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Die Erfindung betrifft einen Frischluft-Umluft-Steller zur Ansaugung und Umschaltung zwischen Frischluft und Umluft, die dann mittels eines Gebläses oder Flügelrads weiter zu einem Fahrzeuginsassenraum befördert wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Frischluft-Umluft-Steller.
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Herkömmliche Luftansaugsysteme von Fahrzeug-Klimaanlagen weisen üblicherweise eine Frischluftklappe und eine Umluftklappe auf, über die Frischluft bzw. Umluft ansaugbar und mittels eines Gebläses an einen Fahrzeuginsassenraum transportierbar ist. Üblicherweise sind die Klappen nebeneinander angeordnet, so dass hinsichtlich des Gebläses die Luft je nach Betriebsmodus von jeweils unterschiedlichen Seiten angesaugt wird. Dies kann zu unerwünschten Störgeräuschen führen. Gerade durch die Elektrifizierung der Kraftfahrzeuge gewinnt die Reduzierung von Störgeräuschen an Bedeutung.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen. Diese Aufgabe wird durch einen Frischluft-Umluft-Steller gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Frischluft-Umluft-Steller für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mischkammer, in welche Frischluft und/oder Umluft einleitbar ist, und einem Flügelrad zum Weiterbefördern der Frischluft und/oder Umluft, welches um eine Drehachse drehbar und stromabwärts der Mischkammer angeordnet ist, wobei die Mischkammer zumindest eine Axialeinlassöffnung aufweist, die so in der Mischkammer angeordnet ist, dass sich die Drehachse und/oder eine Parallellinie zur Drehachse durch die Axialeinlassöffnung erstreckt, und wobei die Mischkammer zumindest eine Radialeinlassöffnung aufweist, die so in der Mischkammer angeordnet ist, dass sich eine Radiallinie zur Drehachse durch die Radialeinlassöffnung erstreckt. Dies hat den Vorteil, das durch eine homogene Einströmung in die Mischkammer gute Akustikeigenschaften erreicht werden können. Die Anordnung der Axial- und Radialeinlassöffnungen ermöglicht ein symmetrisches Einströmen in die Mischkammer und zum Flügelrad.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zumindest eine Axialeinlassöffnung spiegelsymmetrisch bezogen auf zumindest eine Symmetrieebene, in welcher die Drehachse liegt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zumindest eine Radialeinlassöffnung spiegelsymmetrisch bezogen auf zumindest eine Symmetrieebene, in welcher die Drehachse liegt. Diese Symmetrieebene kann dieselbe wie bei der Axialeinlassöffnung sein oder es kann sich um unterschiedliche Symmetrieebenen handeln.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zumindest eine Axialeinlassöffnung spiegelsymmetrisch bezogen auf zwei Symmetrieebenen, in welchen die Drehachse liegt und die senkrecht zueinander sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zumindest eine Radialeinlassöffnung spiegelsymmetrisch bezogen auf zwei Symmetrieebenen, in welchen die Drehachse liegt und die senkrecht zueinander sind. Diese Symmetrieebenen können dieselben wie bei der Axialeinlassöffnung sein oder es kann sich um unterschiedliche Symmetrieebenen handeln.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch die zumindest eine Axialeinlassöffnung Frischluft und durch die zumindest eine Radialeinlassöffnung Umluft in die Mischkammer einleitbar ist, oder durch die zumindest eine Axialeinlassöffnung Umluft und durch die zumindest eine Radialeinlassöffnung Frischluft in die Mischkammer einleitbar. Somit hat man für die Frischluft und Umluft unterschiedliche Einströmpfade, wobei jeder Pfad für sich symmetrisch bzgl. der Drehachse des Flügelrads ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Mischkammer rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Frischluft-Umluft-Steller ferner ausgestattet mit einem Schieber zum Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Radialeinlassöffnungen, wobei der Schieber parallel zur Drehachse verschiebbar ist. Dies ermöglicht ein symmetrisches Öffnen und Schließen der am Umfang der Mischkammer angebrachten Radialeinlassöffnungen, was wiederum vorteilhafte Akustikeigenschaften hat.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schieber hohlzylinderförmig.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Frischluft-Umluft-Steller ausgestattet mit einer Klappe zum Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Axialeinlassöffnungen, wobei die Klappe um eine Klappenachse schwenkbar ist, welche senkrecht zur Drehachse ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich die zumindest eine Radialeinlassöffnung länglich in Umfangsrichtung der Mischkammer.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mehrere Radialeinlassöffnungen in Umfangsrichtung der Mischkammer angeordnet, so dass sie, abgesehen von zwischen den Radialeinlassöffnungen ausgebildeten Streben oder Gitterlinien, die Mischkammer vollumfänglich öffnen.
