DE102015109068A1

DE102015109068A1 - Personenanströmer für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015109068A1
Application number: DE102015109068.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Groschopf
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-12-15
Also published as: FR3037284A1; CN106240287A; CN106240287B; US20160361978A1; KR101897330B1; KR20160144926A; FR3037284B1

Abstract

Die Erfindung stellt einen Personenanströmer für ein Fahrzeug mit den folgenden Merkmalen bereit: der Personenanströmer (10) umfasst mehrere Luftströmungskanäle (11, 12) mit einem gemeinsamen Luftaustrittsbereich zum Ausströmen eines gewünschten Gesamtluftmassenstromes; jeder Luftströmungskanal (11, 12) ist derart mit dem Luftaustrittsbereich verbunden, dass der Luftaustrittsbereich mit einem Luftmassenstrom (ṁ1, ṁ2) durch den Luftströmungskanal (11, 12) beaufschlagt wird; und die Luftmassenströme (ṁ1, ṁ2) sind relativ zueinander so steuerbar, dass sie sich zu dem Gesamtluftmassenstrom überlagern. Die Richtung des Gesamtmassenstromes ist (stufenlos oder in Stufen) durch die Änderung der Impulse der einzelnen Luftmassenströme einstellbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Personenanströmer für ein Fahrzeug.
Als Personenanströmer, Mann-Anströmer oder Ausströmer werden in der Fahrzeugtechnik die Luftverteiler und Luftdüsen für unterschiedlichste Luftkanäle im oder unter dem Armaturenbrett, im Klimahimmel oder für das Warm- oder Kaltluftgebläse hinter und/oder unter den vorderen Sitzen eines Fahrzeuginnenraumes bezeichnet.
In der DE 100 03 798 84 ist eine Vorrichtung zum Belüften eines Fahrzeuginnenraumes mit zwei Luftauslässen beschrieben, bei der durch Verlagerung des Aufprallortes der zwei Luftstrahlen sowohl diffuse Strömungsverhältnisse als auch Luftstrahlen mit großer Wurfweite generiert und beliebige Strömungsrichtungen eingestellt werden können. Die Einstellung der Strömungsrichtung kann durch verstellbare Luftleitlamellen in den Luftauslässen erfolgen.
Auch in der DE 102 35 526 A1 wird die wechselseitige Beeinflussung zweier Luftstrahlen nach dem Einströmen in den Fahrzeuginnenraum beschrieben. Durch bewegliche Luftleitlamellen sind die Luftströme in ihrer Richtung einstellbar. Zusätzlich kann durch wechselndes Absperren und Öffnen der Luftkanäle mit Hilfe zusätzlicher Absperrklappen eine Fächerwirkung erzeugt werden.
Die Erfindung stellt einen Personenanströmer für ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Die anspruchsgemäße Anordnung hat den Vorteil, dass keine verstellbaren Lamellen mehr vorgesehen werden müssen, sondern durch Ausrichtung feststehender Lamellen oder sogar nur durch Gehäusewände die Luftströmung beeinflusst wird. Die Impulse verschiedener Luftströme werden hierdurch so gestaltet, dass damit die Richtung resultierender Luftströme verändert werden kann. Parameter dieser Impulse sind Richtung, Strömungsgeschwindigkeit und Luftmasse. Weitere Parameter, die bei diesem Prinzip einen Einfluss ausüben können, sind die Anordnung der sich gegenseitig beeinflussenden Luftkanäle sowie die Lage des Punktes, an dem die Strömungen interagieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann prinzipiell die Änderung eines der sechs genannten Parameter – Querschnitt, Strömungsgeschwindigkeit, Luftmasse, Richtung, Anordnung der sich gegenseitig beeinflussenden Luftkanäle sowie die Lage des Punktes, an dem die Strömungen interagieren – ausreichen. Es ist allerdings ebenso möglich, dass ein Kompromiss oder Zusammenspiel aus allen oder mehreren dieser Parameter umgesetzt wird. Zu denken ist