DE102019108745A1

DE102019108745A1 - Vorrichtung für das Belüften des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102019108745A1
Application number: DE102019108745.7A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schmid
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN113573923A; US20220153087A1; WO2020200701A1; CN113573923B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Belüften des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung eine Quelle für die Erzeugung eines Freistrahls (1) aus bewegter Luft und einen Prallkörper aufweist, wobei der Prallkörper von der Quelle beabstandet ist und eine seiner Oberflächen bestimmungsgemäß Prallfläche ist, an welche der Freistrahl (1) auftrifft. Die Prallfläche ist eine verformbare absatzfrei in eine umgebende Oberfläche integrierte Fläche.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Belüften des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges. Eine typische besonders vorteilhafte Anwendung betrifft das Belüften des Bereichs der hinteren Sitze eines Kraftfahrzeuges.
In der DE 2017 209 505 A1 wird vorgeschlagen, den Bereich an den hinteren Sitzen eines Kraftfahrzeuges zu belüften, indem von einer bodennah angeordneten Ausströmdüse aus, welche mit einem Verwirbelungsdämpfer ausgestattet ist und durch einen Zufuhrkanal mit Luft versorgt wird, ein nicht durch Kanalwände begrenzter, weitgehend laminarer Luftstrom - der als „Freistrahl“ bezeichnet wird - etwa parallel zu den Rückenlehnen der Vordersitze nach oben hin geblasen wird. Bestimmungsgemäß prallt der Freistrahl von innen her an die Dachfläche des Kraftfahrzeuges und wird an dieser zu einer langsameren, divergenteren Luftströmung verbreitert und umgelenkt, welche den Bereich an den hinteren Sitzen von oben her mit Frischluft versorgt.
Auch in der EP 0425 721 B1 wird vorgeschlagen, den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges von oben her mit Frischluft zu versorgen, indem im Fahrgastraum ein nicht durch Kanalwände begrenzter schneller Luftstrom - also ebenfalls ein Freistrahl - nach oben geblasen wird und durch den Anprall am Dach des Fahrgastraumes verbreitert und nach unten hin umgelenkt wird. Das Dach weist eine luftdurchlässige Deckenverkleidung auf. Die Aufweitung des Freistrahls in langsamere Luftströmungen erfolgt im Zwischenraum zwischen Deckenverkleidung und Dach. Die Deckenverkleidung weist an Flächenbereichen durch welche hindurch bevorzugt Luft strömen soll, erhöhte Luftdurchlässigkeit auf. Auch die US 2 480 335 A beschreibt eine Methode dazu den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges von oben her mit gekühlter Luft zu versorgen. An der Rückseite der Lehne eines Vordersitzes ist ein Luftkanal angeordnet, welcher am oberen Ende der Lehne mit einem Auslass endet, von welchem aus Luft in einem Freistrahl zum Fahrzeugdach hin geblasen wird. Am Fahrzeugdach befindet sich ein Prallkörper an welchen der Freistrahl anprallt und welcher in einer Schienenführung geführt in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist und die Form einer ebenen Fläche mit in Flächenmitte nach unten hin ausgerichteter Auffaltung aufweist, wobei die Profillängsrichtung der Auffaltung quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Je nachdem, in welche Position der Umlenkkörper verschoben ist, strömt die vorm Freistrahl kommende Luft nach dem Aufprall an den Prallkörper mehr in den vorderen oder hinteren oder in beide Bereiche des Fahrgastraumes.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung für das Belüften des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welche wie die vorbesprochenen Vorrichtungen eine Düse für den Austritt eines Luftstrahls als Freistrahl aufweist, sowie einen von der Düse beabstandet angeordneten Prallkörper aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, durch den Freistrahl angeströmt zu werden und den durch Freistrahl gebildeten Luftstrom zu verändern nämlich umzulenken und/oder in mehrere Ströme aufzuteilen und/oder in einen breiteren, langsameren Luftstrom umzuwandeln. Gegenüber den vorbesprochenen Vorrichtungen soll bei vorteilhafterer optischer Gestaltungsmöglichkeit eine mindestens gleich gute Regulierbarkeit der Strömungsverhältnisse in der vom Prallkörper weg strömenden Luft erreichbar sein.
Für das Lösen der Aufgabe wird vorgeschlagen die Prallfläche, also die dem anströmenden Freistrahl zugewandte Oberfläche des Prallkörpers, als verformbare absatzfrei in eine umgebende Oberfläche integrierte Fläche auszubilden.
Damit sind sowohl eine sehr ebenmäßige Anmutung als auch solche Strömungsverhältnisse, welche vor allem in Bezug auf Geräuschvermeidung besonders vorteilhaft sind, gut erreichbar. „Absatzfrei“ heißt in diesem Zusammenhang, dass die Prallfläche ohne Stufe oder Spalt in eine Oberfläche übergeht, welche von ihrer Funktion her nicht mehr Prallfläche ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prallfläche durch Oberflächenbereiche zweier Körper gebildet, welche mit ihren jeweils einen Teil der Prallfläche bildenden Oberflächenbereichen ohne Absatz aneinander anliegen und welche gegeneinander verschiebbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Prallfläche Oberfläche eines elastischen verformbaren flächigen Körpers, wie beispielsweise eines textilen Gewebes oder einer gummielastischen Folie. Damit lassen sich sowohl stufen- und spaltfreie Bauweisen als auch extreme optische Ebenmäßigkeit in einfachster Weise erreichen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist an der von der Prallfläche abgewandten Seite des elastisch verformbaren flächigen Körpers ein Stellteil angeordnet, welcher bewegbar und in verschiedenen Positionen fixierbar ist, und dazu ausgelegt ist, an dem elastisch verformbaren flächigen Körper anzuliegen und diesen elastisch zu verformen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der elastisch verformbare flächige Körper ferromagnetische Materialanteile auf und ist einem Magnetfeld aussetzbar, durch dessen Kraftwirkung er verformbar ist.
Die Erfindung wird an Hand von schematischen Zeichnungen zu beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtungen veranschaulicht:

