DE102017120417A1

DE102017120417A1 - Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere Flach- oder Fugenausströmer

Info

Publication number: DE102017120417A1
Application number: DE102017120417.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Riess
Original assignee: Weber & Co KG Kunststofftechnik and Formenbau GmbH; Weber & Co KG Kunststofftechnik Formenbau GmbH
Current assignee: Weber & Co KG Kunststofftechnik and Formenbau GmbH; Weber & Co KG Kunststofftechnik Formenbau GmbH
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere Flach- oder Fugenausströmer, mit einem Strömungskanal, der eine Lufteintrittsöffnung und eine der Lufteintrittsöffnung im Wesentlichen gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung aufweist, wobei ein Luftstrom in einer Strömungsrichtung durch die Lufteintrittsöffnung in den Strömungskanal ein- und durch die Luftaustrittsöffnung ausströmbar ist, mit einem zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung angeordneten Luftumlenkbereich zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung an der Luftaustrittsöffnung, wobei der Strömungskanal durch wenigstens ein in dem Luftumlenkbereich angeordnetes Trennelement in mindestens einen ersten Teilkanal zum Führen eines ersten Teilstroms und einen zweiten Teilkanal zum Führen eines zweiten Teilstroms unterteilt ist, wobei eine Engstelle des Strömungskanals im Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung und dem Luftumlenkbereich vorgesehen ist und wobei im Bereich der Engstelle ein Reguliermittel zum Beeinflussen der den Teilkanälen in Richtung der Lufteintrittsöffnung vorgelagerten Strömungskanalgeometrie angeordnet ist,

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere einen Flach- oder Fugenausströmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Richten eines Luftstroms mit einem derartigen Luftausströmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
Luftausströmer können beispielsweise in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen verwendet werden und dienen im Allgemeinen dazu, den aus einer Luftaustrittsöffnung ausströmenden Luftstrom in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zu regeln. Der Luftausströmer kann beispielsweise in der Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.
Flach- oder Fugenausströmer zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine geringe Höhe im Vergleich zu ihrer Breite aufweisen, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von etwa 1:6 bis etwa 1:7. Bei derartigen bekannten Flach- oder Fugenausströmern ist oftmals ein Luftleitelement vorgesehen, das sich über die gesamte Breite erstreckt. Mehrere parallel verschwenkbar gelagerte Lamellen können in Blickrichtung auf den Ausströmer hinter dem Luftleitelement bzw. in Strömungsrichtung der Luft vor diesem gelagert sein.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Einstellen eines Luftstroms bekannt.
Bei bekannten Luftausströmern können vertikal und horizontal ausgerichtete Luftleitelemente oder Lamellen hintereinander angeordnet sein. In der Regel können über einen Verstellmechanismus sowohl die horizontal verlaufenden Lamellen als auch die vertikal verlaufenden Lamellen getrennt oder gemeinsam verschwenkt werden, um die Richtung der ausströmenden Luft einzustellen.
Aus der DE 10 2017 111 011 A1 ist ein Luftausströmer bekannt, der zwei erste Luftleitelemente aufweist, die in Luftströmungsrichtung einer Luftaustrittsöffnung und einem vorderen Abschnitt eines Luftkanals des Luftausströmers vorgelagert sind. Die ersten Luftleitelemente sind so angeordnet, dass sie den Querschnitt des Luftkanals verkleinern, wobei die Schwenkachsen der ersten Luftleitelemente durch die der Luftaustrittsöffnung abgewandten Stirnseiten der ersten Luftleitelemente verlaufen.
Aus der DE 10 2017 113 906 A1 ist ein Luftausströmer bekannt, der ein Luftleitelement und eine Absperreinrichtung aufweist, wobei das Luftleitelement im Bereich einer Luftaustrittsöffnung angeordnet ist und die Absperreinrichtung in Luftströmungsrichtung dem Luftleitelement vorgelagert ist. Die Absperreinrichtung weist eine Absperrwand auf, so dass ein Luftkanal des Luftausströmers über die Absperrwand vollständig verschließbar ist.
Aus der DE 10 2015 118 548 B4 ist ein Luftausströmer mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Richtung und der Menge der aus einem Luftausströmer ausströmenden Luft bekannt. Der Luftausströmer ist als Ein-Knopf-Bedienung ausgebildet. Dazu weist der Luftausströmer mindestens eine verschwenkbar in einem Gehäuse gelagerte Steuerlamelle und orthogonal zur Steuerlamelle verlaufende und schwenkbar im Gehäuse gelagerte zweite Lamellen auf, wobei über die Steuerlamelle und die zweiten Lamellen die Richtung des aus dem Gehäuse austretenden Luftstroms und über die zweiten Lamellen zusätzlich die Menge der ausströmenden Luft einstellbar sind.
Aus der EP 2 993 068 B1 ist ein Luftausströmer bekannt, welcher mindestens zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Luftleitelemente aufweist sowie rechtwinklig zu den Luftleitelementen angeordnete, verschwenkbare Lamellen. Ferner ist ein Gehäuse vorgesehen mit einem Lufteintrittsbereich, einem Luftaustrittsbereich und einem zwischen dem Lufteintrittsbereich und dem Luftaustrittsbereich angeordneten Luftkanal. Die mindestens zwei Luftleitelemente weisen einen ersten, zweiten und einen dritten Abschnitt auf, wobei die Abschnitte miteinander verschwenkbar verbunden sind.
Aus der DE 10 2013 210 055 B3 ist ein Luftausströmer mit einem Gehäuse, einer in axialer Richtung zum Gehäuse befindlichen Lufteintrittsöffnung und einer der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung bekannt. Ferner ist ein in dem Gehäuse befindliches Luftleitelement mit einer ersten Luftleitfläche und einer der ersten Luftleitfläche gegenüberliegenden und zur ersten Luftleitfläche symmetrischen zweiten Luftleitfläche vorgesehen, wobei durch das Gehäuse und die erste Luftleitfläche ein erster Luftkanal gebildet wird. Durch das Gehäuse und die zweite Luftleitfläche wird ein zweiter Luftkanal gebildet. Ferner ist ein erster Flügel vorgesehen, der an dem der Lufteintrittsöffnung zugewandten Ende des Luftleitelementes beweglich angeordnet ist. Die Beweglichkeit des ersten Flügels ist so ausgebildet, dass aufgrund der Stellung des ersten Flügels das Verhältnis von einem ersten Volumenstrom im ersten Luftkanal zu einem zweiten Volumenstrom im zweiten Luftkanal einstellbar ist.
Aus der DE 10 2007 019 602 B3 ist ebenfalls ein Luftausströmer mit einem Düsengehäuse, einer in axialer Richtung zum Düsengehäuse befindlichen Lufteintrittsöffnung, einer der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung und einem kegelförmigen Luftleitelement bekannt. Das Düsengehäuse und das Luftleitelement sind zur Erzeugung des Coanda-Effektes ausgebildet, so dass ein gerichteter Luftstrahl aus der Luftaustrittsöffnung austritt.
Aus der DE 10 2006 032 587 A1 ist eine Luftausströmeinrichtung für Fahrzeuge bekannt, welche einen Luftkanal, eine Luftauslassöffnung, über die im in das Fahrzeug eingebauten Zustand Luft aus dem Luftkanal in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs strömt, sowie mindestens ein zwischen den beiden Wandungsbereichen und dem Bereich der Luftauslassöffnung angeordneten lamellenartigen Luftleitelement vorgesehen. Das Luftleitelement ist zweiteilig ausgebildet und weist einen vorderen Lamellenabschnitt und einen scharnierartig damit verbundenen hinteren Lamellenabschnitt auf.
