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Die Erfindung betrifft ein Luftleitungssystem zum Führen von Luft innerhalb eines HVAC-Geräts eines Kraftfahrzeugs.
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HVAC-Geräte (HVAC: Heating, Ventilation and Air Conditioning) für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und werden zum Konditionieren von Luft eingesetzt. Um beim Konditionieren auch die Qualität von Luft zu berücksichtigen, wird öfters ein Luftleitungssystem mit einer Sensoreinrichtung - beispielweise mit einem Feinstaubsensor - verwendet. Das Luftleitungssystem umfasst dabei neben der Sensoreinrichtung auch Luftkanäle, die zu und von der Sensoreinrichtung führen.
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Um die Messgenauigkeit der Sensoreinrichtung zu erhöhen, ist ein stabiler Luftdurchfluss notwendig. Nachteiligerweise kann der Luftdurchfluss durch lange Strömungswege geschwächt werden. Als Lösung kann beispielweise ein Gebläse in dem Luftkanal vorgesehen sein, was jedoch die Kosten des Luftleitungssystems unnötig erhöht. Zudem können Düsen in abweichenden Ausführungen und Formen verwendet werden. Nachteiligerweise kann eine beispielweise spritzgegossene Düse Grate aufweisen, die den Luftstrom behindern.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Luftleitungssystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein Luftleitungssystem ist zum Führen von Luft innerhalb eines HVAC-Geräts eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Luftleitungssystem weist eine von Luft durchströmbare Sensoreinrichtung zur Überwachung von Luftqualität und wenigstens einen von Luft durchströmbaren Luftkanal auf. Der wenigstens eine Luftkanal und die Sensoreinrichtung sind dabei luftleitend miteinander verbunden. Erfindungsgemäß weist der wenigstens eine Luftkanal wenigstens eine Verengungsstelle auf, an der der durchströmbare Querschnitt des wenigstens einen Luftkanals reduziert ist. Die Verengungsstelle ist dabei in einem oder von einem von dem wenigstens einen Luftkanal separaten bzw. trennbaren bzw. lösbaren Element ausgebildet.
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Die Sensoreinrichtung zur Überwachung von Luftqualität kann insbesondere ein Feinstaubsensor sein. Der Feinstaubsensor kann insbesondere ein Stand-Alone-Sensor zur Bestimmung von Feinstaub nach PM2,5-Standart sein. Das separate Element mit der ausgeformten Verengungsstelle kann in den wenigstens einen Luftkanal vollständig oder bereichsweise eingesetzt sein oder den wenigstens einen Luftkanal bereichsweise bilden. Das separate Element ist also von dem Luftkanal bzw. von dem restlichen Luftkanal trennbar ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht das separate Element eine flexible Ausgestaltung der Verengungsstelle. Dadurch können der Durchmesser und die Form der Verengungsstelle an die abweichenden oder sich wechselnden Erfordernisse schnell und kostengünstig angepasst werden. Ferner ist das separate Element kostengünstig herstellbar und bei Bedarf schnell austauschbar. Zudem werden Nachteile der herkömmlichen Lösung wie beispielweise Gratbildung vorteilhaft vermieden.
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Vorteilhafterweise kann das separate Element ein separates hohlzylinderförmiges Einsatzteil sein und die Verengungsstelle in dem Einsatzteil geformt sein. Das Einsatzteil kann in dem wenigstens einen Luftkanal angeordnet sein, wobei ein Außendurchmesser des Einsatzteils einem Innendurchmesser des wenigstens einen Luftkanals entspricht. Der durchströmbare Querschnitt des wenigstens einen Luftkanals an der Verengungsstelle ist dann durch eine in Längsrichtung des wenigstens einen Luftkanals ausgerichtete mittige Öffnung des Einsatzteils bestimmt. Das Einsatzteil kann dabei separat gefertigt sein und in den Luftkanal eingesetzt sein.
