaufrohrs ist hierbei typischerweise unmittelbar oberhalb einer Oberseite der vom Ablaufrohr durchsetzten Lamelle angeordnet, sodass die entlang der Oberseite der Lamelle rinnende Feuchtigkeit unmittelbar durch die Öffnung in das Ablaufrohr fließen und durch das Ablaufrohr schwerkraftbedingt ablaufen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Lufteinlasses ist dieser ferner mit einem sich stromaufwärts entgegen der Strömungsrichtung vom Rahmen weg erstreckenden Einlassschacht versehen. Der Einlassschacht kann eine Querschnittsgeometrie aufweisen, die dem durchströmbaren Querschnitt der Einlassöffnung des Lufteinlasses entspricht. Querschnittsgeometrien und Querschnittsflächen von Einlassschacht und Einlassöffnung können hierbei im Wesentlichen ähnlich oder identisch sein.
In Querrichtung ist der Einlassschacht von zwei gegenüberliegenden Seitenwangen und in Hochrichtung von gegenüberliegenden oberen und unteren Wandabschnitten begrenzt. Der Einlassschacht stellt insoweit eine Art Strömungskanal bereit, durch welchen die dem Lufteinlass zugeführte Luft strömt.
Die zumindest eine Lamelle, bevorzugt die mehreren und zumindest abschnittsweise parallel ausgerichteten Lamellen befinden sich sämtlichst im Bereich des Einlassschachtes und sind der eigentlichen Einlassöffnung des Lufteinlasses in der Ebene des Rahmens strömungstechnisch vorgelagert. Von Vorteil bildet der Schacht eine Art Einlasskrümmung stromaufwärts des mit der Einlassöffnung versehenen Rahmens. Der Einlassschacht stellt insoweit eine Ansaugumlenkung dar, im Bereich derer eine Feuchtigkeitsabscheidung als auch eine Luftmassenrichtungsänderung erfolgen werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der untere Wandabschnitt des Einlassschachtes eine größere Erstreckung in Strömungsrichtung als der obere Wandabschnitt auf. Die Erstreckung der Lamellen in Strömungsrichtung liegt hierbei typischerweise zwischen der vergleichsweise kurzen Erstreckung des oberen Wandabschnitts und der vergleichsweise langen Erstreckung des unteren Wandabschnitts in Strömungsrichtung. Sind mehrere in Hochrichtung voneinander beabstandete Lamellen im Bereich des Einlassschachtes vorgesehen, so nimmt deren Erstreckung in Strömungsrichtung nach oben hin schrittweise ab bzw. nach unten hin schrittweise zu.
Die unterschiedlich lange Erstreckung von oberem und unterem Wandabschnitt des Einlassschachtes in Strömungsrichtung ergibt sich aus einem gekrümmten Verlauf des Einlassschachtes. Der untere Wandabschnitt des Einlassschachtes kann hierbei als eine Art Außenkurve oder Außenkrümmung fungieren, während der obere Wandabschnitt eine Art Innenkurve oder Innenkrümmung des insgesamt gekrümmt verlaufenden Einlassschachts darstellt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen die gegenüberliegenden Seitenwangen des Einlassschachtes eine kreissegmentartige Kontur auf, wobei ein radial außenliegender Abschnitt jener Kreissegmentkontur in den unteren Wandabschnitt des Einlassschachts übergeht. Dementsprechend geht ein gegenüberliegender radial innenliegender Abschnitt in den oberen Wandabschnitt des Einlassschachts über. Die zumindest eine im Einlassschacht angeordnete Lamelle erstreckt sich typischerweise vollständig zwischen den gegenüberliegenden Seitenwangen des Einlassschachtes. Die Krümmung der betreffenden Lamelle kann entsprechend der Kreissymmetrie der Seitenwangen angepasst sein.
Sind mehrere Lamellen vorgesehen, so können die Krümmungsradien der in Hochrichtung übereinander angeordneten Lamellen von oben nach unten schrittweise zunehmen, sodass die Lamellen ggf. auch zusammen mit den oberen und unteren Wandabschnitten des Einlassschachts jeweils im Querschnitt ein Kreissegment darstellen, wobei die Kreissegmente der Lamellen bzw. die Kreissegmente von oberen und unteren Wandabschnitten des Einlassschachts einen gemeinsamen gedachten Kreismittelpunkt aufweisen.