In der DE 20 2012 100 980 U1 ist eine Ein-Knopf-Bedienung für einen Luftausströmer beschrieben, wobei zur Steuerung des Luftstroms eine Änderung der Ausrichtung von in einer ersten und in einer zweiten Richtung verlaufenden, verschwenkbaren Lamellen sowie eine Steuerung der Menge der ausströmenden Luft mittels einer Schließeinrichtung durchführbar ist. Die Lamellen können im Wesentlichen horizontal und vertikal oder in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet verlaufen. Die Einrichtung umfasst ferner ein Bedienelement, mittels welchem die Ausrichtung der in der ersten Richtung und die Ausrichtung der in der zweiten Richtung verlaufenden Lamellen erfolgt sowie ein ringförmiges Bedienrad, mittels welchem die Steuerung der Menge der ausströmenden Luft durch die Schließeinrichtung erfolgt.
Ansonsten sind Luftausströmer aus der JP 2006 30 6365 A , der JP S60 169 044 A , der FR 2 872 260 A1 und der DE 199 43 822 B4 bekannt.
Nachteilig bei derartigen Luftausströmern ist, dass ein erheblicher Aufwand betrieben werden muss, um Druckverluste zu minimieren, Strömungsgeschwindigkeiten zu optimieren und Strömungsgeräusche zu minimieren. Die Herstellung eines derartigen Luftausströmers verursacht aufgrund der Vielzahl der benötigten Bauteile zudem hohe Kosten.
Ausgehend von den zuvor beschriebenen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen verbesserten Luftausströmer anzugeben, der eine geringe Bauraumhöhe und einen einfachen Aufbau aufweist, sowie ein verbessertes Verfahren zum Richten eines Luftstroms bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Luftausströmer nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Richten eines Luftstroms nach Anspruch 20. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Darstellung der Erfindung
Ein die vorstehende Aufgabe lösender Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere ein Flach- oder Fugenausströmer, weist einen Strömungskanal mit einer Lufteintrittsöffnung und einer der Lufteintrittsöffnung im Wesentlichen gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung auf. Ein Luftstrom ist in einer Strömungsrichtung durch die Lufteintrittsöffnung in den Strömungskanal ein- und durch die Luftaustrittsöffnung ausströmbar. Ferner ist ein zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung angeordneter Luftumlenkbereich zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung an der Luftaustrittsöffnung vorgesehen, wobei der Strömungskanal durch wenigstens ein in dem Luftumlenkbereich angeordnetes Trennelement in mindestens einen ersten Teilkanal zum Führen eines ersten Teilstroms und einen zweiten Teilkanal zum Führen eines zweiten Teilstroms unterteilt ist.
Eine Engstelle des Strömungskanals ist im Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung und dem Luftumlenkbereich vorgesehen. Im Bereich der Engstelle ist ein Reguliermittel zum Beeinflussen der den Teilkanälen in Richtung der Lufteintrittsöffnung vorgelagerten Strömungskanalgeometrie angeordnet.
Erfindungsgemäß weist das Reguliermittel wenigstens ein Element mit reversibel veränderlicher geometrischer Gestalt auf.
Wie erwähnt, zeichnen sich Flach- oder Fugenausströmer dadurch aus, dass sie eine geringe Höhe im Vergleich zu ihrer Breite aufweisen, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von etwa 1:6 bis etwa 1:7. Bevorzugt kann eine Breite des Luftausströmers von etwa 180 mm bei einer Höhe von etwa 30 mm vorgesehen sein. Alternativ kann der Luftausströmer auch orthogonal oder auch schräg verlaufend angeordnet sein, so dass sich das Verhältnis der Breite zur Höhe des Luftausströmers entsprechend der Anordnung ändert.
Unter einem Richtungsvektor eines Luftstroms werden die Richtung und der Betrag des Luftstroms verstanden. Durch die Aufteilung des Luftstroms in wenigstens zwei Teilströme lässt sich der Richtungsvektor des aus der Austrittsöffnung ausströmenden Luftstroms beeinflussen. Mit anderen Worten lässt sich die Luftströmungsrichtung eines jeden Teilstroms an der Luftaustrittsöffnung einstellen.
Dadurch, dass das Reguliermittel im Bereich der Engstelle angeordnet ist, wird der Luftstrom aufgeteilt, ehe er den Luftumlenkbereich erreicht, so dass der bereits in Teilströme unterteilte Luftstrom im Umlenkbereich umgelenkt wird. Durch das Reguliermittel lässt sich ferner das Verhältnis zwischen mehreren Luftströmen einstellen, in dem die Querschnitte einzelner Teilkanäle geändert werden. Auf diese Weise durchströmt beispielsweise ein geringer erster Teilstrom den ersten Teilkanal, währenddessen ein im Verhältnis größerer zweiter Teilstrom den zweiten Teilkanal durchströmt. Somit wird der erste Teilkanal oder der zweite Teilkanal schwächer oder stärker angeströmt.
Das Trennelement kann derart ausgestaltet sein, dass der Luftstrom aus Richtung der Lufteintrittsöffnung kommend auf eine gekrümmte Fläche des Leitelementes trifft, so dass ein „harter“ Übergang des Luftstroms vermieden und ein „weiches“ Leiten des Luftstroms, insbesondere ohne harte Kanten der Bauteile, gewährleistet ist.
Das Trennelement kann beispielsweise als ein sich durch den Luftausströmer erstreckender etwa zylinderförmiger Körper ausgebildet sein, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zur Luftströmungsrichtung durch den Umlenkbereich erstrecken kann. Auf diese Weise trifft der Luftstrom auf eine Zylindermantelfläche des Trennelements, so dass der Luftstrom in zwei Teilströme geteilt wird. Bei entsprechend mehreren Trennelementen ist dementsprechend die Aufteilung des Luftstroms in mehr als zwei Teilkanäle denkbar.
Aufgrund dieser Ausgestaltung, insbesondere ohne aufwendige Klappen- und Lamellenkonstruktionen, weist der Luftausströmer wenige Bauteilkomponenten auf, so dass die Kosten für die Herstellung und für die Montage des Luftausströmers reduziert sind. Ferner werden ungewollte Störgeräusche, wie Klappern der Bauteile oder ein Pfeifgeräusch vermieden.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass den Teilkanälen im Bereich der Engstelle Luftströmungsquerschnitte zugeordnet sind, deren Verhältnis zueinander mittels des Regulierungsmittels einstellbar ist. Durch die Reguliermittel kann der oben angesprochene Luftströmungsquerschnitt geregelt werden.
Insgesamt lassen sich durch mechanisch einfaches Verstellen der Luftströmungsquerschnitte einzelner Teilkanäle eine Richtung und ein Betrag des aus der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers austretenden Luftstroms vorgeben. Der Luftausströmer erfüllt somit eine Doppelfunktion, nämlich die Ablenkung und die Mengensteuerung eines Luftstroms.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zumindest in einer ersten und/oder in einer zweiten Endstellung und/oder in einer Mittelstellung des Luftausströmers die Summe der jeweiligen Luftströmungsquerschnitte im Wesentlichen gleich. Der Toleranzbereich dafür kann in etwa bei ± 5 % liegen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ändern sich zwar die Verhältnisse der einzelnen Teilströme. Die Summe der Luftströmungsquerschnitte der Teilströme in Strömungsrichtung kann jedoch in etwa gleich bleiben. Mit anderen Worten wird der Luftströmungsquerschnitt eines ersten Teilkanals entsprechend einer Verkleinerung des Luftströmungsquerschnittes eines zweiten Teilkanals derart vergrößert, dass die Summe der Luftströmungsquerschnitte in etwa konstant bleibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in unterschiedlichen Stellungen des Luftausströmers in etwa das gleiche Volumen des Luftstroms aus der Austrittsöffnung austritt, unabhängig davon, wie die jeweiligen Querschnitte der einzelnen Teilkanäle eingestellt sind. Dadurch werden insbesondere Druckspitzen verhindert, welche sich ergeben würden, wenn der Luftstrom im Luftausströmer „gestaut“ wird. Diese Druckspitzen könnten ungewollte Geräusche bzw. ein Klappern einzelner Bauteile des Luftausströmers bewirken, was aber vermieden werden soll.