1 zeigt in Teilschnittansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Prallkörper durch zwei Teilkörper gebildet ist, die relativ zueinander bewegbar sind.
2 zeigt in Teilschnittansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Prallkörper ein elastisch verformbarer flächiger Körper, wie beispielsweise ein textilen Gewebes oder einer gummielastischen Folie ist.
3 zeigt in gleicher Ansicht wie 2 in Teilschnittansicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Prallkörper ein elastisch verformbarer flächiger Körper ist.

Bei allen drei Zeichnungen ist der Prallkörper jeweils in einer neutralen Stellung und in einer ausgelenkten Stellung dargestellt, wobei die ausgelenkte Stellung durch strichlierte Linien angedeutet ist. Der Freistrahl 1 ist jeweils durch einen in punktierten Linien dargestellten Pfeil symbolisiert.
Der Freistrahl ist ein rascher, relativ schmaler einigermaßen laminarer Luftstrahl. Die - nicht dargestellte - Quelle des Freistrahls 1 liegt in einem Abstand zum jeweiligen Prallkörper und ist typischerweise durch die Auslassöffnung eines luftführenden Kanals gebildet, kann beispielsweise aber auch durch einen Lüfter (Ventilator) gebildet sein.
Gemäß 1 ist der Prallkörper durch zwei Teilkörper, nämlich einen relativ zur Einhüllenden des Freistrahls 1 ortsfesten Teil 2 und einen gegenüber diesem verschiebbaren Teil 3 gebildet.
Der ortsfeste Teil 2 kann beispielsweise eine Wand einer Fahrzeugtür oder einer Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett oder eine Dachflächenverkleidung sein. Der ortsfeste Teil 2 weist einen schalenförmigen Flächenbereich auf, an welchem der verschiebbare Teil 3 absatzfrei anliegt.
Der verschiebbare Teil 3 weist eine Erhebung 4 auf, welche im Wesentlichen vom ortsfesten Teil 2 weg und zum Freistrahl 1 hin ausgerichtet ist. In Abhängigkeit davon, an welcher Seite des schalenförmigen Flächenbereichs des ortsfesten Teils 2 der verschiebbare Teil 3 anliegt, liegt die Spitze bzw. der Kamm der Erhebung 4 bezüglich der Querschnittsfläche des Freistrahls 1 in einem anderen Bereich und bezüglich der Richtung des Freistrahls in einem anderen Winkel. Dementsprechend wird die Luftströmung des Freistrahls durch den Anprall des Freistrahl an der Erhebung 4 in unterschiedlich starke und unterschiedlich gerichtete Teilströmungen aufgeteilt und wieder von der Prallfläche weggelenkt.
Bevorzugt ist die Erhebung 4 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet, sondern länglich wie ein Berg mit einem Kamm. Gegenüber einer rotationssymmetrischen Ausführung wird damit ein zusätzlicher Freiheitsgrad der Einstellbarkeit der wegströmenden Luftströmungen hinzugewonnen. Bevorzugt ist der verschiebbare Teil 3 zumindest an jenem Randbereich, an welchem seine als Prallfläche wirkende Oberfläche an die ebenfalls als Prallfläche wirkende Oberfläche des ortsfesten Teils angrenzt, gummielastisch weich ausgebildet und liegt unter leichter elastischer Vorspannung unter Druck am ortsfesten Teil 2 an.
Der skizzierte verschiebbare Teil 3 ist an seiner vom Freistrahl 1 abgewandten Seite durch einen Fortsatz 5 zum ortsfesten Teil hingezogen. Dieser Fortsatz 5 kann auch die Verbindung zu einer Antriebsvorrichtung sein, durch welche Relativbewegung des verschiebbaren Teils 3 gegenüber dem ortsfesten Teil 2 antreibbar ist. Der Fortsatz 5 kann aber auch einfach eine elastische Zugfeder sein, und Relativbewegung des verschiebbaren Teils 3 gegenüber dem ortsfesten Teil 2 ist von Hand aus antreibbar, indem der verschiebbare Teil 3 einfach an der Erhebung 4 angefasst und entlang der Oberfläche des ortsfesten Teils 2 verschoben wird.
Gemäß 2 ist der Prallkörper ein elastisch verformbarer flächiger Körper 6, wie beispielsweise ein textilen Gewebes oder einer gummielastischen Folie. Der elastisch verformbare flächige Körper 6 ist als Deckfläche über eine Öffnung in einem bezüglich der Einhüllenden des Freistrahls 1 ortsfesten Teil 7 angeordnet und mit seinen Randbereichen flächenbündig an dem ortsfesten Teil 7 verankert, typischerweise verklebt.
