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Die Erfindung betrifft einen Ausströmer zur Führung eines Luftstroms mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit dem Ausströmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
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Es ist bekannt, Fahrzeugräume innerhalb oder außerhalb ihres Betriebs zu klimatisieren. Der Klimatisierung kommt dabei unter anderem die Aufgabe zu, einen vom Fahrzeuginsassen gewünschten Innenraumzustand herzustellen. Zusätzlich dient eine Klimatisierung des Fahrzeugs außerhalb dessen Betriebs einem Herstellen eines vorteilhaften Zustandes. In Abhängigkeit von Witterungsbedingungen kann dieses zum Beispiel ein Aufheizen des Fahrzeugs zu dessen Schutz sein.
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Um die gewünschte Klimatisierung des Fahrzeugraums herzustellen, ist es bekannt, ihm unterschiedliche Arten von Luftströmungen anzubieten. Bekannte Luftströmungsarten sind die sogenannte diffuse Strömung und die sogenannte Spot-Strömung. Bei einer diffusen Strömung wird die in das Fahrzeug einströmende Luft in den Fahrzeuginnenraum verteilt. Bei einer Spot-Luftströmung wird die eingeleitete Luft im Fahrzeuginnenraum auf einen bestimmten Punkt (Spot) gerichtet eingeleitet.
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Die
DE 10 2008 018 397 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung einer Klimatisierung eines Innenraumes eines Kraftfahrzeuges. Die Lehre der Schrift schlägt vor, die Regelung in Abhängigkeit von zwei Kriterien vorzunehmen, zum einen einer Position eines Körperteils eines Fahrzeuginsassen, zum anderen in Abhängigkeit eines einzuhaltenden Komfortkriteriums. Um die Position des Fahrzeuginsassen zu ermitteln, wird ein Kameramodul verwendet. Das Komfortkriterium ist beispielsweise ein Abstand. Das Verfahren beschreibt, wie aus der Position und dem Komfortkriterium ein Stellsignal ermittelt wird. Eine Steuerung stellt anhand des Stellsignals eine Ausrichtung von Luftaustritten ein. Exemplarisch beschreibt die Lehre ein Ansteuern von Düsen als Luftaustritte.
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Die
DE 10 2004 002 363 A1 beschreibt eine Klimatisierungseinrichtung. Diese dient dem Einstellen von Stellelementen von Luftausströmern. Die Schrift lehrt insbesondere, wie eine von einem Fahrzeuginsassen ausgeführte Schalterbewegung auf die Position des Stellelementes übertragen wird. Die Stellelemente werden durch Aktuatoren, zum Beispiel Elektromotoren, angetrieben. Dabei ist der Antrieb der Verstellbewegung eines Drehschalters proportional Die Elektromotoren sind in einer zentralen Motoreneinheit zusammengefasst. Diese kann sowohl am Gehäuse der Klimatisierungseinrichtung als auch an anderer Stelle angebracht sein.
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Die
DE 10 2013 108 655 B3 beschreibt eine Düse zur Führung eines Luftstroms in Fahrgasträume von Kraftfahrzeugen. Im Gehäuse der Luftdüse sind mindestens zwei separate und um einen Winkel gegeneinander versetzt hintereinander angeordnete Lamellenblöcke angeordnet. Dabei sind die Lamellen der Lamellenblöcke miteinander beziehungsweise untereinander gekoppelt. Die Lamellen lenken den Luftstrom ab. Sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gehäuses sind Elektromotoren verbaut. Die Elektromotoren treiben mittels einer Antriebseinheit die Lamellenblöcke an. Die Elektromotoren sind von einer elektronischen Steuereinheit ansteuerbar. Die elektronische Steuereinheit ist mittels einer Anschlusseinheit mit dem Bussystem des Fahrzeuges, wie zum Beispiel dem Steuerungsbussystem verbunden. Die elektronische Steuereinheit ist entweder über das Bussystem oder direkt über eine Eingabeeinheit ansteuerbar. Mittels Eingaben des Fahrers über eine Eingabeeinheit werden Eingaben des Fahrers ausgewertet, um die Luftdüse entsprechend zu steuern. Neben den Elektromotoren sind Geber und Steller am Gehäuse angeordnet. Die Position der Lamellen und/oder der Lamellenblöcke kann somit von der elektronischen Steuereinheit erfasst werden.
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Die
DE 101 52 480 A1 beschreibt eine Belüftungseinheit zur Verwendung in Kraftfahrzeugen. Die Schrift lehrt, eine wirkungsvolle und variabel direkte oder indirekte Belüftung eines zu lüftenden Fahrzeugraums zu erzielen. Dazu schlägt sie vor, einen ausklappbaren Luftausströmer in einer Belüftungseinheit eines Fahrzeuges einzubauen. Zur Überführung des Luftausströmers in seine ausgeklappte Position beziehungsweise eingeklappte Position ist ein Betätigungselement vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausströmer für ein Fahrzeug zu schaffen, der eine besonders flexible und komfortable Beeinflussung eines durch den Ausströmer geführten Luftstroms ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Ausströmer zur Führung eines Luftstroms in Richtung eines Fahrzeugraums, umfassend wenigstens einen Hauptkanal zur Leitung eines Spot-Anteils des Luftstroms sowie wenigstens einen Bypasskanal zur Leitung eines Streuanteils des Luftstroms und weiterhin eine Anzahl verstellbarer Lamellen zur Beeinflussung des Luftstroms. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, bevor der Luftstrom den Ausströmer verlässt, durch Verstellung wenigstens einer der verstellbaren Lamellen der Spot-Anteil zumindest teilweise dem Bypasskanal und/oder der Streuanteil zumindest teilweise dem Hauptkanal zuführbar ist.
