DE102019105409A1

DE102019105409A1 - Luftausströmer für ein fahrzeug sowie belüftungssystem mit solch einem luftausströmer

Info

Publication number: DE102019105409A1
Application number: DE102019105409.5A
Authority: DE
Inventors: Marek Prodělal
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-09-10
Also published as: WO2020180583A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer (1) für ein Fahrzeug, wobei der Luftausströmer (1) ein Gehäuse (2) mit einem Lufteintrittsbereich (3) und einem gegenüberliegenden Luftaustrittsbereich (4) aufweist, wobei eine Gehäusewand des Gehäuses (2) zumindest bereichsweise einen Luftkanal (5) für von dem Lufteintrittsbereich (3) zu dem Luftaustrittsbereich (4) entlang einer Hauptstromrichtung (6) strömende Luft begrenzt, wobei stromaufwärts des Luftaustrittsbereiches (4) der Luftkanal (5) in mindestens zwei parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel entlang der Hauptstromrichtung (6) verlaufende Teilkanäle (7, 8) aufgeteilt ist, welche beim Luftaustrittsbereich (4) in jeweils einer Luftaustrittsöffnung (9, 10) münden, wobei der Luftausströmer (1) eine drehbar gelagerte Drossel- oder Verschlussklappe (11) aufweist, welche aus einer Neutralstellung, in welcher die Drossel- oder Verschlussklappe (11) weder in den Luftkanal (5) noch in einen der Teilkanäle (7, 8) ragt, wahlweise zumindest bereichsweise in einen ersten oder in einen zweiten der mindestens zwei Teilkanäle (7, 8) einschwenkbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftausströmer, insbesondere für ein Belüftungssystem eines Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Belüftungssystem mit einem derartigen Luftausströmer.
Bei den Lüftungsvorrichtungen für Fahrzeuge werden im Allgemeinen Luftausströmer oder Luftauslassdüsen eingesetzt, die eine gezielte Steuerung des austretenden Luftstrahles ermöglichen. Derartige Luftausströmer dienen der Zufuhr insbesondere von Frischluft in einem Fahrzeuginnenraum.
Die Luftströmung fließt dabei über eine Eintrittsöffnung des Luftausströmers in den durch die Gehäusewand des Luftausströmers begrenzten Luftkanal, durch diesen hindurch und schließlich durch die Austrittsöffnung des Luftausströmers in den Innenraum eines Fahrzeuges (beispielsweise PKW oder LKW). Der Luftstrom folgt dabei grundsätzlich einer Hauptstromrichtung, welche insbesondere parallel zu einer Längsachse des Gehäuses verlaufen kann.
Eine Ablenkung des Luftstromes von der Hauptstromrichtung erfolgt bei bekannten Luftausströmern durch ein oder mehrere Luftleitelemente, beispielsweise verschwenkbare Luftleitlamellen. Zur Ablenkung der Luft von der Hauptstromrichtung kann, neben den Luftleitelementen, auch das den Luftkanal begrenzende Gehäuse dienen.
So sind beispielsweise Luftausströmer bekannt, deren Gehäusewände bogenförmig aufeinander zulaufen, wobei ein, durch ein Luftleitelement auf die bogenförmige Gehäusewand gerichteter Luftstrom, der Bogenform folgt und somit eine entsprechende Ablenkung erfährt.
Derartige Luftausströmer sind beispielsweise aus der DE 20 2015 102 026 U1 , der DE 20 2013 012 285 U1 und der DE 10 2017 111 011 A1 bekannt.
Aufgrund der bogenförmigen Ausgestaltung der Gehäusewand sind derartige Luftausströmer jedoch recht aufwendig in der Herstellung, insbesondere im Wege eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens.
Abgesehen von diesen herstellungstechnischen Nachteilen weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Luftausströmer konzeptbedingt Nachteile bei der Luftablenkung auf. So wird bei den bekannten Luftausströmern beispielsweise selbst in der Geradeausstellung der Luftleitelemente die Luft mehrfach umgelenkt, was einen erhöhten Strömungswiderstand zur Folge hat. Dadurch wird die Wirkung der Luftleitelemente insbesondere für die horizontale Luftablenkung stark beeinträchtigt. Außerdem wird durch den erhöhten Strömungswiderstand vor der Auslassöffnung des Luftausströmers der auftretende Luftstrom gegebenenfalls aufgeweitet, was ebenfalls nicht gewünscht ist.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Luftausströmer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine möglichst optimale Luftablenkung gewährleistet ist. Des Weiteren soll ein entsprechendes Belüftungssystem für ein Fahrzeug angegeben werden.
Im Hinblick auf den Luftausströmer wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 und im Hinblick auf das Belüftungssystem durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruches 15 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftausströmers in den entsprechenden abhängigen Patentansprüchen angegeben sind.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere einen Luftausströmer für ein Fahrzeug, wobei der Luftausströmer ein Gehäuse mit einem Lufteintrittsbereich und einem gegenüberliegenden Luftaustrittsbereich aufweist. Eine Gehäusewand des Gehäuses begrenzt zumindest bereichsweise einen Luftkanal für von dem Lufteintrittsbereich zu dem Luftaustrittsbereich entlang einer Hauptstromrichtung strömende Luft. Stromaufwärts des Luftaustrittsbereiches ist der Luftkanal in mindestens zwei parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel entlang der Hauptstromrichtung verlaufende Teilkanäle aufgeteilt, welche beim Luftaustrittsbereich des Luftausströmers jeweils in einer Luftaustrittsöffnung münden.