Im Sinne der Erfindung ist es aber auch denkbar, dass die Summe der Luftströmungsquerschnitte in verschiedenen Stellungen des Luftausströmers nicht in etwa konstant bleiben, indem die Teilkanäle unabhängig voneinander angesteuert werden, beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Luftströmungsquerschnitte beider bzw. aller Teilkanäle in einer Stellung des Luftausströmers gegenüber einer anderen Stellung verkleinert sind, so dass die Summe der Luftströmungsquerschnitte dann ebenfalls verkleinert ist oder umgekehrt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Luftumlenkbereich wenigstens eine quer oder senkrecht zum Trennelement angeordnete Lamelle zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung des Luftstroms vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass der Luftstrom durch diese Lamelle zusätzlich auch in eine Strömungsrichtung quer oder senkrecht zur Strömungsrichtung durch die Teilkanäle abgelenkt werden kann. Aus Sicht eines Benutzers, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, kann der Luftstrom mittels Lamelle beispielsweise seitlich, also nach links und rechts abgelenkt werden. Die durch den Luftumlenkbereich und das Reguliermittel bedingte Strömungsrichtung würde in einem solchen Fall etwa orthogonal hierzu, also nach oben und unten verlaufen, so dass dadurch eine Ablenkung des Luftstroms sowohl in horizontaler also auch in vertikaler Richtung zur Austrittsöffnung des Luftausströmers möglich ist, d.h. eine Luftablenkung wird in sämtlichen Raumrichtungen ermöglicht. Im Sinne der Erfindung wäre es auch denkbar, dass der Luftausströmer derart angeordnet ist, dass aus Sicht des Bedieners die durch die Lamelle bedingte Umlenkung in vertikaler Richtung, also von oben nach unten, und die durch das Reguliermittel bedingte Ablenkungsrichtung dann vom Benutzer aus gesehen in horizontaler Richtung liegt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lamelle mit dem Trennelement gekoppelt. Dadurch ist bei einem Verschwenken des Trennelements eine Bewegung der Lamelle bedingt, so dass der Aufbau des Luftausströmers aufgrund der Reduzierung von Bauteilen kompakter und kostengünstiger in der Herstellung wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lamelle bzw. sind die Lamellen beweglich, insbesondere verdrehbar bezüglich des Trennelements angeordnet. Auf diese Weise wirken die Lamellen als Ablenkelement des Luftstroms in Richtung quer oder in etwa senkrecht zur Ablenkrichtung, welche durch das Reguliermittel bedingt ist.
Durch diese Ankopplung der Lamellen an das Trennelement rücken die Lamellen bei einem Verschwenken des Trennelements in dem Teilkanal, welcher stärker angeströmt wird, näher an die Luftaustrittsrichtung heran, d.h. in dem Teilkanal, der gegenüber dem weiteren Teilkanal einen größeren Luftströmungsquerschnitt aufweist. Auf diese Weise erfüllen die Lamellen eine Doppelfunktion, indem sie zum einen ein Umlenken des Luftstroms in Querrichtung ermöglichen und zum anderen Querverwirbelungen des Luftstroms an der Austrittsöffnung reduzieren, da sie in dem Bereich näher an die Austrittsöffnung heranreichen, in welchem der größere Anteil des Luftstroms ausströmt. Dadurch wird die gerichtete Luftströmung an der Luftaustrittsöffnung noch weiter verbessert.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftausströmer ein Gehäuse mit Lufteintrittsöffnung und Luftaustrittsöffnung auf, so dass dadurch ein besonders einfacher Einbau, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, gewährleistet ist. Ferner sind die Bauteile des Luftausströmers vor äußeren Einflüssen geschützt.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Gehäuse zumindest abschnittsweise im Luftumlenkbereich zur Verbesserung einer Laminarität der Teilströme aufgeweitet, insbesondere konvex bezüglich des Trennelementes nach außen gewölbt ist. Auf diese Weise wird der sogenannte Coanda-Effekt ausgenutzt. Unter dem Coanda-Effekt wird im Allgemeinen ein Phänomen bezeichnet, bei welchem ein Gasstrahl an einer Oberfläche entlangläuft, ohne sich davon abzulösen. Die Strömung folgt beispielsweise in Form eines Luftstroms einer konvexen Oberflächenkontur, ohne sich von dieser Kontur abzulösen. Bei Luftausströmern, welche auf dem Coanda-Effekt basieren, kann in einfacher Weise die Richtung des Luftstroms gelenkt werden, ohne dabei eine aufwendige Lamellen- und Luftleitelement-Konstruktion verwenden zu müssen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Reguliermittel ein, vorzugsweise verschwenk- oder drehbar gelagertes, Luftleitelement zum Leiten des Luftstroms auf. Der durch die Lufteintrittsöffnung in den Strömungskanal einströmende Luftstrom wird aufgrund der jeweiligen Position des Luftleitelements in eine vorgegebene Richtung geleitet. Auf diese Weise werden die Menge und die Richtung des Luftstroms gesteuert, welcher in den ersten oder zweiten Teilkanal oder in weitere Teilkanäle eintritt, so dass dann eine bestimmte Menge des Luftstroms im ersten und zweiten Teilkanal oder weiteren Teilkanälen umgeleitet und durch die Austrittsöffnung des Luftausströmers ausgeströmt wird. Auf diese Weise wird mittels dieses Luftleitelements die Austrittsrichtung des resultierenden Luftstroms vorgegeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Luftleitelement einen etwa dreiecksförmigen, keulenförmigen oder tropfenförmigen Querschnitt auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Luftleitelements abgerundete Ecken aufweist. Aufgrund des etwa dreiecksförmigen Querschnitts des Luftleitelements ist es besonders gut an die geometrische Ausgestaltung des Strömungskanals im Bereich der Engstelle angepasst. Ein Verdrehen oder Verschwenken des Luftleitelements bewirkt eine Veränderung der Luftströmungsquerschnitte im ersten und zweiten Teilkanal oder in möglichen weiteren Teilkanälen. Der dreiecksförmige, insbesondere gleichseitige, Querschnitt des Luftleitelements bedingt je nach Stellung des Luftleitelements eine Verkleinerung des Luftströmungsquerschnitts des ersten Teilkanals bei einer entsprechenden Vergrößerung des Luftströmungsquerschnitts des zweiten Teilkanals. Aufgrund der abgerundeten Ecken sind sanfte Luftströmungsübergänge am Luftleitelement gewährleistet, so dass Verwirbelungen des Luftstroms weitestgehend vermieden werden und eine laminare Luftströmung erreicht wird. Die keulenförmige oder tropfenförmige Ausgestaltung ermöglicht zusammen mit der aufgeweiteten Gehäuseoberfläche eine definierte Luftablenkung ebenfalls unter Ausnutzung des Coanda-Effekts.
Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung bei der das Luftleitelement mit dem Trennelement gekoppelt, vorzugsweise mechanisch wirkverbunden ist. Diese Kopplung kann vorteilhafterweise mittels einer Zahnrad- oder Zahnsegmentverbindung umgesetzt werden, bei welcher am Luftleitelement und am Trennelement angeordnete Zahnräder oder Zahnsegmente miteinander kämmen. Auf diese Weise bedingt eine Bewegung des Trennelements eine Bewegung des Luftleitelements, so dass hierdurch der kompakte Aufbau des Luftausströmers weiter verbessert wird, da die Anzahl der Bauteile des Luftausströmers weiter reduziert wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Element einen reversibel verformbaren Abschnitt auf, vorzugsweise besteht dieser Abschnitt aus einem Elastomer, insbesondere aus thermoplastischen Elastomeren (TPE), vorzugsweise aus thermoplastischen Elastomeren auf Urethanbasis (TPU) oder weist ein Elastomer auf. Wie erwähnt, umfasst das Reguliermittel neben dem Luftleitelement auch das Element mit reversibel veränderlicher Gestalt. Beide Elemente wirken aufgrund der reversibel verformbaren Abschnitte derart zusammen, dass die Strömungskanalgeometrie geändert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise der Luftströmungsquerschnitt im ersten Teilkanal verkleinert werden, wenn das Element mit seinem reversiblen Abschnitt in den Strömungskanal hineinragt und diesen folglich zumindest teilweise blockiert. Der Querschnitt dieses Kanals kann weiter verkleinert werden, wenn auch das Luftleitelement entsprechend in den noch offenen Bereich des ersten Teilkanals hineinragt. Wie ferner erwähnt, kann der Luftströmungsquerschnitt zwar verkleinert werden, er soll aber nicht vollständig geschlossen werden, um ein mögliches Klappern der Bauteile oder anderweitige Geräuschbildung aufgrund von angestauter Luft zu verhindern. Um diese Anforderungen zu gewährleisten, werden die vorteilhaften Materialeigenschaften bezüglich der Reversibilität der Elastomere ausgenutzt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung weist das Element mit reversibel verformbarem Abschnitt ein erstes distales Ende auf, welches verschiebbar in einem Gehäuseabschnitt aufgenommen ist. Auf diese Weise können die reversiblen Eigenschaften des Elements besonders gut umgesetzt werden, da es sich in eine Aufnahme des Gehäuseabschnitts zurückzieht, wenn das Element den Kanal nicht blockiert. Dadurch wird die Strömung des Luftstroms nicht unnötig behindert. Bei geöffnetem Kanal schmiegt es sich an die Innenwandung des Gehäuses an und verbleibt nicht störend im Kanal. Ferner ist durch diese Aufnahme eine sichere Führung des ersten distalen Endes des Elements gewährleistet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Element mit dem Trennelement und/oder mit der Lamelle gekoppelt, so dass insbesondere eine Verdrehung des Trennelements und/oder der Lamelle eine Gestaltänderung des Elements bewirkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein zweites Ende des Elementes mit der Lamelle gekoppelt, insbesondere mechanisch verbunden ist. Auf diese Weise wird das Element in den oder aus dem entsprechenden Teilkanal zum Ändern des Luftströmungsquerschnitts bewegt. Denn bei einem Verschwenken der Lamelle wird das daran angekoppelte Element mitbewegt, so dass dadurch der reversibel verformbare Abschnitt des Elements in den Kanal hinein oder heraus bewegt wird. Insbesondere kann die Lamelle um das Trennelement geschwenkt werden, wodurch dann das mit seinem zweiten distalen Ende mit dem Trennelement wirkverbundene Element in der Aufnahme des Gehäuseabschnitts hin und her bewegt wird. Folglich wird der reversibel verformbare Abschnitt des Elements in den oder aus dem Kanal bewegt. Eine aufwendige Klappen- oder Lamellenanordnung zum Ändern des Luftströmungsquerschnitts, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist somit nicht erforderlich.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bedienelement zum Einstellen der Richtung und/oder der Stärke der Teilströme im Bereich der Luftaustrittsöffnung vorgesehen. Der Luftausströmer soll von einem Benutzer leicht zu bedienen sein. Aus diesem Grund ist das Bedienelement vorgesehen, mittels dessen der Benutzer die mit dem Bedienelement wirkverbundenen Komponenten des Luftausströmers regeln und somit den Luftstrom einstellen kann. Das Bedienelement kann beispielsweise einen Knopf, einen Regler oder einen Hebel aufweisen, an welchen der Benutzer angreift.
Bevorzugt kann das Bedienelement an einem vorderen Abschnitt des Luftausströmers angeordnet sein. Auf diese Weise ist es von einem Benutzer leicht zu greifen. Ferner kann das Bedienelement eine Doppelfunktion erfüllen. Zum einen kann es zur Steuerung der Luftströme in den Teilkanälen dienen. Zum anderen können die mit dem Bedienelement gekoppelten Lamellen unabhängig von der Steuerung der Luftströme in den Teilkanälen verschwenkt werden. Insbesondere ist dadurch ein Leiten der Luftströme in sämtlichen Raumrichtungen möglich.
Es kann vorgesehen sein, dass das Bedienelement mit dem Luftleitelement gekoppelt, vorzugsweise mechanisch wirkverbunden ist, insbesondere dass das Bedienelement ein Zahnrad oder Zahnsegment aufweist, so dass diese Verbindung über eine Zahnradverbindung umgesetzt ist. Diese Kopplung bewirkt, dass durch die Bewegung des Bedienelements durch den Benutzer das Luftleitelement verstellt wird, so dass dadurch der Luftstrom an der Luftaustrittsöffnung geändert wird.
Im Sinne der Erfindung ist es auch möglich, dass das Bedienelement in einer Richtung etwa quer oder senkrecht zur oben beschriebenen Luftströmungsrichtung verschwenkbar ist, beispielsweise vom Benutzer aus gesehen in seitlicher Richtung des Luftausströmers bewegt wird. Hierdurch ist es möglich, dass weitere Elemente, beispielweise mit dem Bedienelement gekoppelte Lamellen, verschwenkt werden. Zum einen ist die Steuerung der Richtung eines Luftstroms in horizontaler Richtung und unabhängig davon zum anderen auch eine Regelung in vertikaler Richtung möglich, so dass der Komfort des Benutzers dadurch erhöht ist. Natürlich sind mögliche Zwischenstellungen ebenfalls denkbar, so dass ein insgesamt großer Verschwenkbereich und damit großer Luftausströmungsbereich realisiert ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass anstatt einer manuellen Bewegung des Bedienelements eine Ansteuerung des Luftleitelements mittels eines elektrischen Antriebs erfolgt.
Das Trennelement kann über eine zweite Zahnradverbindung, insbesondere über ein Zwischenzahnrad oder Zwischenzahnsegment mit dem Bedienelement wirkverbunden sein. Auf diese Weise wird die Haptik des Luftausströmers weiter verbessert. Denn eine Bewegung des Bedienelements bedingt eine gegenläufige Bewegung des Luftleitelements. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Teilströme derart eingestellt werden, dass beispielsweise aus Sicht eines Benutzers bei einer Bewegung des Bedienelements nach oben der resultierende Luftstrom an der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers ebenfalls nach oben gerichtet ist und umgekehrt. Auf diese Weise ist eine für den Benutzer intuitive Bedienung des Luftausströmers gewährleistet.
Die Zahnradverbindungen durch die beschriebenen Zahnräder oder Zahnsegmente können insgesamt einen Stirnradsatz bilden. Dieser Stirnradsatz kann sich außerhalb des Gehäuses des Luftausströmers befinden, so dass der Luftstrom im Inneren des Luftausströmers durch den Stirnradsatz nicht beeinflusst wird. Der Antrieb dieser Zahnräder kann mechanisch, beispielsweise über ein Bedienelement oder elektrisch, beispielsweise über einen Elektromotor erfolgen. Insgesamt ist durch die beschriebenen Zahnradverbindungen eine rein rotatorische Bewegung der Elemente des Luftausströmers möglich. Die Achsen der Zahnräder oder Zahnsegmente zur Bildung des Stirnradsatzes können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein, sodass dadurch eine besonders einfache Herstellung des Luftausströmers realisiert ist. Zudem sind signifikant weniger Bauteile zur Luftablenkung und zur Steuerung der Luftmenge erforderlich, wodurch sich die Herstellungskosten deutlich reduzieren und ein besonders kompakter Aufbau des Luftausströmers möglich ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in Strömungsrichtung am Ende des Luftumlenkbereiches der Teilströme eine Mittellamelle vorgesehen, insbesondere, ist das Bedienelement mit der Mittellamelle gekoppelt. Die Mittelamelle kann sich in Längsrichtung des Luftausströmers erstrecken, beispielsweise ihn der Höhe etwa mittig teilen. Durch die Mittellamelle wird die Richtungsvorgabe des austretenden Luftstroms weiter verbessert. Denn der Luftstrom wird kurz vor dem Austritt aus dem Luftausströmer an den Luftleitflächen der Mittellamelle nochmal abgelenkt. Darüber hinaus dient die Mittellamelle auch als Sicherheitselement zum Schutz vor Missbrauch des Luftausströmers. Insbesondere soll weitestgehend verhindert werden, dass Gegenstände oder Körperteile von der Außenseite des Luftausströmers, also aus Sicht des Benutzers, in die Luftaustrittsöffnung von außen eingebracht werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Strömungskanal stromaufwärts der Engstelle in weitere Teilkanäle mittels eines weiteren Leitelements unterteilt. Dadurch kann die Laminarität der Luftströme weiter verbessert werden. Ferner kann vermieden werden, dass sich der Luftstrom in bestimmten Bereichen anstaut, wodurch ungewollte Druckdifferenzen entstehen, welche wiederum eine Klappern der Bauteile oder andere Geräusche verursachen können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Leitelement eine Schließklappe zum Schließen der Lufteintrittsöffnung. Die Schließklappe ist dafür vorgesehen, den Luftstrom an der Eintrittsöffnung des Luftausströmers zu steuern. Mit der Schließklappe kann die Eintrittsöffnung auch vollständig geschlossen werden, so dass kein Luftstrom durch die Eintrittsöffnung eintritt.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist ferner ein Verfahren zum Richten eines Luftstroms mit einem Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere ein Flach- oder Fugenausströmer, vorgesehen, wobei der Luftstrom durch eine Eintrittsöffnung in einen Strömungskanal eintritt und durch eine Austrittsöffnung aus dem Strömungskanal austritt.