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Bevorzugt ist der Luftstrom durch den Ausströmer direkt in den Fahrzeugraum einbringbar. Der Spot-Anteil ist dabei jener Anteil des Luftstromes, der schließlich als räumlich konzentrierter Anteil des Luftstroms den Ausströmer verlässt. Dieser weist im Wesentlichen eine laminare Strömung auf. Der Streuanteil ist hingegen jener Anteil des Luftstromes, der schließlich als räumlich möglichst weit verteilter Anteil des Luftstroms den Ausströmer verlässt. Dieser weist im Wesentlichen eine diffuse Strömung auf. Dem Fachmann ist natürlich bekannt, dass rein laminare und rein turbulente Strömungen in der technischen Praxis kaum realisierbar sind. Vielmehr sind der Bypasskanal und der Hauptkanal technisch jeweils derart zu realisieren, dass im Falle des für sich allein betrachteten Bypasskanals möglichst rein turbulente Strömung und im Falle des für sich allein betrachteten Hauptkanals möglichst rein laminare Strömung in den Fahrzeugraum leitbar ist.
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Der erfindungsgemäße Ausströmer bietet den Vorteil, dass je nach benötigter Belüftungsfunktionalität der den Ausströmer insgesamt verlassende Luftstrom flexibel anpassbar ist. Dies gilt sowohl hinsichtlich der jeweiligen Spot-Anteile und Streuanteile am Luftstrom, als auch hinsichtlich der wesentlichen Richtung oder des wesentlichen räumlichen Bereichs im Fahrzeugraum, in dem sich der Luftstrom ausbreitet. Die jeweiligen Spot-Anteile und Streuanteile haben bekanntermaßen auch Einfluss auf eine fühlbare Belüftungsintensität, da in räumlich konzentrierten Strömungen meist eine höhere Strömungsgeschwindigkeit herrscht als in diffusen Strömungen. All dies erhöht vorteilhafterweise auch den Komfort für einen Nutzer des Ausströmers. Insbesondere lässt sich der Luftstrom auch für unterschiedliche Klimafunktionen flexibel einstellen. So kann rein beispielhaft im Falle einer Kühlung ein als reiner Streuanteil vorliegender Luftstrom als sehr viel komfortabler empfunden werden als eine räumlich konzertierte Strömung. All dies bietet eine hohe Vielfalt an möglichen Konfigurationen des Ausströmers, was insbesondere auch bei der Realisierung von automatisierten Klimafunktionen weitere Vorteile mit sich bringt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens der Hauptkanal und/oder der Bypasskanal absperrbar sind. Vorzugsweise sind hierzu eine oder mehrere zusätzliche Sperrlamellen vorgesehen.
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Dies bietet den Vorteil, dass in einfacher Weise auch ausschließlich ein Luftstrom in Form eines Spot-Anteils oder Streuanteils realisierbar ist.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ausströmer wenigstens einen ersten Bypasskanal und einen zweiten Bypasskanal umfasst. Vorzugsweise handelt es sich dabei bezogen auf den Hauptkanal um einen oberen Bypass und einen unteren Bypass. Es kann sich aber ebenso vorzugsweise auch um einen linken Bypass und einen rechten Bypass handeln.
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Dies bietet den Vorteil, dass der Ausströmer einfach aufgebaut ist und die beweglichen Lamellen zur Realisierung der meisten Lüftungsfunktionen gut anordenbar und ansteuerbar sind.
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Angemerkt sei, dass die Begriffe „oberer” und „unterer” sowie „linker und „rechter” sich dabei auf eine vorgesehene Einbaulage des Ausströmers beziehen, in der beispielsweise der obere Bypass zwischen einer Decke des Fahrzeugs und dem Hauptkanal angeordnet ist, der untere Bypass zwischen einem Boden des Fahrzeugs und dem Hauptkanal und der linke sowie rechte Bypass jeweils zwischen dem Hauptkanal und der linken beziehungsweise rechten Fahrzeugtür. Selbstverständlich können auch mehr Bypasskanäle oder auch um den Hauptkanal ganz oder abschnittsweise herumlaufende Bypasskanäle vorgesehen sein. Auch ein Vorhandensein mehrerer Hauptkanäle ist möglich.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die verstellbaren Lamellen eine Lenkung des Luftstroms in wenigstens einem Freiheitsgrad ermöglichen. Beispielsweise können hierzu zusätzliche Lamellen vorgesehen sein, die die Lenkung des Luftstroms in weiteren Freiheitsgraden ermöglichen.