etwa an gleichen Querschnitt bei unterschiedlichem Massenstrom, gleichen Massenstrom bei unterschiedlichen Querschnitten, einen eigenen Massenstrom für jeden Kanal oder einen einzigen, in Kanäle aufgeteilten Massenstrom, eine Änderung des Massenstromes durch Klimagerät, Sperrklappen oder Querschnittsänderung – jeweils stufenlos oder gestuft –, Richtungsänderung mittels Luftleitelementen, Richtungsänderung mittels Änderung der Kanalstellung, Richtungsänderung durch Zu- oder Abschalten eines Bypasses, welcher ausströmt oder absaugt, eine durch einen Strömungskanal fest vorgegebene Richtung, Anordnung der Kanäle z. B. im Dreieck, sternförmig oder geradlinig, unterschiedliche – z. B. runde oder rechteckige – Form der Kanäle, gleiche oder unterschiedliche Anzahl der Kanäle, Lage des Punktes, an dem die Ströme interagieren – etwa räumliche Trennung oder Zusammenführung der einzelnen Luftströme in einem Kanal – oder einen spotartig oder diffus verstellbaren Austritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
1 zeigt den Längs- und/oder Querschnitt eines Personenanströmers gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt den Längs- und/oder Querschnitt eines Personenanströmers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
3 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer dritten Ausführungsform.
4 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer vierten Ausführungsform.
5 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer fünften Ausführungsform.
6 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer sechsten Ausführungsform.
7 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer siebten Ausführungsform.
8 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer achten Ausführungsform.
9 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer neunten Ausführungsform.
10 zeigt den Längsschnitt eines Personenanströmers gemäß einer zehnten Ausführungsform.
11 zeigt die isometrische Ansicht eines Personenanströmers gemäß einer elften Ausführungsform.
12 zeigt ein Berechnungsbeispiel für den Personenanströmer gemäß der elften Ausführungsform.
13 zeigt die isometrische Ansicht eines Personenanströmers gemäß einer zwölften Ausführungsform.
14 zeigt die perspektivische Ansicht eines Personenanströmers gemäß einer dreizehnten Ausführungsform.
15 zeigt die Vorderansicht eines Personenanströmers gemäß einer vierzehnten Ausführungsform.
16 zeigt die isometrische Ansicht des Personenanströmers gemäß der vierzehnten Ausführungsform.
17 zeigt die isometrische Ansicht eines Personenanströmers gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform.
18 zeigt die perspektivische Ansicht eines Personenanströmers gemäß einer sechzehnten Ausführungsform.
19 bis 22 zeigen Beispiele möglicher Kanalanordnungen.
Die 1 bis 4 illustrieren den grundlegenden Aufbau eines Personenanströmers 10 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsform. Der Personenanströmer 10 umfasst in diesen Ausführungsformen jeweils zwei Luftströmungskanäle 11, 12 sowie einen den beiden Luftströmungskanälen 11, 12 gemeinsamen Luftaustrittsbereich zum Ausströmen eines gewünschten Gesamtluftmassenstromes. Jeder der beiden Luftströmungskanäle 11, 12 ist hierbei derart mit dem Luftaustrittsbereich verbunden, dass der Luftaustrittsbereich mit einem Luftmassenstrom ṁ₁, ṁ₂ durch den jeweiligen Luftströmungskanal 11, 12 beaufschlagt wird. In der ersten Ausführungsform der 1 wird dazu ein Massenstrom ṁ geteilt, während in der zweiten Ausführungsform der 2 zwei völlig voneinander getrennte Luftströmungskanäle 11, 12 zusammengeführt werden.
