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Die vorliegende Erfindung betrifft eine zylinderförmige Luftausströmdüse für eine Klimatisierungsanlage zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Klimatisierungsanlage mit zumindest einer solchen Luftausströmdüse.
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Aus der
DE 10 2014 210 330 A1 ist eine gattungsgemäße Luftausströmdüse mit einer in einem Strömungskanal angeordneten Luftleiteinrichtung bekannt, die mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Leitschaufeln und mehrere in Axialrichtung hintereinander angeordnete Luftleitsegmente besitzt. Die Luftleitsegmente sind dabei relativ zueinander um eine Längsmittelachse der Luftleiteinrichtung zwischen einer Diffusstellung und einer Spotstellung verstellbar bzw. verdrehbar.
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Aus der
US 2004/0067729 A1 ist eine weitere Luftausströmeinrichtung bekannt, in welcher Duftkartuschen angeordnet und über eine verdrehbare Blende ansteuerbar sind.
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Aus der
US 5,805,768 ist eine Einrichtung mit einer Vielzahl an Aufnahmen für Aromastoffe sowie mit einer Heizeinrichtung zum Verdunsten derselben bekannt.
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Aus der
DE 20 2008 000 059 U1 ist eine Luftdüse zum Leiten eines Luftstroms aus einem Luftzuführungsschacht oder einer Leitung, insbesondere einer Klimaanlage, mit einem in oder hinter einem Wanddurchbruch eingesetzten Gehäuse bekannt, das einen rückseitigen Anschluss für den Luftzuführungsschacht und eine vorderseitige Luftaustrittsöffnung besitzt, wobei in der Luftaustrittsöffnung Luftleitelemente mit über eine Koppstange verstellbaren Lamellen angeordnet sind.
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Die Achsen der einzelnen Lamellen sind in einem Lamellenring mit einer oder zwei seitlichen Koppelstangen angeordnet, wobei die mittlere Lamelle als Steuerlamelle ausgebildet ist und ein Betätigungselement für die Verstellung der Lamellen besitzt. Der Lamellenring selbst ist mit den Lamellen in einer ringförmigen, mit einer Ringführung ausgerüsteten Aufnahme angeordnet, die in die Luftaustrittsöffnung des Gehäuses einsetzbar ist und mit einem in der Ringführung drehbar gelagerten Verstellring, der an seinem äußeren Umfang Bedienelemente zum Drehen des Lamellenrings besitzt. Hierdurch soll ein leichteres Einstellen des Luftstroms möglich sein.
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Generell gewinnt in modernen Kraftfahrzeugen ein Insassenkomfort immer mehr an Bedeutung. Zum einen zur Differenzierung bzw. Individualisierung und zum anderen in Bezug auf autonomes Fahren, bei welchem ein erhobener Komfortanspruch deutlich zunehmen wird, da das Fahren selbst in den Hintergrund rückt.
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Neben Luftgüte, Temperatur, Sitzkomfort und Akustik werden auch Geruch und Zug als wichtige Komfortmerkmale identifiziert. Eine gute Filtration schafft dabei ein gesundes und neutrales Klima in einem Fahrzeuginnenraum, wobei dieser Komfortgewinn noch zusätzlich dadurch gesteigert werden kann, dass Düfte eingebracht werden. Hierzu gibt es bereits zahlreiche Lösungen über entsprechende Duftkartuschen. Neben den Düften spielen natürlich auch Zugerscheinungen im Kraftfahrzeug eine wichtige Rolle in Bezug auf den Komfort. Durch eine Klimatisierung wird zwar ein Hauptproblem gelöst, gleichzeitig aber ein neues, insbesondere im Hinblick auf dabei entstehende Zugluft, geschaffen. Im Sommer ist es beispielsweise kühl, wobei jedoch dieser Komfortgewinn mit Zugerscheinungen bezahlt werden muss, so dass viele Passagiere die Luftmenge reduzieren oder Mitteldüsen schließen, um nicht in der Zugluft zu sitzen und nehmen dafür höhere Temperaturen in Kauf. Die Verteilung eines Duftstoffs in dem Fahrzeuginnenraum hängt im Wesentlichen von der Ausbringung (Art und Ort) und der Strömungsmechanik ab, wobei in vielen Fällen der Duftstoff zwar mit einer ausreichenden Intensität ausgetragen wird, die einzelnen Passagiere dann aber nicht oder nur mit einer zu geringen Intensität erreicht.
