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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Entwicklung betrifft eine Belüftungsanordnung zur Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Kraftfahrzeug, welches mit einer solchen Belüftungsanordnung ausgestattet ist
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Hintergrund
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Das Innenraumdesign von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen unterliegt stetigen Veränderungen. Insbesondere großflächige Displays und Anzeigen finden vermehrt im Bereich des Armaturenbretts Verwendung. Die hieraus bedingten Designanforderungen machen die Entwicklung von neuartigen Luftausströmer für die Innenraumbelüftung erforderlich. Diese sollen zumindest hinsichtlich ihrer Geometrie möglichst universell an unterschiedliche Einbaubedingungen anpassbar sein. Mit einem Luftausströmer sollen ferner die Richtung und die Ausströmcharakteristik der dem Innenraum zugeführten Luft bedarfsgerecht verändert werden können.
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So ist beispielsweise aus der
WO 2005/068233 A1 ein Verfahren zur Steuerung einer Heizung-, Belüftungs- oder Klimaanlage bekannt, wobei ein zugeführter Luftstrom in zumindest einen ersten und einen zweiten Teilluftstrom aufgeteilt wird. Der erste Teilluftstrom wird dabei ohne Drall zu einer Austrittsöffnung eines Luftausströmers und der zweite Luftstrom als ein mit einem Drall beaufschlagter Mantelluftstrom zu einer Austrittsöffnung des Luftausströmers geführt. Die Ausströmcharakteristik ist durch einen einstellbaren Drall veränderbar. Hierdurch kann dem Luftstrom eine Streu- oder Spotcharakteristik verliehen werden.
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Gängige Luftausströmer sind mit mehreren verstellbaren Lamellen und/oder Klappen ausgestaltet, um die ausströmenden Luftmenge, die Luftrichtung als auch die Ausströmcharakteristik, beispielsweise zwischen einem breit aufgefächerten oder einem punktförmig konzentrierten Luftstrom zu verändern.
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Aus der
DE 37 17 676 A1 ist eine Fahrzeugheiz- oder Klimaanlage bekannt, welche an einer Kanalverzweigungsstelle eine Bimetallzunge aufweist. Aus der
DE 31 35 909 A1 ist eine weitere Vorrichtung zum Beheizen und Belüften von Fahrzeugräumen bekannt, wobei zur Temperaturregelung zwei parallele Kanäle vorgesehen sind. Ferner ist aus der
DE 101 64 374 A1 eine Klimaanlage mit Vorrichtung zur Regelung des Einlasses von Frisch- und Umluft bekannt.
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Das Vorsehen von verstellbaren Lamellen und/oder Klappen erhöht die Komplexität solcher Luftausströmer. Klappen und/oder Lamellen tragen ferner zur Erhöhung des Gewichts und der Herstellungs- bzw. Montagekosten von Luftausströmern bei. Ferner bedingen verstellbare Klappen und/oder Lamellen eine Einschränkung hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung von Luftausströmern.
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Der vorliegenden Entwicklung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Belüftungsanordnung für den Kraftfahrzeuginnenraum bereitzustellen, die besonders einfach und intuitiv bedienbar sind, die mit einer vergleichsweise geringen Anzahl an bewegliche Komponenten implementierbar sind und welche zur Verringerung des Kraftfahrzeuggewicht beiträgt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einer Belüftungsanordnung zur Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Insoweit ist eine Belüftungsanordnung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Belüftungsanordnung weist einen Einlass, einen ersten Strömungskanal, einen zweiten Strömungskanal, einen Luftausströmer sowie eine Stelleinrichtung auf. Der erste und der zweite Strömungskanal münden jeweils mit einem stromaufwärtsseitigen Endabschnitt in den Einlass der Belüftungsanordnung. Typischerweise sind der erste und der zweite Strömungskanal strömungstechnisch voneinander separiert bzw. strömungstechnisch voneinander entkoppelt.
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Die Stelleinrichtung ist in oder an einem von erstem und zweitem Strömungskanal vorgesehen. Sie weist zumindest ein in oder an einem vom ersten und zweiten Strömungskanal bewegliches oder deformierbares Stellglied auf. Das Stellglied ist abhängig vom Staudruck, der Temperatur und/oder des Luftmassenstroms von über den Einlass zugeführter Luft zwischen einer Grundstellung und einer Betätigungsstellung beweglich ausgebildet oder es ist dementsprechend deformierbar. Bei einem beweglichen Stellglied ist die Bewegung des Stellglieds durch einen der nachfolgenden Parameter, nämlich Staudruck, Temperatur und/oder dem Luftmassenstrom von über den Einlass zugeführter Luft gezielt einstellbar bzw. regelbar. Gleiches gilt für ein deformierbares Stellglied. Der Grad der Deformation des Stellglieds kann ebenso über einen der nachfolgenden Parameter, nämlich Staudruck, Temperatur und/oder Luftmassenstrom von über den Einlass zugeführter Luft gezielt eingestellt und bedarfsgerecht verändert werden.
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Der Luftausströmer ist im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Luftausströmer weist einen ersten Luftausströmer-Strömungskanal und einen zweiten Luftausströmer-Strömungskanal auf. Der erste und der zweite Luftausströmer-Strömungskanal des Luftausströmers sind strömungstechnisch voneinander getrennt bzw. strömungstechnisch voneinander entkoppelt. Der erste und der zweite Luftausströmer-Strömungskanal münden unter unterschiedlichen Winkeln in eine gemeinsame Ausströmöffnung des Luftausströmers. Eine den ersten Luftausströmer-Strömungskanal begrenzende erste Seitenwand des Luftausströmers grenzt mit einem ersten Auslassabschnitt unmittelbar an die Ausströmöffnung an. Eine den zweiten Luftausströmer-Strömungskanal begrenzende zweite Seitenwand des Luftausströmers grenzt mit einem zweiten Auslassabschnitt ebenfalls unmittelbar an die Ausströmöffnung an.
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Der erste Auslassabschnitt verläuft bezogen auf eine durch das Gehäuse des Luftausströmers vorgegebenen Hauptströmungsrichtung nicht parallel zum zweiten Auslassabschnitt. Der erste Luftausströmer-Strömungskanal ist ferner mit dem ersten Strömungskanal der Belüftungsanordnung strömungstechnisch gekoppelt. Der zweite Luftausströmer-Strömungskanal ist mit dem zweiten Strömungskanal der Belüftungsanordnung strömungstechnisch gekoppelt. Der erste Luftausströmer-Strömungskanal ist dabei vom zweiten Strömungskanal entkoppelt. Gleichermaßen ist auch der zweite Luftausströmer-Strömungskanal vom ersten Strömungskanal der Belüftungsanordnung entkoppelt.
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Mittels der Stelleinrichtung der Belüftungsanordnung können unterschiedliche Luftmassenströme im ersten und zweiten Strömungskanal eingestellt werden, die zu dementsprechend unterschiedlichen Luftströmungen im ersten und zweiten Luftausströmer-Strömungskanal führen. Durch die beispielsweise in Strömungsrichtung aufeinander zu gerichteten ersten und zweiten Auslassabschnitte kann allein durch eine Veränderung des Verhältnisses eines ersten Luftstroms im ersten Luftausströmer-Strömungskanal zu einem zweiten Luftstrom im zweiten Luftausströmer-Strömungskanal die Ausströmcharakteristik des Luftausströmers gezielt verändert werden.
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Der Luftausströmer kann dabei insbesondere lamellen- und/oder klappenfrei ausgestaltet sein.
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Insoweit handelt es sich bei der Stelleinrichtung und ihrem Stellglied um eine Art passive Stelleinrichtung, bzw. um ein passives Stellglied, welches allein oder ausschließlich über bzw. mittels zumindest eines oder mehrerer der nachfolgenden Parameter: Staudruck, Temperatur und Luftmassenstrom der über den Einlass zugeführten Luft einstellbar bzw. veränderbar ist.
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Die Position bzw. Ausrichtung des zumindest einen Stellglieds und/oder dessen Grad der Deformation bewirkt eine variable Aufteilung oder Verteilung der über den Einlass zugeführten Luft in Teilluftströme, die in den ersten und zweiten Strömungskanal einströmen.
