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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer für ein Fahrzeug umfassend einen durch ein Gehäuse begrenzten Luftkanal mit einem Lufteinlassende und einem Luftauslassende, wobei ein durch den Luftkanal fließender Luftstrom von dem Lufteinlassende zu dem Luftauslassende entlang einer Hauptstromrichtung strömt, ein innerhalb des Luftkanals angeordneter Kugelkopf, eine auf dem Kugelkopf lagernde Dämpfungsbaugruppe sowie ein an dem Luftauslassende angeordnetes, mit der Dämpfungsbaugruppe verbundenes ringförmiges Luftleitelement zur Ablenkung des Luftstroms.
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Eine Runddüse ist beispielsweise aus
EP 3 103 664 A1 bekannt. Hierbei ist ein im Querschnitt kreisförmiges Luftleitelement auf einem Kugelkopf einer sich durch einen Luftkanal erstreckenden Welle gelagert. Die Lagerung erfolgt über zwei den Kugelkopf umgebende Lagerschalen, die von einer C-förmigen Feder zusammengehalten werden. Das Luftleitelement wird gemeinsam mit den Lagerhalbschalen um den Kugelkopf verschwenkt und so ein aus dem Luftkanal austretender Luftstrom in eine gewünschte Richtung gelenkt. Auf den Innenseiten der Lagerhalbschalen sind Kunststoffschichten angeordnet, die bei einer Bewegung des Luftleitelements gemeinsam mit den Lagerhalbschalen um den Kugelkopf als Bremselemente fungieren. In Abhängigkeit von der Materialwahl der Kunststoffschichten sowie der Federkraft der die Lagerhalbschalen zusammenhaltenden C-förmigen Feder soll eine definierte Reibkraft zwischen den Lagerschalen und dem kugelförmigen Kopf und somit eine bestimmte Bedienkraft des Luftleitelements eingestellt werden.
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Die Fertigung der Lagerhalbschalen aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien erfolgt in einem 2-Komponenten-Spritzgussverfahren, womit ein gewisser Aufwand verbunden ist. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die C-förmige Feder die auf die Lagerhalbschalen ausgeübten Kräfte nicht stabil halten kann. Insbesondere lässt die Federkraft der Feder unter dem Einfluss von Wärme stark nach, was aufgrund der recht hohen in einem Luftkanal eines Luftausströmers auftretenden Temperaturen besonders nachteilig ist. Weiterhin kann es bei dieser C-förmigen Feder auf Grund von Fertigungstoleranzen zu einer instabilen Federkraft kommen. Durch ein Nachlassen der Federkraft lässt auch die Reibkraft zwischen Lagerschalen und kugelförmigem Kopf nach, was zu einer unerwünschten Abnahme der aufzuwendenden Bedienkraft führt. Lässt die Federkraft zu stark nach, lässt sich das Luftleitelement zudem nicht mehr zuverlässig verstellen. Insbesondere kann es zu einer ungewollten Auslenkung des Luftleitelements kommen. Beispielsweise kann das Luftleitelement durch den durch den Luftkanal fließenden Luftstrom oder durch im Betrieb des Fahrzeugs auftretende Kräfte ausgelenkt werden. Eine gezielte Luftablenkung ist dann nicht mehr möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftausströmer für ein Fahrzeug bereitzustellen, der eine zuverlässige Steuerung des Luftstroms über einen breiten Temperaturbereich gewährleistet und einfach zu fertigen ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Der erfindungsgemäße Luftausströmer umfasst
- - einen durch ein Gehäuse begrenzten Luftkanal mit einem Lufteinlassende und einem Luftauslassende, wobei ein durch den Luftkanal fließender Luftstrom von dem Lufteinlassende zu dem Luftauslassende entlang einer Hauptstromrichtung strömt,
- - ein innerhalb des Luftkanals angeordneter Kugelkopf,
- - eine auf dem Kugelkopf lagernde Dämpfungsbaugruppe, sowie
- - ein an dem Luftauslassende angeordnetes, mit der Dämpfungsbaugruppe verbundenes ringförmiges Luftleitelement zur Ablenkung des Luftstroms von seiner Hauptstromrichtung, wobei das Luftleitelement gemeinsam mit der Dämpfungsbaugruppe um den Kugelkopf verschwenkbar ist,
- - wobei die Dämpfungsbaugruppe ein den Kugelkopf umgebendes, kugelschalenförmiges Dämpfungselement aus einem weicheren Material als der Kugelkopf, mindestens ein das Dämpfungselement zumindest abschnittsweise formschlüssig umschließendes Schalenelement aus einem härteren Material als das Dämpfungselement sowie das mindestens eine Schalenelement auf das Dämpfungselement klemmende Klemmmittel mit mindestens zwei sich parallel zu einer Mittellängsachse des Luftleitelements erstreckenden Klemmarmen umfasst.