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Vorteilhafterweise kann das separate Element ein separates hohlzylinderförmiges Kopplungsstück sein und die Verengungsstelle in dem Kopplungsstück ausgebildet sein. Der wenigstens eine Luftkanal kann zumindest bereichsweise durch das Kopplungsstück gebildet sein und das Kopplungsstück kann mit dem übrigen Luftkanal beidseitig lösbar oder unlösbar luftdicht verbunden sein. Vorteilhafterweise kann das Material des Kopplungsstücks und das Material des übrigen Luftkanals sich voneinander unterscheiden. Vorteilhafterweise kann das Material des Kopplungsstücks eine höhere Härte als das Material des übrigen Luftkanals aufweisen. Insbesondere können das Kopplungsstück formfest sowie unflexibel und der übrige Luftkanal verformbar und flexibel sein. Das Kopplungsstück und der übrige Luftkanal können beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Insbesondere kann der übrige Luftkanal durch einen Schlauch gebildet sein, der an dem Kopplungsstück durch elastische Verformung festlegbar bzw. befestigbar ist.
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Vorteilhafterweise kann das separate Element ein separater Rohrstutzen sein und die Verengungsstelle in dem Rohrstutzen ausgebildet sein. Das Luftleitungssystem kann dabei ein Gehäuse des HVAC-Geräts mit einem Gehäuseinnenraum aufweisen. Der wenigstens eine Luftkanal kann dann zumindest bereichsweise durch den separaten Rohrstutzen gebildet sein, der in den Gehäuseinnenraum des Gehäuses luftleitend mündet. Der wenigstens eine Luftleitungskanal mündet dann über den separaten Rohrstutzen in den Gehäuseinnenraum des Gehäuses. Anders formuliert, sind der wenigstens eine Luftleitungskanal und der Gehäuseinnenraum des Gehäuses über den separaten Rohrstutzen miteinander luftleitend verbunden. Der separate Rohrstutzen kann mit dem Gehäuse des HVAC-Geräts festverbunden sein. Der Rohrstutzen kann beispielweise im Spritzguss hergestellt sein. Alternativ kann der separate Rohrstutzen an dem Gehäuse des HVAC-Geräts ausgeformt sein.
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Vorteilhafterweise kann die Verengungsstelle in dem separaten Element halb-sanduhrförmig oder rampenartig und zur Längsrichtung des wenigstens einen Luftkanals unter einem Neigungswinkel zwischen 0,5° und 90°, vorzugsweise zwischen 5° und 60°, geneigt sein oder durch eine Spirale oder durch einen Vorsprung gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das separate Element im 3D-Druck oder im Spritzguss oder in einem anderen geeigneten Verfahren hergestellt sein. Es versteht sich, dass das separate Element in Form des oben beschriebenen Kopplungsstücks oder des oben beschriebenen Rohrstutzens oder des oben beschriebenen Einsatzteils ausgestaltet sein kann.
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Vorteilhafterweise kann die Verengungsstelle in dem separaten Element durch eine Blende gebildet sein. Die Blende kann dabei umlaufend und zur Längsrichtung des wenigstens einen Luftkanals rampenartig um einen Neigungswinkel geneigt angeordnet sein. Der Neigungswinkel der Blende kann dabei stufenweise zwischen 0,5° und 90°, vorzugsweise zwischen 5° und 60°, einstellbar sein. So kann die Blende beispielweise in 0,5°-, 1°-, 2°-, 5°-, 10°-, 20°-Stufen oder in anderen Stufen verstellbar sein.
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Vorteilhafterweise kann das separate Element ein separates Schraubteil sein und die Verengungsstelle von dem Schraubteil gebildet sein. Das Schraubteil kann dabei in den wenigstens einen Luftkanal quer zur Längsrichtung des wenigstens einen Luftkanals von außen eingeschraubt sein. Als Schraubteil kann eine gewöhnliche Schraube oder ein speziell gefertigtes Extrateil mit Gewinde verwendet werden. Das Schraubteil deckt dabei quer zur Längsrichtung des wenigstens einen Luftkanals seinen Querschnitt bereichsweise ab und reduziert dadurch den durchströmbaren Querschnitt des wenigstens einen Luftkanals. Die erforderliche Eindringtiefe des Schraubteils kann dabei in einer Messung - beispielweise des Druckverlusts in dem wenigstens einen Luftkanal - bestimmt werden. Die Messung kann auch eine Onlinemessung mit einem Feedbackloop sein. Dadurch können unter anderem Fertigungstoleranzen des wenigstens einen Luftkanals ausgeglichen werden.