Zur Ablenkung der Luft von der Hauptstromrichtung weist der Luftausströmer erfindungsgemäß eine drehbar gelagerte Drossel- oder Verschlussklappe auf, welche aus einer Neutralstellung, in der die Drossel- oder Verschlussklappe weder in den Luftkanal noch in einen der Teilkanäle ragt, wahlweise zumindest bereichsweise in einen ersten oder in einen zweiten Teilkanal der mindestens zwei Teilkanäle einschwenkbar ist.
Unter dem hierin verwendeten Ausdruck „zumindest bereichsweise in einen Teilkanal einschwenkbar“ fallen einerseits solche Ausführungsformen, bei denen die Drossel- oder Verschlussklappe derart in den betreffenden Teilkanal eingeschwenkt werden kann, dass der betreffende Teilkanal durch die eingeschwenkte Drossel- oder Verschlussklappe vollständig verschlossen ist, und andererseits solche Ausführungsformen, bei denen die Drossel- oder Verschlussklappe derart in den betreffenden Teilkanal eingeschwenkt werden kann, dass der betreffende Teilkanal durch die eingeschwenkte Drossel- oder Verschlussklappe nur teilweise verschlossen ist, also eine Drosselung des den Teilkanal passierenden Luftstroms bewirkt wird. Mit anderen Worten, mit der Drossel- oder Verschlussklappe kann der effektive Strömungsquerschnitt des Teilkanals vorzugsweise variabel beeinflusst (reduziert) und im Extremfall auf null gesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Konstruktion, bei welcher wahl- und bedarfsweise der effektive Strömungsquerschnitt eines ersten oder eines zweiten Teilkanals mit Hilfe der Drossel- oder Verschlussklappe reduziert wird, um eine Luftablenkung am Luftaustrittsbereich des Luftausströmers zu erreichen, weist wesentliche Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Luftausströmern auf. Insbesondere ist zu erwähnen, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion, bei welcher durch ein wahlweises und zumindest bereichsweise Verschließen von einem der beiden Luftkanäle letztendlich eine Luftablenkung bewirkt wird, im Inneren des Luftausströmers nahezu keine, oder keine nennenswerte, Luftwirbel entstehen. Auf diese Weise kann die Luftablenkung ohne, oder wenn überhaupt nur mit geringer Geräuschentwicklung bewirkt werden. Zusätzlich ist als Vorteil zu nennen, dass bei dem erfindungsgemäßen Luftausströmer der Strömungswiderstand relativ gering ist, was eine optimale Luftablenkung ohne eine störende Aufweitung des Luftstromes in positiver Weise zur Folge hat.
Als weiterer Vorteil ist die kompakte Bauweise des Luftausströmers zu nennen. In einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Luftausströmers weist dieser ein relativ zu dem Gehäuse des Luftausströmers feststehendes Luftleitbauteil auf, welches in dem Luftkanal des Luftausströmers vorgesehen ist. Diesem Luftleitbauteil kommen verschiedene Aufgaben zu: zum einen dient das Luftleitbauteil zur Aufteilung des Luftkanales in die mindestens zwei Teilkanäle. Zum anderen dient das Luftleitbauteil für eine „versteckte“ Aufnahme der Drossel- oder Verschlussklappe in deren Neutralstellung, so dass kein Bereich der Drossel- oder Verschlussklappe störend in einen der Teilkanäle hineinragt oder in den Luftkanal vor der Aufteilung des Luftkanales in die beiden Teilkanäle hineinragt. Abgesehen hiervon kann in dem Luftleitbauteil zumindest bereichsweise ein Kopplungsmechanismus untergebracht sein, mit welchem die Drossel- oder Verschlussklappe manipuliert oder betätigt werden kann.
Im Hinblick auf die Konstruktion des Luftleitbauteiles ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Luftleitbauteil als dreidimensionaler Körper ausgeführt ist, welcher in dem Gehäuse des Luftausströmers einsetz- und insbesondere einsteckbar ist. Das Luftleitbauteil weist eine erste Wand auf, die einen ersten Wandbereich des Gehäuses des Luftausströmers zugewandt ist. Darüber hinaus weist das Luftleitbauteil eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand auf, die einem entsprechenden zweiten Wandbereich des Gehäuses des Luftausströmers gegenüberliegt. Dabei wird ein erster Teilkanal durch die erste Wand des Luftleitbauteiles und dem ersten Wandbereich des Gehäuses, und ein zweiter Teilkanal durch die zweite Wand des Luftleitbauteiles und dem zweiten Wandbereich des Gehäuses begrenzt. Die Drossel- oder Verschlussklappe befindet sich, wenn sie in ihrer Neutralstellung vorliegt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand des Luftleitbauteiles.