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Bei einem vergleichsweise geringen Staudruck und/oder bei einem vergleichsweise geringen am Einlass der Belüftungsanordnung vorliegenden Luftstrom kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung den ersten Strömungskanal weitreichend verschließt. Die über den Einlass zugeführte Luft kann alsdann vollständig oder nahezu vollständig in den zweiten Strömungskanal einströmen. Mit Erhöhung des Staudrucks und/oder mit Erhöhung des Luftmassenstroms der über den Einlass zugeführten Luft kann das Stellglied aus der Grundstellung heraus in Richtung Betätigungsstellung bewegt werden. Jene Bewegung kann allein durch den Staudruck der zugeführten Luft bzw. über den Luftmassenstrom initiiert und bewirkt werden. Die Bewegung des Stellglieds führt dazu, das Stellglied aus der den ersten Strömungskanal verschließenden Grundstellung in die Betätigungsstellung zu überführen oder zumindest in Richtung Betätigungsstellung zu bewegen oder zu deformieren, so dass der erste Strömungskanal zumindest partiell von zugeführter Luft durchströmbar ist.
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Infolge einer weiteren Erhöhung des Staudrucks und/oder des Luftmassenstroms am Einlass kann eine weitere Bewegung oder Deformation des ersten Stellglieds erreicht werden, bis das Stellglied seine Betätigungsstellung einnimmt. In dieser kann beispielsweise derjenige Anteil der über den Einlass zugeführten Luft, welche in den ersten Strömungskanal einströmt größer sein als derjenige Anteil der zugeführten Luft, welche in den zweiten Strömungskanal einströmt.
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Insoweit kann eine allein über den Staudruck und/oder über den Luftmassenstrom regulierbare Verteilung des am Einlass vorliegenden Luftstroms in erste und zweite Strömungskanäle erfolgen. Für die Verteilung des am Einlass vorliegenden Luftstroms auf die ersten und zweiten Strömungskanäle sind insoweit keine aktiv gesteuerten oder aktiv zu steuernden bzw. zu verstellenden Stellglieder erforderlich. Auf entsprechende Aktuatoren oder Betätigungseinrichtungen welche beispielsweise von einem Endanwender oder von einer elektromechanisch implementierten Stelleinrichtung zu betätigen wären, kann auf diese Art und Weise verzichtet werden. Dies kann zur Kosten- und Gewichtsreduktion der Belüftungsanordnung sowie des gesamten Kraftfahrzeugs beitragen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung verschließt das Stellglied in der Grundstellung den ersten oder den zweiten Strömungskanal im Wesentlichen. In der Grundstellung kann zum Beispiel der erste Strömungskanal annähernd oder vollständig vom Stellglied verschlossen sein, während der zweite Strömungskanal weitreichend barrierefrei mit dem Einlass in Strömungsverbindung steht. Mit sich ändernden Steuerungsparametern, nämlich mit einem sich ändernden Staudruck, einer sich ändernden Temperatur und/oder eines sich ändernden Luftmassenstroms im Einlass der Belüftungsanordnung kann das Stellglied aus der Grundstellung in Richtung Betätigungsstellung bewegt werden, wodurch beispielsweise der erste Strömungskanal zumindest partiell zum Einströmen oder Durchströmen zugeführter Luft freigegeben wird.
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Durch die Bewegung oder Deformation des Stellglieds in Richtung Betätigungsstellung verringert sich der Anteil des durch den zweiten Strömungskanal strömende Luftstroms am Gesamtluftstrom. Es kann hierbei ferner auch vorgesehen sein, dass das Stellglied mit einsetzender Bewegung oder Deformation aus der Grundstellung in Richtung Betätigungsstellung aus der Grundstellung heraus, in welcher Grundstellung es außerhalb des zweiten Strömungskanals liegt, nunmehr zumindest partiell in den zweiten Strömungskanal hineinragt. Mit anderen Worten kann durch eine am Einlass zur Verfügung gestellte luftbedingte Bewegung oder Deformation des Stellglieds bei einer Bewegung ausgehend von der Grundstellung in Richtung Betätigungsstellung der Strömungsquerschnitt des ersten Strömungskanals zulasten des Strömungsquerschnitts des zweiten Strömungskanals vergrößert oder freigegeben werden.
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Mittels des Stellglieds ist die Stelleinrichtung dazu ausgebildet, abhängig vom Staudruck, der Temperatur und/oder des Luftmassenstroms von über den Einlass zugeführter Luft das Luftstromverhältnis im ersten und zweiten Strömungskanal zu verändern. Insoweit kann eine automatische, luftgesteuerte Luftverteilung implementiert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung gibt das Stellglied in der Betätigungsstellung den ersten und/oder den zweiten Strömungskanal zumindest partiell zum Durchströmen zugeführter Luft frei. In der Betätigungsstellung kann der von Luft durchströmbaren Querschnitt von erstem und/oder zweitem Strömungskanal ein Maximum erreichen. In der Grundstellung kann der von Luft durchströmbaren Querschnitt von erstem und/oder zweitem Strömungskanal minimal sein.
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Es ist grundsätzlich auch denkbar, mehrere Stellglieder am, neben oder angrenzend an den ersten und/oder zweiten Strömungskanals anzuordnen, welche in Abhängigkeit eines Staudrucks, einer Temperatur und/oder eines Luftmassenstroms von über den Einlass zugeführter Luft jeweils zwischen einer Grundstellung und einer Betätigungsstellung beweglich oder deformierbar sind.
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Auf diese Art und Weise können unterschiedlichste wechselseitige Strömungsverhältnisse im ersten und zweiten Strömungskanal auf passive Art und Weise, bzw. automatisch und allein durch den über den Einlass zugeführten Luftstrom veränderliche Strömungsquerschnitte im ersten und/oder zweiten Strömungskanal gezielt eingestellt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Stellglied entgegen einer Rückstellkraft aus der Grundstellung in die Betätigungsstellung überführbar. Liegt beispielsweise kein oder ein vergleichsweise geringer Staudruck oder Luftmassenstrom am Stellglied an, so wird das Stellglied entlang der Rückstellkraft in die Grundstellung überführt.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Stellglied beispielsweise entgegen der Schwerkraft von der Grundstellung in die Betätigungsstellung allein durch Anlegen eines Staudruck oder eines Luftmassenstroms der zugeführten Luft angehoben werden. Bei nachlassendem Staudruck oder nachlassendem Luftmassenstrom sinkt das Stellglied alsdann unter Einwirkung der Schwerkraft wieder in seine Grundstellung ab. In der Grundstellung kann das Stellglied beispielsweise den ersten Strömungskanal und/oder den zweiten Strömungskanal im Wesentlichen blockieren oder abdichten. Das Stellglied kann in der Grundstellung beispielsweise an einem Dichtsitz anliegen oder hieran aufliegen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Stellglied mit einem Rückstellelement mechanisch gekoppelt. Bei dem Rückstellelement kann es sich beispielsweise um eine Federelement handeln, welches typischerweise mit einem Gehäuse der Belüftungsanordnung, beispielsweise mit einer Seitenwand eines der ersten und zweiten Strömungskanäle einerseits und andererseits mit dem Stellglied mechanisch gekoppelt ist. Auf diese Art und Weise kann das Stellglied unter Einwirkung der über den Einlass zugeführten Luft aus der Grundstellung und entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements in Richtung Betätigungsstellung bewegt werden. Bei nachlassendem Staudruck und/oder bei nachlassendem Luftmassenstrom und/oder bei einer sich verändernden Temperatur sorgt das Rückstellelement schließlich dafür, dass das Stellglied wieder in seine Grundstellung, d. h. in seine Ausgangslage zurückkehrt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Position und/oder Ausrichtung des Stellglieds in der Betätigungsstellung durch eine Anlage oder durch einen Anschlag definiert bzw. vorgegeben. Die Anlage oder der Anschlag kann insbesondere verstellbar an einem von erstem und zweitem Strömungskanal, insbesondere an einer Kanalwand angeordnet sein. Auf diese Art und Weise können bedarfsgerecht und individuell unterschiedliche Positionen und/oder Ausrichtungen des Stellglieds in der Betätigungsstellung definiert und dementsprechend vorgegeben werden.