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Die Flexibilität des Ausströmers wird somit vorteilhaft erhöht.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die verstellbaren Lamellen eine horizontale und vertikale Lenkung des Luftstroms ermöglichen.
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Dies bietet den Vorteil, dass nahezu der gesamte Fahrzeugraum durch den Ausströmer belüftet werden kann.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine manuelle und/oder automatische Verstellung der verstellbaren Lamellen möglich ist.
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Somit können die Flexibilität, der Komfort und die Effizienz des Ausströmers weiter erhöht werden.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine manuelle und automatische Verstellung der verstellbaren Lamellen möglich ist und die manuelle Verstellung eine permanente oder temporäre Deaktivierung der automatischen Verstellung bewirkt. Die Deaktivierung kann durch eine Steuerung, eine mechanische oder elektromechanische Fail-Safe-Systemarchitektur oder auf sonstigen Wegen realisiert werden.
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Dies erhöht den Komfort und die Sicherheit des Ausströmers signifikant.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ausströmer für eine automatische Verstellung der verstellbaren Lamellen wenigstens einen Antrieb umfasst, der mit einer Sicherheitsrutschkupplung wirkverbunden ist.
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So können manuell eingeleitete Stellkräfte sicher und einfach von dem Antrieb isoliert werden, wenn ein bestimmtes Rutschmoment aufgebracht wird.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ausströmer für eine Verstellung der verstellbaren Lamellen wenigstens eine Mechanik umfasst, die mit mehreren verstellbaren Lamellen derart wirkverbunden ist, dass die verstellbaren Lamellen in definierte individuelle Stellungen überführbar sind.
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Vorteilhaft können so definierte Stellungen für unterschiedliche Lüftungsfunktionen vorgesehen sein, die durch die Mechanik einstellbar sind. Somit ist der Ausströmer gleichzeitig flexibel und sicher bedienbar.
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Der Begriff der individuellen Stellungen betrifft hier jeweils eine einzelne Lamelle, verglichen mit einer anderen einzelnen Lamelle. In konventionellen Ausströmern ist meist nur eine gleichartige Verstellung der Lamellen möglich, beispielsweise identische Verstellung in demselben Freiheitsgrad. Im Falls des erfindungsgemäßen Ausströmers hingegen kann beispielsweise eine Lamelle in eine Richtung verstellt werden und eine andere Lamelle in eine entgegengesetzte Richtung. Dennoch sind die Stellungen der einzelnen Lamellen in ihrer Kombination definiert, um bestimmte Konfigurationen für bestimmte Lüftungsfunktionen zu gewährleisten.
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Im Folgenden wird exemplarisch auf einige grundlegende bevorzugte konstruktive Ausführungsformen der Mechanik und deren Wechselwirkung mit vorhandener Automatisierungstechnik eingegangen.
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Konstruktiv kann die Mechanik in einer bevorzugten Ausführungsform zum Überführen von wenigstens einer ersten Stellung in eine zweite Stellung ausgebildet sein. Mittels der Mechanik können beispielswese vertikale zweite Lamellen mit Schlepplamellen verbunden sein. Wenn die vertikalen Lamellen in eine Diffusstellung gebracht werden, werden beispielsweise in einer Konfiguration auch die Schlepplamellen in eine solche überführt. Die Schlepplamellen müssen vom Fahrzeuginsassen dann nicht berührt werden. Daher besteht vorteilhafterweise auch die Möglichkeit einer Design-Integration durch ein Verdecken eines Diffusbereichs des Ausströmers. Die Schlepplamellen können dazu hinter Gitterblechen verborgen werden.
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Die Mechanik ermöglicht ein direktes Umschalten von einer Diffusstellung in eine Spotstellung. Sollte ein Fahrzeuginsasse den Eindruck haben, der Ausströmer sei auf Grund der Stellung der Schlepplamellen in ihrer Diffus-Stellung kaputt, so können diese durch einfaches Rütteln oder Antippen wieder in die Spotstellung gebracht werden. Der Vorteil ist, dass die Akzeptanz moderner Ausströmer mit Diffus-Spot-Funktion bei Fahrzeuginsassen erhöht wird.
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Der Fahrzeuginsasse muss auch nicht unnötig eine andere Stellung der Lamellen einstellen. Die Mechanik schaltet für ihn in eine thermisch angenehme Spotstellung um, so dass er angenehm angestrahlt wird. Über den Jahreswechsel ist die Funktion angenehm. Durch ein einfaches Antippen des Ausströmers springt dieser in eine Spotstellung, so dass der Fahrzeuginsasse direkt mit warmer Luft angeströmt wird und der Luftstrom wieder frei richtbar ist. Der Vorteil für den Fahrzeuginsassen ist, im Winter zügig nach dem Starten eines Fahrzeuges direkt mit warmer Luft angeströmt zu werden, auch wenn bei vorheriger Fahrt eine Diffus-Stellung eingestellt war. Im Sommer kann er sich direkt mit kühler Luft anströmen lassen. Im Allgemeinen wird der Luftausströmer unabhängig von den Jahreszeiten für eine kühlende Funktion verwendet werden.