Um bei der Aufteilung des Luftkanales in die mindestens zwei Teilkanäle möglichst keine Luftwirbel zu generieren, und um insbesondere den Strömungswiderstand nicht merklich zu erhöhen, weist das Luftleitbauteil gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luftausströmers eine entsprechend ausgelegte Form auf. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Luftleitbauteil im Längsschnitt gesehen sich in Richtung des Luftaustrittsbereiches aufweitet und beim Luftaustrittsbereich des Luftausströmers einen aufgeweiteten Bereich aufweist. In diesem aufgeweiteten Bereich des Luftleitbauteiles verläuft die erste Wand des Luftleitbauteiles zumindest abschnittsweise parallel zu dem ersten Wandbereich des Gehäuses und die zweite Wand des Luftleitbauteiles zumindest abschnittsweise parallel zu dem zweiten Wandbereich des Gehäuses.
Zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass in Hauptstromrichtung gesehen stromaufwärts des aufgeweiteten Bereiches des Luftleitbauteiles der erste und zweite Wandbereich des Gehäuses und die erste und zweite Wand des Luftleitbauteiles so ausgebildet sind, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des ersten und zweiten Teilkanales in Hauptstromrichtung abnimmt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die durch den ersten und zweiten Teilkanal strömende Luft entsprechend beschleunigt wird, was sich positiv im Ausströmbereich des Luftausströmers auswirkt.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist die Drossel- oder Verschlussklappe zumindest bereichsweise und/oder zumindest im Wesentlichen als Teil einer Mantelfläche eines Zylinders ausgebildet, wobei die Drossel- oder Verschlussklappe um die Rotationsachse des Zylinders im Gehäuse oder in dem Luftleitbauteil drehbar gelagert ist, insbesondere derart, dass die Drossel- oder Verschlussklappe zumindest bereichsweise am stromaufwärtigen Endbereich des aufgeweiteten Bereiches des Luftleitbauteiles wahl- und bedarfsweise entweder in den ersten oder zweiten Teilkanal einschwenkbar ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch den kompakten Aufbau des Luftausströmers aus. Selbstverständlich sind aber auch andere Ausführungen im Hinblick auf die Drossel- oder Verschlussklappe denkbar.
Um mit Hilfe der wahlweise in den ersten oder zweiten Teilkanal einschwenkbaren Drossel- oder Verschlussklappe eine optimale Ablenkung des Luftstromes an der Auslassöffnung des Luftausströmers zu bewirken, ist es von Vorteil, dass stromabwärts des aufgeweiteten Bereiches des Luftleitbauteiles der effektive Strömungsquerschnitt der Teilkanäle abnimmt, um so eine weitere Beschleunigung der durch die Teilkanäle strömenden Luft zu erreichen. Darüber hinaus sollten die jeweiligen Luftaustrittsöffnungen des ersten und zweiten Teilkanales schräg aufeinander zugeneigt sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der aus dem Luftausströmer austretende Luftstrom geradeaus, d.h. längs der Längsachse des Luftausströmers, verläuft, wenn beide Teilkanäle des Luftausströmers geöffnet sind. Wenn hingegen einer der beiden Teilkanäle durch die Drossel- oder Verschlussklappe verschlossen ist, strömt die Luft nur noch durch eine Luftaustrittsöffnung schräg aus dem Luftausströmer und insbesondere ohne unerwünschte Aufweitungen.
Eine optimale Aufteilung des Luftkanales in den ersten und zweiten Teilkanal ohne unerwünschte Verwirbelungen ist insbesondere auch dann erzielbar, wenn das Luftleitbauteil einen spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereich aufweist. Dieser spitzzulaufende strömaufwärtige Endbereich des Luftleitbauteiles sollte mindestens 20% und vorzugsweise mindestens 30% und noch bevorzugter mindestens 35% der Gesamtlänge des Luftleitbauteiles ausmachen. Mit diesen Werten kann die Aufteilung des Luftkanales in die beiden Teilkanäle ohne erhöhten Strömungswiderstand erreicht werden.
Gemäß Weiterbildungen der zuletzt genannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Bereich des spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereiches des Luftleitbauteiles der erste und zweite Wandbereich des Gehäuses zumindest abschnittsweise in Hauptstromrichtung divergierend ausgebildet sind. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zumindest im stromaufwärtigen Endbereich des Luftleitbauteiles der effektive Strömungsquerschnitt der Teilkanäle nahezu unverändert ist, was sich erneut positiv auf eine Reduzierung des Strömungswiderstandes auswirkt.
Die erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass der Luftausströmer insgesamt eine besonders kompakte Bauform und einen relativ einfachen Aufbau aufweist, wobei vorgesehen sein kann, dass das Luftleitbauteil insbesondere als ein vorzugsweise einstückiges Formteil, insbesondere Spritzgussformteil ausgebildet ist, welches in das Gehäuse des Luftausströmers einsetz- und vorzugsweise einsteckbar ist. Selbstverständlich kommen aber auch Ausführungsformen in Frage, bei denen das Luftleitbauteil aus mehreren Formteilen und/oder Komponenten gebildet ist.
Gemäß Ausführungsformen der Drossel- oder Verschlussklappe ist vorgesehen, dass diese um eine senkrecht zur Hauptstromrichtung verlaufende Rotationsachse verschwenkbar im Gehäuse des Luftausströmers oder im Luftleitbauteil gelagert ist, wobei die Rotationsachse durch den Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand des Luftleitbauteiles verläuft. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Rotationsachse in Hauptstromrichtung gesehen stromaufwärts oder stromabwärts der Drossel- oder Verschlussklappe verläuft, und zwar in einem Zustand, wenn die Drossel- oder Verschlussklappe in ihrer Neutralstellung vorliegt.