Der Luftstrom wird im Strömungskanal in wenigstens einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt, wobei die Teilströme in einem Luftumlenkbereich derart umgeleitet werden, dass sie sich an der Austrittsöffnung kreuzen und das Verhältnis der Luftströmungsquerschnitte des ersten und zweiten Teilstroms zueinander durch reversible Änderung der geometrischen Gestalt wenigstens eines Elements zur Veränderung der Strömungskanalgeometrie beeinflusst wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrens ist die reversible Änderung der geometrischen Gestalt eine elastische Verformung.
Die Bauteile des Luftausströmers können aus Kunststoff bestehen.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Dabei zeigen zum Teil schematisch:

1 einen Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung in einer ersten Endstellung,
2 den Luftausströmer gemäß 1 in einer zweiten Endstellung,
3 den Luftausströmer gemäß 1 in einer Mittelstellung,
4 miteinander wechselwirkende Kopplungselemente des Luftausströmers in der ersten Endstellung,
5 die Kopplungselemente gemäß 4 in der zweiten Endstellung und
6 die Kopplungselemente gemäß 4 in der Mittelstellung.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgend dargestellten Figuren der Zeichnung anhand einer Ausführungsform mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern.
Aus 1 geht ein Luftausströmer 10 mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung 9 hervor. Bei dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftausströmer 10 als Flach- oder Fugenausströmer ausgebildet, welcher eine geringe Höhe im Vergleich zu seiner Breite aufweist, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von 1:6 bis 1:7. Der Luftausströmer kann auch orthogonal oder auch schräg verlaufend angeordnet sein.
Ein Luftstrom 29 kann durch eine Lufteintrittsöffnung 2 eines Strömungskanals 1 einströmen und durch eine der Lufteintrittsöffnung 2 im Wesentlichen gegenüberliegende Luftaustrittsöffnung 3 aus dem Strömungskanal ausströmen.
Der Luftausströmer 10 weist ein Gehäuse 12 mit der Lufteintrittsöffnung 2 und der Luftaustrittsöffnung 3 auf.
Die Luftströmungsrichtung des Luftstroms 29 ist jeweils durch einen schwarzen Pfeil angedeutet.
Beispielsweise kann bei einem Einbau des Luftausströmers 10 in die Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs ein klimatisierter Luftstrom 29 durch die Lufteintrittsöffnung 2 dem Luftausströmer 10 zugeführt werden. Der Luftstrom 29 kann dann im Luftausströmer 10 derart umgelenkt und reguliert werden, dass ein vom Benutzer gewünschter, gerichteter Luftstrom 29 in dem Kraftfahrzeug vorherrscht.
Zwischen der Lufteintrittsöffnung 2 und der Luftaustrittsöffnung 3 ist ein Luftumlenkbereich 4 angeordnet, in welchem der Luftstrom 29 zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung 9 an der Luftaustrittsöffnung 3 eingestellt wird. Der Strömungskanal 1 ist durch wenigstens ein in dem Luftumlenkbereich 4 angeordnetes Trennelement 5 in einen ersten Kanal 18 zum Führen eines ersten Teilstroms 20 und in einen zweiten Kanal 19 zum Führen eines zweiten Teilstroms 21 unterteilt. Im Sinne der Erfindung wäre es auch denkbar, dass mehrere Trennelemente 5 vorgesehen sind, so dass der Strömungskanal 1 in mehr als zwei Teilkanäle 18, 19 unterteilt werden kann.
Das Trennelement 5 kann beispielsweise als ein sich durch den Luftausströmer 10 erstreckender etwa zylinderförmiger Körper ausgebildet sein, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zur Luftströmungsrichtung durch den Luftumlenkbereich 4 erstrecken kann. Auf diese Weise trifft der Luftstrom 29 auf eine Zylindermantelfläche des Trennelements 5, so dass der Luftstrom 29 in zwei Teilströme 18, 19 geteilt wird. Bei entsprechend mehreren Trennelementen 5 ist dementsprechend die Aufteilung des Luftstroms 29 in mehr als zwei Teilkanäle denkbar.
Eine Engstelle 6 des Strömungskanals 1 ist im Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung 2 und dem Luftumlenkbereich 4 vorgesehen. Im Bereich dieser Engstelle 6 ist ein Reguliermittel 7 zum Beeinflussen der den Teilkanälen 18, 19 in Richtung der Lufteintrittsöffnung 2 vorgelagerten Strömungskanalgeometrie angeordnet.
Den Teilkanälen 18, 19 sind im Bereich der Engstelle 6 Luftströmungsquerschnitte zugeordnet, deren Verhältnis zueinander mittels des Regulierungsmittels 7 einstellbar ist.
Das Reguliermittel 7 weist wenigstens ein Element 8 mit reversibel veränderlicher geometrischer Gestalt sowie ein vorzugsweise verschwenk- oder drehbar gelagertes Luftleitelement 15 zum Leiten des Luftstroms 29 auf. Vorliegend ist das Luftleitelement 15 im Querschnitt etwa dreiecksförmig, vorzugsweise gleichseitig ausgebildet und weist abgerundete Ecken auf. Dies ist aus diesem Grund vorteilhaft, da durch die abgerundeten Ecken sowie die übrigen kurvenartig ausgestalteten Konturübergänge ein Abreißen des Luftstroms 29 und somit Verwirbelungen weitestgehend vermieden werden können. Es sind auch andere Querschnitte des Luftleitelements 15 denkbar, beispielsweise keulen- oder trapezförmige Querschnitte.
1 zeigt den Luftausströmer 10 in einer ersten Endstellung 31. In dieser Endstellung 31 ist das Luftleitelement 15 derart angeordnet, dass der Luftströmungsquerschnitt des Teilkanals 18 gegenüber dem des Teilkanals 19 deutlich geringer ist, da eine Ecke des etwa dreiecksförmigen Luftleitelementes 15 den Teilkanal 18 blockiert.
Ebenfalls in 1 zu erkennen ist, dass das Element 8 des Reguliermittels 7 derart verformt ist, dass es ebenfalls den Luftströmungsquerschnitt des Teilkanals 18 verringert. Das Element 8 wirkt derart mit dem Luftleitelement 15 zusammen, dass der Strömungsquerschnitt der Teilströme 20, 21 in den Teilkanälen 18, 19 einstellbar und damit die Verhältnisse der Luftströmungsquerschnitte einstellbar sind.