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Der Anschlag oder die Anlage kann insbesondere mit einem Betätigungselement mechanisch gekoppelt sein. Das Betätigungselement kann von einem Anwender manuell und/oder unter Zuhilfenahme eines elektromechanischen Betätigungsmittels betätigbar sein, um die Position oder Ausrichtung des Stellglieds in der Betätigungsstellung bedarfsgerecht zu modifizieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Stellglied einen Bimetallabschnitt auf. Insoweit kann das Stellglied temperatursensitiv ausgestaltet sein. Auf diese Art und Weise kann mittels der Temperatur der über den Einlass zugeführten Luft eine mechanische Verformung des Stellglieds und/oder eine Bewegung des Stellglieds aus der Grundstellung in die Betätigungsstellung aber auch wieder zurück in die Grundstellung initiiert und bewirkt werden. Der Bimetallabschnitt kann auch mit einem mechanischen Rückstellelement gekoppelt oder kombiniert sein. So kann beispielsweise auch ein als Rückstellelement fungierendes Federelement zumindest einen Bimetallabschnitt aufweisen oder zum Beispiel aus einem Bimetall gefertigt sein. Insoweit kann mit ein und demselben Stellglied, beispielsweise mit einer aus einem Metall gefertigten Rückstellfeder ein Rückstellmechanismus für das Stellglied bereitgestellt werden, der sowohl auf eine Veränderung des Staudrucks oder des Luftmassenstroms als auch auf ein Veränderung der Temperatur der über den Einlass zugeführten Luft reagieren kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Stellglied an einem vom ersten und zweiten Strömungskanal oder an einer zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal verlaufenden Trennwand bezüglich einer Drehachse schwenkbar zwischen der Grundstellung und der Betätigungsstellung gelagert. Das Stellglied kann beispielsweise unmittelbar an einer Seitenwand vom ersten und zweiten Strömungskanal schwenkbar angeordnet sein. Es kann aber auch an einer zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal verlaufenden Trennwand schwenkbar gelagert sein. Es sind hierbei verschiedenartigste Ausrichtungen von erstem und zweitem Strömungskanal als auch hieran schwenkbarer Anordnungen eines Stellglieds denkbar, bei welchen das Stellglied aus der Grundstellung entgegen der Schwerkraft in die Betätigungsstellung beweglich ist.
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Als Rückstellkraft würde hier alsdann lediglich die Schwerkraft fungieren, sodass auf ein gesondertes Rückstellelement verzichtet werden kann. Mittels eines mit dem Gehäuse der Belüftungsanordnung, beispielsweise mit einer Seitenwand vom ers- ten und/oder zweiten Strömungskanal befestigten Rückstellelements welches anderen Ends am Stellglied angeordnet oder angelenkt ist, kann eine schwenkbare Lagerung des Stellglieds entgegen der Rückstellkraft des mechanischen Rückstellelements erfolgen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Stellglied entgegen der Schwerkraft von der Grundstellung in die Betätigungsstellung überführbar. Dies ist insbesondere in Kombination mit erstem und zweitem Strömungskanal möglich, welche in etwa parallel zur Fahrzeughochachse (z) verlaufen. Auf ein gesondertes Rückstellelement kann dabei verzichtet werden. Das Anheben bzw. das überführen des Stellglieds aus der Grundstellung in die Betätigungsstellung erfolgt hierbei entgegen der Schwerkraft.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Stellglied längsverschieblich in einem vom ersten und zweiten Strömungskanal zwischen der Grundstellung und der Betätigungsstellung geführt. Das Stellglied kann entlang einer längserstreckten Führung, beispielsweise entlang einer längserstreckten bzw. geradlinigen Schiebeführung im ersten Strömungskanal oder im zweiten Strömungskanal geführt sein. Die Längsführung für das Stellglied kann sich beispielsweise in Vertikalrichtung, etwa entlang der Fahrzeughochachse (z) erstrecken. Insoweit kann das Stellglied aus der Grundstellung entgegen der Schwerkraft und entlang der längserstreckten Führung relativ zum ersten und/oder zweiten Strömungskanal in seine Betätigungsstellung überführt werden. Bei nachlassendem Staudruck und/oder bei nachlassendem Luftmassenstrom kann das Stellglied unter Einwirkung der Schwerkraft wieder zurück in die Grundstellung klären. Es ist aber auch ferner denkbar, dass das Stellglied entgegen einer Rückstellkraft eines Rückstellelements aus der Grundstellung entlang der längserstreckten Führung in Richtung Betätigungsstellung beweglich ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung liegt das Stellglied an einer von einer Innenseite des ersten oder zweiten Strömungskanals nach innen ragende Anlage abdichtend an oder es liegt auf einer solchen Anlage auf. Die Anlage kann beispielsweise als eine den Strömungskanal verjüngende kreisrunde Apertur oder Durchgangsöffnung ausgestaltet sein. Sie kann flanschartig von der Seitenwand von erstem und/oder zweitem Strömungskanal nach innen abragen. Die Durchgangsöffnung der nach innen ragenden Anlage kann als eine Art Dichtsitz fungieren, an welcher das Stellglied abdichtend anliegen oder auf welcher das Stellglied abdichtend aufliegen kann.
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Bei dem Stellglied kann es sich beispielsweise um einen sphärischen Körper handeln, welcher zum Beispiel aufgrund seiner Schwerkraft an der unten liegenden Anlage abdichtend aufliegt oder hieran anliegt. Das in Form eines sphärischen Körpers ausgebildete Stellglied kann beispielsweise hohl ausgestaltet und insoweit nur ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweisen, sodass mit Erreichen eines vorgegebenen Mindeststaudruck am Einlass durch den anliegenden Luftmassenstrom aus dem Dichtsitz und somit aus der nach innenragenden Anlage angehoben wird. Das Anheben des Stellglieds, welches als Dichtungskörper fungieren kann, bewirkt eine zumindest teilweise strömungstechnische Freigabe des betreffenden Strömungskanals.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Stellglied einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf. In der Grundstellung des Stellglieds ist der erste Schenkel im ersten Strömungskanal angeordnet oder er ragt in den ersten Strömungskanal hinein. In der Grundstellung befindet sich der zweite Schenkel außerhalb des zweiten Strömungskanals. In der Grundstellung ist insoweit vorgesehen, dass die über den Einlass zugeführten Luft ausschließlich oder nahezu ausschließlich in den zweiten Strömungskanal einströmt.
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Der erste und der zweite Schenkel können starr miteinander verbunden sein. Der zweite Schenkel kann in der Grundstellung des Stellglieds quasi parallel oder flächenbündig in oder an einer Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal anliegen. Mittels und im Zuge des Überführens des Stellglieds aus der Grundstellung in Richtung der Betätigungsstellung ragt der zweite Schenkel des Stellglieds in den zweiten Strömungskanal hinein. Dies kann beispielsweise durch eine schwenkbare Lagerung des Stellglieds erreicht werden. Zugleich kann im Zuge dieser Bewegung der erste Schenkel den ersten Strömungskanal freigeben und/oder einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt des ersten Strömungskanals im Vergleich zur Grundstellung des Stellglieds vergrößern. Auf diese Art und Weise kann infolge der durch die zugeführte Luft selbst initiierten Verstell- oder Schwenkbewegung des Stellglied der Luftmassenstrom im ersten Strömungskanal zulasten des Luftmassenstroms im zweiten Strömungskanal vergrößert werden.
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Die Strömungsverhältnisse im ersten und zweiten Strömungskanal können generell mittels eines einzigen Stellglieds bedarfsgerecht verändert werden.
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So kann insbesondere die Strömungsrichtung des aus dem Luftausströmer ausströmenden Ausströmer-Luftstroms durch Verändern des Luftmassenstroms des ersten Luftstroms relativ zum Luftmassenstrom des zweiten Luftstroms verändert werden. Hierzu ist lediglich ein Bewegen oder Verformen der Stelleinrichtung der Belüftungsanordnung erforderlich. So kann eine Luftzufuhr in einem von erstem und zweitem Strömungskanal gegenüber dem jeweils anderen von erstem und zweitem Strömungskanal gedrosselt oder gesteigert werden. So kann je nach Stellung oder Konfiguration des Stellglieds der Stelleinrichtung der Ausströmer-Luftstroms des Luftausströmers entweder annähernd gleich oder von einem Luftmassenstrom im ersten oder zweiten Strömungskanal dominiert sein. Durch eine geeignete Ausrichtung des auslassseitigen Endes von erstem und zweitem Luftausströmer-Strömungskanal ändern sich auch der durch die Vereinigung von erstem und zweitem Luftstrom gebildete Ausströmer-Luftstrom hinsichtlich seiner Richtung.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der erste Strömungskanal der Belüftungsanordnung mit mehreren ersten Luftausströmer-Strömungskanälen mehrerer Luftausströmer strömungstechnisch gekoppelt sein. Gleiches kann für den zweiten Strömungskanal der Belüftungsanordnung zutreffen. Die Belüftungsanordnung kann unterschiedliche, gegebenenfalls mehrere erste und zweite Strömungskanäle aufweisen, die zum Beispiel für unterschiedliche Bereiche im Kraftfahrzeuginnenraum vorgesehen sind. So kann die Belüftungsanordnung beispielsweise einen ersten Belüftungsstrang mit einem ersten und zweiten Strömungskanal aufweisen, der ausschließlich oder überwiegend für eine linke Fahrzeugseite oder für einen vorderen Fahrzeugbereich vorgesehen ist.