Zur Betätigung der Drossel- oder Verschlussklappe kann dieser ein motorischer, insbesondere elektromotorischer Antrieb zugeordnet sein. Auf diese Weise kann die Drossel- oder Verschlussklappe bedarfsweise und vorzugsweise automatisiert relativ zu dem Gehäuse des Luftausströmers verstellt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Drossel- oder Verschlussklappe ein manuell betätigbares Betätigungselement zugeordnet ist, um bedarfsweise und händisch die Drossel- oder Verschlussklappe relativ zu dem Gehäuse des Luftausströmers zu verstellen.
Im Hinblick auf das manuell betätigbare Betätigungselement kann vorgesehen sein, dass dieses über einen zumindest bereichsweise in dem Luftleitbauteil aufgenommenen Kopplungsmechanismus mit der Drossel- oder Verschlussklappe wirkverbunden ist. Gemäß Ausführungsformen ist der Kopplungsmechanismus derart ausgeführt, dass bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselementes in Richtung der Luftaustrittsöffnung des ersten Teilkanales die Drossel- oder Verschlussklappe in den ersten Teilkanal eingeschwenkt wird, und das bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselementes in Richtung der Luftaustrittsöffnung des zweiten Teilkanales die Drossel- oder Verschlussklappe in den zweiten Teilkanal eingeschwenkt wird.
Gemäß Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftausströmers ist für jeden Teilkanal mindestens ein Luftstrom richtendes oder Luftstrom regulierendes Luftleitbauteil, und insbesondere ein Luftstrom richtendes oder Luftstrom regulierendes Luftleitlamellenpaket vorgesehen, welches in dem betreffenden Teilkanal zwischen der Luftaustrittsöffnung des Teilkanales und dem Bereich des Teilkanales, in den bedarfsweise die Drossel- oder Verschlussklappe zumindest bereichsweise einschwenkbar ist, vorgesehen ist.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen exemplarische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luftausströmers näher beschrieben.
Es zeigen:

1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine erste exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers;
2 schematisch und in einer Längsschnittansicht die exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers gemäß 1;
3 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine Explosionsdarstellung der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers gemäß 1;
4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine zweite exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers;
5 schematisch und in einer Längsschnittansicht die exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers gemäß 4; und
6 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine Explosionsdarstellung der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers gemäß 4.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellung in 1 bis 3 eine erste exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers beschrieben.
Wie es insbesondere der Explosionsdarstellung in 3 entnommen werden kann, besteht der Luftausströmer 1 im Wesentlichen aus einem länglichen Gehäuse 2, in welchem ein dreidimensionales Luftleitbauteil 12 einsetzbar ist.
Im eingesetzten Zustand (vgl. beispielsweise 2) dient das Luftleitbauteiles 12 dazu, einen Luftkanal 5 des Gehäuses 2, welcher durch die Gehäusewand des Gehäuses 2 begrenzt wird, in einen ersten und einen zweiten Teilkanal 7, 8 aufzuteilen. Der Luftkanal 5, welcher von einem Lufteintrittsbereich 3 des Gehäuses 2 zu einem gegenüberliegenden Luftaustrittsbereich 4 des Gehäuses 2 verläuft, und welcher durch die Gehäusewand des Gehäuses 2 zumindest bereichsweise begrenzt wird, wird somit mit Hilfe des Luftleitbauteiles 12 in zwei parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel entlang einer Hauptstromrichtung 6 verlaufenden Teilkanäle 7, 8 aufgeteilt. Die Hauptstromrichtung 6 wird definiert von der Richtung, in welcher die Luft von dem Lufteintrittsbereich 3 zu dem Luftaustrittsbereich 4 des Luftausströmers 1 strömt.
Beim Luftaustrittsbereich 4 des Luftausströmers 1 münden die beiden Teilkanäle 7, 8 in jeweils einer Luftaustrittsöffnung 9, 10.
Das Luftleitbauteil 12 weist vorzugsweise einen spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereich 22 auf, wobei dieser spitzzulaufende stromaufwärtige Endbereich 22 mindestens 20% und vorzugsweise mindestens 30% und noch bevorzugter mindestens 35% der Gesamtlänge des Luftleitbauteiles 12 ausmacht.
Das Luftleitbauteil 12 weist eine einem ersten Wandbereich 13 des Gehäuses 2 zugewandte erste Wand 14 und eine einem gegenüberliegenden zweiten Wandbereich 15 des Gehäuses 2 zugewandte zweite Wand 16 auf. Ein erster Teilkanal 7 wird dabei durch die erste Wand 14 des Luftleitbauteiles 12 und dem ersten Wandbereich 13 des Gehäuses 2 ausgebildet, während ein zweiter Teilkanal 8 durch die zweite Wand 16 des Luftleitbauteiles 12 und dem zweiten Wandbereich 15 des Gehäuses 2 begrenzt und somit ausgebildet wird.
Im Bereich des spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereiches 22 des Luftleitbauteiles 12 sind dabei der erste und zweite Wandbereich 13, 15 des Gehäuses 2 vorzugsweise zumindest abschnittsweise in Hauptstromrichtung 6 divergierend ausgebildet. Auf diese Weise entspricht zumindest im Bereich des spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereiches 22 des Luftleitbauteiles 12 die Summe der effektiven Strömungsquerschnitte des ersten und zweiten Teilkanals 7, 8 dem effektiven Strömungsquerschnitt des Luftkanals 5 vor dessen Aufteilung. Somit kann wirkungsvoll ein Druckverlust auf Grund der Aufteilung des Luftkanals 5 verhindert werden.