Die Luftmassenströme ṁ₁, ṁ₂ sind relativ zueinander so steuerbar, dass sie sich zu einem Gesamtluftmassenstrom überlagern, deren Richtung gemäß den diskutierten Ausführungsformen durch Modifizieren des Querschnittes A₁, A₂ und/oder des
Durchsatzes ṁ₁, ṁ₂ zumindest eines der beiden Luftströmungskanäle 11, 12 steuerbar ist. Die Richtung des Gesamtluftmassenstromes ist über die so herbeigeführte Änderung der Impulse der einzelnen interagierenden Luftmassenströme ṁ₁, ṁ₂ einstellbar. Die Luftströmungskanäle 11, 12 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform weisen zu diesem Zweck eine Klappe 15 zum Verringern ihres jeweiligen Querschnittes A₁, A₂ auf, während die in den 3 und 4 gezeigten Luftmassenströme ṁ₁, ṁ₂ von einem mit dem Personenanströmer 10 des jeweiligen Fahrzeuges verbundenen Klimagerät regulierbar sind. Die dritte Ausführungsform der 3 lässt dabei eine örtliche Trennung 16 der beiden Luftströmungskanäle 11, 12 voneinander erkennen.
Die fünfte Ausführungsform der 5 verdeutlicht die mögliche Änderung der Richtung durch Modifizieren der Winkel α₁, α₂ zweier interagierender Luftmassenströme. Je nach Winkel α₁, α₂ der beiden einander beeinflussenden Luftströmungskanäle 11, 12 entsteht dabei ein resultierender Gesamtluftmassenstrom. Im Falle der 5 kann hierzu zumindest der Winkel α₁ des oberen Kanals 11 so geändert werden, dass dieser in die Endposition 17 gebracht wird. Der Winkel des resultierenden Luftmassenstroms wird dann von der abbildungsgemäß Horizontalen zum oberen Rand der 5 gerichtet.
Ein weiteres Beispiel einer Winkelsteuerung ist in 6 anhand einer sechsten Ausführungsform dargestellt. Luftleitelemente, welche vorzugsweise starr in der Strömung stehen, lenken hier die beiden Luftmassenströme ṁ₁, ṁ₂ in die gewünschte Richtung.
Eine vergleichbare Wirkung lässt sich gleichwohl ohne den Einsatz von Luftleitelementen erreichen. In der siebten Ausführungsform der 7 wird dazu ein Massenstrom ṁ geteilt, während in der achten Ausführungsform der 8 zwei völlig voneinander getrennte Luftströmungskanäle 11, 12 zusammengeführt werden.
In der neunten Ausführungsform der 9 erfolgt die Änderung der Richtung durch Über- oder Unterdruck am Strömungsaustritt. Hierzu wird bei Bedarf Unterdruck abgegriffen, um am Strömungsaustritt Luft abzusaugen. Dadurch wird der konstante Hauptstrom ṁ₁ abbildungsgemäß nach unten abgelenkt. Alternativ wird ein Stau- oder Überdruck erzeugt. Dieser kann bei Bedarf abgegriffen werden, um am Strömungsaustritt Luft einzublasen. Dadurch wird der horizontale Hauptstrom ṁ₁ abbildungsgemäß nach oben abgelenkt. Diesem Wirkprinzip genügt bei einer leicht abweichenden Geometrie auch die zehnte Ausführungsform der 10.
Eine elfte Ausführungsform ist in der 11 dargestellt. In diesem Umsetzungsbeispiel umfasst der Personenanströmer 10 zwei untere Luftströmungskanäle 11, 12 und zwei obere Luftströmungskanäle 13, 14, die zu den unteren Luftströmungskanälen 13, 14 in einem festen Winkel α₁ ausgerichtet sind.
Zudem haben alle vier Ausblasstellen feststehende Lamellen, sodass sich die Luftmassenströme kreuzen. Je nachdem, welcher Luftmassenstrom den größten Impuls hat, ergibt sich so ein bestimmter Gesamtluftmassenstrom. Im Berechnungsbeispiel der 12 etwa liefern alle Luftströmungskanäle 11, 12, 13, 14 den gleichen Impuls. Der resultierende Luftstrom weist somit aus der Zeichenfläche heraus in Richtung des Betrachters.
