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Die Erfindung betrifft eine Lüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug, die einen motorisch angetriebenen, in einem Luftkanal angeordneten Rotor und einen mit dem Luftkanal verbundenen Ausströmer aufweist.
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Derartige an sich bekannte Lüftungsanlagen dienen zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums, der durch temperierte Luft auf eine gewünschte Innentemperatur gebracht werden kann. Herkömmliche Ausströmer weisen zumeist Luftleitelemente auf, beispielsweise in Form von Lamellen, so dass ein Luftstrom beispielsweise in zwei Richtungen, insbesondere horizontal und vertikal, eingestellt werden kann. Um einen größeren Volumenstrom zu erzeugen, kann die Drehzahl des Rotors erhöht werden, allerdings führt eine Erhöhung des Luftdurchsatzes auch zu einer erhöhten und unerwünschten Geräuschentwicklung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsanlage anzugeben, die auch bei einem hohen Luftdurchsatz keine unerwünschte Geräuschentwicklung verursacht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Lüftungsanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ausströmer ein durchströmbares Hohlprofil aufweist, das wenigstens eine linienförmige Luftaustrittsöffnung umfasst, an die sich eine von einem Luftstrom überströmbare Coanda-Fläche anschließt.
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Im Rahmen der Erfindung wird von dem sogenannten Coanda-Effekt Gebrauch gemacht, gemäß dem eine Fluidströmung einer konvexen Oberfläche zumindest entlang einer gewissen Laufstrecke folgt, ohne sich abzulösen. Dadurch entsteht die Wirkung, dass die Strömung turbulenzfrei und somit reibungsarm den Ausströmer durchströmt, so dass eine weitgehend ungestörte Luftströmung vorhanden ist. Auch bei einer Erhöhung des Volumenstroms durch Erhöhen der Drehzahl des Rotors bleibt der Luftstrom weitgehend laminar, jedenfalls entstehen im Fahrzeuginnenraum keine unerwünschten akustischen Emissionen.
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Damit der beschriebene Coanda-Effekt entsteht, ist es bei der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage vorgesehen, dass die Luftaustrittsöffnung konvex ausgebildet ist, das heißt ihr Querschnitt vergrößert sich in Strömungsrichtung gesehen nach außen. Dabei folgt der Luftstrom dem sich vergrößernden Öffnungsquerschnitt, so dass der Luftstrom auf eine größere Fläche verteilt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage wird es besonders bevorzugt, dass das durchströmbare Hohlprofil wenigstens eine betätigbare, im geöffneten Zustand eine Ausströmöffnung für einen mit dem Luftkanal verbundenen Teilluftstrom bildende Klappe aufweist. Durch den Teilluftstrom wird eine Ablenkung der den Ausströmer durchströmenden Luft bewirkt, so dass dieser Luftstrom durch eine entsprechende Verstellung der Klappe gerichtet werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Klappe stromabwärts von der linienförmigen Luftaustrittsöffnung angeordnet ist. Insbesondere kann die Klappe an dem Ende des Ausströmers angeordnet sein, das sich stromabwärts der linienförmigen Luftaustrittsöffnung befindet.
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Bei der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage kann es auch vorgesehen sein, dass sie zwei oder mehr Klappen aufweist. Beispielsweise kann die Ausströmöffnung rechteckig ausgebildet sein und an zwei, drei oder vier Seiten eine Klappe aufweisen. Besonders bevorzugt wird es dabei, dass zwei Klappen an entgegengesetzten Seiten des Ausströmers angeordnet sind.
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Durch einen Antrieb kann die wenigstens eine Klappe verstellt werden. Im einfachsten Fall ist die Klappe zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar. Alternativ kann die Klappe auch in festgelegte Positionen verstellbar sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Klappe stufenlos zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position verstellbar ist. Dementsprechend ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, um die Richtung des den Ausströmer verlassenden Luftstroms einzustellen.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage kann es vorgesehen sein, dass die Klappe an einem im eingebauten Zustand senkrechten Abschnitt des durchströmbaren Hohlprofils angeordnet ist. Es versteht sich, dass auch zwei derartige Klappen an einander gegenüberliegenden Seiten vorhanden sein können.