Auf diese Weise kann beispielsweise der Luftströmungsquerschnitt im ersten Teilkanal 18 verkleinert werden, wenn das Element 8 mit seinem reversiblen Abschnitt in den Strömungskanal 1 hineinragt und diesen folglich zumindest teilweise blockiert. Der Querschnitt dieses Kanals 18 kann weiter verkleinert werden, wenn auch das Luftleitelement 15 entsprechend in den noch offenen Bereich des ersten Teilkanals 18 hineinragt. Wie ferner erwähnt, kann der Luftströmungsquerschnitt zwar verkleinert werden, er soll aber nicht vollständig geschlossen werden, um ein mögliches Klappern der Bauteile oder anderweitige Geräuschbildung aufgrund des angestauten Luftstroms 29 zu verhindern.
Das Element 8 weist ein erstes distales Ende 13 auf, welches verschiebbar in einem Gehäuseabschnitt 33 aufgenommen ist. Auf diese Weise können die reversiblen Eigenschaften des Elements 8 besonders gut umgesetzt werden, da es sich in eine Aufnahme des Gehäuseabschnitts 33 zurückzieht, wenn das Element 8 keinen Teilkanal 18, 19 blockiert. Dadurch wird die Strömung des Luftstroms 29 nicht unnötig behindert. Bei geöffnetem Teilkanal 18, 19 schmiegt sich das Element 8 an die Innenwandung des Gehäuses 12 an und verbleibt nicht störend im Teilkanal 18, 19. Ferner ist durch diese Aufnahme im Gehäuseabschnitt 33 eine sichere Führung des ersten distalen Endes 13 des Elements 8 gewährleistet.
Aus diesem Grund strömt der in den Strömungskanal 1 eintretende Luftstrom 29 überwiegend durch den, einen wesentlich größeren Luftströmungsquerschnitt aufweisenden, Teilkanal 19 in den Luftumlenkbereich 4 ein.
Wie 1 weiter zu entnehmen ist, wird der Teilstrom 21 aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Luftumlenkbereiches 4, insbesondere der aufgeweiteten bzw. konvex nach außen gewölbten Gehäusewandung des Gehäuses 12 derart abgelenkt, dass er aus Sicht eines Benutzers nach oben aus der Luftaustrittsöffnung 3 des Luftausströmers 10 austritt. Was den Teilstrom 20 im Teilkanal 18 angeht, so ist dieser aufgrund des geringen Luftströmungsquerschnittes im Wesentlichen am Durchströmen des Teilkanals 18 gehindert tritt im Wesentlichen nicht in den oberen Teil des Luftumlenkbereichs 4 ein.
Die Richtung des aus der Luftaustrittsöffnung 3 ausströmenden Luftstroms 29 ergibt sich aus der Summe der einzelnen Richtungsvektoren des Luftstroms 29 an der Austrittsöffnung 3.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der ausströmende Luftstrom 29 aus Sicht des Bedieners nach oben gerichtet. Zur Realisierung ist der Anteil des durch den oberen Teilkanal 18 fließenden Luftstroms 29 wesentlich kleiner als der durch den unteren Teilkanal 19 fließende Anteil des Luftstroms 29.
Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Luftumlenkbereichs 4 wird der wesentlich größere Anteil des durch den Luftumlenkbereich 4 umgelenkten Luftstroms 29 durch die Luftaustrittsöffnung 3 nach oben abgelenkt, da der Anteil des nach oben abgelenkten Luftstromes wesentlich größer als der Anteil des nach unten oder geradeaus gerichteten Luftstroms 29 ist.
In 2 ist eine weitere Endstellung 31 dargestellt, bei der gegenüber 1 der untere Teilkanal 19 nahezu verschlossen ist, so dass der größere Anteil des Luftstroms 29 durch den Teilkanal 18 strömt.
Analog zur oben beschriebenen Endstellung 30 wird das Luftleitelement 15 derart in der Endstellung 31 verschwenkt, dass es aufgrund seiner vorliegend etwa dreiecksförmigen Ausgestaltung mit einer Teilfläche den Teilkanal 19 blockiert. Zusätzlich wird die geometrische Gestalt des Elementes 8 derart reversibel verändert, dass dadurch der Teilkanal 19 und dadurch der Luftströmungsquerschnitt durch diesen Kanal 19 weiter verkleinert wird. Dagegen ist in dieser Endstellung 31 der weitere Teilkanal 18 nahezu vollständig geöffnet. Dies wird zum einen durch die geometrische Gestalt des Luftleitelementes 15 und zum anderen durch die Reversibilität des mit dem Luftleitelement 15 zusammenwirkenden Elementes 8 erreicht, welches sich gegenüber der Stellung 30 wieder aus dem Teilkanal 19 zurückgezogen hat.
Auf dieser Weise tritt der größte Anteil des Luftstroms 29 durch den Teilkanal 18 in den Luftumlenkbereich 4 ein und wird dort umgelenkt. Analog zur ersten Endstellung 30 gemäß 1 wird in der Endstellung 31 aufgrund des Verhältnisses der beiden Teilströme 20, 21 in den Teilkanälen 18, 19 der Richtungsvektor der durch die Luftaustrittsöffnung 3 ausströmenden Luftstroms 29 bestimmt.
Aus diesem Grund ist der Luftstrom 29 in der zweiten Endstellung 31 vom Bediener des Luftausströmers 10 aus gesehen nach unten gerichtet.
3 zeigt eine Mittelstellung 32 des Luftausströmers 10, bei der die Summe der Richtungsvektoren des ausströmenden Luftstroms 29 in etwa parallel zur Einströmrichtung des Luftstroms 29 durch die Lufteintrittsöffnung 2 in den Strömungskanal 1 des Luftausströmers 10 liegt. Beide Teilkanäle 18, 19 sind teilweise blockiert und lassen daher jeweils einen Teilstrom 29 durchströmen.
Im Sinne der Erfindung sind weitere Stellungen denkbar, die zwischen einer ersten Endstellung 30 und einer zweiten Endstellung 31 liegen können.
Bei allen Stellungen 30, 31 und 32 kann die Summe der Luftströmungsquerschnitte im Wesentlichen gleich bleiben. Es kann aber alternativ auch vorgesehen sein, dass die Luftströmungsquerschnitte derart eingestellt werden, dass die Summe der Querschnitte nicht gleich bleibt, indem beispielsweise beide Teilkanäle 18, 19 zumindest teilweise geschlossen werden, ohne dass dann der Querschnitt eines Kanals 18, 19 vergrößert wird, wenn der Querschnitt des entsprechend anderen Kanals 19, 18 sich verkleinert.
Im Luftumlenkbereich 4 ist wenigstens eine quer oder senkrecht zum Trennelement 5 angeordnete Lamelle 17 zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung 9 vorgesehen. Diese Lamelle 17 erfüllt eine Doppelfunktion, indem diese dazu geeignet ist, den Luftstrom 29 quer, das heißt vom Benutzer aus gesehen entlang der Längserstreckungsrichtung des Luftausströmers 10, also gemäß 1, 2 und 3, in die Zeichenebene hinein oder hinaus, abzulenken. Somit ist nicht nur eine Verstellung des Luftstroms 29 vom Benutzer aus gesehen nach oben und unten, sondern auch quer hierzu möglich.
Wie aus den 1 - 3 ferner hervorgeht, rücken durch die Ankopplung der Lamellen an das Trennelement die Lamellen bei einem Verschwenken des Trennelements in dem Teilkanal, welcher stärker angeströmt wird, näher an die Luftaustrittsrichtung heran. Auf diese Weise werden Querverwirbelungen des Luftstroms an der Austrittsöffnung weitestgehend vermieden, da die Lamellen in dem Bereich näher an die Austrittsöffnung heranreichen, in welchem der größere Anteil des Luftstroms ausströmt. Dadurch wird die gerichtete Luftströmung an der Luftaustrittsöffnung noch weiter verbessert.
