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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftaustrittsvorrichtung zur richtungsgesteuerten Zufuhr von Luft in einen Fahrzeuginnenraum mit einem Luftkanal und einem ersten schwenkbaren Luftleitelement sowie einem zweiten schwenkbaren Luftleitelement.
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Aus der
DE 10 2014 216 573 A1 ist eine Luftaustrittsvorrichtung zur gesteuerten Zufuhr von Luft zu einem Fahrzeuginnenraum bekannt. Die Luftaustrittsvorrichtung hat eine Luftaustrittsöffnung, die über schwenkbare Wandabschnitte mit einem quer zur Luftströmungsrichtung verlagerbaren Kanalelement verbunden ist. Die schwenkbaren Wandabschnitte bilden zusammen mit der Luftaustrittsöffnung eine Luftaustrittsdüse und sind lediglich gleichsinnig entsprechend der Verlagerung des Kanalabschnitts in die Querrichtung verschwenkbar.
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Ferner zeigt die
DE 10 2014 221 641 A1 eine Luftstromregulierungsdüse mit Außenlamellen, die in unterschiedliche Winkelstellungen zur Ablenkung des Luftstroms nach oben, oder nach unten oder in die Mitte gleichsinnig schwenkbar ausgebildet sind. Die obere Außenlamelle und die untere Außenlamelle sind jeweils um den gleichen Winkel verschwenkt, so dass die Luftleitflächen der beiden Außenlamellen jeweils parallel zueinander ausgebildet sind.
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Bei den gleichsinnig verschwenkbaren Lamellen zur Luftablenkung gemäß dem Stand der Technik ist insbesondere in dem Bereich mit großer Luftablenkung eine Luftaustrittsmenge reduziert ist.
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Es ist die Aufgabe der der vorliegenden Erfindung, eine Luftaustrittsvorrichtung zur richtungsgesteuerten Zufuhr von Luft in einen Fahrzeuginnenraum zu schaffen, die in einem gesamten Luftablenkungsbereich der Luftaustrittsvorrichtung eine möglichst große Luftausströmmenge ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Luftaustrittsvorrichtung gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
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Die erfindungsgemäße Luftaustrittsvorrichtung zur richtungsgesteuerten Zufuhr von Luft in einen Fahrzeuginnenraum hat einen Luftkanal und ein erstes schwenkbares Luftleitelement sowie ein zweites schwenkbares Luftleitelement. Das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement bilden zusammen mit einer Luftaustrittsöffnung eine Luftaustrittsdüse. Das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement sind nicht gleichsinnig schwenkbar ausgebildet.
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Der Betriff „nicht gleichsinnig“ bezieht sich gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Richtungsangabe, d.h. das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement sind derart schwenkbar, dass sie nicht in die gleiche Richtung verschwenkbar sind. Mit anderen Worten wird bei einer Schwenkung des ersten Luftleitelements um einen bestimmten Winkel zur Luftablenkung bzw. Richtungssteuerung der Luft das zweite Luftleitelement um einen anderen Winkel oder gar nicht verschwenkt.
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Insbesondere wird bei einer Verschwenkung des ersten Luftleitelements oder des zweiten Luftleitelements um einen vorgegebenen Winkel das zweite Luftleitelement bzw. das erste Luftleitelement um einen Winkel verschwenkt, der kleiner als der vorgegebene Winkel ist. Hierbei erfolgt die Luftablenkung im Wesentlichen durch das Luftleitelement, das um den vorgegebenen Winkel, d.h. den größeren Winkel, verschwenkt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement angrenzend zu der Luftaustrittsöffnung ausgebildet.
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Hierdurch ist die Düsenwirkung der Luftaustrittsvorrichtung sowie die Richtungssteuerung der Luft verbessert.
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Weiterhin sind bevorzugt das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement um zwei beabstandete, zueinander parallele Achsen schwenkbar. Bei den Achsen kann es sich um reelle oder virtuelle Achsen handeln.