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Das Gehäuse ist bevorzugt hohlzylindrisch ausgebildet, begrenzt also einen im Querschnitt kreisringförmigen Luftkanal. Das Gehäuse kann jedoch auch eine andere Form aufweisen. Das Luftleitelement ist entsprechend vorzugsweise kreisringförmig ausgebildet. Die Hauptstromrichtung des durch den Luftkanal fließenden Luftstroms verläuft bevorzugt entlang einer Mittellängsachse des Gehäuses, im Falle eines zylindrischen Gehäuses also entlang der Zylinderachse.
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Das Luftleitelement lagert gemeinsam mit der Dämpfungsbaugruppe verschwenkbar auf dem Kugelkopf. Das Luftleitelement bildet hierbei zusammen mit der Dämpfungsbaugruppe ein erstes Gelenkteil eines Kugelgelenks, während der Kugelkopf ein zweites Gelenkteil des Kugelgelenks bildet. Der Kugelkopf kann über ein Lagerbauteil mit dem Gehäuse des Luftkanals verbunden sein. Über den Kugelkopf erfolgt eine Lagerung des Luftleitelements gegenüber dem Gehäuse. Das Luftleitelement, die Dämpfungsbaugruppe sowie der Kugelkopf werden gemeinsam im Folgenden auch als Luftsteuervorrichtung bezeichnet. Das Dämpfungselement hat die Form einer Hohlkugel mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Kugelkopfes des Lagerbauteils. Der Kugelkopf muss keine vollständige Kugel bilden, sondern kann auch aus einem Kugelabschnitt bestehen. Das auf den Kugelkopf aufgesetzte Dämpfungselement wird wiederum von mindestens einem Schalenelement umschlossen. Das mindestens eine Schalenelement besteht dabei aus einem härteren Material als das Dämpfungselement. Ebenso besteht der Kugelkopf aus einem härteren Material als das Dämpfungselement. Insbesondere können der Kugelkopf und das mindestens eine Schalenelement aus dem gleichen Material bestehen. Bei den Materialien kann es sich um Kunststoffe handeln. Das mindestens eine Schalenelement bildet eine das Dämpfungselement bevorzugt nicht vollständig umschließende Schale, die erfindungsgemäß durch die Klemmmittel zusammengehalten wird. Die Klemmmittel drücken das mindestens eine Schalenelement auf das Dämpfungselement. Es kann hierbei ein - insbesondere einstückiges - Schalenelement mit zumindest einer Öffnung vorgesehen sein, wobei die Öffnung ein Verformen des Schalenelements durch die Klemmmittel erlaubt. Das Schalenelement kann beispielsweise Omega-förmig sein oder mehrere mit Filmscharnieren verbundene Elemente umfassen. Insbesondere können zwei nicht miteinander verbundene Schalenelemente vorgesehen sein, wobei die Klemmmittel beide Schalenelemente auf das Dämpfungselement drücken. Das Luftleitelement ist mit der Dämpfungsbaugruppe derart fest verbunden, dass Dämpfungsbaugruppe und Luftleitelement gemeinsam um den Kugelkopf verschwenkt werden. Verschwenken bezeichnet hierbei insbesondere ein Neigen des Luftleitelements gemeinsam mit der Dämpfungsbaugruppe um eine Achse, die in einer senkrecht zur Mittellängsachse des Gehäuses stehenden Ebene liegt. Hierzu kann ein Bediener das Luftleitelement greifen und neigen. Das Luftleitelement kann folglich als Bedienelement dienen. Es kann jedoch auch ein separates Bedienelement vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß sind als Klemmmittel zumindest zwei Klemmarme vorgesehen, die sich entlang unterschiedlicher parallel zu der Mittellängsachse des Luftleitelements verlaufende Achsen erstrecken. Die Mittellängsachse des Luftleitelements verläuft dabei mittig durch eine Luftaustrittsöffnung