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Die Belüftungsanordnung kann einen weiteren Belüftungsstrang mit erstem und zweitem Strömungskanal aufweisen, der beispielsweise für die Belüftung einer rechten Fahrzeugseite oder eines hinteren Bereichs der Fahrgastzelle vorgesehen und dementsprechend ausgebildet ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann mittels des Stellglieds der Stelleinrichtung die über den Einlass zugeführte Luft in Abhängigkeit ihres Staudrucks, ihrer Temperatur und/oder in Abhängigkeit ihres Luftmassenstroms variabel und veränderbar in den ersten Strömungskanal und in den zweiten Strömungskanal aufgeteilt werden. Mithin ist die über den Einlass zugeführte Luft dementsprechend in den ersten und in den zweiten Strömungskanal aufteilbar.
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Die Aufteilung des über den Einlass zugeführten Luftstroms in erste und zweite Strömungskanäle kann allein und ausschließlich über den Staudruck der zugeführten Luft, deren Temperatur und/oder über den Luftmassenstrom der zugeführten Luft eingestellt werden.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie, einem Kraftfahrzeuginnenraum und mit einer zuvor beschriebenen Belüftungsanordnung.
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Die Belüftungsanordnung kann sich beispielsweise stromabwärts eines Gebläses und stromaufwärts eines Luftverteilers befinden. Die Belüftungsanordnung, insbesondere die Stelleinrichtung kann an oder in einen Auslass bzw. an oder in einer auslassseitigen Schnittstelle eines Gebläses angeordnet oder hierin integriert sein.
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Bei anderen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Belüftungsanordnung, insbesondere deren Stelleinrichtung beispielsweise entfernt von einem Gebläse oder einem Klimamodul in einen Strang eines Luftverteiler angeordnet ist.
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Der Luftausströmer kann beispielsweise als Defroster-Düse fungieren und in einem ersten Betriebsmodus die ihm zugeführte Luft beispielsweise an die Innenseite einer in unmittelbarer Nähe liegenden Scheibe richten. In einem weiteren Betriebsmodus und durch bloße Änderung der Strömungsrichtung des Ausströmer-Luftstroms kann der Luftausströmer auch als Düse oder als Luftausströmer zur Innenraumbelüftung fungieren und den Luftstrom quasi von der angrenzenden Scheibe weg direkt in den Innenraum des Kraftfahrzeugs richten.
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Die Belüftungsanordnung ist keineswegs auf die Implementierung von lediglich einem oder zwei Luftausströmern beschränkt. Es können 2, 3, 4, 6, 8 oder weit mehr als 10 Luftausströmer mit jeweils einem ersten und einem zweiten Strömungskanal in der hier beschriebenen Art und Weise strömungstechnisch miteinander gekoppelt werden. Die Ausströmcharakteristik, insbesondere die Ausströmrichtung der einzelnen Luftausströmer kann mittels einer einzigen Stelleinrichtung bedarfsgerecht verändert werden.
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Zur gleichzeitigen Änderung einer Richtung der Ausströmer-Luftströme eines ersten Luftausströmers und eines zweiten Luftausströmers ist der Luftmassenstrom im ersten Strömungskanal relativ zum Luftmassenstrom im zweiten Strömungskanal variabel. Mithin kann der Luftmassenstrom im ersten Strömungskanal und damit auch in den hiermit in Strömungsverbindung stehenden ersten Luftausströmer-Strömungskanälen von erstem und zweitem Luftausströmer relativ zum Luftmassenstrom des zweiten Strömungskanal und damit auch relativ zu den zweiten Luftausströmer-Strömungskanälen von erstem und zweitem Luftausströmer verändert werden.
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Die Veränderung der Luftmassenströme kann zentral, beispielsweise mittels einer zentral zuvor beschriebenen Stelleinrichtung erfolgen. Mittels einer einzigen Stelleinrichtung können die Luftmassenströme im ersten Strömungskanal und im zweiten Strömungskanal bedarfsgerecht und unabhängig voneinander verändert bzw. reguliert werden.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Ausströmrichtung des jeweiligen ersten bzw. zweiten Ausströmer-Luftstroms durch Veränderung des Luftmassenstromverhältnisses im ersten Strömungskanal relativ zum zweiten Strömungskanal variierbar ist bzw. gezielt verändert wird. Auf diese Art und Weise können einzig und durch eine Regulierung des Luftmassenstroms beispielsweise im ersten Strömungskanal relativ zum Luftmassenstrom im zweiten Strömungskanal die Richtungen der aus sämtlichen, mit den jeweiligen Verteilerkanälen strömungstechnisch in Verbindung stehenden, Luftausströmern ausströmenden Luft bedarfsgerecht verändert bzw. eingestellt werden.
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Die variable bzw. veränderliche Aufteilung des Luftmassenstroms in erste und zweite Strömungskanäle kann allein durch den Staudruck, die Temperatur und/oder den Luftmassenstrom des über den Einlass der Belüftungsanordnung zugeführten Luft gesteuert bzw. eingestellt werden.
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Die Belüftungsanordnung kann Teil einer Heizungs- Ventilations- oder Klimaanlageneinrichtung ausgestaltet sein. Sie kann als sogenanntes HVAC-Modul (Heating Ventilating and Air Condition - Modul) implementiert sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Belüftungsanordnung ein Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms auf. Das Gebläse oder eine Luftausströmern des Kraftfahrzeugs kann typischerweise stromaufwärts des Einsatzes der Belüftungsanordnung vorgesehen sein.
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Grundsätzlich kann der Luftmassenstrom im ersten Strömungskanal unabhängig vom Luftmassenstrom im zweiten Strömungskanal regulierbar oder einstellbar sein. Eine Erhöhung des Luftmassenstroms im ersten Strömungskanal kann aber auch zulasten des Luftmassenstroms im zweiten Strömungskanal gehen; und umgekehrt. Ferner kann auch zumindest ein Teil des zur Verfügung stehenden und mittels der Stelleinrichtung auf die ersten und zweiten Strömungskanäle aufteilbaren Luftstroms auch zumindest zum Teil durch von außen zugeführte Frischluft gespeist werden, die insbesondere bei zügiger Fahrt des Kraftfahrzeugs vom Fahrtwind abzweigbar ist.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Entwicklung werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Luftausströmers,
- 2 einen Querschnitt durch den Luftausströmer gemäß 1,
- 3 eine vergrößerte Darstellung des Luftausströmers gemäß 2 im Bereich der Ausströmöffnung ,
- 4 eine perspektivische Außenansicht des Luftausströmers gemäß der 1 bis 3,
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Montageträgers mit mehreren daran angeordneten bzw. integrierten Luftausströmern,
- 6 ein Blockschaltbild einer Belüftungsanordnung des Kraftfahrzeugs,
- 7 eine schematische Darstellung passiven Stelleinrichtung der Belüftungsanordnung in Grundstellung,
- 8 eine schematische Darstellung der Stelleinrichtung gemäß 7 in Betätigungsstellung,
- 9 eine weitere Ausführungsform der Stelleinrichtung in Betätigungsstellung,
- 10 eine weitere Ausführungsform der Stelleinrichtung in Grundstellung,
- 11 die Ausführungsform gemäß 10 in Betätigungsstellung,
- 12 weitere Ausführungsform einer Stelleinrichtung in Grundstellung,
- 13 eine Darstellung der Ausführungsform gemäß 12 in einer Zwischenstellung und
- 14 eine Darstellung der Ausführungsform gemäß der 12 und 13 in Betätigungsstellung,
- 15 eine schematische Darstellung eines Luftausströmers bei ungleichmäßiger Beaufschlagung erster und zweiter Strömungskanäle mit ersten und zweiten Luftmasseströmen,
- 16 eine Darstellung des Luftausströmers gemäß 11 jedoch mit ersten und zweiten in etwa gleichstarken Luftmasseströmen,
- 17 eine weitere Darstellung des Luftausströmers mit unterschiedlichen ersten und zweiten Luftströmungen in den ersten und zweiten Strömungskanälen,
- 18 eine beispielhafte Anordnung mehrerer Luftausströmer im Innenraum eines Kraftfahrzeugs,
- 19 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs und
- 20 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer passiven Stelleinrichtung der Belüftungsanordnung.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in 19 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie 2 auf, die einen Innenraum 3 für die Fahrzeuginsassen bereitstellt. Im Innenraum 3 ist zumindest ein Luftausströmer 10 angeordnet, welcher mit einer in den 9 und 10 schematisch dargestellten Belüftungsanordnung 200 strömungstechnisch gekoppelt ist.