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Durch die parallele Anordnung ist die Richtungssteuerung der Luft über einen Luftablenkungsbereich, bspw. von links nach rechts oder von oben nach unten, vereinfacht.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Luftaustrittsvorrichtung sind das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement zwischen einer Ruheposition und einer Vielzahl von Luftleitpositionen verschwenkbar. Die Ruheposition ist eine Position, die als Ausgangsposition oder Endposition des Luftleitelements eher eine neutrale bzw. nicht einschränkende Luftleitfunktion hat. In der Ruheposition schränkt das jeweilige Luftleitelement eine Luftmenge möglichst wenig ein. In den Luftleitpositionen wird die eigentliche Richtung der austretenden Luft durch das erste Luftleitelement oder das zweite Luftleitelement vorgegeben.
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Vorteilhaft sind das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement in der Ruheposition maximal in Richtung einer Wandung des Luftkanals verschwenkt. Mit anderen Worten haben das erste Luftleitelement bzw. das zweite Luftleitelement in der jeweiligen Ruheposition eine maximale Auslenkung in Richtung der Wandung und schränken dadurch einen Luftdurchgang in dem Kanal bis zur Luftaustrittsöffnung möglichst wenig ein.
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Bevorzugt sind dabei das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement in ihrer jeweiligen Ruheposition in Kontakt mit der Wandung des Luftkanals. Hierdurch ist die maximale Auslenkung des jeweiligen Luftleitelements mit minimaler Einschränkung des Luftdurchgangs möglich.
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Vorteilhaft sind das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement in Richtung der Ruheposition, bspw. mit einer Federeinrichtung, vorgespannt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist zur Richtungssteuerung des Luftaustrittsstroms jeweils eines von dem ersten Luftleitelement und dem zweiten Luftleitelement in seinen Luftleitpositionsbereich verschwenkbar, während das andere von dem ersten Luftleitelement und dem zweiten Luftleitelement sich in seiner Ruheposition befindet.
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Hierdurch dient jeweils lediglich eines der Luftleitelemente als richtungsgebendes Element, während das andere Luftleitelement in seiner Ruheposition den Luftkanal bis zur Luftaustrittsöffnung möglichst geringfügig einschränkt.
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Bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Luftaustrittsvorrichtung eine Höhe des Luftkanals größer als eine Höhe der Luftaustrittsöffnung. Hierdurch wird die Düsenwirkung verstärkt und eine Richtungssteuerung durch die Luftleitelemente verbessert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Luftaustrittsvorrichtung kann in den Luftkanal in Strömungsrichtung vor dem ersten Luftleitelement und dem zweiten Luftleitelement eine Luftleiteinrichtung vorgesehen sein, die angepasst ist, eine Luftströmungsrichtung in dem Luftkanal zu ändern.
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Hierdurch ist es möglich, zusätzlich zu der Luftleitrichtung, die durch das erste Luftleitelement bzw. das zweite Luftleitelement vorgegeben wird, eine weitere Luftströmungsrichtungsänderung vorzunehmen. Beispielsweise kann die Luftleiteinrichtung die Luftströmungsrichtung in eine Richtung quer zu der Luftaustrittsdüse, die durch das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement ausgebildet ist, d.h. quer zur Schwenkrichtung des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements, ändern.
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Bevorzugt kann dabei die Luftleiteinrichtung Lamellen aufweisen, die quer zu einer Schwenkrichtung des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements verschwenkbar sind. Bevorzugt sind hierbei die Lamellen in eine Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements verschwenkbar.
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Hierdurch kann durch die Luftaustrittsvorrichtung die Richtung eines austretenden Luftstroms vielseitig geändert werden.
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Bevorzugt befindet sich zusätzlich zu dem ersten Luftleitelement und dem zweiten Luftleitelement kein weiteres Luftleitelement in der Luftaustrittsdüse bzw. in dem Kanalabschnitt, in dem das erste Luftleitelement und das zweite Luftleitelement sowie die Luftaustrittsöffnung angeordnet sind.
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Der Fahrzeuginnenraum kann Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftfahrzeug oder eines Lastkraftfahrzeugs sein. In einem Flugzeug oder einem Schiff oder einem schienengebunden Fahrzeug ist die Erfindung jedoch auch einsetzbar.
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Vorstehend genannte Weiterbildungen der Erfindung sind soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombinierbar.