des ringförmigen Luftleitelements. Die Klemmarme erstrecken sich in einem montierten Zustand folglich in den Luftkanal hinein. In einer Neutralstellung des Luftleitelements, in welcher keine Ablenkung des Luftstroms erfolgt, kann die Mittellängsachse des Luftleitelements dabei insbesondere mit der Mittellängsachse des Gehäuses zusammenfallen. Die Klemmmittel können insbesondere miteinander verbunden sein. Auch können die Klemmarme getrennt voneinander ausgebildet sein, wie später noch erläutert wird. Die Klemmarme pressen das mindestens eine Schalenelement auf das weichere Dämpfungselement und somit das weichere Dämpfungselement auf den Kugelkopf. Hierdurch wird eine Reibungskraft zwischen Dämpfungselement und Kugelkopf erzeugt, die ein Verschwenken des Luftleitelements erschwert und somit ein ungewolltes Verstellen des Luftleitelements verhindert. Zudem wird durch die Klemmmittel eine aufzubringende Bedienkraft definiert. Die Klemmarme wirken hierbei wie Blattfedern auf das mindestens eine Schalenelement und klemmen dieses auf das Dämpfungselement. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Geometrie der Klemmmittel die Klemmkraft besonders zuverlässig beibehalten wird. Insbesondere bleibt die Klemmkraft auch bei unterschiedlichen Temperaturen im Wesentlichen stabil. Durch die blattfederartigen Klemmarme bleibt daher eine zum Verstellen des Luftleitelements aufzubringende Bedienkraft über einen langen Zeitraum wie auch über einen breiten Temperaturbereich konstant. Zudem kann der erfindungsgemäße Luftausströmer einfacher gefertigt werden, da keine in einem 2-Komponenten-Spritzgussverfahren herzustellenden Teile erforderlich sind. Das aus einem weicheren Material bestehende Dämpfungselement kann separat von den aus einem härteren Material bestehenden Schalenelementen gefertigt werden. Die als Klemmarme müssen hierbei nicht alle identisch ausgebildet sein. Insbesondere können die Klemmarme derart unterschiedlich gestaltet sein, dass die Klemmarme jeweils eine unterschiedliche Klemmkraft ausüben und/oder die Klemmkraft konzentrieren.
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Nach einer Ausgestaltung bestehen die Klemmmittel aus Metall. Die Klemmmittel sind somit besonders wärmebeständig, insbesondere ist eine temperaturbedingte Ausdehnung des Materials so besonders gering. Folglich lässt die durch die Klemmmittel ausgeübte Kraft auch bei hohen Temperaturen nicht merklich nach. Das Luftleitelement wird somit zuverlässiger in einer eingestellten Position gehalten und eine zum Verstellen des Luftleitelements aufzubringende Bedienkraft bleibt über einen breiten Temperaturbereich konstant.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Klemmmittel als einstückige Klammer ausgebildet mit einem Kopfabschnitt von dem sich die Klemmarme forterstrecken. Die Klemmarme bilden hierbei insbesondere Blattfedern, die in einem montierten Zustand durch den Kopfabschnitt gegen das mindestens eine Schalenelement vorgespannt sind. Eine solche Klammer ist besonders stabil, behält ihre Klemmkraft also zuverlässig bei. Da die Klammer aus nur einem Teil besteht, ist sie zudem einfach zu fertigen. Bevorzugt wird eine solche Klammer - bezogen auf den montierten Zustand im Luftkanal - auf einer Mittellängsachse des Gehäuses entgegen der Hauptstromrichtung auf die Schalenelemente aufgesetzt. Der Kopfabschnitt kann dabei an einer stromabwärts zeigenden Fläche der Schalenelemente bzw. des Dämpfungselements anliegen.