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Eine Mechanik arbeitet zuverlässig, einfach und schnell. Wenn der Fahrzeuginsasse eine andere Stellung für das Einleiten von Luft wünscht, kann er diese direkt am Ausströmer einstellen. Er muss also nicht erst das Zündschloss entsperren, um eine Motorik zu elektrifizieren, die ihm ein Verstellen des Ausströmers ermöglicht.
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Der Ausströmer ist vorzugsweise in eine Klimaregelung eingebunden. Er wird also vollautomatisch, beispielsweise über zwei Servo-Antriebe, eingestellt. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise durch ein Steuergerät anhand einer Mehrzahl von Parametern, wie zum Beispiel die Außentemperatur und das Fahrerprofil. Durch die Klimaregelung können zusätzliche Klimafunktionen, wie animierte Lüftungs- und Belüftungspresets sowie optimierte Entnebelung (Defog)/Entfrostungen (Defrost) genutzt werden, um das Erlebnis von Fahrzeuginsassen zu steigern. Der Vorteil der so ausgebildeten Mechanik ist, dass durch einfaches Antippen die Klimafunktion mechanisch übergangen werden kann. Der Fahrzeuginsasse kann daher den Ausströmer sofort von einer ersten Stellung aller Lamellen, die beispielsweise einen im Wesentlichen aus einem Spot-Anteil bestehenden Luftstrom erzeugt, in eine zweite Stellung überführen, die den Luftstrom im Wesentlichen als Spot-Anteil ausbildet. Er muss nicht erst des Ende der Klimafunktion abwarten. Ein lästiges und zeitraubendes Einstellen der Ausströmer über eine Elektronik entfällt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Mechanik die zweite Stellung in die erste Stellung überführend aus. Somit gelten die oben genannten Vorteile auch für den umgekehrten Fall der Stellungsumkehr. Der Vorteil ist, dass zum Beispiel im Sommer schnell in eine Diffus-Stellung geschaltet werden kann, wenn der Fahrzeuginsasse es wünscht, von kühler Luft umströmt zu werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Mechanik mindestens eine Kulisse auf. Eine Kulisse ist eine Zwangsführung. Durch diese können mehreren Bauteilen Bewegungen aufgezwungen werden. Der Vorteil ist, dass die Kulisse unterschiedlichen Lamellen, zum Beispiel zwei Schlepplamellen im oberen und unteren Bereich des Ausströmers, die gleiche Bewegung aufzwingen kann. Wenn also eine Schlepplamelle bewegt wird, dann folgt eine zweite Schlepplamelle mit der gleichen Bewegung.
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Vorteilhafterweise kann durch die Bewegung der Kulisse durch einen Bowdenzug oder eine Aktorik eine Mehrzahl an Schlepplamellen gleichzeitig bewegt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Mechanik mindestens eine Koppel auf. Koppeln verbinden unterschiedliche Glieder. Der Vorteil ist, dass durch die Koppel Bewegungen eines Gliedes auf andere Glieder übertragen werden können. Daher kann die Koppel die Bewegung der Kulisse auf die vertikalen, zweiten Lamellen übertragen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Mechanik mindestens eine Führungsplatte auf. Führungsplatten enthalten Schlitze. In den Schlitzen laufen Mitnehmer. Diese werden durch den Schlitz zwangsgeführt. Der Vorteil von Führungsplatten ist, mehrere, zweite Lamellen über eine Hardware-Codierung, also einen Schlitz, Bewegungen ausführen zu lassen. Durch ein Laufen der Mitnehmer durch die Führungsplatte können diese schnell und einfach in unterschiedliche Stellungen überführt werden. Da die Mitnehmer an vertikalen Lamellen befestigt sind, lassen sich auch diese schnell in unterschiedliche Stellungen überführen. Auch kann die Führungsplatte unterschiedlichen zweiten Lamellen unterschiedliche Bewegungen aufzwingen, indem unterschiedliche Schlitze andere Laufwege vorgeben. Das hat den Vorteil, die zweiten Lamellen gespreizt aufstellen zu können. in einer gespreizten Stellung wird die Luft diffus verteilt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Kulisse an einer Gehäuseaußenseite angeordnet. Dadurch stört die Kulisse den Luftstrom innerhalb des Ausströmers nicht. Der Fahrzeuginsasse kommt in den vollen Genuss des eingestellten Luftstroms.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Kulisse mit der Koppel mittels mindestens eines ersten Gliedes verbunden. Der Vorteil ist, eine Bewegung, die an der Außenseite des Gehäuses stattfindet, unter das Gehäuse übersetzen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Koppel mit der Führungsplatte über mindestens ein zweites Glied verbunden. Dadurch kann ein vertikaler Höhenunterschied zwischen der Koppel und der Führungsplatte überwunden werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Lagesensor vorhanden.
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Hallsensoren und Potentiometer sind klein, günstig und gut in mechanischen Bauteilen einsetzbar, denn sie sind schmutzresistent und in zahlreichen Baugrößen vorhanden.