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Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
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1 ist eine schematische, geschnittene Perspektivansicht einer Luftaustrittsöffnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine schematische Schnittansicht der Luftaustrittsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer ersten Luftleitposition.
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3 ist eine schematische Schnittansicht der Luftaustrittsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Luftleitposition.
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4 ist eine schematische Schnittansicht der Luftaustrittsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer dritten Luftleitposition.
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5 ist eine schematische Ansicht einer Antriebskinematik der Luftaustrittsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer ersten Luftaustrittsposition.
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6 ist eine schematische Ansicht der Antriebskinematik der Luftaustrittsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der dritten Luftleitposition.
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Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6.
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Wie in 1 gezeigt ist hat eine Luftaustrittsvorrichtung 1 zur richtungsgesteuerten Zufuhr von Luft in einen Fahrzeuginnenraum 100 einen Luftkanal 3, der in einer Luftaustrittsöffnung 9, über die ausströmende Luft in den Fahrzeuginnenraum 100 gelangt, mündet. Die ausströmende Luft kann klimatisierte bzw. temperierte Luft aus einer Klimaanlage oder nichttemperierte Frischluft sein. Die Luftaustrittsvorrichtung 1 kann beispielsweise in einem sogenannten Armaturenbrett eines Personenkraftfahrzeugs oder eines Lastkraftfahrzeugs integriert sein, insbesondere in einem mittleren Bereich oder/und einem linken bzw. rechten Bereich des Armaturenbretts. Die Integration in einem Dachbereich bzw. einem Bodenbereich und einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs ist jedoch grundsätzlich auch möglich. Die Luftaustrittsöffnung 9 ist als rechteckiger Schlitz ausgebildet, der sich gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fahrzeugquerrichtung in dem Armaturenbrett erstreckt. Es ist jedoch auch möglich, die Luftaustrittsvorrichtung um 90° gedreht in das Armaturenbrett einzubauen, wobei sich in diesem Fall der rechteckige Schlitz der Luftaustrittsöffnung 9 im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung erstreckt. Die Luftaustrittsöffnung 9 ist wesentlich breiter als hoch, so dass sie für den Fahrzeuginsassen unauffällig gestaltet sein kann und geschmackvoll in das Armaturenbrett integriert werden kann. Eine geringe Höhe der Luftaustrittsöffnung, bei der die beiden Luftleitelemente 5 und 7 nahe beieinander liegen, ermöglicht zudem eine verbesserte Luftrichtungssteuerung. Die Luftaustrittsöffnung 9 kann je nach Gestaltungsvorgabe für den Fahrzeuginnenraums 100 auch abweichend von einer rechteckigen Form beispielsweise trapezförmig ausgebildet sein. Die Luftaustrittsöffnung 9 bildet zusammen mit einem ersten oberen schwenkbaren Luftleitelement 5 und einem zweiten unteren schwenkbaren Luftleitelement 7 eine Luftaustrittsdüse. Das erste Luftleitelement 5 und das zweite Luftleitelement 7 sind angrenzend zu der Luftaustrittsöffnung 9 ausgebildet, wobei sich das erste Luftleitelement 5 und das zweite Luftleitelement 7 jeweils um eine zugehörige Achse, die sich nahe der Luftaustrittsöffnung 9 befindet, schwenkbar ist. Die beiden Schwenkachsen des ersten Luftleitelements 5 und des zweiten Luftleitelements 7 sind parallel zueinander angeordnet.