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Nach einer Ausgestaltung sitzen die Klemmarme durch einen Formschluss drehfest auf den Schalenelementen. Die Klemmarme umgreifen das mindestens eine Schalenelement folglich formschlüssig. Beispielsweise können die Klemmarme in Vertiefungen der Schalenelemente eingreifen oder Erhöhungen der Schalenelemente umgreifen. Auch können die Klemmarme mehrere Klemmelemente umfassen, die flächig an jeweils einer ebenen Fläche der durch das mindestens eine Schalenelement gebildeten Schale anliegen. Auch hierdurch kann sich ein Formschluss ergeben.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung üben die Klemmarme von zwei einander gegenüberliegenden Seiten eine Klemmkraft auf das Dämpfungselement aus. Die Klemmarme können folglich von zwei einander gegenüberliegenden Seiten gegeneinander vorgespannt sein. Dies kann insbesondere durch eine Ausgestaltung als Klammer erreicht werden, wie oben erläutert. Es wurde erkannt, dass eine zuverlässige Klammerung des mindestens einen Schalenelements an das Dämpfungselement bereits durch eine derartige von zwei gegenüberliegenden Seiten wirkende Klemmung ausreichend ist. Derartige Klemmmittel sind konstruktiv besonders einfach. Insbesondere können die Klemmmittel mindestens vier Klemmarme aufweisen, die einander paarweise gegenüberliegen. Somit können zwei Paare von Klemmarmen einander gegenüberliegend gegeneinander vorgespannt sein. Die jeweils ein Paar bildenden Klemmarme können voneinander beabstandet sein und zwischen sich jeweils einen von einer Außenseite des mindestens einen Schalenelements vorstehenden Vorsprung greifen. Somit können die Klemmarme mit dem mindestens einen Schalenelement einen Formschluss bilden.
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Nach einer Ausgestaltung besteht das Dämpfungselement aus einem Elastomer. Insbesondere kann das Dämpfungselement aus einem thermoplastischen Elastomer oder bevorzugt aus Silikon bestehen. Insbesondere Silikon sind besonders wärmebeständig, unterliegt insbesondere nur geringfügiger Relaxation bei Erwärmung. Dies trägt ebenfalls dazu bei, eine konstante Reibkraft zwischen Dämpfungselement und Kugelkopf aufrechtzuerhalten und somit die Bedienkraft des Luftleitelements konstant zu halten bzw. ein unerwünschtes Verstellen des Luftleitelements zu verhindern. Das mindestens eine Schalenelement sowie der Kugelkopf können hierbei insbesondere aus einem Kunststoff bestehen, der härter ist als Silikon.
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Nach einer Ausgestaltung umfasst der Luftausströmer ein Lagerbauteil mit einer sich entlang einer Mittellängsachse des Luftkanals erstreckenden, drehbaren Welle, an deren dem Luftauslassende zugewandten Ende der Kugelkopf angeordnet ist, wobei der Luftausströmer weiterhin ein in dem Luftkanal stromaufwärts des Luftleitelements angeordnetes mit dem dem Kugelkopf abgewandten Ende der Welle in Eingriff stehendes Absperrelement umfasst, wobei der Kugelkopf mit der Dämpfungsbaugruppe derart in Eingriff steht, dass bei einer Drehung der Dämpfungsbaugruppe um die Mittellängsachse des Luftkanals die Welle mitgenommen und das Absperrelement verstellt wird. Nach dieser Ausgestaltung ist ein in dem Luftkanal liegendes Absperrelement vorgesehen, welches der Drosselung bzw. einem vollständigen Stoppen des Luftstroms dient. Das Absperrelement kann beispielsweise eine oder mehrere Absperrklappen umfassen, die gegenüber dem Luftstrom verschwenkt werden. Die Welle des Lagerbauteils steht über einen Verbindungsabschnitt, beispielsweise ein Kegelzahnrad, mit dem Absperrelement in Eingriff. Grundsätzlich ist das Luftleitelement mitsamt der Dämpfungsbaugruppe um den Kugelkopf verschwenkbar, wie oben erläutert. Nach der vorliegenden Ausgestaltung ist das Luftleitelement zudem mitsamt der Dämpfungsbaugruppe sowie dem Kugelkopf und somit der gesamten Welle um die Mittellängsachse drehbar. Das Luftleitelement kann folglich mit der Dämpfungsbaugruppe - bezogen auf einen Einbauzustand des Luftausströmers - beispielsweise nach oben, nach unten oder zu den Seiten verschwenkt werden. Wird das Luftleitelement jedoch um die Mittellängsachse des Gehäuses gedreht, so bewegt sich nicht nur die Dämpfungsbaugruppe, sondern auch die gesamte Welle mit. Somit kann durch eine Drehung des Luftleitelements das Absperrelement verstellt und somit der Luftkanal geöffnet oder geschlossen bzw. der Luftstrom gedrosselt werden.