Insoweit können die kreissegmentartig ausgestalteten Lamellen sowie obere und untere Wandabschnitte quasi konzentrisch zueinander ausgerichtet sein. Auf diese Art und Weise kann jede der Lamellen in ähnlicher oder identischer Art und Weise zur Flüssigkeitsabscheidung als auch zur Homogenisierung der Luftmassenverteilung der zugeführten Luft im Bereich des Einlassschachts beitragen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung grenzen die Seitenwangen und die oberen und die unteren Wandabschnitte des Einlassschachts stromaufwärts, der Strömungsrichtung entgegengesetzt an eine gemeinsame gedachte Einlassfläche an. Jene Einlassfläche weist typischerweise eine Flächennormale auf, die gegenüber der Flächennormalen der Einlassöffnung unter einem vorgegebenen Winkel geneigt ist. Stromabwärtsseitig können die Seitenwangen als auch oberen und unteren Wandabschnitte des Einlassschachtes unmittelbar mit dem umlaufenden Rahmen des Lufteinlasses verbunden sein oder an diesen angrenzen. Die von der Einlassfläche von der Einlassöffnung gebildeten Ebenen können einen Winkel einschließen, welcher mit dem Winkelsegment des Kreisbogens der Seitenwangen bzw. der dementsprechend gekrümmten Lamellen zusammenfällt.
Indem die Seitenwangen, die oberen und die unteren Wandabschnitte als auch die im Bereich des Einlassschachts vorgesehenen Lamellen an eine gemeinsame Einlassfläche angrenzen, kann eine vergleichsweise umfassende Luftführungsstruktur für die in den Einlassschacht gelangende Frischluft bereitgestellt werden. Zudem kann insbesondere durch Vorsehen mehrerer zumindest abschnittsweise parallel ausgerichteter Lamellen die mechanische Stabilität des Lufteinlasses insgesamt verbessert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist insoweit ferner vorgesehen, dass sich die zumindest eine Lamelle in Strömungsrichtung von der Einlassfläche bis zum Rahmen erstreckt. Die Rahmengeometrie bzw. die Ebene des Rahmens fällt dabei typischerweise mit der Einlassöffnung zusammen, sodass sich die zumindest eine Lamelle, in Strömungsrichtung betrachtet, von der Einlassfläche des Einlassschachts bis zur Einlassöffnung des Lufteinlasses erstreckt. Über die Einlassöffnung kann die durch den Lufteinlass strömende zugeführte Luft entweder direkt in das Gehäuse der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage einströmen, oder aber über einen gesonderten luftführenden Kanal strömungstechnisch mit jenem Gehäuse verbunden sein.
Nach einem weiteren Aspekt ist der hier beschriebene Lufteinlass als einteiliges Bauteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussbauteil gefertigt. Der Lufteinlass weist insbesondere seitlich am Rahmen vorgesehene und etwa von den Seitenwangen seitlich hervorstehende Befestigungselemente, beispielsweise in Form von Schraublöchern auf, mittels welchen der Lufteinlass unmittelbar mit einer Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage in Strömungsverbindung bringbar und an entsprechend geeigneten Befestigungsstellen im Kraftfahrzeug montierbar ist. Die einteilige Ausgestaltung ermöglicht eine besonders kostengünstige Fertigung sowie eine vergleichsweise einfache und intuitive Montage des Lufteinlasses.
Zudem kann insbesondere durch die einteilige Bauform der Lufteinlass variabel an verschiedene Bauraumanforderungen angepasst, insbesondere in bestehende Package-Konzepte eines Kraftfahrzeugs integriert werden. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein bestehender Lufteinlass in einfacher Art und Weise und innerhalb einer Kraftfahrzeug-Modellreihe durch den hier beschriebenen Lufteinlass mit Lamellen im Bereich eines Einlassschachts ausgetauscht oder ersetzt werden. Die einteilige Ausgestaltung des Lufteinlasses erweist sich ferner für einen Massenherstellungsprozess des Kraftfahrzeugs als besonders günstig und vorteilhaft, da sie ggf. mit einer Reduzierung von Bauteilen einhergeht.