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Der Luftkanal 3 weist einen größeren Querschnitt als die Luftaustrittsöffnung 9 auf. Insbesondere ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Luftkanal 3 in Fahrzeughochrichtung höher als die Luftaustrittsöffnung 9 bzw. höher als der Abstand zwischen der Schwenkachse des ersten Luftleitelements 5 und der Schwenkachse des zweiten Luftleitelements 7 ausgebildet. In Luftströmungsrichtung vor den Luftleitelementen 5 und 7 ist in dem Luftkanal 3 eine Luftleiteinrichtung mit mehreren Lamellen 11 ausgebildet, die gleichsinnig um jeweils eine zugehörige Achse schwenkbar sind, die in einem Winkel senkrecht zu den Schwenkachsen des ersten Luftleitelements 5 und des zweiten Luftleitelements 7 verlaufen. Im vorliegenden Fall sind die Lamellen 11 um jeweils eine Achse verschwenkbar, die im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verläuft. Die Luftleiteinrichtung mit den Lamellen 11 dient zur Beeinflussung der Strömungsrichtung der in den Fahrzeuginnenraum 100 austretenden Luft in Fahrzeugquerrichtung. Dahingegen dienen die Luftleitelemente 5 und 7 zur Beeinflussung der Richtung der austretenden Luft in den Fahrzeuginnenraum 100 in Fahrzeughochrichtung. Die Lamellen 11 sind außerhalb des Luftkanals 3 miteinander gekoppelt, um eine gemeinsamen, synchrone Verschwenkung zu ermöglichen. Hierfür ist ein Hebelarm 15 mit jeder Lamelle 11 unterhalb des Luftkanals verbunden, der mit der Schwenkachse der zugehörigen Lamelle 11 verbunden ist. An einem freien Ende des Hebelarms 15 sind die Lamellen 11 über einen in den Figuren nicht gezeigten Lenker miteinander gekoppelt. Durch eine geeignete manuelle oder elektrische Antriebseinrichtung könne somit die Lamellen 11 gleichzeitig gedreht werden.
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Unter Bezugnahme auf 2, 3 und 4 ist nunmehr insbesondere eine Funktion bzw. Ansteuerung des ersten Luftleitelements 5 und des zweiten Luftleitelements 7 beschrieben. In 2 befinden sich sowohl das erste Luftleitelement 5 als auch das zweite Luftleitelement 5 in einer Ausgangslage bzw. Endlage, mit anderen Worten in einer Ruheposition, in der das erste Luftleitelement 5 und das zweite Luftleitelement 7 maximal in Richtung der jeweils benachbarten Wandung 31, 33 des Luftkanals 3 verschwenkt ist und mit dieser in Kontakt tritt. In dieser Position des ersten Luftleitelements 5 und des zweiten Luftleitelements 7 erfolgt ein Luftaustritt aus der Luftaustrittsöffnung 9 in waagerechter Richtung, die in 2 durch den Pfeil angezeigt ist.
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3 zeigt eine Stellung der Luftaustrittsvorrichtung, bei der sich das erste Luftleitelement 5 in seiner Endlage befindet und das zweite Luftleitelement 7 von der Wandung 33 des Luftkanals 3 etwas weggeschwenkt ist. Mit anderen Worten ist das freie Ende des zweiten Luftleitelements 7 etwas nach oben verschwenkt. Dies führt im Ergebnis zu einer Beeinflussung des austretenden Luftstroms dergestalt, dass der austretende Luftstrom etwas nach unten gerichtet ist, wie durch den Pfeil dargestellt ist.
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4 zeigt eine Stellung der Luftaustrittsvorrichtung, bei der das zweite Luftleitelement 7 nahezu in eine waagerechte Position geschwenkt ist und das erste Luftleitelement 5 sich weiterhin in seiner Endposition befindet. Hierdurch erfolgt im Vergleich zu der in 3 gezeigten Stellung eine stärkere Ablenkung des Luftstromes nach unten, wie durch den Pfeil in 4 dargestellt ist.
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Die Verschwenkung des zweiten Luftleitelements 7 kann dabei in Stufen oder stufenlos erfolgen. In 3 und 4 sind nur beispielhaft zwei Positionen des zweiten Luftleitelements 7 gezeigt. Das zweite Luftleitelement 7 dient zur Richtungssteuerung des austretenden Luftstroms in einem Luftablenkungsbereich nach unten, wobei das erste Luftleitelement 5 in der Endposition bleibt und nicht bewegt wird.
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Zur Ablenkung des austretenden Luftstromes nach oben bleibt umgekehrt, ausgehend von der in 2 gezeigten Position, das zweite Luftleitelement 7 in seiner Endposition und das erste Luftleitelement 5 wird entsprechend verschwenkt.