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Nach einer Ausgestaltung weist der Kugelkopf mindestens einen radial nach außen in einer Richtung senkrecht zur Mittellängsachse fortstehenden Zapfen auf, der in mindestens einer länglichen Führungsnut der Dämpfungsbaugruppe aufgenommen ist, wobei die mindestens eine Führungsnut sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse des Luftleitelements erstreckt. Über den mindestens einen Zapfen und die entsprechende Führungsnut stehen der Kugelkopf sowie Dämpfungsbaugruppe dabei in der oben erläuterten Weise in Eingriff, also derart, dass bei einer Drehung der Dämpfungsbaugruppe um die Mittellängsachse die Welle mitgenommen und das Absperrelement verstellt wird. Insbesondere können zwei einander gegenüberliegende sich radial nach außen forterstreckende Zapfen an dem Kugelkopf vorgesehen sein. Entsprechend kann die Dämpfungsbaugruppe über zwei einander gegenüberliegende Führungsnuten umfassen. Die mindestens eine Führungsnut verläuft entlang einer Längsachse des Luftleitelements, wobei die Längsachse parallel zu einer Zylinderachse des Luftleitelements in Richtung des Luftstroms verläuft. Die mindestens eine Führungsnut erstreckt sich dabei nicht exakt auf der Längsachse, sondern insbesondere auf einer gekrümmten Bahn. Bei einem Verschwenken der Dämpfungsbaugruppe um eine erste Achse bewegt sich dabei der mindestens eine Zapfen entlang der mindestens einen Führungsnut. Bei einem Verschwenken der Dämpfungsbaugruppe um eine zu der ersten Achse senkrechten zweiten Achse wird die mindestens eine Führungsnut gegenüber dem Zapfen gekippt. Bei Schwenkbewegungen um weitere Achsen, die in einer durch die erste und zweite Achse aufspannten Ebene liegen, wird die Führungsnut um den mindestens einen Zapfen gekippt sowie entlang des Zapfens bewegt. Bei einer Drehung der Dämpfungsbaugruppe um die Mittellängsachse wird der mindestens eine Zapfen durch eine Begrenzungswand der Führungsnut mitgenommen und folglich der Kugelkopf verdreht. Die mindestens eine Führungsnut kann insbesondere an einer Innenseite des mindestens einen Schalenelements verlaufen, wobei das Dämpfungselement mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, die von dem Zapfen durchgegriffen wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung stehen von einem das Luftleitelement nach außen begrenzenden Luftleitring mehrere Haltearme in Richtung des Zentrums des Luftleitrings vor und gehen in einen im Zentrum des Luftleitrings angeordneten Halteabschnitt zur Verbindung mit der Dämpfungsbaugruppe über. Das Luftleitelement kann einen Endabschnitt des Luftkanals bilden, der zur Ablenkung des Luftstroms von seiner Hauptstromrichtung in eine beliebige Richtung verschwenkt werden kann. Zur Lagerung des Luftleitelements an dem Kugelkopf sind mehrere Haltearme, insbesondere zwei von gegenüberliegenden Seiten in das Zentrum des Luftleitrings ragende Haltearme, vorgesehen die in einen Halteabschnitt übergehen. Der Halteabschnitt dient dabei der Verbindung mit der Dämpfungsbaugruppe; insbesondere kann die Dämpfungsbaugruppe in dem Halteabschnitt aufgenommen sein. Die Klemmarme des Klemmmittels können hierbei insbesondere derart zwischen dem Halteabschnitt und dem mindestens einen Schalenelement eingespannt sein, dass eine zusätzliche auf das mindestens eine Schalenelement wirkende Klemmkraft entsteht.