Nach einem weiteren Aspekt ist schließlich eine Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welche ein Gehäuse und einen mit dem Gehäuse in Strömungsverbindung stehenden zuvor beschriebenen Lufteinlass aufweist. Der Lufteinlass kann hierbei entweder unmittelbar am Gehäuse der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass der etwa unterhalb einer Motorhaube, etwa im Fuß- oder Sockelbereich einer Windschutzscheibe oder eines hieran angrenzenden Wasserkastens angeordnete Lufteinlass über einen gesonderten luftführenden Strömungskanal mit dem Gehäuse der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage in Strömungsverbindung steht.
Nach alledem ist ferner ein mit einer zuvor beschriebenen Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage ausgestattetes Kraftfahrzeug vorgesehen. Das Kraftfahrzeug bzw. die Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage weist dabei zumindest einen zuvor beschriebenen Lufteinlass auf.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines mit einer Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage ausgestatteten Kraftfahrzeugs,
2 eine isolierte perspektivische Darstellung des hierfür vorgesehenen Lufteinlasses von schräg oben und von vorn betrachtet,
3 eine Frontalansicht auf den Lufteinlass von innen betrachtet,
4 eine Frontalansicht auf den Lufteinlass gemäß 2 von außen betrachtet,
5 eine Ansicht des Lufteinlasses von oben betrachtet,
6 eine Ansicht des Lufteinlasses von der Seite betrachtet,
7 eine Darstellung des Lufteinlasses gemäß 6, jedoch in einer geschnittenen Darstellung,
8 eine weitere schräg von oben dargestellte perspektivische Ansicht des Lufteinlasses,
9 eine geschnitten perspektivische Darstellung des Lufteinlasses gemäß 8 und
10 eine weitere geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht des Lufteinlasses gemäß 8.
Detaillierte Beschreibung
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 schematisch in Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einem Innenraum 3 auf. Zur Versorgung des Innenraums 3 mit Frischluft ist eine Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 vorgesehen, die in der Darstellung gemäß 1 lediglich schemenhaft gezeigt ist. Die Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 weist ein Gehäuse 9 auf, in welchem typischerweise ein Gebläse sowie Komponenten zur Temperierung der zugeführten Luft, etwa in Form eines Verdampfers oder eines Heizerkerns angeordnet sind. Ausgangsseitig ist das Gehäuse 9 mit zumindest einem Luftauslass 6, beispielsweise von mehreren Luftausströmern strömungstechnisch gekoppelt, um die auf ein vorgegebenes Temperaturniveau temperierte Luft in den Innenraum 3 zu befördern.
Zur Frischluftansaugung und zur Versorgung der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 mit Frischluft ist ein Lufteinlass 10 vorgesehen, welcher typischerweise im Übergangsbereich einer frontseitigen Haube 7 zum Fußpunkt einer Frontscheibe 8 angeordnet ist. Der Fußpunkt oder Sockel der Scheibe 8 mündet typischerweise in eine Abdeckung bzw. in einen einer Stirnwand des Kraftfahrzeugs in Fahrtrichtung vorgelagerten Wasserkasten. An diesem grenzt der Lufteinlass 10 zur Ansaugung von Frischluft typischerweise an. Der Lufteinlass 10 kann entweder direkt am Gehäuse 9 der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 angeordnet sein. Es ist aber auch, wie in 1 schematisch gezeigt, denkbar, den Lufteinlass 10 über einen Einlasskanal 5 mit dem Gehäuse 9 der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 strömungstechnisch zu koppeln.
Der Lufteinlass 10 ist in den 2 bis 10 in unterschiedlichsten Ansichten und Querschnitten gezeigt. Der Lufteinlass 10 weist einen in 3 dem Betrachter zugewandten umlaufenden Rahmen 12 auf, welcher eine Einlassöffnung 14 für die über den Einlass 10 zugeführte Luft definiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einlassöffnung 14 in etwa rechteckig ausgebildet. In einer Querrichtung (y) weist sie eine größere Erstreckung als in einer Hochrichtung (z) auf. Die Strömungsrichtung der Luft (S) erstreckt sich hierbei in etwa senkrecht zur Ebene der Einlassöffnung 14. Das in den Figuren verwendete Koordinatensystem mit den Koordinaten x, y und z kann mit der Kraftfahrzeuglängsachse, der Kraftfahrzeugquerachse als auch mit der Kraftfahrzeughochachse zusammenfallen. Je nach konkreter Anordnung und Ausrichtung des Lufteinlasses 10 im Kraftfahrzeug 1 können die Querrichtung (y), die Hochrichtung (z) als auch die Hauptströmungsrichtung (S) bzw. (y) auch von den Hauptfahrzeugachsen abweichen.