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Bei der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage wird es bevorzugt, dass die Klappe um eine Drehachse drehbar ist. Demnach kann eine Verstellung, um die Klappe zu öffnen oder zu schließen, einfach mittels eines Drehantriebs, beispielsweise mittels eines Elektromotors, der vorzugsweise mit einem Getriebe gekoppelt ist, realisiert werden.
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Vorzugsweise ist die Klappe so ausgebildet, dass sie in wenigstens einer Stellung den Luftstrom beeinflusst, so dass sie als Luftleitelement wirkt, so dass die Richtung des Luftstroms eingestellt werden kann. Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage sieht vor, dass die Klappe von einer ersten Stellung, in der sie sich außerhalb des Luftstroms befindet, in eine zweite Stellung, in der sie den Luftstrom in dem Hohlprofil nach außen ablenkt, oder in eine dritte Stellung, in der sie den Luftstrom in dem Hohlprofil nach innen ablenkt, bewegbar ist. Die Bezeichnungen „innen” und „außen” beziehen sich dabei auf das Hohlprofil, das von dem Luftstrom durchströmt wird. Wenn sich die Klappe in der ersten Stellung befindet, befindet sie sich außerhalb des Luftstroms, so dass dieser ungestört das Hohlprofil durchströmt und austritt. Der Luftstrom strömt dabei zumindest näherungsweise parallel zu Innenflächen des Hohlprofils. In der zweiten Stellung befindet sich ein Teil der Klappe im Luftstrom, so dass dieser in dem Hohlprofil nach außen abgelenkt wird. Wenn die Klappe um ihre Drehachse in derselben Drehrichtung über die zweite Stellung hinaus in die dritte Stellung gedreht wird, wird die Richtung der ausströmenden Luft so geändert, dass der Luftstrom nach innen, bezogen auf das Hohlprofil, abgelenkt wird. Selbstverständlich sind zwischen diesen drei ausgezeichneten Positionen auch Zwischenpositionen möglich, vorzugsweise kann die Klappe stufenlos verstellt werden.
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Im Hinblick auf die Form der Klappe wird es bevorzugt, dass die Klappe zumindest abschnittsweise eine zylinderförmige Außenkontur und eine eine Ausströmöffnung für einen Teilluftstrom bildende Durchgangsöffnung aufweist.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens eine Lüftungsanlage der beschriebenen Art aufweist. Vorzugsweise kann die Lüftungsanlage an der linken Seite des Armaturenbretts, in der Nähe der A-Säule oder an der rechten Seite beifahrerseitig angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch im Bereich der Fahrzeugmitte eine entsprechende Lüftungsanlage angeordnet sein. Daneben können auch Fußraumauslässe entsprechend ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Lüftungsanlage;
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2 einen Ausströmer der Lüftungsanlage von 1 in einer geschnittenen, perspektivischen Ansicht;
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3 eine weitere perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Ausströmers;
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4 den im Bereich einer Instrumententafel angeordneten Ausströmer;
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ausströmers;
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6 den Innenraum eines Fahrzeugs mit mehreren Ausströmern; und
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7 einen Ausströmer einer erfindungsgemäßen Lüftungsanlage;
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8 ein Detail des in 7 gezeigten Ausströmers im Bereich der Klappe;
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9 die in 8 gezeigte Klappe in geöffneter Position; und
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10 die Klappe in einer weiteren, geöffneten Position.
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1 ist eine geschnittene Ansicht einer Lüftungsanlage 1 eines Kraftfahrzeugs. Diese umfasst einen Luftkanal 2, in dem ein schematisch dargestellter Rotor 3 angeordnet ist. An einem Ende des Luftkanals 2 ist ein Ausströmer 4 angeordnet. Der Ausströmer 4 ist im Bereich einer schematisch dargestellten Instrumententafel 5 angeordnet. Im Inneren des Luftkanals 2 befindet sich eine Luftklappe 6, die um eine Drehachse 7 schwenkbar ist, um den von dem Rotor 3 erzeugten Luftstrom zwischen dem Ausströmer 4 und einem weiteren, schematisch dargestellten Ausströmer 8 zu verteilen.