Wie die Umsetzungsbeispiele der 13 bis 18 anhand einer zwölften, dreizehnten, vierzehnten, fünfzehnten beziehungsweise sechszehnten Ausführungsform anschaulich demonstrieren, können die Luftströmungskanäle 11, 12, 13, 14 in ihrer Form und Anzahl sowie in den Winkeln und der Anordnung zueinander und ihrer Größe variieren. Insbesondere die Gestaltung des Luftaustrittsbereiches ist dabei von Bedeutung. Die Zone, in der die interagierenden Luftmassenströme aufeinandertreffen, kann im Kanal wie außerhalb des Kanals liegen oder sogar variieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1000379884 [0003]
DE 10235526 A1 [0004]

Claims

Personenanströmer (10) für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Personenanströmer (10) umfasst mehrere Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) mit einem gemeinsamen Luftaustrittsbereich zum Ausströmen eines gewünschten Gesamtluftmassenstromes, – jeder Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) ist derart mit dem Luftaustrittsbereich verbunden, dass der Luftaustrittsbereich mit einem Luftmassenstrom (ṁ₁, ṁ₂) durch den Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) beaufschlagt wird, – die Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) sind relativ zueinander so steuerbar, dass sie sich zu dem Gesamtluftmassenstrom überlagern.
Personenanströmer (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – zumindest ein Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) unter den Luftströmungskanälen (11, 12, 13, 14) weist eine Regelarmatur (15), insbesondere eine Klappe (15), zum Verringern des Querschnittes (A₁, A₂) des Luftströmungskanales (11, 12, 13, 14) auf und – der Luftmassenstrom (ṁ₁, ṁ₂) durch den die Regelarmatur (15) aufweisenden Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) ist mittels der Regelarmatur (15) steuerbar.
Personenanströmer (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Personenanströmer (10) ist mit einem Klimagerät des Fahrzeuges verbindbar und – zumindest ein Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) unter den Luftströmungskanälen (11, 12, 13, 14) ist derart konfiguriert, dass der Luftmassenstrom (ṁ₁, ṁ₂) durch den Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) von dem Klimagerät regulierbar ist.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine örtliche Trennung (16) der Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) voneinander.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – zumindest ein Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) unter den Luftströmungskanälen (11, 12, 13, 14) weist eine Winkelsteuerung zum Variieren eines Winkels (α₁, α₂) des Luftströmungskanales (11, 12, 13, 14) auf und – der Luftmassenstrom (ṁ₁, ṁ₂) durch den die Winkelsteuerung aufweisenden Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) ist steuerbar.
Personenanströmer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelsteuerung starre Luftleitelemente zum Lenken der Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) umfasst.
Personenanströmer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelsteuerung keine Luftleitelemente zum Lenken der Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) umfasst.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) umfassen einen Hauptströmungskanal (11) und einen Nebenströmungskanal (12), – der Personenanströmer (10) weist stromaufwärts des Hauptströmungskanales (11) Mittel zum Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Hauptströmungskanal (11) und dem Nebenströmungskanal (12) auf und – der Luftmassenstrom (ṁ₂) durch den Nebenströmungskanal (12) ist durch die Mittel steuerbar.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) umfassen zwei obere Luftströmungskanäle (11, 12) und zwei untere Luftströmungskanäle (13, 14), – die oberen Luftströmungskanäle (11, 12) sind zu den unteren Luftströmungskanälen (13, 14) in einem variablen Winkel (α₁) ausgerichtet, – jeder Luftströmungskanal (11, 12, 13, 14) weist im Luftaustrittsbereich feststehende Luftleitelemente auf und – die Lultleitelemente sind derart ausgerichtet, dass sich die Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) der oberen Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) und der unteren Luftströmungskanäle (11, 12, 13, 14) kreuzen.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustrittsbereich derart gestaltet ist, dass die Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) innerhalb des Personenanströmers (10) interagieren.
Personenanströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustrittsbereich derart gestaltet ist, dass die Luftmassenströme (ṁ₁, ṁ₂) außerhalb des Personenanströmers (10) interagieren.