Im Längsschnitt gesehen weitet sich das Luftleitbauteil 12 in Richtung des Luftaustrittsbereichs 4 des Luftausströmers 1 auf und weist beim Luftaustrittsbereich 4 des Luftausströmers 1 einen aufgeweiteten Bereich 18 auf. In dem aufgeweiteten Bereich 18 des Luftleitbauteiles 12 verläuft die erste Wand 14 des Luftleitbauteils 12 zumindest abschnittsweise parallel zu dem ersten Wandbereich 13 des Gehäuses 2 und die zweite Wand 16 des Luftleitbauteiles 12 verläuft zumindest abschnittsweise parallel zu dem zweiten Wandbereich 15 des Gehäuses 2.
In Hauptstromrichtung 6 gesehen stromaufwärts des aufgeweiteten Bereiches 18 des Luftleitbauteiles 12, sind der erste und der zweite Wandbereich 13, 15 des Gehäuses 2 und die erste und zweite Wand 14, 16 des Luftleitbauteiles 12 so ausgebildet, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des ersten und zweiten Teilkanals 7, 8 in Stromrichtung abnimmt. Auf diese Weise wird ein durch den ersten Teilkanal 7 bzw. durch den zweiten Teilkanal 8 strömender Luftstrom aufgrund des Düseneffektes beschleunigt.
Stromabwärts des aufgeweiteten Bereiches 18 des Luftleitbauteiles 12 nimmt der effektive Strömungsquerschnitt der Teilkanäle 7, 8 ab, wobei die jeweiligen Luftaustrittsöffnungen 9, 10 des ersten und zweiten Teilkanals 7, 8 schräg aufeinander geneigt sind (vgl. 2).
Der erfindungsgemäße Luftausströmer 1, wie er anhand einer ersten exemplarischen Ausführungsform in 1 bis 3 gezeigt ist, zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass der Luftausströmer 1 zur vertikalen Luftablenkung eine drehbar gelagerte Drossel- oder Verschlussklappe 11 aufweist, welche aus einer Neutralstellung (vgl. 2), in welcher die Drossel- oder Verschlussklappe 11 weder in den Luftkanal 5 des Luftausströmers 1 noch in einen der beiden Teilkanäle 7, 8 ragt, wahlweise zumindest bereichsweise in den ersten oder in den zweiten Teilkanal 7, 8 einschwenkbar ist, um den entsprechenden Teilkanal 7, 8 zu verschließen bzw. zu blockieren.
Im Einzelnen befindet sich die Drossel- oder Verschlussklappe 11 vollständig in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand 14, 16 des Luftleitbauteiles 12, wenn die Drossel- oder Verschlussklappe 11 in ihrer Neutralstellung vorliegt. In diesem Zusammenhang wird auf die Schnittansicht gemäß 2 verwiesen.
Die Drossel- oder Verschlussklappe 11 ist um eine senkrecht zur Hauptstromrichtung 6 verlaufende Rotationsachse 17 verschwenkbar im Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 bzw. im Luftleitbauteil 12 des Luftausströmers 1 gelagert. Dabei verläuft die Rotationsachse 17 durch den Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand 14, 16 des Luftleitbauteiles 12.
Bei der ersten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 gemäß 1 bis 3 ist vorgesehen, dass die Rotationsachse 17 der Drossel- oder Verschlussklappe 11 - in Hauptstromrichtung 6 gesehen - stromaufwärts der Drossel- oder Verschlussklappe 11 verläuft.
Die Drossel- oder Verschlussklappe 11 kann zumindest bereichsweise und/oder zumindest im Wesentlichen als Teil einer Mantelfläche eines Zylinders aus-gebildet sein, wobei die Drossel- oder Verschlussklappe 11 um die Rotationsachse des Zylinders im Gehäuse 2 oder in dem Luftleitbauteil 12 drehbar gelagert ist, und zwar insbesondere derart, dass die Drossel- oder Verschlussklappe 11 zumindest bereichsweise am stromaufwärtigen Endbereich 22 des aufgeweiteten Bereiches 18 des Luftleitbauteiles 12 wahl- und bedarfsweise entweder in den ersten oder zweiten Teilkanal 7, 8 einschwenkbar ist.
Obgleich in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist es grundsätzlich denkbar, dass der Drossel- oder Verschlussklappe 11 ein motorischer, insbesondere elektromotorischer Antrieb zugeordnet ist, um bedarfsweise und vorzugsweise automatisiert die Drossel- oder Verschlussklappe 11 relativ zu dem Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 verstellen zu können.
Alternativ oder zusätzlich kann - wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 dargestellt - der Drossel- oder Verschlussklappe 11 auch ein manuell betätigbares Betätigungselement 19 zugeordnet sein, um bedarfsweise und händisch die Drossel- oder Verschlussklappe 11 relativ zu dem Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 verstellen zu können.
Das manuell betätigbare Betätigungselement 19 ist dabei vorzugsweise über einen zumindest bereichsweise in dem Luftleitbauteil 12 aufgenommenen Kopplungsmechanismus 20 mit der Drossel- oder Verschlussklappe 11 wirkverbunden.