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Die 2 und 3 zeigen den Ausströmer 4 in einer geschnittenen, perspektivischen Ansicht, wobei die Schnittebene sich in Längsrichtung und in Vertikalrichtung erstreckt, es handelt sich somit um eine x-z-Ebene. Der mit dem Luftkanal 2 verbundene Ausströmer 4 umfasst ein durchströmbares Hohlprofil 9, das eine linienförmige Luftaustrittsöffnung 10 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im oberen Bereich des Hohlprofils 9 die Luftaustrittsöffnung 10 und im unteren Bereich eine Luftaustrittsöffnung 11 vorhanden. Der Ausströmer 4 weist somit eine rechteckige Grundform auf, die durch zwei beabstandete waagerechte Bereiche und zwei kürzere senkrechte Bereiche begrenzt wird. Durch die beiden Luftaustrittsöffnungen 10, 11 strömt die von dem Rotor 3 erzeugte Strömung jeweils über eine Coanda-Fläche 12, 13. In den 2 und 3 zeigen Pfeile 14 die Richtung des die Coanda-Fläche 13 umströmenden Luftstroms an. Analog wird auch die obere Coanda-Fläche 12 umströmt. Durch den Coanda-Effekt folgt die Luftströmung der überströmten Fläche, selbst wenn es sich um eine konvexe Fläche handelt. In 1 erkennt man, das die beiden Coanda-Flächen 12, 13 konvex geformt sind.
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Der Ausströmer 4 umfasst eine betätigbare Klappe 15, die im oberen Teil des Hohlprofils 9 des Ausströmers 4 angeordnet ist und im geöffneten Zustand eine Ausströmöffnung für einen mit dem Luftkanal 2 verbundenen Teilluftstrom bildet. Die Klappe 15 ist stromabwärts von der linienförmigen Luftaustrittsöffnung 10 angeordnet. Neben der Klappe 15 umfasst der Ausströmer 4 eine untere Klappe 16, die besonders gut in 3 erkennbar ist. Die untere Klappe 16 ist symmetrisch zu der oberen Klappe 15 aufgebaut.
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Wie bereits erwähnt ist bei geöffneter Klappe 15, 16 jeweils eine schlitzförmige Austrittsöffnung gebildet, die die Richtung des den Ausströmer 4 verlassenden Luftstroms beeinflusst. In 2 zeigt ein Pfeil 17 an, dass ein an der Klappe 15 austretender Luftstrom entlang der Klappe 15 strömt, wodurch ein nach oben gerichteter Luftstrom erzeugt wird. Umgekehrt zeigt der Pfeil 18 in 3 an, dass ein im Bereich der Klappe 16 ausströmender Luftstrom entlang der Klappe 16 über die Oberfläche des Ausströmers 4 geführt und eine nach unten gerichtete Luftströmung erzeugt. Durch eine entsprechende elektrische und/oder manuelle Verstellung der Klappen 15, 16 kann somit die Richtung des ausströmenden Luftstroms reguliert werden. Das Öffnen der beiden Klappen 15, 16 bewirkt eine Änderung der Ausströmrichtung nach oben beziehungsweise nach unten. Wenn die Klappen 15, 16 geschlossen sind, strömt die Luft näherungsweise horizontal aus.
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4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch den Ausströmer 4 im Bereich der Instrumententafel 5. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausströmer 4 neben einem Kombiinstrument 19 angeordnet. Der Ausströmer 4 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, mittels der beiden Klappen 15, 16 kann die Richtung der ausströmenden Luft wie anhand der 2 und 3 beschrieben beeinflusst werden.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ausströmers 20, der grundsätzlich denselben Aufbau wie der Ausströmer 4 aufweist. Allerdings ist der Ausströmer 20 wesentlich schmaler als der Ausströmer 4. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausströmer 20 links vom Kombiinstrument 19 angeordnet. Links neben dem Ausströmer 20 befindet sich eine Tür 21. Der Ausströmer 20 weist in Übereinstimmung mit dem Ausströmer 4 ein Hohlprofil mit einer oberen und einer unteren Klappe auf, so dass die Richtung des ausströmenden Luftstroms eingestellt werden kann.