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In den 1 bis 4 ist ein Beispiel eines Luftausströmers 10 gezeigt. Der Luftausströmer 10 weist ein Gehäuse 11 mit einer Auslassöffnung 12 auf. Einlassseitig weist der Luftausströmer 10 einen ersten Lufteinlass 14 und einen zweiten Lufteinlass 16 auf. Die beiden Lufteinlässe 14, 16 sind getrennt voneinander jeweils mit einem ersten Strömungskanal 220 und mit einem zweiten Strömungskanal 222 des in 6 schematisch dargestellten Luftverteilers 210 strömungstechnisch verbindbar.
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Der Luftverteiler 210 weist quasi zwei unabhängige Strömungskanäle 220, 222 auf. Der Luftverteiler 210 ist strömungstechnisch mit einem Gebläse 202 der Belüftungsanordnung 200 verbunden. Im Luftverteiler 210 oder im Gebläse 202 ist eine Stelleinrichtung 230 angeordnet. Diese kann eine oder mehrere Stellglieder, 232, 234, etwa in Form von Stellklappen aufweisen, die unabhängig voneinander oder auch abhängig voneinander verstellbar sind. Auf diese Art und Weise können stromabwärts der Stelleinrichtung 230 unterschiedliche Luftmassenströme in die Strömungskanäle 220, 222 eingeleitet werden.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt geht der erste Lufteinlass 14 in einen ersten Strömungskanal 20 über. Der zweite Lufteinlass 16 geht im Innenraum 15 des Gehäuses 11 in einen zweiten Strömungskanal 22 über. Die beiden Strömungskanäle 20, 22 sind über eine Trennwand 24 voneinander separiert, insbesondere strömungstechnisch voneinander getrennt.
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Der erste Strömungskanal 20 weist eine erste Seitenwand 21 auf, die über einen ersten stromabwärtsseitiges Auslassabschnitt 25 unmittelbar an die Ausströmöffnung 12 angrenzt. Gleichermaßen weist auch der zweite Strömungskanal 22 eine zweite Seitenwand 23 auf, die mit einem zweiten Auslassabschnitt 27 unmittelbar an die Ausströmöffnung 12 angrenzt. Wie insbesondere in den 2 und 3 gezeigt verlaufen sowohl der erste Auslassabschnitt 25 als auch der zweite Auslassabschnitt 27 unter einem vorgegebenen Winkel geneigt zu einer Hauptströmungsrichtung 80, wie diese von der Grundform des Gehäuses 11 vorgegeben wird. Die Hauptströmungsrichtung 80 kann beispielsweise entlang einer Flächennormalen der Querschnittsebene der Ausströmöffnung 12 verlaufen bilden oder hiermit zusammenfallen.
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Wie insbesondere in den 2 und 3 verdeutlicht strömt ein erster Luftstrom 30 durch den ersten Strömungskanal 20. Ein zweiter Luftstrom 32 strömt durch den zweiten Strömungskanal 22. In Richtung zum Auslass 12 erfährt der erste Luftstrom 30 durch die Krümmung oder durch die nach innen gerichtete Neigung des ersten Auslassabschnitts 25 eine von der Hauptströmungsrichtung 80 abweichende Ausrichtung unmittelbar angrenzend an die Ausströmöffnung 12.
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Gleiches gilt für den zweiten Luftstrom 32. Wie insbesondere in 3 verdeutlicht kreuzen sich der erste Luftstrom 30 und der zweite Luftstrom 32 unmittelbar angrenzend an die Ausströmöffnung 12. Ein virtueller Kreuzungsbereich von erstem und zweitem Luftstrom 30, 32 kann hierbei in etwa in der Ebene der Ausströmöffnung 12 liegen.
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Wie in 3 verdeutlicht erfährt der erste Luftstrom 30 eine nach oben gerichtete Ausrichtung. Der zweite Luftstrom 32 erfährt eine nach unten gerichtete Ausrichtung. Mithin wird der erste Luftstrom 30 in Richtung zum zweiten Strömungskanal 22 umgelenkt. Der zweite Luftstrom 32 wird in Richtung zum ersten Strömungskanal 20 umgelenkt. Wenn nun die Luftmassenströme in dem ersten Strömungskanal 20 und dem zweiten Strömungskanal 22 bedarfsgerecht verändert werden, kann die Ausströmcharakteristik im Bereich der Ausströmöffnung 12 entweder überwiegend von dem beispielsweise nach oben gerichteten ersten Luftstrom 30 oder von dem nach unten gerichteten zweiten Luftstrom 32 bestimmt sein. Je nach Anordnung der Ausströmöffnung 12 und des Luftausströmers 10 im Fahrzeuginnenraum kann hierdurch eine bedarfsgerechte Richtungsänderung der aus der Ausströmöffnung 12 ausströmenden Luft bereitgestellt werden.
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Die Variation des Ausströmwinkels kann ferner durch Bereitstellen eines Strömungskörpers 18 am freien Ende 26 der Trennwand 24 verstärkt werden. Der Strömungskörper 18 kann eine ballige, etwa tragflächenartige Verdickung der Trennwand 24 bereitstellen. Insbesondere kann der Strömungskörper 18 eine zum Beispiel konvex gekrümmte Anströmfläche 34 aufweisen, die in zumindest einen oder in beide Strömungskanäle 20, 22 hineinragt. Ferner liegt das Ende 26 der Trennwand 24 in einem vorgegebenen Abstand zur Ausströmöffnung 12. Auf diese Art und Weise kann eine Vereinigung der beiden Strömungskanäle 20, 22 noch innerhalb des Gehäuses 11 erfolgen. Sollte die aus dem Luftausströmer 10 ausströmende Luft beispielsweise in Richtung der Hauptströmungsrichtung 80 ausströmen, so kann dies durch in etwa gleich starke Volumenströme im ersten Strömungskanal 20 und im zweiten Strömungskanal 22 bewirkt werden. Die entsprechende ersten und zweiten Luftströmungen 30, 32 können sich insoweit noch innerhalb des Gehäuses 11 und damit stromaufwärts der Ausströmöffnung 12, etwa in einer Mischkammer 38 mischen.
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Des Weiteren kann durch oder mittels des Strömungskörpers 18 der Strömungsquerschnitt im ersten Strömungskanal 20 und/oder im zweiten Strömungskanal 22 weiter verringert werden, wodurch die dem Luftausströmer 10 zugeführte Luft beschleunigt und bedarfsgerecht ausgerichtet werden kann.
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In der perspektivischen Darstellung gemäß 4 ist gezeigt, dass die Ausströmöffnung 12 ein Höhen- zu Breitenverhältnis H/B von kleiner 1/5 oder kleiner als 1/10 aufweisen kann. Mithin kann die Auslassöffnung 12 als Ausströmschlitz ausgestaltet sein. Die Trennwand 24, gegebenenfalls auch der Strömungskörper 18 können sich hierbei bei über die gesamte Breite B der Ausströmöffnung 12 erstrecken.
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In den 5 ist ferner die Integration mehrerer Luftausströmer 10 in einen Trägerkörper 110 eines Montageträgers 100 gezeigt. Der Montageträger 100 kann in Form eines ein- oder mehrteiligen Kunststoffspritzgussbauteils ausgestaltet sein. Er kann insbesondere eine Aufnahme 112, etwa zur Aufnahme von einem oder von mehreren Funktionsbauteilen 90 aufweisen. Als Funktionsbauteile 90 kommen insbesondere ein Display, eine Anzeige oder diverse Betätigungselementen für die Kraftfahrzeuginsassen infrage. Die Aufnahme 112 kann insbesondere rahmenartig ausgestaltet sein. Sie kann einen Montagerahmen für ein oder für mehrere Funktionsbauteile 90 bereitstellen.
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Der Trägerkörper 110 ist, wie in 5 gezeigt, mit mehreren Luftausströmern 10 versehen. Diese können einteilig in den Trägerkörper 110 integriert sein. So kann z.B. an den beiden seitlichen äußeren Enden des Trägerkörpers 110 jeweils ein Luftverteiler 210 angeordnet sein. Diese können miteinander in Strömungsverbindung stehen und können jeweils über ihren ersten Strömungskanal 20 und über ihren zweiten Strömungskanal 22 strömungstechnisch unmittelbar miteinander gekoppelt sein. Der Montageträger 100 kann insoweit einen ersten Lufteinlass 14 und einen zweiten Lufteinlass 16 aufweisen, die jeweils mit einem ersten Strömungskanal 20 und mit einem zweiten Strömungskanal 22 strömungstechnisch verbunden, insbesondere einteilig ausgestaltet sein können.
