DE102018200044B4

DE102018200044B4 - Frontscheiben-Luftumlenkschiene

Info

Publication number: DE102018200044B4
Application number: DE102018200044.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Saliger
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2038-01-04
Also published as: CN109986931A; DE102018200044A1; US11021040B2; US20190202260A1

Abstract

Luftumlenkschiene (2), die sich parallel zu einem oberen Rand einer Frontscheibe (1) eines Kraftfahrzeugs erstreckt und die einen entlang ihrer Länge verlaufenden Luftumlenkkanal (8) enthält, der durch einen ersten, an der Frontscheibe (1) anliegenden Schenkel (3) und durch einen zweiten, mit dem ersten Schenkel verbundenen und von dem ersten Schenkel (3) beabstandeten Schenkel (4) im Querschnitt konkav begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des zweiten Schenkels (4) der Luftumlenkschiene (2) auf eine Kante (6) eines Armaturenbretts (7) des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, welche Kante (6) das Armaturenbrett (7) zu einem Fahrgastraum hin begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftumlenkschiene, die sich parallel zu einem oberen Rand einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs erstreckt und die einen entlang ihrer Länge verlaufenden Luftumlenkkanal enthält, der durch einen ersten, an der Frontscheibe anliegenden Schenkel der Schiene und durch einen zweiten, mit dem ersten Schenkel verbundenen und von dem ersten Schenkel beabstandeten Schenkel der Schiene im Querschnitt konkav begrenzt wird, sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Eine derartige Luftumlenkschiene ist aus der gattungsbildenden US 6 394 890 B1 bekannt, wenn man Konkavität, wie auch hierin, im mathematischen Sinne versteht, also einschließlich möglicher gerader Abschnitte. Der Luftumlenkkanal dieser Luftumlenkschiene hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei die beiden Schenkel zueinander parallel sind. Aus Scheibenheizungs-Luftauslässen am Armaturenbrett über die Innenfläche der Frontscheibe nach oben strömende Warmluft wird von der Luftumlenkschiene um 180° umgelenkt und strömt genau entgegengesetzt zu der nach oben strömenden Luft zurück. Dies soll helfen, die Frontscheibe schneller von Beschlag zu befreien oder zu enteisen, und soll außerdem die Warmluft im Bereich des Armaturenbretts halten und verhindern, dass sie Kopf und Augen von Fahrzeuginsassen trifft.
Die US 2 096 901 A offenbart eine ähnliche Luftumlenkschiene, deren zweiter, nicht an der Frontscheibe anliegender Schenkel sich zum Fahrgastraum hin krümmt, so dass er den Luftumlenkkanal nicht im Querschnitt konkav begrenzt. Ein besonders gerichteter Luftstrom kann damit nicht erzeugt werden. Diese Luftumlenkschiene ist außerdem so ausgebildet, dass sie die aus einer zentralen Düse hinter der Frontscheibe austretende Luft von der Mitte zu den Seiten der Frontscheibe lenkt.
Die DE 10 2011 052 680 A1 offenbart eine Luftleiteinrichtung im Übergangsbereich zwischen Windschutzscheibe und Fahrzeugdach, die den Luftstrom zu einer Fahrer- oder einer Beifahrerposition, insbesondere auf die Kopfregion im vorderen Sitzbereich des Fahrzeugs, umlenkt.
Aus der DE 10 2011 119 550 A1 ist eine Luftstromumlenkreinrichtung im Fahrzeugdachbereich in einem Fahrzeuginnenraum bekannt, die im Bereich der Projektion der Kopfstützen der vorderen Sitzreihe auf das Fahrzeugdach angeordnet ist, und die einen entlang der Fahrzeugdecke strömenden Luftstrom auf die Hinterköpfe der Fahrgäste in den vorderen Reihen umlenken soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Frontscheiben-Luftumlenkschiene, welche besonders wirksam ein Beschlagen der Frontscheibe verhindert bzw. vorhandenen Beschlag entfernt, ohne dabei die Gesichter von Fahrzeuginsassen verstärkt anzuströmen, und ein damit versehenes Kraftfahrzeug bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Luftumlenkschiene und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist die Innenfläche, d.h. die den Luftumlenkkanal begrenzende Oberfläche des zweiten Schenkels der Luftumlenkschiene, auf eine Kante eines Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs ausgerichtet, welche Kante das Armaturenbrett zu einem Fahrgastraum hin begrenzt.
Auf diese Weise wird der Warmluftstrom, der die Frontscheibe passiert hat, von der Luftumlenkschiene nicht genau in die Gegenrichtung umgelenkt, wie in der genannten US 6 394 890 B1 , sondern schiefwinklig zur Frontscheibe in Richtung auf die Begrenzungskante des Armaturenbretts.
Dort, wo er auf das Armaturenbrett trifft, spaltet sich der Warmluftstrom in zwei Teilströme auf, von denen einer zu den Luftauslässen der Scheibenheizung zurückkehrt und sich mit der daraus ausströmenden Luft vereinigt. Dadurch entsteht eine Luftzirkulation rings um den ganzen Raum zwischen Frontscheibe und Armaturenbrett, welche den Warmluftstrom an der Frontscheibe verstärkt statt ihn eher zu behindern, wie es bei einer genau gegenläufigen Rückströmung wie in der genannten US 6 394 890 B1 leicht geschieht.