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Die Ausbringung der Duftstoffe ist dabei üblicherweise bei sämtlichen Systemen gleich, wobei Luft mit einem entsprechenden Gebläse über/durch eine Duftkartusche geleitet wird, so dass die durchströmende Luft Duftmoleküle aufnimmt und diese in einen Fahrzeuginnenraum übertragen kann. Durch entsprechende Klappen bzw. Blenden kann ein Durchströmen bzw. Überströmen der Duftkartusche mit Luft eingestellt und damit die Duftintensität reguliert werden.
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Generell gibt es für Luftausströmdüsen unterschiedliche Ausführungsformen, wie beispielsweise Spreizdüsen, die zwar kostengünstig sind, allerdings einen Luftstrom nur nach oben oder unten lenken, wodurch das Zugluftproblem nicht gelöst wird. Bekannt sind auch die Fußfelder, über welche kühle Luft weitestgehend ohne Zug in einen Fahrzeuginnenraum eingebracht wird, allerdings unter Nutzung zusätzlichen Bauraums und Flächen zur Ausströmung. Dies wiederum führt zu Einschränkungen beim Cockpitdesign und zu höheren Kosten.
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Nachteilig bei sämtlichen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist, dass eine ausreichende Verteilung von Duftstoffen in einem Fahrzeuginnenraum nur mit üblicherweise Zugluft verursachenden Luftausströmdüsen möglich ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Luftausströmdüse der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mit welcher ein Austrag von Duftstoffen in einen Fahrzeuginnenraum zugfrei möglich ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine zugfreie aber dennoch deutlich verbesserte Beduftung in einem kompakten und kostengünstigen System zu realisieren, indem eine eine Diffusstellung ermöglichende Luftausströmdüse mit einer entsprechenden Beduftungsfunktion ausgestattet wird. Die erfindungsgemäße zylinderförmige Luftausströmdüse für eine Klimatisierungsanlage zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums besitzt dabei eine in einem Strömungskanal angeordnete Luftleiteinrichtung, die mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Leitschaufeln, beispielsweise vier, und mehrere in Axialrichtung hintereinander angeordnete Luftleitsegmente aufweist. Letztere sind relativ zueinander um eine Längsmittelachse der Luftleiteinrichtung zwischen einer Diffusstellung, in der die Leitschaufeln helixförmig, das heißt in der Art einer Schraubenlinie, zueinander angeordnet sind, und einer Spotstellung, in der die Leitschaufeln im Wesentlichen axial fluchtend zueinander angeordnet sind, verstellbar. Erfindungsgemäß ist nun ein die Luftleitsegmente rohrförmig umgebender Duftkartuschenbehälter vorgesehen, in dem zumindest eine Duftkartusche anordenbar ist. Zwischen den Luftleitsegmenten und dem rohrförmigen Duftkartuschenbehälter ist ein ebenfalls rohrförmiger Luftsteuerungskörper mit zumindest einer mantelseitigen und auch verschließbaren Einlassöffnung sowie einer Auslassöffnung vorgesehen, wobei in diesem Fall zumindest die Einlassöffnung verschließbar ist. Der Duftkartuschenbehälter besitzt je Duftkartusche eine Duftkartuscheneinlassöffnung und eine Duftkartuschenauslassöffnung. Zudem sind der Duftkartuschenbehälter und der Luftsteuerungskörper derart ausgebildet, dass bei geöffneter Einlassöffnung ein Teilluftstrom durch den Strömungskanal und anschließend die Einlassöffnung, die Duftkartuscheneinlassöffnung, die zugehörige Duftkartusche und über die Duftkartuschenauslassöffnung und die Auslassöffnung in dem Luftsteuerungskörper zurück in den Strömungskanal und über diesen insbesondere in einen Fahrzeuginnenraum strömt. Das Öffnen der Einlassöffnung kann dabei beispielsweise durch ein Verdrehen des Luftsteuerungskörpers relativ zum Duftkartuschenbehälter oder umgekehrt erfolgen, aber alternativ auch durch zu öffnende Klappen, welche beispielsweise mittels eines entsprechenden Aktuators oder einer Betätigungseinrichtung betätigbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Luftausströmdüse ist es somit erstmals möglich, eine äußerst kompakt bauende, kostengünstige und zugleich zugfreie