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Die Erfindung betrifft ein Belüftungssystem zur Realisierung von Luftausströmung in einem Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.
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Um den Innenraum einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs zu belüften und/oder zu klimatisieren, werden in Kraftfahrzeugen typischerweise verstellbare sogenannte Luftausströmer bzw. Personenanströmer eingesetzt, die in der Instrumententafel angeordnet sind, und die im Wesentlichen generell nach Fahrzeug hinten ausgerichtet sind. Diese Luftausströmer sollen sich aber auch nach oben/unten und nach links/rechts ausrichten lassen.
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Konventionelle Luftausströmer haben separat gelagerte horizontale und vertikale Lamellen. Für die Ausrichtung nach oben/unten werden horizontale Lamellen quer zum Luftvolumenstrom angeordnet. Für die Ausrichtung nach links/rechts kommen vertikale Lamellen quer zum Luftvolumenstrom zum Einsatz. Die Lamellen sind untereinander verbunden und lassen sich gleichmäßig um die Längsachse verdrehen und somit den Luftvolumenstrom umlenken.
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Die Lamellenpakete, die jeweils vertikale und horizontale Lamellen umfassen, werden in Luftvolumenstromrichtung hintereinander angeordnet und mindern hierdurch die effektive Umlenkbarkeit bzw. es entstehen Querschnittsverluste für den austretenden Luftvolumenstrom. Zudem sind oftmals entweder horizontale oder vertikale Lamellenpakete sichtbar und beeinflussen dadurch die optische Anmutung ungünstig.
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Zur Umgehung dieses Nachteils existieren sogenannte Walzendüsen, welche beispielsweise in einem Paket angeordnete und um eine gemeinsame Achse drehbar gelagerte horizontale Lamellen aufweist, und innerhalb des Paketes vertikale Lamellen aufweist. Hierdurch entsteht eine sehr gute Umlenkbarkeit des Luftvolumenstroms, allerdings auf Kosten optischer Ansprüche und relativ hohem Bauraumbedarfs.
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Die
US 3 888 506A offenbart eine Insassen-Knierückhaltevorrichtung, die ein Mittelteil aufweist, das den unteren Teil einer energieabsorbierenden Lenksäule teilweise umgibt und eine Öffnung aufweist, die sich nach oben zu dieser Lenksäule hin öffnet, wobei diese Öffnung durch eine zerbrechliche Verschlussanordnung verschlossen ist, die aufgrund ihres Eingriffs mit der Säulenanordnung bei einer Verformungsbewegung der Knierückhaltevorrichtung relativ zur Säulenanordnung bricht. Die Verschlussanordnung ist aus zerbrechlichem Kunststoffmaterial gebildet und umfasst ein Verschlussgehäuse, wobei das Gehäuse mit dem Fahrzeugbelüftungssystem verbunden werden kann.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Belüftungssystem in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mittels welchen Luftausströmung in einem Kraftfahrzeug auf besonders einfache, kostengünstige und platzsparende Weise realisierbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch das Belüftungssystem zur Realisierung von Luftausströmung in einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen des Belüftungssystems sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Darüber hinaus wird ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
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Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Belüftungssystem zur Realisierung von Luftausströmung in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Lenksäule und eine Instrumententafel mit einer Instrumententafelöffnung zur Hindurchführung der Lenksäule, wobei die Lenksäule von einer Begrenzung der Instrumententafelöffnung zumindest bereichsweise beabstandet ist, sowie umfassend eine Luftführungseinrichtung, welche strömungstechnisch derart mit der Instrumententafelöffnung gekoppelt oder koppelbar ist, so dass wenigstens ein Luftvolumenstrom seitlich der Lenksäule aus der Instrumententafelöffnung ausgebbar ist. Seitlich bedeutet, dass der Luftvolumenstrom zumindest in einem Umfangsabschnitt entlang der Außenseite der Lenksäule verläuft, das heißt, im Wesentlichen parallel zur Richtung der Lenksäulenachse.