Der Kopplungsmechanismus 20 ist insbesondere derart ausgeführt, dass bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselements 19 in Richtung der Luftaustrittsöffnung 9 des ersten Teilkanals 7 die Drossel- oder Verschlussklappe 11 in den ersten Teilkanal 7 eingeschwenkt wird. Bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselements 19 in Richtung der Luftaustrittsöffnung 10 des zweiten Teilkanals 8 hingegen wird die Drossel- oder Verschlussklappe 11 in den zweiten Teilkanal 8 eingeschwenkt.
Der erfindungsgemäße Luftausströmer 1 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform (vgl. 1 bis 3) weist ferner weitere luftstromrichtende oder luftstromregulierende Luftleitelemente 21 auf, die bei der dargestellten Ausführungsform als Luftleitelementpaket ausgeführt sind. Diese weiteren luftstromrichtende oder luftstromregulierende Luftleitelemente 21 dienen bei der exemplarischen Ausführungsform zur wahlweisen horizontalen Luftablenkung.
Im Einzelnen ist bei der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 vorgesehen, dass in jedem Teilkanal 7, 8 entsprechende luftstromrichtende oder luftstromregulierende Luftleitelemente 21 angeordnet sind, und zwar in dem betreffenden Teilkanal 7, 8 zwischen der Luftaustrittsöffnung 9, 10 des Teilkanals 7, 8 einerseits und dem Bereich des Teilkanals 7, 8, in welchem bedarfsweise die Drossel- oder Verschlussklappe 11 zumindest bereichsweise einschwenkbar ist, andererseits. Die einzelnen luftstromrichtenden oder luftstromregulierenden Luftleitelemente 21 sind vorzugsweise mit Hilfe von geeigneten Kopplungsstangen im Hinblick auf deren Bewegungen synchronisiert.
Das bereits erwähnte manuell betätigbare Betätigungselement 19 ist über einen weiteren Kopplungsmechanismus mit den miteinander synchronisierten luftstromrichtenden oder luftstromregulierenden Luftleitelementen 21 wirkgekoppelt.
Im Einzelnen werden bei der in den Zeichnungen gezeigten exemplarischen Ausführungsform die luftstromrichtenden oder luftstromregulierenden Luftleitelemente 21 in horizontaler Richtung relativ zu dem Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 verstellt, wenn das manuell betätigbare Betätigungselement 19 in horizontaler Richtung bewegt wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 4 bis 6 eine weitere (zweite) exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 beschrieben.
In struktureller und funktioneller Hinsicht entspricht die zweite exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 im Wesentlichen der zuvor beschriebenen ersten exemplarischen Ausführungsform, wobei allerdings bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform der aufgeweitete Bereich 18 des Luftleitbauteiles 12 etwas länger ausgeführt ist. Dies ist dadurch begründet, dass bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform des Luftausströmers 1 die Drossel- oder Verschlussklappe 11 im Vergleich zu der ersten exemplarischen Ausführungsform um 180° gedreht ist, so dass die Rotationsachse 17 der Drossel- oder Verschlussklappe 11, welche erneut senkrecht zur Hauptstromrichtung 6 verläuft, stromabwärts der Drossel- oder Verschlussklappe 11 verläuft.
Ein weiterer Unterschied ist darin zu sehen, dass der Kopplungsmechanismus 20, über den das manuell betätigbare Betätigungselement 19 mit der Drossel- oder Verschlussklappe 11 wirkverbunden ist, nahezu vollständig in dem Luftleitbauteil 12, d.h. in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand 14, 16 des Luftleitbauteiles 12, aufgenommen sein kann. Insbesondere ist es bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 nicht erforderlich, einen Teil des Kopplungsmechanismus 20 außerhalb des Luftleitbauteiles 12 und insbesondere auch außerhalb des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 anzuordnen, wie es bei der ersten exemplarischen Ausführungsform der Fall ist, bei welcher Kopplungsstangen des Kopplungsmechanismus 20 außerhalb des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 verlaufen (vgl. 1).
Die erfindungsgemäße Lösung, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben wurde, zeichnet sich insbesondere durch den kompakten Aufbau des Luftausströmers 1 aus, bei welchem eine vertikale Luftablenkung mit Hilfe der Drossel- oder Verschlussklappe 11 ohne erhöhten Druckverlust und ohne erhöhten Strömungswiderstand erreicht wird.
Die stromabwärts von der Drossel- oder Verschlussklappe 11 vorgesehenen weiteren luftstromrichtenden oder luftstromregulierenden Luftleitelemente 21, die zur horizontalen Luftablenkung dienen, sind so miteinander bewegungsmäßig gekoppelt, dass diese in den verschiedenen Stellungen den Querschnitt des entsprechenden Teilkanales, in welchem sie angeordnet sind, nicht verkleinern.
In der Neutralstellung der Drossel- oder Verschlussklappe 11 ist diese derart in dem relativ zu dem Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 festangeordneten Luftleitbauteil 12 angeordnet, dass durch die Drossel- oder Verschlussklappe 11 der Querschnitt des ersten und zweiten Luftkanales nicht verkleinert wird. Im Einzelnen sind die Querschnitte des ersten und zweiten Luftkanales in der Neutralstellung der Drossel- oder Verschlussklappe 11 vorzugsweise gleich groß. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass in der Neutralstellung der Drossel- oder Verschlussklappe 11 keine Luftablenkung durch die Drossel- oder Verschlussklappe 11 bewirkt wird, so dass die Luft im Wesentlichen geradlinig aus dem Luftausströmer 1 ausströmt.