Beduftungseinrichtung zu realisieren, da insbesondere bei in der Diffusstellung befindlichen Luftleitsegmenten eine diffuse Luftausströmung erzeugt wird, die bei gleichzeitig geöffneter Einlassöffnung einen Teilluftstrom über bzw. durch die Duftkartusche leitet, dort Duftmoleküle aufnimmt und durch einen Wirbelstrom, das heißt zugfrei, in den Fahrzeuginnenraum befördert. Selbstverständlich ist dabei das Öffnen der Einlassöffnung unabhängig von der Stellung der Luftleitsegmente, das heißt unabhängig, ob sich diese in der Spotstellung oder in der Diffusstellung oder einer Zwischenstellung, befinden, möglich, so dass neben einem zugfreien Ausbringen von Luft oder bedufteter Luft selbstverständlich auch ein gerichtetes Ausstoßen von Luft bzw. bedufteter Luft möglich ist. Insbesondere durch die koaxiale Anordnung der Luftleitsegmente sowie des Luftsteuerungskörpers und des Duftkartuschenbehälters kann eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden. Durch ein Öffnen bzw. Schließen der Einlassöffnung kann darüber hinaus eine olfaktorische Sättigung vermieden werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind/ist an der Einlassöffnung und/oder an der Auslassöffnung eine verstellbare Klappe angeordnet. Über eine derartige verstellbare Klappe lässt sich vergleichsweise einfach eine Menge des in oder über die Duftkartusche einströmenden Teilluftstroms bestimmen und dadurch die Beduftungsintensität eines Fahrzeuginnenraums regulieren. Die Klappe kann dabei in geöffnetem Zustand in den Strömungskanal hineinragen, wodurch die Klappe in diesem Fall den Teilluftstrom direkt, in der Art eines Umlenkelements, in die Duftkartusche leitet. Die Klappe kann dabei elektromotorisch oder aber auch mittels einer Formgedächtnislegierung betätigbar sein, wobei insbesondere letzteres auch eine temperaturabhängige Steuerung der Beduftungsfunktion auf vergleichsweise einfache Art und Weise ermöglicht. Theoretisch ist auch denkbar, dass die Klappe mechanisch mit dem Duftkartuschenbehälter gekoppelt und durch eine Relativbewegung des Duftkartuschenbehälters zum Luftsteuerungskörper oder umgekehrt betätigbar ist. Beispielsweise kann ein Verdrehen des Duftkartuschenbehälters relativ zum Luftsteuerungskörper oder umgekehrt entweder kein Durchströmen der zumindest einen Duftkartusche, ein teilweises Durchströmen derselben oder aber ein vollständiges Durchströmen derselben bewirken, sofern die luftsteuerungskörperseitige Einlassöffnung mit der duftkartuschenbehälterseitigen Duftkartuscheneinlassöffnung nicht, teilweise oder vollständig in Überdeckung liegt. Hierdurch ist eine vergleichsweise einfache und intuitive Regulierung der Beduftung möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist an einer stirnseitigen und insbesondere in den Fahrzeuginnenraum gerichteten Abdeckung ein Sichtfenster vorgesehen, über welches eine in dem Duftkartuschenbehälter angeordnete Duftkartusche erkennbar ist. Beispielsweise kann an der Duftkartusche eine entsprechende Farbmarkierung vorgesehen sein, die über das Sichtfenster vom Fahrzeuginnenraum erkennbar ist, so dass ein in dem Fahrzeuginnenraum sitzender Benutzer vergleichsweise einfach erkennen kann, ob und gegebenenfalls welche Duftkartusche in dem Duftkartuschenbehälter angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Klimatisierungsanlage zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums mit einem Wärmetauscher und zumindest einer der zuvor beschriebenen Luftausströmdüsen auszustatten und dadurch die bereits der Luftausströmdüse zugeschriebenen Vorteile auf die Klimatisierungsanlage zu übertragen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine erfindungsgemäße Luftausströmdüse in einer Spotstellung sowie einen damit bewirkten Luftstrom,
- 2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer sich in ihrer Diffusstellung befindlichen Luftausströmdüse,
- 3 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Luftausströmdüse mit geschlossenen Einlassöffnungen,
- 4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit geöffneten Einlassöffnungen,
- 5 eine Frontalansicht auf eine erfindungsgemäße Luftausströmdüse.