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Nach einer Ausgestaltung sind die Klemmarme unabhängig voneinander ausgebildet und durch den Halteabschnitt gegenüber dem mindestens einen Schalenelement vorgespannt. Im Gegensatz zu der oben erläuterten Ausgestaltung der Klemmmittel als Klammer sind die Klemmarme hierbei nicht miteinander verbunden. Eine Vorspannung findet hierbei nicht über einen Kopfabschnitt sondern durch den Halteabschnitt statt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer mit einer innerhalb des Luftkanals angeordneten Luftsteuervorrichtung in einer perspektivischen Rückansicht,
- 2 die Luftsteuervorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Rückansicht,
- 3 die Dämpfungsbaugruppe sowie das Lagerbauteil aus 2 in einer Explosionsdarstellung,
- 4 die Klemmmittel aus 3 in einer perspektivischen Rückansicht,
- 5 die Dämpfungsbaugruppe aus 3 in einem zusammengesetzten Zustand,
- 6 einen Ausschnitt der Luftsteuervorrichtung aus 2 ohne Lagerbauteil sowie ohne Dämpfungselement und ohne Schalenelement,
- 7 die Darstellung aus 6 mitsamt Dämpfungselement und Schalenelementen, und
- 8 die Darstellung aus 7 mitsamt Lagerbauteil.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Luftausströmer 100 mit einem Gehäuse 102 und einem durch das Gehäuse 102 begrenzten Luftkanal 104 durch den sich eine Mittellängsachse ML des Gehäuses erstreckt. Der Luftkanal 104 verfügt über ein Lufteinlassende 106 und ein Luftauslassende 108, wobei durch den Luftkanal 104 ein Luftstrom von dem Lufteinlassende 106 zu dem Luftauslassende 108 entlang einer Hauptstromrichtung H fließen kann. An dem Luftauslassende 108 ist eine Luftsteuervorrichtung 10 innerhalb des Luftkanals 104 angeordnet und über ein Lagerbauteil 50 an dem Gehäuse 102 gelagert. Zudem ist ein Absperrelement 70 ersichtlich, welches später noch erläutert wird.
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2 zeigt die Luftsteuervorrichtung 10, umfassend ein zylinderförmiges Luftleitelement 12, eine Dämpfungsbaugruppe 20 sowie das Lagerbauteil 50. Das Luftleitelement 12 weist einen am Außenumfang gewölbten Luftleitring 14 auf mit einer Luftaustrittsöffnung 15. Der Luftleitring 14 ist vorliegend kreisringförmig ausgebildet. Von einer inneren Wandung 16 des Luftleitrings 14 erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten zwei Haltearme 17 in Richtung des auf der Mittellängsachse ML liegenden Zentrums des Luftleitrings 14, wobei die Haltearme 17 in einen im Zentrum des Luftleitrings 14 angeordneten Halteabschnitt 18 übergehen. Über eine innerhalb des Halteabschnitts 18 angeordnete Dämpfungsbaugruppe 20 ist das Luftleitelement 12 an einem Kugelkopf 54 des Lagerbauteils 50 gehalten, wie später noch erläutert wird.
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Die Dämpfungsbaugruppe 20 umfasst, wie insbesondere in 3 zu erkennen, ein kugelschalenförmiges Dämpfungselement 22, zwei Schalenelemente 24, 24' sowie Klemmmittel 26. Wie ebenfalls in 3 zu erkennen, umfasst das Lagerbauteil 50 eine Welle 52, die an einem Ende einen Kugelkopf 54 mit zwei sich von gegenüberliegenden Seiten radial forterstreckenden Zapfen 56 und an dem gegenüberliegenden Ende einen Verbindungsabschnitt 58 aufweist.
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In einem montierten Zustand ist der Kugelkopf 54 innerhalb des Dämpfungselements 22 aufgenommen, wobei die Zapfen 56 jeweils eine längliche Zapfenöffnung 30 des Dämpfungselements 22 durchtreten (in 3 ist nur eine Zapfenöffnung 30 erkennbar). Das Dämpfungselement 22 ist im montierten Zustand wiederum zumindest abschnittsweise von den Schalenelementen 24, 24' umschlossen. Das Dämpfungselement 22 besteht aus einem weicheren Material, beispielsweise aus Silikon, als der Kugelkopf 54 und als die Schalenelemente 24, 24'. Die Zapfen 56 des Kugelkopfes 54 sind im montierten Zustand jeweils in einer Führungsnut 32 aufgenommen, von denen in 3 nur eine zu erkennen ist. Die Führungsnuten 32 erstrecken sich entlang gekrümmter Bahnen an den Innenseiten der Schalenelemente 24, 24' und verlaufen im Wesentlichen entlang einer Längsachse L des Luftleitelements 12, die in der in den Figuren gezeigten Neutralstellung des Luftleitelements auf der Mittellängsachse ML liegt. Die Schalenelemente 24, 24' werden durch die Klemmmittel 26 auf das Dämpfungselement 22 geklemmt. Die Klemmmittel 26 klemmen somit das Dämpfungselement 22 auf den Kugelkopf 54.