Insbesondere wird gemäß der Erfindung die Innenfläche des zweiten Schenkels der Luftumlenkschiene derart auf die Kante des Armaturenbretts ausgerichtet, dass ein entlang der Frontscheibe nach oben strömender, auf die Luftumlenkschiene treffender und davon umgelenkter Luftstrom von dem Armaturenbrett und dessen Kante in zwei Teilströme aufgespalten wird, die vorzugsweise ungefähr gleich groß sind und von denen einer zu Luftauslässen einer Scheibenheizung im Armaturenbrett gerichtet ist und der andere in den Fahrgastraum gerichtet ist, vorzugsweise in Richtung auf Hände, aber nicht Gesichter von Fahrzeuginsassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Innenflächen der beiden Schenkel der Luftumlenkschiene jeweils im Querschnitt ungefähr gerade und über eine gerundete Oberfläche der Luftumlenkschiene miteinander verbunden, so dass der Luftumlenkkanal im Querschnitt durch eine V-Form mit gerundetem Boden begrenzt wird. In der V-Form bilden die beiden Schenkel der Luftumlenkschiene vorzugsweise einen Winkel von 30° bis 60°.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Luftumlenkschiene so angeordnet und ausgebildet, dass sie eine Grenze zwischen der Frontscheibe und einem Dachhimmel des Fahrzeugs überdeckt, vorzugsweise mittels eines dritten Schenkels, der sich über diese Grenze hinweg erstreckt.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Luftumlenkschiene, wobei die Luftumlenkschiene, die Frontscheibe, das Armaturenbrett und Scheibenheizungs-Luftauslässe am Armaturenbrett so angeordnet sind, dass aus den Luftauslässen die Frontscheibe entlang nach oben strömende Luft von der Luftumlenkschiene in eine Art geschlossener Luftvorhang umgelenkt wird, der zwischen der Luftumlenkschiene und der Kante des Armaturenbretts ausgebildet wird.
Es folgt eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Deren einzige Figur ist eine Querschnittsansicht durch einen Kraftwagen im Bereich der Windschutzscheibe.
Entlang der ganzen Breite des oberen Randes bzw. der Dachkante einer Frontscheibe 1 des Kraftwagens erstreckt sich eine Luftumlenkschiene 2. Die Luftumlenkschiene 2 ist ein Profilelement, das im Querschnitt drei ungefähr gerade Schenkel 3, 4 und 5 enthält, die sich von einem zentralen Verbindungsbereich der Luftumlenkschiene 2 in drei verschiedene Richtungen erstrecken und dann frei enden.
Ein erster Schenkel 3 liegt an der Frontscheibe 1 an. Ein zweiter Schenkel 4 ist über eine Rundung mit dem ersten Schenkel 3 verbunden und erstreckt sich in Richtung auf eine Kante 6 am Armaturenbrett 7, die das Armaturenbrett 7 zu einem Fahrgastraum hin und in diesem Beispiel auch nach oben begrenzt.
Die beiden Schenkel 3 und 4 sind in einem Winkel α zueinander angeordnet, in einer V-Form mit gerundetem Boden, und grenzen einen Luftumlenkkanal 8 zwischen sich ab, der somit im Querschnitt konkav begrenzt ist. Das heißt, die durch die Luftumlenkschiene 2 gebildeten Querschnittsbegrenzungen des Luftumlenkkanals 8 sind alle entweder nach innen gekrümmt oder stückweise gerade. Zwischen den freien Enden der beiden Schenkel 3 und 4 ist der Luftumlenkkanal 8 zum Armaturenbrett 7 hin offen.
Ein dritter Schenkel 5 der Luftumlenkschiene 2 überdeckt die Vorderkante eines Dachhimmels 9, der Verkleidung des Fahrzeugdachs.
Nahe an der Frontscheibe 1 befinden sich im Armaturenbrett 7 nicht gezeigte Scheibenheizungs-Luftauslässe, aus denen in einem sog. Defroster-Betrieb Warmluft die Frontscheibe 1 entlang nach oben streicht, wie in der Figur mit Pfeilen an der Frontscheibe 1 angedeutet. Die Warmluft trifft dann auf die Luftumlenkschiene 2 und wird von dessen Luftumlenkkanal 8 mehr oder weniger vertikal nach unten gelenkt, wobei sie einen über die ganze Fahrzeugbreite im Wesentlichen geschlossenen Luftvorhang zwischen der Luftumlenkschiene 2 und der Kante 6 des Armaturenbretts 7 ausbildet, wie in der Figur mit drei parallelen Pfeilen angedeutet.
Der von der Luftumlenkschiene 2 kommende Luftstrom spaltet sich an der Kante 6 des Armaturenbretts 7 in zwei Teilströme auf, wie in der Figur mit gegenläufigen Pfeilen angedeutet, wobei die Teilströme ungefähr gleich groß sein können, was durch geeignete Wahl des Winkels α eingestellt werden kann, und zwar auch dann, wenn das Armaturenbrett 7 mehr oder weniger gerundet ist und die Kante 6 nicht sehr ausgeprägt ist. Ein typischer derartiger Winkel α beträgt z. B. ungefähr 45° oder liegt zwischen 30° und 60°.
Einer der beiden Teilströme strömt zurück in Richtung auf die Scheibenheizungs-Luftauslässe, vereinigt sich dort mit der neu einströmenden Warmluft und beginnt den Kreislauf von Neuem, und der andere Teilstrom strömt etwas diffus oder fächerförmig in den Fahrgastraum, und zwar tendenziell in Richtung auf die Hände von Fahrzeuginsassen, um diese zu wärmen, aber nicht in Richtung auf deren Gesichter.
Die Frontscheibe 1 und das Armaturenbrett 7 laufen bei Kraftwagen in der Regel in einem spitzen Winkel zusammen. Daher bilden sich in der Ecke, wo die Scheibenheizungs-Luftauslässe sitzen, tendenziell kleinere Wirbel, wie in der Figur mit einem Spiralpfeil angedeutet. Diese Wirbel behindern die Luftströmung aus den Scheibenheizungs-Luftauslässen nicht, sondern fördern sie eher und wirken unterstützend in Bezug auf die Verhinderung von Beschlagen der Frontscheibe bzw. das Entfernen von vorhandenem Beschlag.