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Entsprechend den 1 bis 4, weist eine erfindungsgemäße und insbesondere zylinderförmige Luftausströmdüse 1 für eine Klimatisierung zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums 2 (vergleiche 1 und 2) eine in einem Strömungskanal 3 angeordnete Luftleiteinrichtung 4 auf, die mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Leitschaufeln 5, hier fünf Leitschaufeln, und mehrere in Axialrichtung 6 hintereinander angeordnete Luftleitsegmente 7 aufweist, die einzelnen Luftleitsegmente 7 sind dabei relativ zueinander um eine Längsmittelachse 8 (vergleiche die 3 bis 5) zwischen einer Diffusstellung (vergleiche 2) in der die Leitschaufeln 5 helixförmig, das heißt verdreht zueinander angeordnet sind, und einer Spotstellung (vergleiche 1), in der die Leitschaufeln 5 im Wesentlichen axial fluchtend zueinander angeordnet sind, verstellbar. In der Spotstellung wird eine Strömungsumlenkung durch die Luftleitsegmente 7 bzw. die Leitschaufeln 5 nicht bzw. nur marginal bewirkt, so dass ein beispielsweise ein von einem Gebläse ausgestoßener Luftstrom konzentriert aus dem Strömungskanal 3 in den Fahrzeuginnenraum 2 gelangen kann. Befinden sich die Leitschaufeln 5 und die Luftleitsegmente 7 jedoch in der Diffusstellung, in welcher zwei axial benachbart zueinander angeordnete Luftleitsegmente 7 leicht um die Längsmittelachse 8 verdreht zueinander sind, bewirkt dies einen Wirbelstrom 9 (vergleiche 2), der eine zugfreie Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums 2 und gegebenenfalls auch sofern dies erwünscht ist, eine zugfreie Beduftung des Fahrzeuginnenraums 2 ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist nun ein die Luftleitsegmente 7 rohrförmig umgebender Duftkartuschenbehälter 10 vorgesehen, in welchem zumindest eine Duftkartusche 11, gemäß den 3 bis 5, mehrere Duftkartuschen 11, angeordnet sind. Zwischen den Luftleitsegmenten 7 und dem Duftkartuschenbehälter 10 ist zudem ein rohrförmiger Luftsteuerungskörper 12 mit zumindest einer mantelseitigen und verschließbaren Einlassöffnung 13 (vergleiche 3 und 4) sowie einer Auslassöffnung 14 angeordnet. Die Auslassöffnung 14 kann, muss jedoch nicht verschließbar sein. Der Duftkartuschenbehälter 10 besitzt je Duftkartusche 11 eine Duftkartuscheneinlassöffnung 15 und eine Duftkartuschenauslassöffnung 16, die, sofern sie deckungsgleich mit der Einlassöffnung 13 bzw. der Auslassöffnung 14 des Luftsteuerungskörpers 12 liegen, eine Beduftungsfunktion ermöglichen, da in diesem Fall ein Teilluftstrom 17 (vergleiche 4) durch den Strömungskanal 3, die geöffnete Einlassöffnung 13, die Dufteinlassöffnung 15, die duftkartuschenbehälterseitige Auslassöffnung 16 und die luftsteuerungsseitige Auslassöffnung 14 zurück in den Strömungskanal 3 strömt, wie dies gemäß der 4 dargestellt ist. Ist die Einlassöffnung 13 verschlossen, erfolgt keine Beduftungsfunktion (vgl. 3).
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An der Einlassöffnung 13 und/oder an der Auslassöffnung 14 kann dabei eine verstellbare Klappe 18 angeordnet sein, die gemäß der 3 geschlossen und gemäß der 4 geöffnet dargestellt ist. Eine derartige Klappe 13 kann selbstverständlich auch an der Auslassöffnung 14 angeordnet sein, um eine noch zuverlässigere Abdichtung der Duftkartusche 11 zu ermöglichen. Die Klappe 18 kann dabei elektromotorisch, beispielsweise mittels eines Stellmotors, betätigbar sein oder aber es ist auch denkbar, dass die Klappe 18 mechanisch mit dem Duftkartuschenbehälter 10 gekoppelt ist und durch eine Bewegung des Duftkartuschenbehälters 10 relativ zum Luftsteuerungskörper 12 oder umgekehrt betätigbar, insbesondere öffenbar oder schließbar ist.