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Die in 5 gezeigte Integration eines oder mehrere Luftausströmer 10 in einen Trägerkörper 110 eines Montageträgers 100 zeigt, dass unterschiedlich konfigurierte Luftausströmer 10 an beliebigen Stellen in einem Montageträger integriert werden können. Der Montageträger 100 kann hierbei Teile des Luftverteilers 210 übernehmen und insoweit lediglich einen ersten Lufteinlass 14 und einen zweiten Lufteinlass 16 aufweisen. Eine gesonderte strömungstechnische Verbindung zwischen einzelnen Luftausströmern 10 und Luftverteilern 210 der Belüftungsanordnung 200 muss im Zuge der Kraftfahrzeugendmontage nicht mehr manuell erfolgen. Insoweit können Montage-und Herstellungskosten weiter reduziert werden.
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In den 15 bis 17 ist die verstellbare Belüftung des Kraftfahrzeugsinnenraums konzeptionell anhand eines ersten Luftausströmers 10 exemplarisch gezeigt. Der in den 1 bis 3 weitaus detaillierter dargestellte Luftausströmer ist in den 15 bis 17 etwas vereinfacht wiedergegeben.
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Er weist einen ersten Strömungskanal 20 und einen zweiten Strömungskanal 22 auf, die beide in eine gemeinsame Ausströmöffnung 12 des Luftausströmers 10 münden. Bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung, welche beispielsweise durch die Längserstreckung des Luftausströmers 10 vorgegeben ist, erstreckt sich das auslassseitige Ende des ersten Strömungskanals 20 in Richtung zum zweiten Strömungskanal 22. Umgekehrt erstreckt sich das auslassseitige Ende des zweiten Strömungskanals 22 in Richtung zum ersten Strömungskanal 20.
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In 15 ist eine Konfiguration des Luftausströmers 10 dargestellt, bei welcher der erste Strömungskanal 20 mit einem ersten Luftstrom 30 beaufschlagt ist und bei welcher der zweite Strömungskanal 22 mit einem zweiten Luftstrom 32 beaufschlagt ist. Erste und zweite Luftströme 30, 32 werden im Inneren des Luftausströmers 10 separat und getrennt voneinander zur Ausströmöffnung 12 geführt. Im Bereich der Ausströmöffnung oder unmittelbar angrenzend an die Ausströmöffnung 12 vereinigen sich der erste und der zweite Luftstrom 30, 32 zu einem Ausströmer-Luftstrom 40.
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Dieser weist eine in 15 gezeigte erste Strömungsrichtung 41 auf. Wie ferner durch die Größe der Pfeile symbolisiert weist der erste Luftstrom 32 einen höheren Luftmassenstrom als der erste Luftstrom 30 auf. Demzufolge ist der Ausströmer-Luftstrom 40 an der Ausströmöffnung 12 richtungsmäßig im Wesentlichen durch die Ausströmrichtung des zweiten Luftstroms 32 bestimmt. Im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das auslassseitige Ende des zweiten Strömungskanals 22 nach links oben. Dementsprechend und aufgrund der unterschiedlichen Luftmassenströme im ersten und den zweiten Strömungskanal 20, 22 insbesondere durch den höheren Luftmassenstrom im zweiten Strömungskanal 22 im Vergleich zum ersten Strömungskanal 20 ist auch der erste Ausströmer-Luftstrom 40 schräg nach oben ausgerichtet.
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Wenn nun das Verhältnis der Luftmassenströme im ersten und dem zweiten Strömungskanal 20, 22 verändert wird, insbesondere wenn zum Beispiel der Luftmassenstrom im ersten Strömungskanal 20 in etwa betragsmäßig dem Luftmassenstrom im zweiten Strömungskanal 22 entspricht tragen beide Luftströme 30, 32 in etwa gleichermaßen zur Bildung eines zweiten Ausströmer-Luftstroms 42 bei, wie dies beispielhaft in 16 gezeigt ist. Dies kann insbesondere durch eine im Wesentlichen symmetrische oder spiegelsymmetrische Ausgestaltung von erstem und zweitem Strömungskanal 20, 22 in dem an die Ausströmöffnung 12 angrenzenden Bereich erzielt werden.
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In 17 ist eine weitere Konstellation der Belüftungsanordnung 200 bzw. des ersten Luftausströmers 10 gezeigt, bei welcher anders als in der Konfiguration gemäß 15 der erste Luftstrom 30 einen höheren Luftmassenstrom als der zweite Luftstrom 32 aufweist. Dementsprechend bildet sich ein dritter Ausströmer-Luftstrom 44 im Bereich der Ausströmöffnung 12. Die Richtung 45 des dritten Ausströmer-Luftstroms 44 ist insbesondere durch die Ausrichtung des auslassseitigen Endes des ersten Strömungskanals 20 vorgegeben. Sie unterscheidet sich von den Strömungsrichtungen 41, 43 der Ausströmer-Luftströme 42, 44 der beiden in den 12 und 13 gezeigten Konfigurationen.
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Insbesondere anhand eines Vergleichs der verschiedenen Konfigurationen gemäß der 15 bis 17 ist ersichtlich, dass durch Veränderung der Luftmassenströme in den ersten und zweiten Strömungskanälen 20, 22 relativ zueinander die Richtung des Ausströmer-Luftstroms 40, 42, 44 bedarfsgerecht verändert werden kann. Die unterschiedlichen Luftmassenströme können insbesondere mit einer bereits zuvor schematisch erläuterten Ventil- oder Klappenanordnung 230 erzeugt bzw. bedarfsgerecht verändert werden.
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Besondere Vorteile der hier beschriebenen Möglichkeit zur Veränderung der Richtung eines Luftstroms ohne bewegliche Klappen-oder Lamelle am Auslass eines Luftausströmers ergeben sich insbesondere wenn mehrere Luftausströmer 10, 50 mit dem Luftverteiler 210 gekoppelt, bzw. von diesem gespeist sind.
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Der die Belüftungsanordnung 200, bzw. deren Luftverteiler 210 weist, wie bereits in den 5 und 18 dargestellt, einen ersten Strömungskanal 220 und einen zweiten Strömungskanal 222 auf. Die ersten Luftausströmer-Strömungskanäle 20 der unterschiedlichen und typischerweise beabstandet voneinander im Innenraum 3 angeordneten Luftausströmer 10,50 sind hierbei sämtlichst, und ggf. ausschließlich mit dem ersten Strömungskanal 220 strömungstechnisch gekoppelt. Die zweiten Luftausströmer-Strömungskanäle 22 der zum Beispiel in 18 räumlich getrennt voneinander angeordneten Luftausströmer 10, 50 sind sämtlichst, ggf. ausschließlich über den zweiten Strömungskanal 222 miteinander strömungstechnisch gekoppelt.
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Die in den 7 bis 14 in unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellte Stelleinrichtung 230 kann in jedem der beiden in 6, beispielsweise für die linke und rechten Fahrzeugseite vorgesehenen Luftverteiler 210, gesondert und unabhängig voneinander angeordnet sein. Es kann aber auch lediglich eine einzige Stelleinrichtung 230 insbesondere stromaufwärts des Luftverteilers 210, etwa im Übergang zwischen einem Gebläse 202 und dem Luftverteiler 210 oder beiden Luftverteilern 210 angeordnet sein. Jeder der Luftverteiler 210 fungiert quasi als Luftverteilerstrang, welche jeweils einen ersten Strömungskanal 220 und einen hiervon strömungstechnisch entkoppelten zweiten Strömungskanal 222 aufweist.
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So kann beispielsweise ein Luftverteilerstrang für den linken Kraftfahrzeugbereich ausgestaltet sein während ein weiterer, etwa ein zweiter Luftverteilerstrang ausschließlich für den rechten Kraftfahrzeugbereich ausgestaltet bzw. vorgesehen ist. Unterschiedliche Stränge des Luftverteilers 210 können separat und unabhängig voneinander mit beispielsweise vom Gebläse 202 zugeführter Gebläseluft oder mit vom Fahrtwind abgezweigter Frischluft beaufschlagt werden.