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Antriebe, insbesondere elektrische Antriebe, speichern ihre Position. Dazu speichern sie Gradzahlen oder die Anzahl mitgezählter Umdrehungen ab. Denn diese Speicherung ermöglicht einen Abgleich zwischen Soll- und Ist-Position der Antriebe. Die Möglichkeit einer Änderung der Position von Antrieben ist daher üblicherweise durch eine Rast oder ein Haltemoment ausgeschlossen, Damit die Lamellen gegen die Rast oder das Haltemoment des Antriebs manuell verstellt werden können, weist der Ausströmer eine Magnetkupplung auf. Mittels eines magnetischen Moments überträgt dies in eine Richtung das Drehmoment des Antriebs. Sollte jedoch die händische Stellkraft eines Fahrzeuginsassen beim Rütteln am Ausströmer dieses Rutschmoment überdrehen, kann die Lage der Lamellen geändert werden. In diesem Fall ist die gespeicherte Position des Antriebs nicht mehr passend zur Lage der Lamellen. Der Vorteil des Lagesensors ist, die Lage der Lamellen zu jeder Zeit feststellen zu können. Dadurch sind sie wieder durch den Servo-Antrieb regelbar.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung eine Magnetkupplung. Wenn die erste Kupplung und die zweite Kupplung als Magnetkupplungen ausgeführt sind, kann die Rast des ersten und zweiten Antriebs überwunden werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen erfindungsgemäßen Ausströmer.
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Die für den Ausströmer beschriebenen Vorteile gelten entsprechend analog auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Insbesondere werden der Komfort, die Effizienz und die Sicherheit des Kraftfahrzeugs hinsichtlich seiner Lüftungsfunktionen erhöht.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers in einer bevorzugten Ausführungsform in seitlicher Querschnittsansicht,
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers in einer bevorzugten Ausführungsform in Querschnittsansicht von oben,
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3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers in einer perspektivischen Ansicht,
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4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers in einer Seitenansicht,
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5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers in einer Ansicht von unten, und
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6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausströmers 100 in einer bevorzugten Ausführungsform. Bei den gezeigten Ansichten handelt es sich stets um Querschnittsansichten gemäß der Schnittlinie A-A aus 3. Aus 1 geht insbesondere auch des grundlegende Prinzip der vorliegenden Erfindung hervor. Die 1 ist in vier Teilfiguren 1A, 1B, 1C und 1D untergliedert. Alle Teilfiguren zeigen den gleichen Ausströmer 100 in gleicher Ansicht, so dass aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Bezugszeichen in alten Teilfiguren separat gezeigt sind. In der Mitte des Ausströmers 100 befindet sich ein Hauptkanal 110. Oberhalb und unterhalb des Hauptkanals 110 verläuft je ein Bypasskanal 232. Diese sind als ein erster und zweiter Bypasskanal 111, 113, hier noch genauer gesagt als ein oberer beziehungsweise unterer Bypass 112, 114 ausgebildet. Der obere Bypass 112 und der untere Bypass 114 sind ausgebildet, jeweils eine turbulente beziehungsweise räumlich verteilte Strömung als Streuanteil 226 des Luftstroms 228 in einen hier nicht dargestellten Fahrzeugraum zu leiten. Der Hauptkanal 110 ist ausgebildet, eine laminare beziehungsweise räumlich konzentrierte Strömung als Spot-Anteil 230 in den Fahrzeugraum zu leiten. Der Ausströmer 100 umfasst weiterhin eine Anzahl an verstellbaren Lamellen 234 zur Beeinflussung des Luftstroms 228. Bevor der Luftstrom 228 den Ausströmer 100 verlässt, ist durch Verstellung wenigstens einer der verstellbaren Lamellen 234 der Spot-Anteil 230 ganz oder teilweise dem Bypasskanal 232 und/oder der Streuanteil 226 ganz oder teilweise dem Hauptkanal 110 zuführbar. Rein beispielhaft verlässt der Spot-Anteil 230 dann den Ausströmer 100 als Bestandteil des Streuanteils 226 oder umgekehrt. Des Prinzip wird im Folgenden rein exemplarisch noch näher erläutert.
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1A zeigt den Ausströmer 100 in einer Konfiguration, in welcher der Hauptkanal 110 von dem oberen und unteren Bypass 112, 114 mittels der verstellbaren Lamellen 234, hier insbesondere der Schlepplamellen 116, getrennt ist. Somit leitet der Hauptkanal 110 den Spot-Anteil 230 und der obere und untere Bypass 112, 114 leiten jeweils für sich allein genommen den Streuanteil 226 in den Fahrzeugraum. Über den Schlepplamellen 116 ist ein Gitter 218 angebracht. Dieses bewirkt eine Verwirbelung und Drosselung des Streuanteils 226, bevor dieser als Bestandteil des Luftstroms 228 aus dem oberen und unteren Bypass 112, 114 in den Fahrzeugraum austritt. Der Luftstrom 228 insgesamt, umfassend den Streuanteil 226 und den Spot-Anteil 230, strömt in etwa geradeaus in den Fahrzeugraum ein. Da der Streuanteil 226 keine Vorzugsrichtung aufweist, ist die Richtung des Luftstroms 228 insgesamt vor allem durch die Richtung des Spot-Anteils 230 bestimmt.