Im Bereich der Einlassöffnung sind vorliegend drei zumindest abschnittsweise parallel ausgerichtete Lamellen 24, 25, 26 angeordnet. Die Lamellen befinden sich dabei im Bereich eines Einlassschachtes 15, welcher der Einlassöffnung 14 des Lufteinlasses 10 vorgelagert ist. Der Einlassschacht 15 befindet sich sozusagen stromaufwärts des Rahmens 12 und somit auch stromaufwärts der Einlassöffnung 14. Der Einlassschacht 15 weist eine umlaufende Umrandung, vorliegend in Form eines oberen Wandabschnitts 20, einer rechten Seitenwange 16, eines unteren Randabschnitts 22 und einer linken Seitenwange 18 auf.
Die oberen und unteren Wandabschnitte 20, 22 erstrecken sich annähernd parallel. Ebenso erstrecken sich die gegenüberliegenden, in Querrichtung (y) voneinander beabstandeten Seitenwangen 16, 18 parallel zueinander. Zwischen dem oberen Wandabschnitt 20 und dem unteren Wandabschnitt 22 erstrecken sich die einzelnen Lamellen 24, 25, 26 in etwa äquidistant zueinander als auch im gleichen Abstand zu den oberen und unteren Wandabschnitten 20, 22.
Der Einlassschacht 15 bildet eine Art Krümmung bzw. Luftumlenkung für den dem Lufteinlass 10 zugeführten Luftstrom. In der Seitenansicht der 6 bzw. im Querschnitt der 7 ist deutlich erkennbar, dass der obere Wandabschnitt 20 und der untere Wandabschnitt 22 sowie die dazwischenliegenden in äquidistanten Abstand angeordneten Lamellen 24, 25, 26 im Querschnitt bzw. in Strömungsrichtung (S) betrachtet, in etwa kreisbogensegmentartig ausgestaltet sind und insoweit konzentrisch zu einem gedachten Kreismittelpunkt geformt und relativ zueinander angeordnet sind. Wie ferner in 6 gezeigt, geht der untere Randabschnitt 16a der rechten Seitenwange 16 direkt in den unteren Wandabschnitt 22 des Einlassschachts 15 über.
Der untere Wandabschnitt 22 des Einlassschachts 15 bildet hierbei eine radial außenliegende Begrenzung des Einlassschachts 15, während der obere Wandabschnitt 20 eine radial innenliegende Begrenzung des Schachtabschnitts bereitstellt. Die entgegen der Strömungsrichtung (S) und stromaufwärts gewandten Endabschnitte von oberem Wandabschnitt 20, unterem Wandabschnitt 22 sowie der dazwischenliegenden Seitenwangen 16, 18 liegen in einer gemeinsamen Einlassfläche 17 bzw. definieren eine solche Einlassfläche.
Wie im Querschnitt gemäß 7 deutlich wird, grenzen auch die stromaufwärts gewandten Endabschnitte der dazwischenliegenden Lamellen 24, 25, 26 an jene gedachte Einlassfläche 17 an. Wie ferner aus dem Querschnitt gemäß 7 hervorgeht, grenzen die Lamellen 24, 25, 26 in Strömungsrichtung bzw. stromabwärtsseitig an die gegenüberliegende Einlassöffnung 14 des Rahmens 12 an. Die der Einlassfläche 17 zugeführte Luft wird somit durch die einzelnen Lamellen 24, 25, 26, welche sich vollständig von der rechten Seitenwange 16 bis zur linken Seitenwange 18 erstrecken, in einzelne Teilluftströmungen unterteilt, wodurch im Ergebnis eine besonders homogene und laminare Luftströmung durch den Lufteinlass 10 hindurch erzielt werden kann. Im Ergebnis können die Lamellen 24, 25, 26 somit zu einer Verminderung des Strömungswiderstands und zu einer Herabsetzung des unweigerlichen Druckverlusts des Lufteinlasses 10 beitragen.