Der Luftausströmer 1 weist einen einfachen Aufbau auf. Es sind keine komplexen Verstellkinematiken erforderlich, um beispielsweise Flügel oder andere Ablenkeinrichtungen zu steuern.
Die Komponenten des Luftausströmers 1 können überwiegend aus Kunststoff gefertigt sein. Vorzugsweise werden diese in einem Spritzgussprozess hergestellt und sind daher in hoher Stückzahl kostengünstig zu fertigen. Die Kunststoffe können verschiedene Zusätze aufweisen, um bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verwendung (z.B. Steifigkeit, Kratzfestigkeit, etc.) zu erfüllen.
Die Erfindung ist nicht auf die exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luftausströmers 1 beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale. Insbesondere betrifft die Erfindung ferner ein Belüftungssystem für ein Fahrzeug, welches mindestens einen Luftausströmer 1 der erfindungsgemäßen Art aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Luftausströmer
2: Gehäuse des Luftausströmers
3: Lufteintrittsbereich des Luftausströmers
4: Luftaustrittsbereich des Luftausströmers
5: Luftkanal des Luftausströmers
6: Hauptstromrichtung
7: erster Teilkanal
8: zweiter Teilkanal
9: Luftaustrittsöffnung des ersten Teilkanales
10: Luftaustrittsöffnung des zweiten Teilkanales
11: Drossel- oder Verschlussklappe
12: Luftleitbauteil
13: erster Wandbereich des Gehäuses des Luftausströmers
14: erste Wand des Luftleitbauteiles
15: zweiter Wandbereich des Gehäuses des Luftausströmers
16: zweite Wand des Luftleitbauteiles
17: Rotationsachse der Drossel- oder Verschlussklappe
18: aufgeweiteter Bereich des Luftleitbauteiles
19: manuell betätigbares Betätigungselement
20: Kopplungsmechanismus des manuell betätigbaren Betätigungselementes
21: luftstromrichtendes oder luftstromregulierendes Luftleitelement
22: spitzzulaufender stromaufwärtiger Endbereich des Luftleitbauteiles

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202015102026 U1 [0006]
DE 202013012285 U1 [0006]
DE 102017111011 A1 [0006]

Claims

Luftausströmer (1) für ein Fahrzeug, wobei der Luftausströmer (1) ein Gehäuse (2) mit einem Lufteintrittsbereich (3) und einem gegenüberliegenden Luftaustrittsbereich (4) aufweist, wobei eine Gehäusewand des Gehäuses (2) zumindest bereichsweise einen Luftkanal (5) für von dem Lufteintrittsbereich (3) zu dem Luftaustrittsbereich (4) entlang einer Hauptstromrichtung (6) strömende Luft begrenzt, wobei stromaufwärts des Luftaustrittsbereiches (4) der Luftkanal (5) in mindestens zwei parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel entlang der Hauptstromrichtung (6) verlaufende Teilkanäle (7, 8) aufgeteilt ist, welche beim Luftaustrittsbereich (4) in jeweils einer Luftaustrittsöffnung (9, 10) münden, wobei der Luftausströmer (1) eine drehbar gelagerte Drossel- oder Verschlussklappe (11) aufweist, welche aus einer Neutralstellung, in welcher die Drossel- oder Verschlussklappe (11) weder in den Luftkanal (5) noch in einen der Teilkanäle (7, 8) ragt, wahlweise zumindest bereichsweise in einen ersten oder in einen zweiten der mindestens zwei Teilkanäle (7, 8) einschwenkbar ist.
Luftausströmer (1) nach Anspruch 1, wobei in dem Luftkanal (5) ein relativ zu dem Gehäuse (2) des Luftausströmers (1) feststehendes Luftleitbauteil (12) vorgesehen ist, welches eine einem ersten Wandbereich (13) des Gehäuses (2) zugewandte erste Wand (14) und eine einem gegenüberliegenden zweiten Wandbereich (15) des Gehäuses (2) zugewandte zweite Wand (16) aufweist, wobei ein erster Teilkanal (7) durch die erste Wand (14) des Luftleitbauteiles (12) und dem ersten Wandbereich (13) des Gehäuses (2) und ein zweiter Teilkanal (8) durch die zweite Wand (16) des Luftleitbauteiles (12) und dem zweiten Wandbereich (15) des Gehäuses (2) begrenzt wird, wobei sich die Drossel- oder Verschlussklappe (11) in ihrer Neutralstellung in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand (14, 16) des Luftleitbauteiles (12) befindet.
Luftausströmer (1) nach Anspruch 2, wobei das Luftleitbauteil (12) im Längsschnitt gesehen sich in Richtung des Luftaustrittsbereiches (4) aufweitet und beim Luftaustrittsbereich (4) des Luftausströmers (1) einen aufgeweiteten Bereich (18) aufweist, wobei in dem aufgeweiteten Bereich (18) des Luftleitbauteiles (12) die erste Wand (14) des Luftleitbauteiles (12) zumindest abschnittsweise parallel zu dem ersten Wandbereich (13) des Gehäuses (2) und die zweite Wand (16) des Luftleitbauteiles (12) zumindest abschnittsweise parallel zu dem zweiten Wandbereich (15) des Gehäuses (2) verläuft.