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Eine Luftführungseinrichtung ist eine Einrichtung zur Realisierung eines Strömungspfades für einen Luftvolumenstrom. Die Realisierung vom Strömungspfad umfasst die wenigstens bereichsweise Definition bzw. Begrenzung des Strömungspfades. Insbesondere ist der Strömungspfad als eine Aussparung zwischen Führungssegmenten der Luftführungseinrichtung realisiert. Die Luftführungseinrichtung kann Führungsflächen zur Leitung bzw. Ausrichtung des Luftvolumenstroms aufweisen, die an den Führungssegmenten angeordnet sein können. Die Führungsflächen können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Typischerweise begrenzen bzw. definieren jeweils zwei benachbarte Führungsflächen wenigstens teilweise einen Strömungspfad. Die Ausrichtung des Luftvolumenstroms wird somit durch die Luftführungseinrichtung bzw. deren Führungsflächen definiert.
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Die Luftführungseinrichtung kann zur Realisierung mehrerer Luftvolumenströme bzw. zur Aufteilung eines zugeleiteten Luftvolumenstroms in mehrere Luftvolumenströme eingerichtet sein. Mehrere von der Luftführungseinrichtung umfasste Führungssegmente können zur Aufteilung eines Luftvolumenstroms zwecks Definition mehrerer Luftvolumenströme bzw. zwecks Unterteilung des Luftvolumenstroms in mehrere Luftvolumenströme eingerichtet sein.
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Die Lenksäule ist von einem Spalt zwischen der Oberfläche der Lenksäule und der Begrenzung der Instrumententafel umgeben. Der Spalt kann als Ring ausgebildet sein, der mit der Luftführungseinrichtung strömungstechnisch gekoppelt oder koppelbar ist. Die Lenksäule ist von der Begrenzung der Instrumentenöffnung derart beabstandet angeordnet, dass zwischen ihnen ein oder mehrere Durchlässe bestehen können, durch welchen bzw. welche Luftvolumenströme hindurchströmen können.
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Dadurch wird die Oberfläche der Lenksäule bzw. einer Lenksäulenverkleidung, die die Lenksäule ummantelt, und/ oder die Oberfläche eines Lenkradtopfes zur Luftführung in Richtung des Fahrers verwendet. Dies hat den Vorteil, dass trotz Realisierung des Luftauslasses in der Instrumententafel nur ein einziger Schlitz beziehungsweise eine einzige Instrumententafelöffnung im Bereich der Lenksäule in der Instrumententafel benötigt wird. Das heißt, es sind keine weitere sichtbaren Aussparungen in der Instrumententafel für den Luftauslass erforderlich. Dies sorgt für einen optisch ansprechenden und aufgeräumten Eindruck sowie dafür, dass die Instrumententafel als Plattform für andere Funktionalitäten, wie z.B. ein Anzeigefeld, genutzt werden kann. Darüber hinaus sind für die Funktionalität der Höhenverstellung der ausströmenden Luft keine beweglichen Teile wie z.B. horizontale Lamellen erforderlich, was die erfindungsgemäße Lösung besonders einfach, kostengünstig und wenig störanfällig macht.
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Unter der Instrumententafelöffnung kann auch ein einseitig begrenzender Bereich der Instrumententafel verstanden werden, der eine Kavität beziehungsweise eine Öffnung in der Instrumententafel begrenzt, durch die die Lenksäule hindurchführt.
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Gemäß einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist vorgesehen, dass durch die Begrenzung der Instrumententafelöffnung ein Strömungskanal an dessen Außenseite begrenzt ist, wobei der Strömungskanal an seiner Innenseite zumindest bereichsweise durch ein Strömungsleitelement begrenzt ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Strömungsleitelement im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist, und dass die Lenksäule durch das Strömungsleitelement hindurchführt.
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Bei rohrförmiger Ausgestaltung bildet das Strömungsleitelement eine Strömungsleitelementöffnung aus, durch welche sich die Lenksäule erstreckt. Die Strömungsleitelementöffnung ist zumindest teilweise umgeben von der Instrumententafelöffnung. Das Strömungsleitelement ist ein Element zur Beeinflussung der Strömung wenigstens eines Luftvolumenstroms. Die Verteilung des Luftvolumenstroms kann vorzugsweise über einen U-förmigen oder ringförmigen Strömungskanal zwischen der Begrenzung der Instrumententafelöffnung und dem Strömungsleitelement mit einem oder zwei Lufteinlässen erfolgen. Der Auslassbereich kann bei entsprechender Positionierung der Lenksäule bzw. der Lenksäulenverkleidung eine Drosselwirkung in Bezug auf den ausströmenden Luftstrom realisieren.