Die Krümmung der Lamellen 24, 25, 26 sowie des unteren Wandabschnitts 22 ermöglicht ein auf dem Fliehkraftprinzip basierendes Abscheiden von im Luftstrom mitgeführten Feuchtigkeitspartikeln. Etwaige Feuchtigkeitspartikel, typischerweise in Form von Wassertropfen oder Aerosolen, gelangen durch die durch die Krümmung der Lamellen 24, 25, 26 bedingten Umlenkung auf die jeweiligen Oberseiten 24a, 25a, 26a der Lamellen 24, 25, 26 sowie auf eine Oberseite 22a des unteren Wandabschnitts. Auf diese Art und Weise kann sich Feuchtigkeit, typischerweise in Form von Tropfenbildung auf den Oberseiten 22a, 24a, 25a, 26a niederschlagen, welche schwerkraftbedingt als auch unterstützt durch den Luftstrom typischerweise in Strömungsrichtung (S) entlang der Lamellen 24, 25, 26 als auch entlang des unteren Wandabschnitts 22 transportiert wird.
In Querrichtung weisen die einzelnen Lamellen 24, 25, 26 als auch oberer Wandabschnitt 20 und unterer Wandabschnitt 22 eine nicht geradlinige Kontur mit zumindest einem Scheitel 30 und zwei Senken 32, 34 auf. Der nach oben, in Hochrichtung (z) ragende Scheitel 30 einer jeden Lamelle 24, 25, 26 befindet sich, bezogen auf die Querrichtung (y), in etwa mittig zwischen den Seitenwangen 16, 18. In etwa mittig zwischen dem Scheitel 30 und den jeweiligen Seitenwangen 16, 18 ist ferner eine nach unten, als Vertiefung ausgestaltete Senke 32, 34 vorgesehen. Mittels des Scheitels 30 und den in Querrichtung (y) angrenzenden Senken 32, 34 kann die sich an den Lamellen 24, 25, 26 ansammelnde Feuchtigkeit in Querrichtung (y) schwerkraftbedingt transportiert werden, sodass sie sich in den als Vertiefungen ausgestalteten Senken 32, 34 sammelt.
Am in Strömungsrichtung (S) hinten liegenden Ende sämtlicher Lamellen 24, 25, 26 ist im Bereich der Senken 32, 34 jeweils ein Ablauf 42, 44 vorgesehen. Jeder der Abläufe 42, 44 verfügt über je ein im Wesentlichen längserstrecktes und geradliniges Ablaufrohr 43, welches sich, gemäß der Darstellung nach 7, geradlinig und im Wesentlichen senkrecht durch die einzelnen Lamellen 24, 25, 26 sowie durch den unteren Wandabschnitt 22 hindurch erstreckt und letztlich in einem Auslass 45 mündet, über welchen die in den Senken 32, 34 gesammelte Feuchtigkeit unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten ablaufen und aus dem Ansaugtrakt der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 entfernt werden kann.
Um zu verhindern, dass sich die an den Lamellen 24, 25, 26 oder am unteren Wandabschnitt 22 ansammelnde Flüssigkeit durch den Luftstrom in die Einlassöffnung 14 mitgerissen wird, ist jeweils am stromabwärtsseitigen Ende der Lamellen 24, 25, 26 eine nach oben ragende Abkantung 36 vorgesehen, die sich typischerweise über die gesamte Länge der Lamellen 24, 25, 26 erstreckt. Jene Abkantungen 36 ragen bis an die Ablaufrohre 43 heran. Wie in 9 explizit dargestellt, weisen die Ablaufrohre 43 in etwa bündig zur Oberseite 24a, 25a, 26a, 22a der einzelnen Lamellen 24, 25, 26 sowie bündig zum unteren Wandabschnitt 22 jeweils eine Öffnung 46 auf, über welche die sich an den Lamellen 24, 25, 26 niederschlagende und an der jeweiligen Abkantung 36 akkumulierende Feuchtigkeit in das jeweilige Ablaufrohr 43 ablaufen kann.
Der Lufteinlass 10 ist typischerweise in Form eines Kunststoffspritzgussteils ausgebildet. Er kann insbesondere als einteiliges Kunststoff-Spritzgussbauteil gefertigt sein. Der umlaufende Rahmen 12 ist in Querrichtung mit zwei seitlich abragenden Befestigungsabschnitten 50 versehen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils eine Durchgangsöffnung 52, beispielsweise für eine schraubende Befestigung des Lufteinlasses 10 am Gehäuse 9 oder am Einlasskanal 5 der Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage 4 aufweisen.