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Hingegen zeigt 1B den Ausströmer 100 in einer Konfiguration, in der ein Teil des Spot-Anteils 230 aus dem Hauptkanal 110 dem oberen Bypass 112 zugeführt wird, wie mit dem zusätzlichen Pfeil 236 angedeutet ist. Dies wird insbesondere durch Verstellung der Schlepplamellen 116 nach unten erreicht. Weiterhin wird ein Teil des Streuanteils 226 aus dem unteren Bypass 114 dem Hauptkanal 110 zugeführt, wie mit dem zusätzlichen Pfeil 238 angedeutet ist. Der Luftstrom 228 strömt insgesamt abgewinkelt nach oben in den Fahrzeugraum ein.
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1C zeigt den Ausströmer 100 in einer Konfiguration, in der je ein Teil des Spot-Anteils 230 aus dem Hauptkanal 110 dem oberen und unteren Bypass 112, 114 zugeführt wird, wie mit den zusätzlichen Pfeilen 240, 242 angedeutet ist. Der Luftstrom 228 strömt hier insgesamt teils geradeaus sowie mit einer zusätzlichen Ablenkung eines Bereichs 244 nach unten in den Fahrzeugraum ein. Dadurch wird der Luftstrom 228 gewissermaßen zu einem Luftfächer 220 aufgeweitet.
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1D zeigt den Ausströmer 100 in einer Konfiguration, in der ein Teil des Streuanteils 226 aus dem oberen Bypass 112 dem Hauptkanal 110 zugeführt wird, wie mit dem zusätzlichen Pfeil 246 angedeutet ist. Der Luftstrom 228 strömt insgesamt nach unten abgewinkelt in den Fahrzeugraum ein, in dieser Ansicht sind zudem zusätzliche Sperrlamellen 248 gezeigt, mit denen der Hauptkanal 110 und/oder der obere und/oder untere Bypass 112, 114 ganz oder teilweise sperrbar sind, wenn die Sperrlamellen 248 in die angedeuteten Stellungen 250 gebracht werden.
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Wie in 1 gut zu sehen ist, ermöglichen die verstellbaren Lamellen 234, in diesem Ausführungsbeispiel umfassend die Schlepplamellen 116, die horizontalen Lamellen 118 und einen Reiter 128, die Verstellung des Luftstroms 228 in einem Freiheitsgrad. Dieser entspricht hier einer vertikalen Ausströmrichtung des Luftstroms 228. Weiterhin umfassen die verstellbaren Lamellen 234 weiter innen im Ausströmer 100 angeordnete zweite Lamellen 120. Diese sind in 2 nochmals deutlicher gezeigt. Die zweiten Lamellen 120 ermöglichen die Verstellung des Luftstroms 228 in einem weiteren Freiheitsgrad, der hier eine horizontale Ausströmrichtung darstellt.
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2 zeigt die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ausströmers aus 1 in Querschnittsansicht von oben. Die gezeigte Ansicht ist eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie B-B aus 3. Zu sehen sind die zweiten Lamellen 120. Im linken Teil der 2 sind diese zweiten Lamellen 120 in geradeaus weisender Stellung gezeigt. Im linken Teil der 2 sind die zweiten Lamellen 120 fächerartig verstellt, so dass der Luftstrom 228 in einem weiteren Freiheitsgrad verstellt ist. Dieser entspricht hier der horizontalen Ausströmrichtung. Der Luftstrom 228 ist hier fächerartig aufgeweitet.
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3 zeigt den Ausströmer 100 aus den 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht von links. Der Ausströmer 100 umfasst das Gehäuse 102 mit Aktorik, Sensorik, mehreren Lamellen und einer Mechanik 126.
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Die Aktorik umfasst wenigstens einen Antrieb 103, hier zwei Antriebe 104, 108. Auf der zu sehenden rechten Seite des Ausströmers 100 besteht sie aus einem ersten Antrieb 104, Sicherheitsrutschkupplung 105, hier in Form einer Magnetkupplung 106 sowie einem freien Glied und einem Zahnkranz. Unterhalb des Gehäuses 102 ist ein zweiter Antrieb 108 angeschlagen.
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Die Sensorik umfasst Lagesensoren 214. Diese sind unterhalb oder seitlich am Gehäuse 102 angeschlagen. Die Lagesensoren 214 sind Hallsensoren oder Potentiometer.
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Lamellen befinden sich im Gehäuse 102 und in dessen vorderem Bereich. im Gehäuse 102 sind die um eine vertikale Achse schwenkbaren, zweiten Lamellen 120 gelagert. Im vorderen Bereich, dem Ausströmbereich des Gehäuses 102, befinden sich fünf horizontal drehbewegliche Lamellen. Die oberste Lamelle und die unterste Lamelle sind die Schlepplamellen 116. Die drei mittleren horizontal ausgerichtet gezeigten Lamellen sind die ersten Lamellen 118 und der Reiter 128. Die ersten Lamellen 118 sind miteinander über ein gemeinsames Glied 130 verbunden. Hinter den ersten Lamellen 118 lagern die zweiten Lamellen 120. Die zweiten Lamellen 120 befinden sich also stromaufwärts im Verhältnis zur Lage der ersten Lamellen 118 im Luftstrom 228 (im Innern des Ausströmers 100 nicht dargestellt).