Wie aus den 1, 2 und 3 hervorgeht, weist der Luftausströmer 10 das Gehäuse 12 mit Lufteintrittsöffnung 2 und Luftaustrittsöffnung 3 auf. Zur Verbesserung einer Laminarität der Teilströme 20, 21 ist das Gehäuse 12 im Luftumlenkbereich 4 aufgeweitet, insbesondere ist es konvex bezüglich des Trennelementes 5 nach außen gewölbt. Wie bereits oben dargelegt, kann durch diese gewölbte Form des Gehäuses 12 die Luft derart umgeleitet werden, dass diese gerichtet aus dem Luftausströmer 10 austritt. Denn ein Luftstrom 29 läuft aufgrund des Coanda-Effektes an einer Oberfläche entlang, ohne sich davon abzulösen. Dieser Effekt wird bei der Ausgestaltung der Kontur des Gehäuses 12 ausgenutzt. Der Luftstrom 29 folgt der konvexen Oberflächenkontur des Gehäuses 12, ohne sich von dieser Kontur abzulösen. Auf diese Weise kann die Richtung des Luftstroms 29 gelenkt werden, ohne dabei eine aufwändige Lamellen- und Luftleitelement-Konstruktion verwenden zu müssen.
Wie ebenfalls aus den 1, 2 und 3 hervorgeht, weist das Element 8 einen reversibel verformbaren Abschnitt 16 auf. Dieser Abschnitt 16 kann aus einem Elastomer bestehen oder ein Elastomer aufweisen.
Im Ergebnis wird dadurch die Richtung des Luftstroms 29 an der Luftaustrittsöffnung 3 eingestellt. Auf die aufwändige Konstruktion mit Lamellen oder Klappen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann hierbei verzichtet werden.
Um die Bewegung des Elementes 8 zur Veränderung der geometrischen Gestalt der Strömungskanalgeometrie ist ein erstes distales Ende 13 verschiebbar in einem Gehäuseabschnitt 33 des Gehäuses 12 aufgenommen. Ein dem ersten distalen Ende 13 im Wesentlichen gegenüber liegendes zweites Ende 14 des Elementes 8 ist mit dem Trennelement 5 und/oder mit der Lamelle 17 gekoppelt, so dass insbesondere eine Verdrehung des Trennelements 5 und/oder der Lamelle 17 eine Gestaltänderung des Elements 8 bewirkt, um die Strömungsgeometrie zu ändern.
Damit ein Bediener den Luftausströmer 10 bequem bedienen kann, ist ein Bedienelement 25 zum Einstellen der Richtung und/oder der Stärke der Teilströme 20, 21 im Bereich der Luftaustrittsöffnung 3 vorgesehen. Dieses Bedienelement 25 geht ebenfalls aus den 1, 2 und 3 hervor. Ebenfalls den 1 - 3 zu entnehmen ist eine Mittellamelle 36, die in Strömungsrichtung 11 am Ende des Luftumlenkbereichs 4 der Teilströme 20, 21 vorgesehen ist. Das Bedienelement 25 kann mit der Mittellamelle 36 gekoppelt sein.
Die Mittellamelle 36 kann sich in Längsrichtung des Luftausströmers 10 erstrecken, beispielsweise ihn der Höhe etwa mittig teilen. Durch die Mittellamelle 36 wird die Richtungsvorgabe des austretenden Luftstroms 29 weiter verbessert. Denn der Luftstrom 29 wird kurz vor dem Austritt aus dem Luftausströmer 10 an den Luftleitflächen der Mittellamelle 36 nochmal abgelenkt. Darüber hinaus dient die Mittellamelle 36 auch als Sicherheitselement zum Schutz vor Missbrauch des Luftausströmers 10. Insbesondere soll weitestgehend verhindert werden, dass Gegenstände oder Körperteile von der Außenseite des Luftausströmers 10, also aus Sicht des Benutzers, in die Luftaustrittsöffnung 3 des Luftausströmers 10 von außen eingebracht werden können.
Stromaufwärts der Engstelle 6 im Strömungskanal 1 ist ein weiteres Leitelement 39 vorgesehen, das den Strömungskanal 1 in weitere Teilkanäle 37, 38 unterteilt. Das Leitelement 39 ist beweglich, insbesondere drehbar gelagert, so dass es im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart verschwenkt werden kann, dass der Strömungskanal 1 geschlossen wird. Somit kann kein Luftstrom 29 in den Strömungskanal 1 eintreten. Das Leitelement 39 wirkt dann als Schließklappe 28.
Im Folgenden wird anhand der 4 bis 6 dargelegt, wie Koppelelemente des Luftausströmers 10 aufgrund der Bedienung des Bedienelementes 25 durch den Benutzer zusammenwirken, so dass die Richtung des Luftstroms 29 geändert wird.
Wie den 4 bis 6 zu entnehmen ist, weist das Bedienelement 25 ein Koppelelement in Form eines Zahnsegmentes 26 auf. Dieses kämmt mit einem Zwischenzahnrad 24 zur Bildung einer Zahnrad- bzw. Zahnsegmentverbindung 23. Das Zwischenzahnrad 24 kämmt mit einem dem Trennelement 5 zugeordneten Zahnrad 40 und bildet die Zahnrad- bzw. Zahnsegmentverbindung 27, so dass eine Bewegung des Bedienelementes 25 über diese Zahnrad- bzw. Zahnsegmentverbindungen ein Verschwenken des Trennelementes 5 bedingt.
Ferner weist das Trennelement 5 ein Zahnsegment 35 auf, welches zur Bildung einer Zahnrad- bzw. Zahnsegmentverbindung 22 mit dem Zahnrad 34 kämmt. Dieses Zahnrad 34 ist mit den Luftleitelement 15 gekoppelt, so dass durch ein Verschwenken des Trennelementes 5 bzw. des Bedienelementes 25 ein Verschwenken des Luftleitelementes 15 gewährleistet ist.
Aufgrund des Zwischenzahnrades 24 wird die Haptik des Luftausströmers 10 insgesamt verbessert. Denn es ist eine gleichgerichtete Bewegung des Bedienelementes 25 und des Luftleitelementes 15 gewährleistet, so dass daraus resultierend der Luftstrom 29 in Richtung der vom Benutzer aus gesehenen Stellung des Bedienelementes 25 nach oben strömt, also in Endstellung 30, strömt dieser Luftstrom 29 nach oben aus und umgekehrt. Aufgrund dieses Zusammenwirkens der Koppelelemente ist für den Benutzer eine intuitive Bedienung des Luftausströmers 10 gewährleistet.
Die Zahnradverbindungen 5 bilden durch die beschriebenen Zahnräder 5 oder Zahnsegmente 5 insgesamt einen Stirnradsatz. Dieser Stirnradsatz kann sich auf der Außenfläche des Gehäuses 12 des Luftausströmers 10 befinden, so dass der Luftstrom 29 im Inneren des Luftausströmers 10 nicht gestört wird. Neben den Zahnrädern oder Zahnsegmenten sind für den Antrieb des Luftausströmers 10 zum gerichteten Leiten des Luftstroms 29 keine weiteren Klappen, Lamellen oder ähnliche Luftleitelemente notwendig, so dass dadurch eine besonders einfache Konstruktion des Luftausströmers 10 erreicht wird.
Der Antrieb der Zahnräder 5 kann, wie hier vorliegend, mechanisch über ein Bedienelement 25 umgesetzt werden. Im Sinne der Erfindung ist es aber auch denkbar, dass dieser Antrieb mittels eines Elektromotors realisiert wird, welcher auf den Stirnradsatz einwirkt.
Die Achsen der Zahnräder oder Zahnsegmente zur Bildung des Stirnradsatzes können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein, sodass dadurch eine besonders einfache Herstellung des Luftausströmers realisiert ist. Zudem sind signifikant weniger Bauteile zur Luftablenkung und zur Steuerung der Luftmenge erforderlich, wodurch sich die Herstellungskosten deutlich reduzieren und ein besonders kompakter Aufbau des Luftausströmers möglich ist.