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Unter der Strömungsleitelementöffnung kann auch ein einseitig begrenzender Bereich des Strömungsleitelements verstanden werden, der eine Kavität in dem Strömungsleitelement begrenzt, durch die die Lenksäule hindurchführt.
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Es ist weiterhin vorgesehen, dass ein Verhältnis der Flächengrößen, d.h. der Größe der Leitfläche zwischen der Instrumententafelöffnung und der Strömungsleitelementöffnung zur Abgabe mindestens eines Luftvolumenstroms und der Größe der Fläche der Strömungsleitelementöffnung, zwischen 0,2 und 0,5, insbesondere zwischen 0,25 und 0,4 liegen kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine die Lenksäule umgebende Lenksäulenverkleidung, insbesondere zusammen mit der Lenksäule, beweglich ausgebildet ist, so dass die Richtung des mindestens einen seitlich der Lenksäule aus der Instrumententafelöffnung austretenden Luftvolumenstroms in Abhängigkeit von der Bewegung oder Positionierung der Lenksäulenverkleidung einstellbar ist. Mit anderen Worten hat die Lenksäulenverkleidung der Lenksäule eine luftleitende Funktion.
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Die Lenksäulenverkleidung kann manuell und/ oder elektrisch schwenkbar und/oder verschiebbar sein, so dass die Lenksäulenverkleidung entlang einer radialen Richtung sowohl in einer horizontalen Ebene als auch in einer vertikalen Ebene schwenkbar und/oder verschiebbar ist. In Abhängigkeit von der Bewegung oder Positionierung der Lenksäulenverkleidung kann die radiale Weite eines Abschnitts des die Lenksäulenverkleidung umgebenden Spalts zwischen der Lenksäulenverkleidung und der Instrumententafel verringert werden, wodurch der Luftvolumenstrom aus diesem Abschnitt verringert oder blockiert wird. Dadurch wird jedoch die radiale Weite des radial gegenüberliegenden Abschnitts des Spalts vergrößert. In diesem Fall ist der aus diesem Teil des Spalts austretende Luftvolumenstrom entsprechend verstärkt. Durch Verschieben der Lenksäulenverkleidung kann somit die Richtung des Luftvolumenstroms geändert werden. Auf diese Weise kann ein Benutzer einfach und flexibel die gewünschte Ausströmrichtung einstellen.
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Durch die Positionierung der Lenksäulenverkleidung der Lenksäule in einem Winkel zur Ausströmrichtung des Luftvolumenstroms kann der Luftvolumenstrom einfach und effizient nach Bedarf umgelenkt werden. Einerseits ermöglicht bereits die geringere Anzahl von Teilen von Luftlenkelementen im Vergleich zu herkömmlichen Belüftungssystemen eine wesentlich kostengünstigere, einfachere und weniger störungsanfällige Produktion sowie Konstruktion. Zum anderen ist das Belüftungssystem aufgrund der geringen Anzahl beweglicher Teile und der einfachen mechanischen Lösung leichtgängig, einfach zu bedienen und kaum störanfällig im Betrieb.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Belüftungssystems kann das Belüftungssystem mindestens ein Abdeckungselement umfassen, das an das Strömungsleitelement angeschlossen ist und die Lenksäulenverkleidung abschnittsweise abdeckt. Das Abdeckungselement ist an einer dem Strömungsleitelement gegenüberliegenden Seite mit der Lenksäulenverkleidung der Lenksäule angeschlossen beziehungsweise verbunden. Das Abdeckungselement kann zumindest im abdeckenden Bereich im Wesentlichen luftundurchlässig ausgeführt sein. Das Abdeckungselement muss dabei nicht zwingend absolut luftdicht ausgeführt sein, sondern nur geeignet sein, einen abgegebenen Luftvolumenstrom umzulenken. Das Abdeckungselement verhindert, dass der Luftvolumenstrom durch die Strömungsleitelementöffnung in und/ oder hinter die Instrumententafel zurückströmt. Das Abdeckungselement ist derart geformt, dass das Abdeckungselement eine Führung des Luftvolumenstroms im Wesentlichen an der Lenksäulenverkleidung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Lenksäule ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Belüftungssystems kann vorgesehen sein, dass eine Länge des Abdeckungselements entlang der Längsachse der Lenksäule größer ist als die kürzeste Entfernung der Anschlusspunkte bzw. der Befestigungspunkte des Abdeckungselements an Strömungsleitelement und Lenksäulenverkleidung. Dadurch kann sich das Abdeckungselement bei einer Bewegung der Lenksäulenverkleidung entsprechend flexibel verformen, sodass eine zuverlässige Abdeckung des Spalts zwischen Strömungsleitelement und Lenksäulenverkleidung gewährleistet ist.