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Im Bereich der horizontalen, ersten Lamellen 118 liegt der Hauptkanal 110 des Ausströmers 100. im Bereich der Schlepplamellen 116 liegt der Bypasskanal 232, der den oberen Bypass 112 umfasst, welcher den Hauptkanal 110 oberhalb umströmt sowie der untere Bypass 114, der den Hauptkanal 110 unterhalb umströmt.
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Auf der linken Seite des Ausströmers 100 ist die Mechanik 126 gelagert.
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Der erfindungsgemäße Ausströmer 100 ist in unterschiedlichen Ausbaustufen realisierbar. in einer ersten Ausbaustufe ist die Mechanik 126 zum Umschalten wenigstens einer ersten Stellung 122 in wenigstens eine zweite Stellung 124 manuell zu bedienen. Erst in einer zweiten Ausbaustufe weist der Ausströmer 100 die elektrifizierte Ausstattung samt Aktorik und Sensorik auf. in der Vollausstattung funktioniert er wie folgt:
Der erste Antrieb 104 überträgt sein Drehmoment über die Magnetkupplung 106 und den Zahnkranz auf die ersten Lamellen 118. Somit sind diese elektrifiziert und von einem Steuergerät, zum Beispiel einem zentralen Bordcomputer, einstellbar. Das Steuergerät kann in Abhängigkeit von Parametern, wie der Temperatur und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die Luftströmung damit in ihrer vertikalen Richtung beeinflussen. Die Magnetkupplung 106 weist ein bestimmtes Rutschmoment auf. Sollte der Fahrzeuginsasse die ersten Lamellen 118 über den Reiter 128 verstellen, so ist dieses durch die Magnetkupplung 106 mit Priorität gegenüber dem ersten Antrieb 104 möglich. Denn die Rast des ersten Antriebs 104 wird durch die Magnetkupplung 106 überwunden.
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Der zweite Antrieb 108 unterhalb des Gehäuses 102 regelt die Einstellung der zweiten Lamellen 120. Auch er ist über eine Magnetkupplung mit der Koppel 202 verbunden. Dadurch ist es möglich, auch die vertikalen, zweiten Lamellen 120 elektronisch vom Steuergerät ansteuern zu lassen. Die Ansteuerung erfolgt dabei über eine Führungsplatte 204 (4), so dass der zweite Antrieb 108 mehrere zweite Lamellen 120 über die Führungsplatte 204 parallel ansteuern kann.
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Trotz voller Elektrifizierung ermöglicht die Mechanik 126 ein manuelles Umschalten von Lamellenstellungen. Die Schlepplamellen 116 sowie die ersten und zweiten Lamellen 118, 120 können unterschiedliche Stellungen einnehmen.
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Eine erste Stellung 122 kann vorzugsweise eine sogenannte Diffus-Stellung (vergleiche 1C) sein. Eine andere, zweite Stellung 124 kann vorzugsweise eine sogenannte Spotstellung sein (vergleiche beispielsweise 1A). In 3 ist eine Diffus-Stellung dargestellt. Die Lage einiger erster Lamellen 118 und zweiter Lamellen 120 ist in der Spotstellung durch gestrichelte Linien angedeutet.
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Die Diffus-Stellung fächert den Luftstrom 228 des Ausströmers 100 insgesamt zu dem Luftfächer 220 auf. Die Luft wird also möglichst gestreut in das Fahrzeug eingeleitet. Die genauen Lagen der Lamellen in dieser rein exemplarischen ersten Stellung 122 und der ebenso rein exemplarischen zweiten Stellung 124 gehen schematisch aus 1 hervor. Gut sichtbar ist in 1, dass die Schlepplamellen 116 in der Diffus-Stellung jeweils in Richtung des Hauptkanals 110 angewinkelt sind.
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4 zeigt eine Ausführungsform der Mechanik 126 zum Umschalten der Lamellen aus 1, 2 und 3. Die Mechanik ist eine Kulissenführung. Die Kulissenführung besteht aus einer Kulisse 200, einer Koppel 202, einer Drehkoppel 217, einer Führungsplatte 204 und einigen Gliedern 208, sowie einer Schenkelfeder 224. Die Kulisse 200 ist eine Zwangsführung für die Schlepplamellen 116. Sie ist an der Gehäuseaußenseite 206 gelagert.
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Die Koppel 202 übersetzt die Bewegung der Kulisse 200 unter das Gehäuse 102. Dazu sind Kulisse 200 und Koppel 202 mittels Gliedern 208 miteinander verbunden. Die Koppel 202 ist mittels eines zweiten Glieds 210 mit einer Führungsplatte 204 verbunden.
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Diese gestrichelt dargestellte Führungsplatte 204 wiederum weist Schlitze zum Führen von Mitnehmern der zweiten Lamellen 120 (hier nicht dargestellt, siehe 1, 2) auf.
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Die Drehkoppel 217 ist ebenfalls an der Gehäuseaußenseite 206 gelagert. Die Drehkoppel 217 ist jeweils über ein Glied 208 mit der Kulisse 200 und der Koppel 202 verbunden.