Insgesamt ist durch die beschriebenen Zahnradverbindungen eine rein rotatorische Bewegung der Koppelelemente des Luftausströmers 10 möglich. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da aufgrund der Zahnrad- oder Zahnsegmentverbindungen sich die mit den Zahnrädern oder Zahnsegmenten wirkverbundenen Bauteile bei Vibrationen, beispielsweise in einem sich bewegenden Fahrzeug, nicht ungewollt verstellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Strömungskanal
2: Lufteintrittsöffnung
3: Luftaustrittsöffnung
4: Luftumlenkbereich
5: Trennelement
6: Engstelle
7: Reguliermittel
8: Element
9: Luftaustrittsrichtung
10: Luftausströmer
11: Strömungsrichtung
12: Gehäuse
13: erstes distales Ende
14: zweites Ende
15: Luftleitelement
16: reversibel verformbarer Abschnitt
17: Lamelle
18: erster Teilkanal
19: zweiter Teilkanal
20: erster Teilstrom
21: zweiter Teilstrom
22: Zahnradverbindung
23: Zahnradverbindung
24: Zwischenzahnrad oder -segment
25: Bedienelement
26: Zahnrad oder Zahnsegment
27: Zahnradverbindung
28: Schließklappe
29: Luftstrom
30: erste Endstellung
31: zweite Endstellung
32: Mittelstellung
33: Gehäuseabschnitt
34: Zahnrad oder Zahnsegment
35: Zahnrad oder Zahnsegment
36: Mittellamelle
37: Teilkanal
38: Teilkanal
39: Leitelement
40: Zahnrad oder Zahnsegment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017111011 A1 [0006]
DE 102017113906 A1 [0007]
DE 102015118548 B4 [0008]
EP 2993068 B1 [0009]
DE 102013210055 B3 [0010]
DE 102007019602 B3 [0011]
DE 102006032587 A1 [0012]
DE 202012100980 U1 [0013]
JP 2006306365 A [0014]
JP 60169044 A [0014]
FR 2872260 A1 [0014]
DE 19943822 B4 [0014]

Claims

Luftausströmer (10) mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung (9), insbesondere Flach- oder Fugenausströmer, mit einem Strömungskanal (1), der eine Lufteintrittsöffnung (2) und eine der Lufteintrittsöffnung (2) im wesentlichen gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung (3) aufweist, wobei ein Luftstrom (29) in einer Strömungsrichtung (11) durch die Lufteintrittsöffnung (2) in den Strömungskanal (1) ein- und durch die Luftaustrittsöffnung (3) ausströmbar ist, mit einem zwischen der Lufteintrittsöffnung (2) und der Luftaustrittsöffnung (3) angeordneten Luftumlenkbereich (4) zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung (9) an der Luftaustrittsöffnung (3), wobei der Strömungskanal (1) durch wenigstens ein in dem Luftumlenkbereich (4) angeordnetes Trennelement (5) in mindestens einen ersten Teilkanal (18) zum Führen eines ersten Teilstroms (20) und einen zweiten Teilkanal (19) zum Führen eines zweiten Teilstroms (21) unterteilt ist, wobei eine Engstelle (6) des Strömungskanals (1) im Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung (2) und dem Luftumlenkbereich (4) vorgesehen ist und wobei im Bereich der Engstelle (6) ein Reguliermittel (7) zum Beeinflussen der den Teilkanälen (18, 19) in Richtung der Lufteintrittsöffnung (2) vorgelagerten Strömungskanalgeometrie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reguliermittel (7) wenigstens ein Element (8) mit reversibel veränderlicher geometrischer Gestalt aufweist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Teilkanälen (18, 19) im Bereich der Engstelle (6) Luftströmungsquerschnitte zugeordnet sind, deren Verhältnis zueinander mittels des Regulierungsmittels (7) einstellbar ist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einer ersten (30) und/oder zweiten Endstellung (31) und/oder in einer Mittelstellung (32) des Luftausströmers (10) die Summe der jeweiligen Luftströmungsquerschnitte im Wesentlichen gleich ist.
Luftausströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftumlenkbereich (4) wenigstens eine quer oder senkrecht zum Trennelement (5) angeordnete Lamelle (17) zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung (9) vorgesehen ist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (17) mit dem Trennelement (5) gekoppelt ist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (17) beweglich, insbesondere verdrehbar bezüglich des Trennelements (5) angeordnet ist.
Luftausströmer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausströmer (10) ein Gehäuse (12) mit Lufteintrittsöffnung (2) und Luftaustrittsöffnung (3) aufweist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuses (12) im Luftumlenkbereich (4) zur Verbesserung einer Laminarität der Teilströme (20, 21) aufgeweitet, insbesondere konvex bezüglich des Trennelements (5) nach außen gewölbt ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reguliermittel (7) ein, vorzugsweise verschwenk- oder drehbar gelagertes Luftleitelement (15) zum Leiten des Luftstroms (29) aufweist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (15) einen etwa dreiecksförmigen, keulenförmigen oder tropfenförmigen Querschnitt aufweist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (15) mit dem Trennelement (5) gekoppelt, vorzugsweise mechanisch wirkverbunden ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (8) einen reversibel verformbaren Abschnitt (16) aufweist, vorzugsweise, dass dieser Abschnitt (16) aus einem Elastomer, insbesondere thermoplastischen Elastomer (TPE), vorzugsweise thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU) besteht oder ein Elastomer aufweist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (8) ein erstes distales Ende (13) aufweist, welches verschiebbar in einem Gehäuseabschnitt (33) aufgenommen ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (8) mit dem Trennelement (5) und/oder mit der Lamelle (17) gekoppelt ist, so dass insbesondere eine Verdrehung des Trennelements (5) und/oder der Lamelle (17) eine Gestaltänderung des Elements (8) bewirkt.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement (25) zum Einstellen der Richtung und/oder der Stärke der Teilströme (20, 21) im Bereich der Luftaustrittsöffnung (3) vorgesehen ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (25) mit dem Luftleitelement (5) gekoppelt, vorzugsweise mechanisch wirkverbunden ist, insbesondere dass das Bedienelement (25) ein Zahnrad oder Zahnsegment (26) aufweist, so dass diese Verbindung über eine Zahnradverbindung (27) umgesetzt ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (11) am Ende des Luftumlenkbereiches (4) der Teilströme (20, 21) eine Mittellamelle (36) vorgesehen ist, insbesondere, dass das Bedienelement (25) mit der Mittellamelle (36) gekoppelt ist.
Luftausströmer (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Engstelle (6) der Strömungskanal (1) in weitere Teilkanäle (37, 38) mittels eines weiteren Leitelements (39) unterteilt ist.
Luftausströmer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Leitelement (39) die Schließklappe (28) ist.
Verfahren zum Richten eines Luftstroms (29) mit einem Luftausströmer (10) mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere Flach- oder Fugenausströmer, wobei der Luftstrom (29) durch eine Eintrittsöffnung (2) in einen Strömungskanal (1) eintritt und durch eine Austrittsöffnung (3) aus dem Strömungskanal (1) austritt, wobei der Luftstrom im Strömungskanal (1) in wenigstens einen ersten Teilstrom (20) und einen zweiten Teilstrom (21) aufgeteilt wird, wobei die Teilströme (20, 21) in einem Luftumlenkbereich (4) derart umgeleitet werden, dass sie sich an der Austrittsöffnung (3) kreuzen und das Verhältnis der Luftströmungsquerschnitte des ersten (20) und zweiten Teilstroms (21) zueinander durch reversible Änderung der geometrischen Gestalt wenigstens eines Elements (8) zur Veränderung der Strömungskanalgeometrie beeinflusst wird.
Verfahren zum Richten eines Luftstroms (29) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die reversible Änderung der geometrischen Gestalt eine elastische Verformung ist.