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Vorteilhafterweise kann der durchströmbare Querschnitt des wenigstens einen Luftkanals an der Verengungsstelle durch das Anpassen der Einschraubtiefe des Schraubteils anpassbar sein. Vorzugsweise kann das Anpassen mittels eines Schrittmotors erfolgen. Dadurch können vorteilhafterweise auch Abweichungen ausgeglichen werden, die im Laufe der Zeit durch das Verengen oder das Zusetzen des wenigstens einen Luftkanals entstehen können.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Luftkanal mit der Verengungsstelle zum Zulauf von Luft zu der Sensoreinrichtung ausgebildet sein. Alternativ kann der wenigstens eine Luftkanal mit der Verengungsstelle zum Ablauf von Luft von der Sensoreinrichtung ausgebildet sein. Durch die Anordnung der Verengungsstelle in dem Luftkanal zum Ablauf kann insbesondere eine Staubablagerung vor der Sensoreinrichtung verhindert und dadurch die Messgenauigkeit der Sensoreinrichtung erhöht werden.
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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, sondem 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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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Luftleitungssystems an einem Kopplungsstück mit einer Verengungsstelle;
- 2 bis 4 Schnittansichten des erfindungsgemäßen Luftleitungssystems an abweichend ausgebildeten Verengungsstellen.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Luftleitungssystems 1. Das Luftleitungssystem 1 weist einen Luftkanal 2 mit einer Verengungsstelle 3 und eine von Luft durchströmbare Sensoreinrichtung - hier nicht gezeigt - zur Überwachung von Luftqualität in dem Luftkanal 2 auf. Die Verengungsstelle 3 ist dabei in einem separaten Element 4 - hier ein separates hohlzylinderförmiges Kopplungsstück 5 - ausgeformt. Der Luftkanal 2 ist dabei bereichsweise durch das separate Element 4 bzw. das Kopplungsstück 5 und bereichsweise durch ein Leitungsrohr 8 gebildet. Das separate Element 4 bzw. das Kopplungsstück 5 durchtrennt dabei das Leitungsrohr 8 und ist mit dem Leitungsrohr 8 beidseitig luftleitend verbunden. Der Luftkanal 2 erstreckt sich dabei in Längsrichtung LR und der quer zur Längsrichtung LR ausgerichtete durchströmbare Querschnitt des Luftkanals 2 ist durch die bzw. an der Verengungsstelle 3 reduziert. Die Verengungsstelle 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel halb-sanduhrförmig mit einem anschließenden Führungskanal 7 ausgebildet.
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2-4 zeigen Schnittansichten des erfindungsgemäßen Luftleitungssystems 1 an abweichend ausgebildeten Verengungsstellen 3. Die Verengungsstellen 3 sind dabei in einem separaten hohlzylinderförmigen Einsatzteil 6 gebildet, das in dem Leitungsrohr 8 bzw. in dem Luftkanal 2 angeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass die hier gezeigten Verengungsstellen 3 auch in einem andersartig ausgestalteten Element 4 geformt sein können. In 2 ist die Verengungsstelle 3 halb-sanduhrförmig ausgebildet; in 3 ist die Verengungsstelle 3 halb-sanduhrförmig mit dem anschließenden Führungskanal 7 ausgebildet; und in 4 ist die Verengungsstelle 3 rampenartig und zur Längsrichtung LR des Luftkanals 2 um einen Neigungswinkel α geneigt ausgebildet. Die in 3 gezeigte Verengungsstelle 3 entspricht der in 1 gezeigten Verengungsstelle 3.
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5 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Luftleitungssystems 1 mit einem Gehäuse 9 eines HVAC-Geräts. Der Luftkanal 2 ist hier durch einen Schlauch 11 gebildet, der mit einem Gehäuseinnenraum 12 des Gehäuses 9 über das separate Element 4 - hier ein separater Rohrstutzen 10 - luftleitend verbunden ist. Der Rohrstutzen 9 ist dabei mit dem Gehäuse 9 und mit dem Schlauch 11 festverbunden. Die Verengungsstelle 3 ist hier in dem Rohrstutzen 9 gebildet und ist halb-sanduhrförmig. 6 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Luftleitungssystems 1, wobei hier abweichend zu 5 der separate Rohrstutzen 10 mit dem Gehäuse 9 integral ausgeformt ist.
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Das separate Element 4 ermöglicht eine flexible Ausgestaltung und eine flexible Anpassung des Durchmessers und der Form der Verengungsstelle 3. Zudem können Nachteile der herkömmlichen Lösung wie beispielweise Gratbildung in dem Luftkanal 2 vorteilhaft vermieden werden.