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Durch das erfindungsgemäße nicht gleichsinnige Verschwenken des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements, wie unter Bezugnahme auf 2 und 4 beschrieben ist, kann die Richtung des austretenden Luftstroms geeignet gesteuert werden, ohne den Kanalquerschnitt 3 übermäßig durch die Luftleitelemente 5, 7 einzuschränken. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass jeweils eines der Luftleitelemente 5, 7 in seiner Endposition bleibt, während lediglich das andere der Luftleitelemente 5, 7 verschwenkt wird.
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Bei einer um 90° gedrehten Anordnung der Luftleitvorrichtung 1 kann hierbei entsprechend der Luftstrom nach links bzw. rechts beeinflusst werden.
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Das erste Luftleitelement 5 und das zweite Luftleitelement 7 können unabhängig voneinander mit einem Antrieb versehen sein und entsprechend unabhängig voneinander angetrieben werden. Der Antrieb kann beispielswiese mittels zweier Elektromotoren erfolgen, die über eine Steuereinrichtung entsprechend angesteuert werden. Es ist auch ein Schaltgetriebe denkbar, das den Antrieb von entweder dem ersten Luftleitelement 5 oder dem zweiten Luftleitelement 7 mit nur einem Elektromotor ermöglicht.
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Alternativ können das erste Luftleitelement 5 und das zweite Luftleitelement 7 kinematisch über eine Lenker-Kulissen-Kombination derart gekoppelt sein, dass in den zwei Luftauslenkbereichen – in den Figuren nach oben und nach unten – nur das jeweils eine Luftleitelement verschwenkt wird. Eine derartige Lösung ist in 5 und 6 gezeigt. Hierbei sind beide Luftleitelemente 5 und 7 an ihren von den Schwenkachsen 51 und 71 entfernten Enden mit einem Lenkerelement 13 in Eingriff bzw. gekoppelt. Insbesondere ist an jedem Ende des Lenkerelements 13 eine Kulissenführung 17, 18 ausgebildet, in die ein Zapfen 53, 73 des ersten Luftleitelements 5 bzw. des zweiten Luftleitelements 7 eingreift. Das Lenkerelement 13 ist durch eine Antriebseinrichtung im Wesentlichen translatorisch in die Hochrichtung verlagerbar. Wird das Lenkerelement 13 nach unten verlagert, so bewegt sich entsprechend das erste Luftleitelement 5, d.h. das erste Luftleitelement 5 wird gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 51 geschwenkt. Wird das Lenkerelement 13 nach oben verlagert, so bewegt sich entsprechend das zweite Luftleitelement 7, d.h. das zweite Luftleitelement 7 wird im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 71 geschwenkt. Die Luftleitelemente 5 und 7 sind ferner jeweils mit einer Federeinrichtung in Richtung der zugehörigen Wandung 31 bzw. 33 vorspannt, wie durch die Pfeile in 5 angedeutet ist. Wird beispielsweise das Lenkerelement 13 nach unten bewegt, wie in 6 gezeigt ist, zieht das Lenkerelement 13 das freie Ende des ersten Luftleitelements 5 gegen die Vorspannkraft der Feder nach unten, nachdem der Zapfen 53 mit einem Ende der Kulissenführung 17 eingreift. Gleichzeitig bewegt sich das zweite Luftleitelement 7 nicht, da sich der Zapfen 73 des zweiten Luftleitelements 7 frei in der Kulissenführung 18 bewegen kann. Wird das Lenkerelement 13 aus der in 6 gezeigten Position zurück nach oben verlagert, dann bewegt sich das zweite Luftleitelement 7 zunächst nicht, während der zugehörige Zapfen 73 in der Kulissenführung 18 verlagert wird. Durch die Vorspannkraft der Federeinrichtung schwenkt währenddessen jedoch das erste Luftleitelement 5 nach oben bis zum Anschlag an der Wandung 31, so dass der Zustand von 5 wieder erreicht ist, in dem sich beide Luftleitelemente 5 und 7 in der Endposition befinden. Bei einem in 5 und 6 nichtgezeigten Antrieb des Lenkerelements 13 kann es sich beispielsweise um eine manuell betätigbare Hebelage handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014216573 A1 [0002]
- DE 102014221641 A1 [0003]