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Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Frischluft-Umluft-Steller bereit.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
- 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug;
- 2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Frischluft-Umluft-Steller in einem Frischluftmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 3 zeigt schematisch den Frischluft-Umluft-Steller in einem Umluftmodus.
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1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Frischluft-Umluft-Steller 2. Der Frischluft-Umluft-Steller 2 dient dazu, Frischluft und Umluft zu empfangen und dann Frischluft oder Umluft oder eine Mischung aus beidem in einen Fahrzeuginsassenraum 3 zu befördern. Der Frischluft-Umluft-Steller 2 ist Teil einer nicht näher dargestellten Heiz-Klima-Anlage. Die Frischluft ist eine Umgebungsluft des Kraftfahrzeugs 1.
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Die Umluft ist eine aus dem Fahrzeuginsassenraum 3 angesaugte Luft. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen.
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2 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Frischluft-Umluft-Steller 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Frischluft-Umluft-Steller 2 weist ein Gebläse in Form eines Flügelrads 5 auf, welches um eine Drehachse 6 drehbar gelagert ist. Das Flügelrad 5 dient dazu Frischluft und/oder Umluft anzusaugen und über Luftführungskanäle weiter an den Fahrzeuginsassenraum 3 zu befördern. Das Flügelrad 5 ist von einem Gebläsegehäuse 7 eingehaust.
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Stromaufwärts des Flügelrads 5 ist eine Mischkammer 8 ausgebildet, welche vom Inneren eines Mischkammergehäuses 9 gebildet wird. Das Mischkammergehäuse 9 ist mit dem Gebläsegehäuse 7 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Die Mischkammer 8 weist eine oder mehrere Axialeinlassöffnungen 10 sowie eine oder mehrere Radialeinlassöffnungen 11 auf. Durch die geöffneten Axialeinlassöffnungen 10 strömt ausschließlich Frischluft in die Mischkammer 8 und durch die geöffneten Radialeinlassöffnungen 11 strömt ausschließlich Umluft in die Mischkammer 8, wie in 2 dargestellt. Alternativ kann dies auch umgekehrt sein, so dass durch die geöffneten Axialeinlassöffnungen 10 ausschließlich Umluft in die Mischkammer 8 strömt und durch die geöffneten Radialeinlassöffnungen 11 ausschließlich Frischluft in die Mischkammer 8 strömt.
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Zum Öffnen und Schließen der Axialeinlassöffnungen 10 ist eine oder mehrere Klappen 12 vorgesehen, d.h. es ist eine einzige Klappe 12 vorgesehen, die eine oder mehrere Axialeinlassöffnungen 10 zugeordnet ist oder es können mehrere Klappen 12 vorgesehen sein, die jeweils einer oder mehreren Axialeinlassöffnungen zugeordnet sind. Zum Öffnen und Schließen der Radialeinlassöffnungen 11 ist einer oder mehrere Schieber 13 vorgesehen, d.h. es ist ein einziger Schieber 13 vorgesehen, der einer oder mehrere Radialeinlassöffnungen 11 zugeordnet ist oder es können mehrere Schieber 13 vorgesehen sein, die jeweils einer oder mehreren Radialeinlassöffnungen zugeordnet sind. Baulich am praktikabelsten ist es, nur eine einzige Klappe 12 und nur einen einzigen Schieber 13 vorzusehen.
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Genauer ist die Mischkammer 8 bzw. das Mischkammerngehäuse 9 rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass eine Umfangsfläche des Mischkammerngehäuses 9 zylinderförmig ist. Der Schieber 13 ist hohlzylinderförmig und parallel zur Drehachse 6 verschiebbar angeordnet, so dass durch ein Verschieben des Schiebers 13 die zumindest eine Radialeinlassöffnung 11 verschließbar und öffenbar ist. Der Schieber 13 kann dabei geradlinig verschiebbar oder schraubenartig verschiebbar sein, wobei bei letzterem eine Drehung des Schiebers 13 über einen Gewindeeingriff zum Mischkammerngehäuse 9 entlang der Drehachse 6 verschoben wird. Die Klappe 12 ist eine um eine Klappenachse schwenkbar gelagerte Klappe, die durch ein Verschwenken von beispielsweise 90° die zumindest eine Axialeinlassöffnung 10 öffnet und schließt. Dabei ist die Klappenachse insbesondere senkrecht zur Drehachse 6, insbesondere schneiden sich beide.