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6 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenraums eines Fahrzeugs und zeigt den Ausströmer 4, der neben dem Kombiinstrument 19 angeordnet ist, auf dessen anderer Seite sich der Ausströmer 20 befindet. An der rechten Seite der Instrumententafel 5 befindet sich ein weiterer Ausströmer 22, dessen Aufbau mit demjenigen der Ausströmer 4, 20 übereinstimmt. Zusätzlich sind im Fußraum weitere derartige Ausströmer angeordnet, sowohl für die vordere Sitzreihe als auch für eine hintere Sitzreihe.
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7 zeigt einen Ausströmer 23, der eine rechteckige Grundform aufweist und zwei parallele, beabstandete horizontale Abschnitte und zwei parallele, beabstandete vertikale Abschnitte aufweist. Der Öffnungsquerschnitt des Ausströmers 23 vergrößert sich in Strömungsrichtung.
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8 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt einen Schnitt durch den linken vertikalen Abschnitt des Ausströmers 23. In 8 erkennt man, dass im Bereich des linken Abschnitts 25, der einen sich in Strömungsrichtung vergrößernden Querschnitt aufweist, eine Klappe 24 angeordnet ist. Die Klappe 24 ist um eine Drehachse 26 schwenkbar und erstreckt sich entlang des senkrechten Abschnitts 25.
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In dem in 8 gezeigten Zustand befindet sich die Klappe 24 in einer ersten Stellung, in der sie sich außerhalb des durch Pfeile 27 dargestellten Luftstroms befindet. Die Klappe 24 ist in der in 8 gezeigten Position bündig in einer entsprechenden Aufnahme 28 des Abschnitts 25 des Ausströmers 23 aufgenommen. In der geschnittenen Ansicht von 8 erkennt man, dass der Querschnitt zumindest abschnittsweise zylinderförmig ist, zudem weist die Klappe 24 eine Durchgangsöffnung 29 auf. Der durch die Pfeile 27 symbolisch dargestellte Luftstrom wird von der Klappe 24 nicht beeinflusst, wenn dieser sich in der in 8 gezeigten Position befindet.
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9 ist eine ähnliche Ansicht wie 8 und zeigt die Klappe 24, nachdem diese von der in 8 gezeigten ersten Stellung gegen den Uhrzeigersinn in eine zweite Stellung geschwenkt worden ist, in der sie den Luftstrom nach außen ablenkt. Die Klappe 24 weist einen verlängerten Abschnitt 30 auf, der – wie in 9 zu sehen ist – den Luftstrom so beeinflusst, dass dieser entlang der Oberfläche des Abschnitts 25 geführt wird. In dieser zweiten Stellung strömt ein Teilluftstrom durch die Durchgangsöffnung 29 der Klappe 24 seitlich in den Ausströmer 23 ein, so dass der Luftstrom in 9 nach links abgelenkt wird. Da die Klappe 24 stufenlos zwischen der in 8 gezeigten geschlossenen, ersten Stellung und der in 9 gezeigten geöffneten Stellung bewegbar ist, können auch Zwischenpositionen eingestellt werden, um die Richtung des Luftstroms präzise einzustellen.
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10 zeigt die Klappe 24, nachdem diese ausgehend von der in 9 gezeigten zweiten Stellung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wurde. Der verlängerte Abschnitt 30 beeinflusst den Luftstrom so, dass dieser bezogen auf den Öffnungsquerschnitt des Ausströmers 23 nach innen abgelenkt wird. In diesem Zustand strömt ebenfalls ein Teilluftstrom durch die Durchgangsöffnung 29 der Klappe 24, wodurch die gewünschte Beeinflussung der Strömung entsteht.