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Eine weitere Ausführungsform des Belüftungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungselement aus Leder oder Lederimitat gebildet ist. Dies sorgt für einen optisch ansprechenden Eindruck und ermöglicht leicht eine Verformung bei Bewegung der Lenksäule.
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Es ist vorgesehen, dass wenigstens ein Steg verbindend zwischen der Begrenzung der Instrumententafelöffnung und dem Strömungsleitelement angeordnet ist. Der wenigstens ein Steg ermöglicht eine stabile Verbindung des Strömungsleitelements mit der Instrumententafel und sorgt auch für eine strukturelle Robustheit des gesamten Belüftungssystems.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Strömungskanal derart geformt, dass der Luftvolumenstrom zumindest teilweise auf die Lenksäulenverkleidung gerichtet ist. Dies ist vorteilhaft, da so der Luftvolumenstrom auf die Lenksäule gerichtet wird und über die Oberfläche der Lenksäulenverkleidung und des Lenkradtopfes zum Fahrer geleitet wird.
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Eine Ausführungsform des Belüftungssystems zur Realisierung von Luftausströmung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Instrumententafelöffnung und die Strömungsleitelementöffnung, die durch das Strömungsleitelement ausgebildet ist, entlang der Längsachse der Lenksäule versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Strömungsleitelementöffnung hinsichtlich des Luftvolumenstroms stromaufwärts der Instrumententafelöffnung angeordnet ist. Dadurch ist das Strömungsleitelement von Fahrzeuginsassen vorteilhaft nicht oder kaum optisch wahrnehmbar.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Dieses weist zur Realisierung von Luftausströmung in einen Kraftfahrzeuginnenraum wenigstens ein erfindungsgemäßes Belüftungssystem zur Realisierung von Luftausströmung auf.
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Insbesondere ist das Belüftungssystem derart im Kraftfahrzeug angeordnet, dass es eine Luftausströmung auf einen Sitzplatz des Kraftfahrzeugs bzw. auf eine darauf sitzende Person realisieren kann.
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Das Belüftungssystem kann zur Realisierung eines klimatisierten Luftvolumenstroms zwecks Klimatisierung des Kraftfahrzeuginnenraums selbstverständlich an eine Heizung bzw. Klimaanlage des Kraftfahrzeugs angeschlossen bzw. anschließbar sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in der beiliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläutert.
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Es zeigt
- 1: einen Querschnitt durch ein Belüftungssystem umfassend eine Lenksäule und eine Instrumententafel mit einer Instrumententafelöffnung zur Hindurchführung der Lenksäule.
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1 zeigt ein Belüftungssystem 1 zur Realisierung von Luftausströmung in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Lenksäule 2 und eine Instrumententafel 3. Die Instrumententafel 3 weist eine Instrumententafelöffnung 4 auf, durch welche die Lenksäule 2 hindurchführt. Die Lenksäule 2 ist von der Begrenzung 5 der Instrumententafelöffnung 4 beabstandet. Das Belüftungssystem 1 umfasst ferner eine Luftführungseinrichtung, die nicht in 1 veranschaulicht ist, und welche strömungstechnisch derart mit der Instrumententafelöffnung 3 gekoppelt oder koppelbar ist, so dass wenigstens ein Luftvolumenstrom 6 seitlich der Lenksäule 2 aus der Instrumententafelöffnung 4 ausgebbar ist.