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Beispielweise kann eine einzige, beispielsweise runde, Axialeinlassöffnung 10 vorgesehen sein, deren Mittelpunkt auf der Drehachse 6 liegt, wie in 2 dargestellt. Dieser ist eine scheibenförmige, kreisrunde Klappe 12 zugeordnet, deren Klappenachse die Axialeinlassöffnung 10 in zwei symmetrische Hälften unterteilt.
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Denkbar wäre auch, dass zwei im Wesentlichen halbkreisförmige Axialeinlassöffnungen 11 vorgesehen sind, zwischen denen ein Steg verläuft oder dass mehrere, beispielsweise runde, Axialeinlassöffnungen 11 vorgesehen sind, deren jeweilige Mittelpunkte auf einer Kreisbahn liegen, deren Mittelpunkt auf der Drehachse 6 liegt.
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Die zumindest eine Axialeinlassöffnung 10 ist insbesondere spiegelsymmetrisch bezogen auf zumindest eine Symmetrieebene, welche die Drehachse 6 beinhaltet. Diese Symmetrieebene kann beispielsweise die Blattebene der 2 oder eine dazu senkrechte Ebene sein. Die zumindest eine Axialeinlassöffnung 10 kann auch spiegelsymmetrisch bezogen auf zwei zueinander senkrechte Symmetrieebenen sein, welche jeweils die Drehachse 6 beinhalten. Diese Symmetrieebenen können beispielsweise die Blattebene der 2 und die dazu senkrecht Ebene sein. Ferner kann die zumindest eine Axialeinlassöffnung 10 rotationssymmetrisch bezogen auf die Drehachse 6 sein.
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Die zumindest eine Radialeinlassöffnung 11 könnte eine streifenförmige, vollumfängliche Öffnung der Mischkammer 8 sein. Jedoch sind zur Versteifung und Verbindung des Mischkammergehäuses 9 Vorkehrungen zu treffen, wie beispielsweise parallel zur Drehachse 6 verlaufende Streben, ein Gitter oder Gitterabschnitte. So können mehrere in Umfangsrichtung der Mischkammer 8 länglich verlaufende Radialeinlassöffnungen 11 vorgesehen sein, die abgesehen von den Streben oder Gittern, die Mischkammer 8 vollumfänglich streifenförmig öffnen.
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Die zumindest eine Radialeinlassöffnung 11 ist insbesondere spiegelsymmetrisch bezogen auf zumindest eine Symmetrieebene, welche die Drehachse 6 beinhaltet. Diese Symmetrieebene kann beispielsweise die Blattebene der 2 oder eine dazu senkrechte Ebene sein. Die zumindest eine Radialeinlassöffnung 10 kann auch spiegelsymmetrisch bezogen auf zwei zueinander senkrechte Symmetrieebenen sein, welche jeweils die Drehachse 6 beinhalten. Diese Symmetrieebenen können beispielsweise die Blattebene der 2 und die dazu senkrecht Ebene sein.
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Die vorstehend beschriebene 2 zeigt den Frischluft-Umluft-Steller 2 in einem Frischluftbetrieb, in dem die Klappe 12 und somit die Axialeinlassöffnung 10 geöffnet und in dem der Schieber 13 und somit die Radialeinlassöffnung 11 geschlossen sind.
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Wie durch Pfeile angedeutet, ist die zumindest eine Axialeinlassöffnung 10 so platziert, dass die durch sie hindurchströmende Luft im Wesentlichen parallel zur Drehachse 6 in die Mischkammer 8 einströmt und diese durchströmt und im Wesentlichen parallel zur Drehachse 6 auf das Flügelrad 5 trifft. Dadurch erreicht man eine möglichst störungsfreie Ein- und Durchströmung der Mischkammer 8, was akustisch vorteilhaft ist.
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3 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Frischluft-Umluft-Steller 2 aus 2, in einem Umluftmodus. In diesem Umluftmodus ist die Klappe 12 bzw. die Axialeinlassöffnung 10 geschlossen und der Schieber 13 bzw. die Radialeinlassöffnung 11 geöffnet. Dadurch kann die Luft durch die Radialeinlassöffnung(en) 11 im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Mischkammer 8 in einer symmetrischen Art und Weise einströmen, was eine möglichst störungsfreie Ein- und Durchströmung der Mischkammer 8 ergibt.
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Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