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Die Klemmmittel sind vorliegend als Klammer 26 ausgebildet, wobei die Klammer 26 über einen Kopfabschnitt 27 sowie vier Klemmarme 28, 28' verfügt, die sich paarweise in einem rechten Winkel von dem Kopfabschnitt 27 forterstrecken. Im montierten Zustand liegt der Kopfabschnitt 27 flächig an dem Dämpfungselement 22 sowie an den Schalenelementen 24, 24' an. Die Klemmarme 28 liegen hierbei an einer Außenseite des Schalenelements 24 und die Klemmarme 28' an einer Außenseite des Schalenelements 24' an. Die Klemmarme 28 sowie die Klemmarme 28' sind jeweils voneinander beabstandet und nehmen im montierten Zustand jeweils Rastvorsprünge 34 zwischen einander auf, wobei in den Figuren nur ein Rastvorsprung ersichtlich ist. Hierdurch wird ein Formschluss gebildet, durch welchen die Klammer 26 drehfest auf den Schalenelementen 24, 24' sitzt. Die Klammer 26 ist in 4 zur Veranschaulichung in einer Rückansicht dargestellt. 5 zeigt den zusammengebauten Zustand der Dämpfungsbaugruppe 20.
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Das Dämpfungselement 22 verfügt weiterhin über nach außen vorstehende Abstandselemente 36, die in einem montierten Zustand der Dämpfungsbaugruppe 20 die Schalenelemente 24, 24' voneinander beabstanden, wie insbesondere in 5 zu erkennen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die aus einem härteren Material bestehenden Schalenelemente 24, 24' nicht aneinander, sondern an dem Dämpfungselement 22 anliegen. Nur so kann erreicht werden, dass mittels der Klammer 26 über die Schalenelemente 24, 24' das Dämpfungselement 22 auf den Kugelkopf 54 gedrückt wird.
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In den 6 bis 8 sind die Haltearme 17 sowie der Halteabschnitt 18 des Luftleitelements 12 ersichtlich. In der Darstellung in 6 sind in den Halteabschnitt 18 die Klammer 26 sowie eine Blende 60 aufgenommen. Die Blende 60 verfügt über eine Front 62, die im montierten Zustand des Luftausströmers einem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, einen sich entlang der Mittellängsachse ML in den Halteabschnitt 18 erstreckenden Vorsprung 64 sowie zwei sich ebenfalls in den Halteabschnitt 18 erstreckende Rastarme 66. Im montierten Zustand hintergreifen die Rastarme 66 mit ihren Rastnasen die Rastvorsprünge 34 der Schalenelemente 24, 24' und halten so die Schalenelemente 24, 24' mitsamt dem darin gehaltenen Dämpfungselement 22 in den Halteabschnitt 18. Dies ist in 7 zu sehen. Der Vorsprung 64 der Blende 60 durchgreift hierbei eine Durchtrittsöffnung 29 der Klammer 26 sowie eine Durchtrittsöffnung 31 des Dämpfungselements 22. In 7 ist zudem die Führungsnut 32 des Schalenelements 24 sowie die Zapfenöffnung 30 des Dämpfungselements 22 ersichtlich. In 8 ist schließlich auch das Lagerbauteil 50 in den Halteabschnitt 18 eingesetzt. Hierbei greifen die Zapfen 56 des Kugelkopfs 54 in die Führungsnuten 32 in der oben erläuterten Weise ein.