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 Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Kraftfahrzeugkarosserie
3: Innenraum
4: Heizungs-, Belüftungs- oder Klimaanlage
5: Einlasskanal
6: Luftauslass
7: Haube
8: Frontscheibe
9: Gehäuse
10: Lufteinlass
12: Rahmen
14: Einlassöffnung
15: Einlassschacht
16: Seitenwange
16a: Abschnitt
17: Einlassfläche
18: Seitenwange
20: Oberer Wandabschnitt
22: Unterer Wandabschnitt
22a: Oberseite
24: Lamelle
24a: Oberseite
25: Lamelle
25a: Oberseite
26: Lamelle
26a: Oberseite
30: Scheitel
32: Senke
34: Senke
36: Abkantung
42: Ablauf
43: Ablaufrohr
44: Ablauf
45: Auslass
46: Öffnung
50: Befestigungsabschnitt
52: Durchgangsöffnung

Claims

Lufteinlass für eine Heizungs-Belüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem umlaufenden und eine Einlassöffnung (14) für einströmende Luft aufweisenden Rahmen (12) und mit zumindest einer Lamelle (24, 25, 26), welche sich in einer Querrichtung (y) über die Einlassöffnung (14) erstreckt.
Lufteinlasse nach Anspruch 1, wobei mehrere in einer Hochrichtung (z) versetzt und zueinander zumindest abschnittsweise parallel ausgerichtete Lamellen (24, 25, 26) am Rahmen (12) angeordnet sind.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) in Strömungsrichtung (S) der einströmenden Luft betrachtet bogenförmig oder konkav gekrümmt ist.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) an einem in Strömungsrichtung (S) hinten liegenden Endabschnitt eine nach oben in Hochrichtung (z) abragende Abkantung (26) aufweist.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) in Querrichtung (y) betrachtet zumindest einen sich in Hochrichtung (z) erstreckenden Scheitel (30) oder zumindest eine sich in Hochrichtung (z) erstreckende Senke (32, 34) aufweist.
Lufteinlass nach Anspruch 5, wobei die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) etwa mittig in Querrichtung (y) einen in Hochrichtung (z) erhöhten Scheitel (30) und in Querrichtung (y) beidseits des Scheitels (30) jeweils eine Senke (32, 34) aufweist.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem in Strömungsrichtung (S) hinten liegenden Endabschnitt der zumindest einen Lamelle (24, 25, 26) zumindest ein mit einer Oberseite (24a, 25a, 26a) der betreffenden Lamelle (24, 25, 26) in Strömungsverbindung stehender fluidführender Ablauf (42, 44) angeordnet ist.
Lufteinlass nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Ablauf (42, 44) ein Ablaufrohr (43) aufweist, welches in der zumindest einen Senke (32, 34) angeordnet ist, welches die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) durchsetzt und welches in Höhe der zumindest einen Lamelle (24, 25, 26) eine Öffnung (46) aufweist.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem sich stromaufwärts entgegen der Strömungsrichtung (S) vom Rahmen (12) weg erstreckenden Einlassschacht (15), welcher in Querrichtung (y) von zwei gegenüberliegenden Seitenwangen (16, 18) und in Hochrichtung (z) von gegenüberliegenden oberen und unteren Wandabschnitten (20, 22) begrenzt ist.
Lufteinlass nach Anspruch 9, wobei der untere Wandabschnitt (22) eine größere Erstreckung in Strömungsrichtung (S) als der obere Wandabschnitt (20) aufweist.
Lufteinlass nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Seitenwangen (16, 18) eine kreissegmentartige Kontur aufweisen und mit einem radial außen liegenden Abschnitt (16a) in den unteren Wandabschnitt (22) übergehen.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenwangen (16, 18) und die oberen und unteren Wandabschnitte (16, 18) stromaufwärts, entgegen der Strömungsrichtung (S) an eine gemeinsame Einlassfläche (17) angrenzen.
Lufteinlass nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die zumindest eine Lamelle (24, 25, 26) in Strömungsrichtung (S) von der Einlassfläche (17) bis zum Rahmen (12) erstreckt.
Heizungs-Belüftungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse (9) und mit einem mit dem Gehäuse (9) in Strömungsverbindung stehenden Lufteinlass (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
Kraftfahrzeug mit einer Heizungs-Belüftungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 14 oder mit zumindest einem Lufteinlass (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13.