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An der Gehäuseaußenwand kann auch eine Traverse 219 gelagert sein.
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In das Gehäuse 102 sind zwei Langlöcher 216 eingelassen. Die Langlöcher 216 haben einen gebogenen Verlauf. in den Langlöchern 216 laufen Haltestifte. Diese sind mit den Schlepplamellen 116 drehbeweglich verbunden.
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Alternativ zu den Haltestiften kann auch eine Achse in den Langlöchern 216 geführt werden, an die die Schlepplamellen 216 angeklippt sind.
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Im unteren Bereich der Kulisse 200 ist ein Lagesensor 214 an diese angeschraubt.
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Sollte ein Fahrzeuginsasse eine Schlepplamelle 116 bewegen, zum Beispiel daran rütteln, wird dieses Rütteln auf die Kulisse 200 übertragen. Die Kulisse 200 weicht in den Langlöchern 216 aus, so dass sie ein Glied 208 führt, welches die Drehkoppel 217 drehen lässt. Ein weiteres Glied 208, des zwischen Drehkoppel 217 und Koppel 202 angeschlagen ist, zieht an der Koppel 202, so dass diese sich dreht. Des Rütteln an der Schlepplamelle 116 wird von der Mechanik 126 somit in eine Drehbewegung unterhalb des Ausströmers 100 übersetzt. Da die Koppel 202 auf der Abtriebsachse (nicht dargestellt) des zweiten Antriebs 108 mit einer Magnetkupplung gelagert ist, kann die Drehbewegung der Koppel 202 über weitere Glieder 208 auf die Führungsplatte 204 übertragen werden, so dass diese die zweiten Lamellen 120 in die erste Stellung 124 führt. in den Schlitzen der Führungsplatte 204 laufen Mitnehmer 212, die die zweiten Lamellen 120 zwangsführen.
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Wenn die zweiten Lamellen 120 automatisch bewegt werden sollen, erfolgt dies in Richtung der magnetischen Kupplung des zweiten Antriebs 108 an die Koppel 202.
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Alternativ kann die Drehkoppel 217 auch mit der Traverse 219 verbunden werden. An dieser kann dann ein Bowdenzug befestigt sein, um die Traverse 219 zu bewegen. Der Bowdenzug wird als Mittel benutzt, um den Ausströmer 100 von einer zweiten Stellung 124 in eine erste Stellung 122 zu überführen. Durch den Bowdenzug kann der zweite Antrieb 108, ein Servo, an anderer Stelle im Fahrzeug verbaut werden.
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5 zeigt den Ausströmer 100 in einer Ansicht von unten, Die 5 zeigt die Lage der Koppel 202 auf der Unterseite 222 des Ausströmers. Der zweite Antrieb 108 ist darüber hinaus dargestellt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 252 mit dem Ausströmer 100. Das Kraftfahrzeug 252 kann mehrere solcher Ausströmer 100 umfassen. Diese können an beliebigen Einbaupositionen 254 vorgesehen sein, sofern der zuständige Fachmann dies als vorteilhaft für die Lüftungsfunktionalität des Kraftfahrzeugs 252 erachtet, welche er nach allgemeinen fachmännischen Auslegungsrichtlinien definiert.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ausströmer
- 102
- Gehäuse
- 103
- Antrieb
- 104
- erster Antrieb
- 105
- Sicherheitsrutschkupplung
- 106
- erste Kupplung
- 107
- zweite Kupplung
- 108
- zweiter Antrieb
- 110
- Hauptkanal
- 111
- erster Bypasskanal
- 112
- oberer Bypass
- 113
- zweiter Bypasskanal
- 114
- unterer Bypass
- 116
- Schlepplamelle
- 118
- erste Lamellen
- 120
- zweite Lamellen
- 122
- erste Stellung
- 124
- zweite Stellung
- 126
- Mechanik
- 128
- Reiter
- 130
- gemeinsames Glied
- 200
- Kulisse
- 202
- Koppel
- 204
- Führungsplatte
- 206
- Gehäuseaußenseite
- 208
- erstes Glied
- 210
- zweites Glied
- 212
- Mitnehmer
- 214
- Lagesensor
- 216
- Langlöcher
- 217
- Drehkoppel
- 218
- Gitter
- 219
- Traverse
- 220
- Luftfächer
- 222
- Unterseite eines Ausströmers
- 224
- Schenkelfeder
- 226
- Streuanteil
- 228
- Luftstrom
- 230
- Spot-Anteil
- 232
- Bypasskanal
- 234
- verstellbare Lamellen
- 236
- zusätzlicher Pfeil
- 238
- zusätzlicher Pfeil
- 240
- zusätzlicher Pfeil
- 242
- zusätzlicher Pfeil
- 244
- Bereich
- 246
- zusätzlicher Pfeil
- 248
- Sperrlamellen
- 250
- Stellungen
- 252
- Kraftfahrzeug
- 254
- Einbaupositionen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008018397 A1 [0004]
- DE 102004002363 A1 [0005]
- DE 102013108655 B3 [0006]
- DE 10152480 A1 [0007]