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In 7 ist eine Ausführungsform der Belüftungsanordnung 200 im Übergangsbereich von einem Gebläse 202 bzw. ein das Gebläse 202 einfassenden Gehäuse 204 an einen Luftverteiler 210 gezeigt. Der Luftverteiler 210 bzw. die Belüftungsanordnung 200 weist einen ersten Strömungskanal 220 und einen zweiten Strömungskanal 222 auf. Erste und zweite Strömungskanäle 220, 222 erstrecken sich nebeneinander bzw. parallel zueinander. Sie können auch koaxial zueinander angeordnet sein. Der erste Strömungskanal 220 und der zweite Strömungskanal 222 sind strömungstechnisch voneinander entkoppelt. Zwischen dem ersten Strömungskanal 220 und dem zweiten Strömungskanal 222 befindet sich ein Trennwand 225, die für Luft undurchdringlich ist.
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Der erste Strömungskanal 220 weist eine stromaufwärtsseitigen Endabschnitt 221 auf, mittels welchem der erste Strömungskanal 220 an das Gehäuse 204 bzw. an einer gemeinsamen Einlass 224 von erstem und zweitem Strömungskanal 220, 222 angrenzt. Gleichermaßen weist auch der zweite Strömungskanal 222 einen stromaufwärtsseitigen Endabschnitt 223 auf, welcher ebenfalls an der gemeinsamen Einlass 224 angrenzt.
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Im Ausführungsbeispiel der 7 und 8 ist ausschließlich im ersten Strömungskanal 220 ein bewegliches Stellglied 232 angeordnet. In der in 7 gezeigten Grundstellung verschließt das Stellglied 232 die von Luft grundsätzlich durchströmbare Öffnung oder den durchströmbaren Querschnitt des ersten Strömungskanals 220. Das Stellglied 232 kann als Stellklappe oder als Drosselklappe ausgestaltet sein. Wie insbesondere in den 7 und 8 gezeigt, ist das Stellglied 232 entweder entgegen der Schwerkraft oder entgegen der Wirkung eines mechanischen Rückstellelements 244 aus der in 7 gezeigten Grundstellung in eine in 8 gezeigte angehobener Betätigungsstellung beweglich.
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Das Stellglied 232 ist dabei an einer Seitenwand des ersten Strömungskanals 220 bezüglich einer Drehachse 238 schwenkbar gelagert. Gleichermaßen könnte das Stellglied 232 auch an der Trennwand 225 schwenkbar gelagert sein. In der Konfiguration gemäß 7 befindet sich am Einlass 224 ein vergleichsweise geringer Staudruck, welcher durch einen vergleichsweise kleinen Pfeil des Luftstroms 28 symbolisiert ist. Da sich das Stellglied 232 in der Grundstellung befindet, in welcher es den ersten Strömungskanal 220 im Wesentlichen verschließt strömt der über den Einlass 224 bereitgestellte Luftstrom 28 ausschließlich als Luftstrom 32 in den zweiten Strömungskanal 222.
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Wird jedoch, wie in 8 angedeutet, der Luftmassenstrom am Einlass 224 deutlich erhöht, so liegt am Stellglied 232 ein deutlich höherer Staudruck an, demzufolge das Stellglied 232 in eine in 8 dargestellt Betätigungsstellung übergeht, bzw. in Richtung einer Betätigungsstellung verschwenkt wird. Demzufolge gibt das in Richtung Betätigungsstellung bewegte Stellglied 232 zumindest einen Teilbereich des Strömungsquerschnitts des ersten Strömungskanals 220 frei, sodass ein erster Luftstrom 30 in den ersten Strömungskanal 220 einströmen kann und ein zweiter resultierender Luftstrom 32 in den zweiten Strömungskanal 222 einströmen kann. Dies hat eine dementsprechende Ausströmcharakteristik an dem zumindest einen oder an mehreren mit dem ersten und dem zweiten Strömungskanal 220, 222 in Strömungsverbindung stehenden Luftausströmer 10, 50 zur Folge.
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Wie in den 7 und 8 verdeutlicht, kann das Stellglied 232 entgegen der Wirkung eines Rückstellelements 244, welches zum Beispiel als Rückstellfeder ausgestaltet sein kann, aus der Grundstellung gemäß 7 in Richtung der Betätigungsstellung gemäß 8 bewegt werden. Sollte die Intensität des zugeführten Luftstroms 28 wieder abnehmen, so kann das Stellglied 232 unter Einwirkung des Rückstellelements 244 wieder in die Ausgangsstellung oder in die Grundstellung zurück bewegt werden.
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Mit Erreichen der Betätigungsstellung kann das Stellglied 232 beispielsweise an einer Anlage 235 zur Anlage gelangen. Die Anlage 235 kann insbesondere als Anschlag, bzw. als Endanschlag ausgestaltet sein. Die Anlage 235 kann ferner mit einem von einem Nutzer betätigbaren Betätigungselement 249 mechanisch gekoppelt sein. Mittels des Betätigungselements 249 kann die Anlage 235 verstellbar am Luftverteiler 210 bzw. am Strömungskanal 220 angeordnet sein. Auf diese Art und Weise können unterschiedliche Betätigungsstellungen für das Stellglied 232 individuell und bedarfsgerecht eingestellt werden.
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In der Ausgestaltung gemäß 9 ist anstelle eines bezüglich einer Drehachse 238 schwenkbar gelagerten Stellglied 232 ein anderes Stellglied 234 im Bereich des ersten Strömungskanals 220 vorgesehen. Das Stellglied 234 weist einen Bimetallabschnitt 233 auf. Es kann auch das gesamte Stellglied 234 aus einem Bimetall gefertigt sein, welches in Abhängigkeit der Temperatur der am Einlass 224 vorherrschenden Luft einem der jeweiligen Temperatur entsprechenden Grad an Deformation unterliegt. Das gesamte Stellglied 234 kann hierbei einen Bimetallabschnitt aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass lediglich einzelne Teilbereiche des Stellglied 234 aus einem Bimetall gefertigt sind.
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Insbesondere kann auch lediglich ein Bimetallabschnitt als eine Art Stellelement oder Rückstellelement für ein aus einem Kunststoff oder aus einem anderweitigen Metall gefertigtes Stellglied fungieren, wobei ein Ende des Bimetallabschnitts 233 zum Beispiel an einer Seitenwand des Strömungskanals 220 befestigt ist und ein anderer Abschnitt, etwa ein gegenüberliegender Abschnitt des Bimetallabschnitts 233 am Stellglied 234 befestigt oder daran angelenkt ist.
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Bei Verwendung eines temperatursensitiven Stellglieds 234 kann temperaturabhängig eine unterschiedliche bzw. variable Verteilung des am Einlass 224 anliegenden Luftstroms 28 auf die ersten und zweiten Strömungskanäle 220, 222 bereitgestellt werden.
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Ein Ende des Stellelements 234 kann beispielsweise an einer Innenwand des Strömungskanals 220 angeordnet sein. Ein gegenüberliegendes, etwa ein freies Ende des Stellelements 234 kann in der nicht gezeigten Grundstellung beispielsweise an einer Anlage 235 anliegen und sich mit der einsetzenden Bewegung oder Verformung in die Betätigungsstellung von der Anlage 235 lösen. In der Grundstellung kann insbesondere das freie Ende des Stellelements 234 abdichtend an der Anlage 235 anliegen. Die Anlage 235 kann als Anlageflansch, etwa an der Innenseite des Strömungskanals 220 angeordnet sein.
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Das mechanisch deformierbare Stellelement 234 kann anstelle eines Bimetalls auch aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise aus einem Elastomermaterial gefertigt sein. Insoweit kann das Stellelement 234 zum Beispiel als mechanisch deformierbare Gummilippe ausgestaltet sein oder eine aus einem Elastomermaterial gefertigte flexibel deformierbare Klappe aufweisen. Eine Materialzusammensetzung des Elastomermaterials kann hierbei inhärent auf das Stellelement 234 einwirkende Rückstellkraft bestimmen.
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Wie ferner in den 10 und 11 gezeigt, kann das Stellglied 236 auch längsverschieblich in einem von erstem und zweitem Strömungskanal 220, 222 zwischen der in 10 gezeigten Grundstellung und der in 11 gezeigten Betätigungsstellung geführt sein. Hierzu kann in dem betreffenden Strömungskanal 220 beispielsweise eine längserstreckte Führung 237, etwa in Form einer Schiebeführung vorgesehen sein, entlang welcher das Stellglied 236 längsverschieblich geführt ist.
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In Grundstellung liegt das Stellglied 236, welches beispielsweise als sphärischer Strömungskörper ausgestaltet sein kann, an einer von einer Innenwand des ersten Strömungskanals 220 nach innen ragenden Anlage 235 abdichtend an. Die Anlage 235, welche einen zum Beispiel umlaufenden Flansch mit einer Durchgangsöffnung 231 aufweisen kann, wird von dem die Durchgangsöffnung 231 ggf. passgenau verschließenden Stellglied 236 strömungstechnisch verschlossen. Die nach innen ragende Anlage 235 kann als eine Art Dichtsitz für das Stellglied 236 fungieren. In der in 10 gezeigten Grundstellung strömt der am Einlass 224 bereitgestellter Luftstrom 28 ausschließlich über den zweiten Strömungskanal 222 zu zumindest einem der hiermit in Strömungsverbindung stehenden Luftausströmer 10.