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Das Luftleitelement 12 kann nun zum einen um beliebige in der y-z-Ebene liegende Achsen verschwenkt und zum anderen um die x-Achse gedreht werden. Das Luftleitelement 12 kann durch eine im Fahrzeuginnenraum befindliche Person hierfür an dem Halterahmen 17 bzw. dem Halteabschnitt 18 gegriffen werden. Bei einem Verschwenken des Luftleitelements 12 wird über den Halteabschnitt 18 auch die Dämpfungsbaugruppe 20 mitbewegt, während das Lagerbauteil 50 mit seinem Kugelkopf 54 in seiner Position verharrt. Die Bewegung des Dämpfungselements 22 gegenüber dem Kugelkopf 24 wird aufgrund der durch die Klammer 26 aufgebrachten Klemmkraft gedämpft. Die Klemmkraft entsteht dabei durch die am Kopfabschnitt 27 gehaltenen Klemmarme 28, 28'. Zudem entsteht eine Klemmkraft auch durch die Einspannung der Klemmarme 28, 28' zwischen dem Halteabschnitt 18 und den Schalenelementen 24, 24'. Es wirkt also eine bremsende Reibungskraft zwischen Dämpfungselement 22 und Kugelkopf 54. Durch diese Reibungskraft wird eine durch den Bediener aufzubringende Bedienkraft definiert. Das Luftleitelement dient folglich als Bedienelement.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Klemmmittel bleibt diese Reibungskraft und somit die Bedienkraft über einen langen Zeitraum konstant, da die Klemmarme wie Blattfedern wirken und daher ihre Klemmkraft besonders lange beibehalten. Zudem ist eine derartige Klemmung auch bei unterschiedlichsten im Luftkanal vorherrschenden Temperaturen stabil. Insbesondere bei einer Ausgestaltung aus Metall ist die Klammer besonders wärmebeständig. Auch kommt es so nicht zu einem ungewollten Verstellen des Luftleitelements durch beispielsweise den Luftstrom oder durch im Betrieb des Fahrzeugs auftretende Kräfte.
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Wird das Luftleitelement um die x-Achse gedreht, so bewegt sich nicht nur die Dämpfungsbaugruppe 20, sondern auch die Welle 52 mit. Dies liegt daran, dass die in den Führungsnuten 32 der Schalenelemente 24, 24' aufgenommenen Zapfen 56 des Kugelkopfes 54 durch die Begrenzungen der Führungsnut 32 mitgenommen werden. Durch eine Drehung der Welle 52 kann das im Luftkanal stromaufwärts liegende, in 1 dargestellte Absperrelement 70 verstellt werden. Hierbei greift die Welle 52 mittels der Verbindungsabschnitte 58 in ein Kegelzahnrad 72 ein. Das Kegelzahnrad 72 steht wiederum über jeweils ein Zahnrad 74 mit jeweils einem Klappenelement 76 in Eingriff. Die Klappenelemente 76 bilden eine Schmetterlingsklappe. Durch eine Drehung der Welle 52 bewegt das Kegelzahnrad 72 die beiden Zahnräder 74 in entgegengesetzten Richtungen und verschwenkt somit die Klappenelemente 76 - je nach Drehrichtung - in eine Schließstellung oder in die in 1 gezeigte Offenstellung. Somit kann durch eine Drehung des Luftleitelements der Luftkanal geöffnet oder geschlossen bzw. der Luftstrom gedrosselt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftsteuervorrichtung
- 12
- Luftleitelement
- 14
- Luftleitring
- 15
- Luftaustrittsöffnung
- 16
- Innere Wandung
- 17
- Haltearme
- 18
- Halteabschnitt
- 20
- Dämpfungsbaugruppe
- 22
- Dämpfungselement
- 24, 24'
- Schalenelemente
- 26
- Klemmmittel/Klammer
- 27
- Kopfabschnitt
- 28, 28'
- Klemmarme
- 29
- Durchtrittsöffnung
- 30
- Zapfenöffnung
- 31
- Durchtrittsöffnung
- 32
- Führungsnuten
- 34
- Rastvorsprünge
- 36
- Abstandselemente
- 50
- Lagerbauteil
- 52
- Welle
- 54
- Kugelkopf
- 56
- Zapfen
- 58
- Verbindungsabschnitt
- 60
- Blende
- 62
- Blendenfront
- 64
- Vorsprung
- 66
- Rastarme
- 70
- Absperrelement
- 72
- Kegelzahnrad
- 74
- Zahnrad
- 76
- Klappenelemente
- 100
- Luftausströmer
- 102
- Gehäuse
- 104
- Luftkanal
- 106
- Lufteinlassende
- 108
- Luftauslassende
- H
- Hauptstromrichtung
- L
- Längsachse Luftleitlement
- ML
- Mittellängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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