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Mit der Luftführungseinrichtung lässt sich somit durch die Instrumententafel 3 ein Luftvolumenstrom 6 einer Fahrgastzelle 7 bzw. zu den darin platzierten Insassen zuführen. Zu diesem Zweck bildet das Belüftungssystem 1 einen Strömungskanal 8 aus, der an der Fahrgastzelle 7 mündet.
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Der Strömungskanal 8 ist an seiner Außenseite 9 durch die Begrenzung 5 der Instrumententafel 3 begrenzt. An seiner Innenseite 10 ist der Strömungskanal 8 durch ein Strömungsleitelement 11 begrenzt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Strömungsleitelement 11 im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet. Das Strömungsleitelement 11 umfasst eine Strömungsleitelementöffnung 12, durch die die Lenksäule 2 hindurchführt.
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Die Lenksäule 2 ist längenabschnittsweise von der Lenksäulenverkleidung 13 umgeben. Das Belüftungssystem 1 umfasst ein Abdeckungselement 14. Das Abdeckungselement 14 ist an dem Strömungsleitelement 11 und an der Lenksäulenverkleidung 13 angeschlossen. Der Abdeckungselement 14 deckt den Spalt 15 zwischen dem Strömungsleitelement 11 und der Lenksäule 2 beziehungsweise der Lenksäulenverkleidung 13 ab. Das Abdeckungselement 14 verhindert, dass der Luftvolumenstrom 6 durch die Strömungsleitelementöffnung 12, beziehungsweise durch den Spalt 15 in oder hinter die Instrumententafel 3 zurückströmt.
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Die Länge des Abdeckungselements 14 entlang der Längsachse 16 der Lenksäule 2 ist größer als die kürzeste Entfernung der Anschlusspunkte 17 bzw. der Befestigungspunkte des Abdeckungselements 14 an Strömungsleitelement 11 und die Lenksäule 2, so dass das Abdeckungselement 14 die in der Schnittdarstellung ersichtliche Schlaufe bzw. Falte oder auch Ausbeulung ausbildet.
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Das Abdeckungselement 14 ist auf der dem Luftvolumenstrom 6 zugewandten Seite konkav geformt, so dass das Abdeckungselement 14 es ermöglicht, den Luftvolumenstrom 6 im Wesentlichen entlang der Lenksäulenverkleidung 13 zu führen. Die Begrenzung 5 weist einen konvergierenden Abschnitt 18 auf, so dass der Strömungskanal 8 derart geformt ist, dass der Luftvolumenstrom 6 zumindest teilweise auf die Lenksäulenverkleidung 13 entlang der Längsachse 16 gelenkt wird. Ferner sind die Instrumententafelöffnung 4 und die durch das Strömungsleitelement 10 gebildete Strömungsleitelementöffnung 12 entlang der Längsachse 16 der Lenksäule 2 zueinander versetzt angeordnet, was durch den Pfeil 20 verdeutlicht ist, wobei die Strömungsleitelementöffnung 12 bezüglich des Luftvolumenstroms 6 stromaufwärts der Instrumententafelöffnung 4 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Belüftungssystem
- 2
- Lenksäule
- 3
- Instrumententafel
- 4
- Instrumententafelöffnung
- 5
- Begrenzung
- 6
- Luftvolumenstrom
- 7
- Fahrgastzelle
- 8
- Strömungskanal
- 9
- Außenseite des Strömungskanals
- 10
- Innenseite des Strömungskanals
- 11
- Strömungsleitelement
- 12
- Strömungsleitelementöffnung
- 13
- Lenksäulenverkleidung
- 14
- Abdeckungselement
- 15
- Spalt
- 16
- Längsachse
- 17
- Anschlusspunkt
- 18
- konvergierender Abschnitt
- 19
- Kürzeste Entfernung der Anschlusspunkte
- 20
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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