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Bei Erhöhung des Luftmassenstroms des Luftstroms 28 und einer hiermit einhergehenden Erhöhung des auf das Stellglied 236 einwirkenden Staudrucks wird das Stellglied 236 beispielsweise entgegen der Schwerkraft oder entgegen der Wirkung eines Rückstellelements (nicht gezeigt) von der Anlage 235 weg bewegt, sodass die Durchgangsöffnung 231 von der Luftströmung 30 durchströmbar ist.
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Im ersten Strömungskanal 220 ist in Längsrichtung von der Anlage 235 beabstandet ein Anschlag 239 für das längsverschiebliche Stellglied 236 vorgesehen. Der Anschlag 239 kann beispielsweise nach Art eines Lochblechs oder nach Art einer perforierten Struktur ausgebildet sein, welche vom Luftstrom 30 durchströmbar ist. Der Anschlag 239 stellt hierbei eine Bewegungsbegrenzung für das Stellglied 236 dar.
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Der Anschlag 239 kann z.B. in Bezug auf die Längsrichtung des Kanals 220 beweglich oder verstellbar im oder am Kanal 220 angeordnet sein. Insbesondere kann der Anschlag 239 mit einem Betätigungselement 249 mechanisch gekoppelt sein, mittels welchem eine Verstellbewegung des Anschlags 239 vorgenommen werden kann. Auf diese Art und Weise kann mittels des verstellbaren Anschlags 239 die Betätigungsstellung des Stellglied 236 bedarfsgerecht modifiziert werden.
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Bei nachlassender Intensität des Luftstroms 28 kann das Stellglied 236 wieder in die Grundstellung zurück überführt werden. Dies kann entweder durch Schwerkrafteinwirkung und/oder mithilfe eines vorliegend nicht gezeigten gesonderten Rückstellelements erfolgen.
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In den 12 bis 14 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stelleinrichtung 230 gezeigt. Bei dieser ist ein mit zwei Schenkeln 241, 242 ausgestattetes Stellglied 240 vorgesehen. Die Schenkel 241, 242 sind starr miteinander verbunden. Das gesamte Stellglied 240, mithin beide Schenkel 241, 242 sind bezüglich einer Drehachse 238 an zumindest einem der Strömungskanäle 220, 222 oder an der dazwischen verlaufenden Trennwand 225 schwenkbar gelagert.
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In der in 12 gezeigten Grundstellung ragt der erste Schenkel 241 des Stellglied 240 ausschließlich in den ersten Strömungskanal 220 hinein und verringert oder verjüngt dessen durchströmbaren Querschnitt. In der Grundstellung ist der zweite Schenkel 242 typischerweise außerhalb des zweiten Strömungskanals 222 angeordnet. Er kann hierbei zum Beispiel überlappend mit der Trennwand 225 angeordnet oder in einer dort vorgesehenen Aussparung liegend angeordnet sein.
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Durch Erhöhung des über den Einlass 224 zugeführten Luftstroms 28, wie in 13 angedeutet, erfährt der erste Schenkel 241 einen erhöhten Staudruck, der schließlich dazu führt, dass der Schenkel 241 infolge des erhöhten Staudrucks in Richtung Betätigungsstellung verschwenkt wird. Demzufolge gibt der erste Schenkel 241 zumindest einen Teilbereich des Strömungsquerschnitts des ersten Strömungskanals 220 frei, der schließlich von einem Teilluftstrom 30 des Ausgangs-Luftstroms 28 durchströmbar ist. Der verbleibende Teilluftstrom 32 des Ausgangs-Luftstroms 28 strömt nach wie vor durch den zweiten Strömungskanal 222. Auf diese Art und Weise können annähernd gleich starke Luftströmungen in den beiden Strömungskanäle 220, 222 realisiert werden, was zu einer zum Beispiel in 16 skizzierten Ausströmcharakteristik in einem hiermit verbundenem Luftausströmer 10, 50 führen kann.
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Durch eine weitere Erhöhung des am Einlass 224 zugeführten Luftstroms 28, was in 14 verdeutlicht ist, kann das Stellglied 240 weiter in Richtung Betätigungsstellung verschwenkt werden, sodass der in den ersten Strömungskanal 220 einströmende Teil des Luftstrom 30 letztlich einen größeren Luftmassestrom aufweisen kann als der in den zweiten Strömungskanal 222 einströmende Teilluftstrom 32.
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Wie in den 12-14 angedeutet kann das Verschwenken des Stellglied 240 aus der in 12 gezeigten Grundstellung in Richtung der in 14 angedeuteten Betätigungsstellung entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellelements 244 erfolgen. Das Rückstellelement kann beispielsweise als Rückstellfeder ausgestaltet sein. Es kann einen Ends mit dem ersten oder dem zweiten Schenkel 241, 242 verbunden sein. Es kann anderen Ends beispielsweise mit der Trennwand 225 verbunden oder mechanisch gekoppelt sein.
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Die weitere Ausgestaltung gemäß der 20 zeigt eine Weiterbildung der Stelleinrichtung 230 gemäß der 7. Hier sind im Bereich des Strömungskanals 220 mehrere, an gegenüberliegenden Seitenwänden des Kanals 220 angeordnete schwenkbar gelagerte Stellglieder 232 vorgesehen. Jedes der Stellglieder 232 ist hierbei mit einem Rückstellelement 244 mechanisch gekoppelt. Bei dem Rückstellelement 244 kann es sich um eine Schenkelfeder oder Torsionsfeder 246 handeln. Die Feder 246 kann einen oder Schenkel 248 aufweisen, von denen einer einem Stellglied 232 angeordnet ist und von denen der andere beispielsweise an der Innenseite des Strömungskanals 220 anliegt. Derartige Federn sind natürlich auch anstelle der in den 7, 8 oder 12 bis 14 gezeigten Rückstellelemente 244 universell verwendbar.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltungen der Entwicklung, zu welcher im Rahmen der Entwicklung weitere zahlreiche Varianten denkbar sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine oder einige mögliche Implementierung(en) eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 3
- Innenraum
- 10
- Luftausströmer
- 11
- Gehäuse
- 12
- Ausströmöffnung
- 14
- Lufteinlass
- 16
- Lufteinlass
- 18
- Strömungskörper
- 20
- Strömungskanal
- 22
- Strömungskanal
- 24
- Trennwand
- 25
- Auslassabschnitt
- 26
- Endabschnitt
- 27
- Auslassabschnitt
- 28
- Luftstrom
- 30
- Luftstrom
- 32
- Luftstrom
- 34
- Anströmfläche
- 38
- Mischkammer
- 40
- Ausströmer-Luftstrom
- 41
- Strömungsrichtung
- 42
- Ausströmer-Luftstrom
- 43
- Strömungsrichtung
- 44
- Ausströmer-Luftstrom
- 45
- Strömungsrichtung
- 50
- Luftausströmer
- 52
- Ausströmer-Luftstrom
- 52
- Ausströmer-Luftstrom
- 56
- Ausströmer-Luftstrom
- 60
- Luftausströmer
- 62
- Ausströmer-Luftstrom
- 62
- Ausströmer-Luftstrom
- 66
- Ausströmer-Luftstrom
- 70
- Steuerung
- 80
- Hauptströmungsrichtung
- 90
- Funktionsbauteil
- 100
- Montageträger
- 110
- Trägerkörper
- 112
- Aufnahme
- 200
- Belüftungsanordnung
- 202
- Gebläse
- 210
- Luftverteiler
- 220
- Strömungskanal
- 221
- Endabschnitt
- 222
- Strömungskanal
- 223
- Endabschnitt
- 224
- Einlass
- 225
- Trennwand
- 230
- Stelleinrichtung
- 231
- Durchgangsöffnung
- 232
- Stellglied
- 233
- Bimetallabschnitt
- 234
- Stellglied
- 235
- Anlage
- 236
- Stellglied
- 237
- Führung
- 238
- Drehachse
- 239
- Anschlag
- 240
- Stellglied
- 241
- Schenkel
- 242
- Schenkel
- 244
- Rückstellelement
- 246
- Torsionsfeder
- 248
- Schenkel
- 249
- Betätigungselement