An der vom Freistrahl 1 abgewandten Seite sind mehrere Stellteile 8, welche in der durch Pfeile gekennzeichneten Richtung zu Bewegung antreibbar sind angeordnet. Sie können wahlweise individuell so auf den elastisch verformbaren flächigen Körper 6 hinzu bewegt werden, dass sie an diesen andrücken und ihn verformen, und sie können in den jeweiligen Stellungen fixiert werden. Der Antrieb kann beispielsweise durch elektrische Linearmotoren erfolgen. Durch die Stellteile 8 ist der elastisch verformbare flächige Körper 6 in einem weiten Bereich verformbar. Je nach Form des elastisch verformbare flächige Körpers 6 wird an diesem der Freistrahl 1 unterschiedlich aufgespaltet und reflektiert.
In einer beispielhaften Abwandlung zu der in 2 dargestellten Vorrichtung wird nur ein einziger Stellteil 8 verwendet welcher im Unterschied zu den Stellteilen gemäß 2 in mehr als nur einem Freiheitsgrad bewegbar ist.
Auch gemäß 3 ist der Prallkörper ein elastisch verformbarer flächiger Körper 6, wie beispielsweise ein textilen Gewebes oder einer gummielastischen Folie, welche als Deckfläche über eine Öffnung in einem bezüglich der Einhüllenden des Freistrahls 1 ortsfesten Teils 7 angeordnet und mit seinen Randbereichen flächenbündig an dem ortsfesten Teil verankert, typischerweise verklebt ist.
In diesem Fall weist der elastisch verformbare flächige Körper 6 ferromagnetische Materialanteile auf, beispielsweise ein Geflecht aus Eisendrähten.
An der vom Freistrahl 1 abgewandten Seite sind im Nahbereich zum elastisch verformbaren flächigen Körper 6 mehrere Elektromagnete 9 angeordnet, wobei mindestens jeweils einem Pol zu dem elastisch verformbare flächige Körper 6 hin ausgerichtet ist. Die Elektromagnete können wahlweise individuell eingeschaltet werden, wobei bevorzugt auch die jeweilige Polarität und die Stromstärke wählbar ist. Indem durch die Pole der Elektromagnete der jeweils naheliegende Bereich des elastisch verformbaren flächigen Körpers 6 wahlweise angezogen oder abgestoßen werden kann, ist der elastisch verformbare flächige Körper 6 gezielt verformbar. Je nach Form des elastisch verformbare flächige Körpers 6 wird an diesem der Freistrahl 1 unterschiedlich aufgespaltet und reflektiert.
In einer beispielhaften Abwandlung zu der in 3 dargestellten Vorrichtung werden nur ein einziger Elektromagnet 9 oder ein einzelner Permanentmagnet verwendet wobei dieser allerdings parallel zu der Ebene des entspannten elastisch verformbaren flächigen Körper 6 verschiebbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2017209505 A1 [0001]
EP 0425721 B1 [0001]
US 2480335 A [0001]

Claims

Vorrichtung für das Belüften des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges welche eine Quelle für die Erzeugung eines Freistrahls (1) aus bewegter Luft und einen Prallkörper aufweist, wobei der Prallkörper von der Quelle beabstandet ist und eine seiner Oberflächen bestimmungsgemäß Prallfläche ist, an welche der Freistrahl (1) auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche eine verformbare absatzfrei in eine umgebende Oberfläche integrierte Fläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper einen relativ zur Einhüllenden des Freistrahls (1) ortsfesten Teil (2) und einen gegenüber diesem verschiebbaren Teil (3) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper ein elastisch verformbarer flächiger Körper (6), wie beispielsweise ein textilen Gewebes oder einer gummielastischen Folie ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der von der Prallfläche abgewandten Seite des elastisch verformbaren flächigen Körpers (6) ein Stellteil (8) angeordnet ist, welcher bewegbar und in verschiedenen Positionen fixierbar ist, und dazu ausgelegt ist, an dem elastisch verformbaren flächigen Körper (6) anzuliegen und diesen elastisch zu verformen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elastisch verformbare flächige Körpers (6) einen ferromagnetischen Materialanteile aufweist einem Magnetfeld aussetzbar ist, durch dessen Kraftwirkung er verformbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch eine Elektromagneten (9) erzeugbar ist, welcher an der von der Prallfläche abgewandt liegenden Seite des elastisch verformbaren flächigen Körper (6) angeordnet ist.