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Betrachtet man die 4, so kann man erkennen, dass die geöffnete Klappe 18 in den Strömungskanal 3 hineinragt und dort eine Art Weiche für den Teilluftstrom 17 bildet. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch denkbar, dass an der Einlassöffnung 13 keine derartige Klappe ausgebildet ist bzw. im gesamten System keine derartigen Klappen 13 vorgesehen sind, so dass die Beduftungsfunktion ausschließlich dadurch bewirkt wird, dass die luftsteuerungskörperseitige Einlassöffnung 13 mit der duftkartuschenbehälterseitigen Einlassöffnung 15 und die duftkartuschenbehälterseitige Auslassöffnung 16 mit der luftsteuerungskörperseitigen Auslassöffnung 14 zumindest teilweise in Deckung gebracht wird. Bei einer vollständigen Überdeckung der Einlassöffnung 13 mit der Duftkartuscheneinlassöffnung 15 und der Duftkartuschenauslassöffnung 16 mit der Auslassöffnung 14 wird die höchstmögliche Beduftung erreicht.
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Beispielsweise ist der Duftkartuschenbehälter 10 so zum Luftsteuerungskörper 12 positionierbar, dass in einer ersten Stellung kein Durchströmen der Duftkartuschen 11 erfolgt, in einer zweiten Stellung ein Durchströmen ausschließlich einer ersten Duftkartusche 11a erfolgt, während in einer dritten Stellung ein Durchströmen ausschließlich einer weiteren Duftkartusche 11b erfolgt. In einer vierten Stellung ist ein Durchströmen beispielsweise der ersten und der weiteren Duftkartusche 11a, 11b und damit das Einstellen eines Mischduftes möglich, sofern zumindest zwei Duftkartuschen 11, 11a, 11b in dem Duftkartuschenbehälter 10 angeordnet sind.
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Betrachtet man die 3 und 4 weiter, so kann man erkennen, dass an einer stirnseitigen und insbesondere in den Fahrzeuginnenraum 2 gerichteten Abdeckung 19, hier einer Abdeckung 19 des Duftkartuschenbehälters 10, welche beispielsweise integral mit diesem ausgebildet ist, ein Sichtfenster 20 vorgesehen ist, über welche eine in dem Duftkartuschenbehälter 10 angeordnete Duftkartusche 11 erkennbar ist. Beispielsweise weist hierzu die Duftkartusche 11 eine entsprechende Farbmarkierung auf, welche durch das Sichtfenster 20 von einem in dem Fahrzeuginnenraum 2 sitzenden Benutzer erkennbar ist, so dass dieser vergleichsweise einfach erkennen kann, ob und auch gegebenenfalls welche Art von Duftkartusche 11 in dem Duftkartuschenbehälter 10 angeordnet ist.
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Bei der gemäß den 3 und 4 dargestellten Luftausströmdüsen 1 ist die Luftleiteinrichtung 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Zum Austausch der einzelnen Duftkartuschen 11 ist der Duftkartuschenbehälter 10 in Axialrichtung 6 von dem Luftsteuerungskörper 12 abziehbar, was einen einfachen Austausch der einzelnen Duftkartuschen 11 ermöglicht.
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Selbstverständlich können je Luftausströmdüse 1 bzw. je Duftkartuschenbehälter 10 auch mehrere derartige Duftkartuschen 11, 11a, 11b eingesetzt werden, wie dies beispielsweise gemäß den 3 bis 5 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Duftkartuschen 11, 11a, 11b in Umfangsrichtung versetzt zueinander um die Längsmittelachse 8 angeordnet.
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Betrachtet man die 5, so ist in Umfangsrichtung zwischen den beiden Duftkartuschen 11, 11a, 11b ein Spülkanal 21 angeordnet, wobei in der Stellung „Spülkanal“ keine Beduftung erfolgt.
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Die Luftausströmdüse 1 kann dabei Bestandteil einer Klimatisierungsanlage 22 in einem Kraftfahrzeug 23 sein.
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Mit der erfindungsgemäßen Luftausströmdüse 1 lassen sich die Funktionen „Beduftung“ sowie „Zugfreies Belüften“ äußerst flexibel kombinieren, beispielsweise sofern die Einlassöffnung 13 geöffnet und zugleich die Luftleitsegmente 7 in ihrer Diffusstellung sind. Alternativ ist selbstverständlich auch ein gerichteter und damit stark kühlender oder trocknender Luftstrom möglich. Insgesamt baut die erfindungsgemäße Luftausströmdüse 1 vergleichsweise klein und ist zudem kostengünstig herstellbar. Durch die Kombination der Diffusstellung der Luftleiteinrichtung 4 und einer individuell einstellbaren Beduftungsfunktion, kann eine erhebliche Komfortsteigerung, insbesondere auch im Hinblick auf zukünftiges autonomes Fahren, erreicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014210330 A1 [0002]
- US 2004/0067729 A1 [0003]
- US 5805768 [0004]
- DE 202008000059 U1 [0005]