Luftausströmer (1) nach Anspruch 3, wobei in Hauptstromrichtung (6) gesehen stromaufwärts des aufgeweiteten Bereiches (18) des Luftleitbauteiles (12) der erste und zweite Wandbereich (13, 15) des Gehäuses (2) und die erste und zweite Wand (14, 16) des Luftleitbauteiles (12) so ausgebildet sind, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des ersten und zweiten Teilkanales (7, 8) in Hauptstromrichtung (6) abnimmt.
Luftausströmer (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Drossel- oder Verschlussklappe (11) zumindest bereichsweise und/oder zumindest im Wesentlichen als Teil einer Mantelfläche eines Zylinders ausgebildet ist, und wobei die Drossel- oder Verschlussklappe (11) um die Rotationsachse des Zylinders im Gehäuse (2) oder in dem Luftleitbauteil (12) drehbar gelagert ist, insbesondere derart, dass die Drossel- oder Verschlussklappe (11) zumindest bereichsweise am stromaufwärtigen Endbereich des aufgeweiteten Bereiches (18) des Luftleitbauteiles (12) wahl- und bedarfsweise entweder in den ersten oder zweiten Teilkanal (7, 8) einschwenkbar ist.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei stromabwärts des aufgeweiteten Bereiches (18) des Luftleitbauteiles (12) der effektive Strömungsquerschnitt der Teilkanäle (7, 8) abnimmt, und wobei die jeweiligen Luftaustrittsöffnungen (9, 10) des ersten und zweiten Teilkanales (7, 8) schräg aufeinander zu geneigt sind.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Luftleitbauteil (12) einen spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereich (22) aufweist, wobei der spitzzulaufende stromaufwärtige Endbereich (22) mindestens 20% und vorzugsweise mindestens 30% und noch bevorzugter mindestens 35% der Gesamtlänge des Luftleitbauteiles (12) ausmacht.
Luftausströmer (1) nach Anspruch 7, wobei im Bereich des spitzzulaufenden stromaufwärtigen Endbereiches (22) des Luftleitbauteiles (12) der erste und zweite Wandbereich (13, 15) des Gehäuses (2) zumindest abschnittsweise in Hauptstromrichtung (6) divergierend zueinander ausgebildet sind.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Luftleitbauteil (12) insbesondere als ein vorzugsweise einstückiges Formteil, insbesondere Spritzgussformteil, ausgebildet ist, welches in das Gehäuse (2) des Luftausströmers (1) einsetz- und vorzugsweise einsteckbar ist.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Drossel- oder Verschlussklappe (11) um eine senkrecht zur Hauptstromrichtung (6) verlaufende Rotationsachse (17) verschwenkbar im Gehäuse (2) des Luftausströmers (1) oder im Luftleitbauteil (12) gelagert ist, wobei die Rotationsachse (17) durch den Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand (14, 16) des Luftleitbauteiles (12) verläuft.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Rotationsachse (17) der Drossel- oder Verschlussklappe (11) in Hauptstromrichtung (6) gesehen stromaufwärts oder stromabwärts der Drossel- oder Verschlussklappe (11) verläuft.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Drossel- oder Verschlussklappe (11) ein motorischer, insbesondere elektromotorischer Antrieb zugeordnet ist zum bedarfsweise und vorzugsweise automatisierten Verstellen der Drossel- oder Verschlussklappe (11) relativ zu dem Gehäuse (2) des Luftausströmers (1); und/oder wobei der Drossel- oder Verschlussklappe (11) ein manuell betätigbares Betätigungselement (19) zugeordnet ist zum bedarfsweisen und händischen Verstellen der Drossel- oder Verschlussklappe (11) relativ zu dem Gehäuse (2) des Luftausströmers (1).
Luftausströmer (1) nach Anspruch 12, wobei das manuell betätigbare Betätigungselement (19) über einen Kopplungsmechanismus (20) mit der Drossel- oder Verschlussklappe (11) wirkverbunden ist, wobei der Kopplungsmechanismus (20) derart ausgeführt ist, dass bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselementes (19) in Richtung der Luftaustrittsöffnung (9) des ersten Teilkanales (7) die Drossel- oder Verschlussklappe (11) in den ersten Teilkanal (7) eingeschwenkt wird, und dass bei einer Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung des manuell betätigbaren Betätigungselementes (19) in Richtung der Luftaustrittsöffnung (10) des zweiten Teilkanales (8) die Drossel- oder Verschlussklappe (11) in den zweiten Teilkanal (8) eingeschwenkt wird.
Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei für jeden Teilkanal (7, 8) mindestens ein luftstromrichtendes oder luftstromregulierendes Luftleitelement (21), und insbesondere ein luftstromrichtendes oder luftstromregulierendes Luftleitlamellenpaket, vorgesehen ist, welches in dem betreffenden Teilkanal (7, 8) zwischen der Luftaustrittsöffnung (9, 10) des Teilkanales (7, 8) und dem Bereich des Teilkanales (7, 8), in welchem bedarfsweise die Drossel- oder Verschlussklappe (11) zumindest bereichsweise einschwenkbar ist, vorgesehen ist.
Belüftungssystem für ein Fahrzeug mit einem Luftausströmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.