Claims

Luftumlenkschiene (2), die sich parallel zu einem oberen Rand einer Frontscheibe (1) eines Kraftfahrzeugs erstreckt und die einen entlang ihrer Länge verlaufenden Luftumlenkkanal (8) enthält, der durch einen ersten, an der Frontscheibe (1) anliegenden Schenkel (3) und durch einen zweiten, mit dem ersten Schenkel verbundenen und von dem ersten Schenkel (3) beabstandeten Schenkel (4) im Querschnitt konkav begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des zweiten Schenkels (4) der Luftumlenkschiene (2) auf eine Kante (6) eines Armaturenbretts (7) des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, welche Kante (6) das Armaturenbrett (7) zu einem Fahrgastraum hin begrenzt.
Luftumlenkschiene (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des zweiten Schenkels (4) der Luftumlenkschiene (2) derart auf die Kante (6) des Armaturenbretts (7) ausgerichtet ist, dass ein entlang der Frontscheibe (1) nach oben strömender, auf die Luftumlenkschiene (2) treffender und davon umgelenkter Luftstrom von dem Armaturenbrett (7) und dessen Kante (6) in zwei ungefähr gleich große Teilströme aufgespalten wird, von denen einer zu Luftauslässen einer Scheibenheizung im Armaturenbrett (7) gerichtet ist und der andere in den Fahrgastraum gerichtet ist.
Luftumlenkschiene (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen der beiden Schenkel (3, 4) der Luftumlenkschiene (2) jeweils im Querschnitt ungefähr gerade und über eine gerundete Oberfläche der Luftumlenkschiene (2) miteinander verbunden sind, so dass der Luftumlenkkanal (8) im Querschnitt durch eine V-Form mit gerundetem Boden begrenzt wird.
Luftumlenkschiene (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel (3, 4) der Luftumlenkschiene (2) in einem Winkel (α) mit einem Wert zwischen 30° und 60° zueinander angeordnet sind.
Luftumlenkschiene (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftumlenkschiene (2) so angeordnet und ausgebildet ist, dass sie eine Grenze zwischen der Frontscheibe (1) und einem Dachhimmel (9) des Fahrzeugs überdeckt.
Luftumlenkschiene (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftumlenkschiene (2) einen dritten Schenkel (5) aufweist, der eine Grenze zwischen der Frontscheibe (1) und einem Dachhimmel (9) des Fahrzeugs überdeckt.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Luftumlenkschiene (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist und dass die Luftumlenkschiene (2), die Frontscheibe (1), das Armaturenbrett (7) und Scheibenheizungs-Luftauslässe am Armaturenbrett (7) so angeordnet sind, dass aus den Luftauslässen die Frontscheibe (1) entlang nach oben strömende Luft von der Luftumlenkschiene (2) zu einer Art geschlossenem Luftvorhang umgelenkt wird, der zwischen der Luftumlenkschiene (2) und der Kante (6) des Armaturenbretts (7) ausgebildet wird.