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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus und insbesondere auf die Kraftfahrzeugtechnik. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf einen Luftausströmer für ein Fahrzeug.
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Fahrzeuge, wie auch andere Verkehrsmittel zur Beförderung von Personen, werden in der Regel an die Erfordernisse der Schaffung eines angemessenen Umfelds für die Fahrgäste angepasst. Einer der wichtigsten Aspekte der Bedingungen für die Personenbeförderung sind die Temperatur und die Luftverhältnisse im Inneren des Transportmittels. In diesem Zusammenhang kann es sich bei dem Transportmittel nicht nur um ein Auto, sondern auch um ein Boot, ein Schiff oder ein Flugzeug handeln. Zu diesem Zweck wurden Heizung und Klimaanlage schon vor langer Zeit in die Automobiltechnik eingeführt. Normalerweise werden Temperatur und Feuchtigkeit der Luft, die in das Innere von Transportmitteln geleitet wird, sorgfältig kontrolliert.
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Ein weiterer wichtiger Aspekt des Komforts ist die Art und Weise, wie der Luftstrom in den Innenraum eines Fahrzeugs gesteuert wird. Zu diesem Zweck werden Luftausströmer eingesetzt, die eine manuelle oder motorische Steuerung der Luftstromstärke sowie der Richtung des Luftstroms in den Innenraum ermöglichen. Luftausströmer umfassen in der Regel einen Rahmen oder ein Gehäuse und eine Reihe von horizontalen und vertikalen Flügeln im Inneren des Gehäuses, die durch einen Regelknauf geschwenkt werden können, um die Richtung des Luftstroms zu steuern. Um den Luftstrom besser steuern zu können, wurden einige Verbesserungen der Innenkonstruktion von Luftausströmern vorgeschlagen, wie z. B. die Möglichkeit, die Form des Luftströmungskanals innerhalb eines Luftausströmers zu verändern.
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Das Dokument
US 2004/152412 A1 offenbart beispielsweise einen Luftausströmer mit einem Luftströmungskanal, der die Form eines Trichters hat, der sich zur Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers hin aufweitet. Dies ermöglicht die Bildung eines Luftstroms, der durch vertikale Flügel in horizontaler Richtung nach rechts oder links gelenkt werden kann, ohne durch den Rand einer Auslassöffnung begrenzt zu werden.
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DE 10 2013 209 430 B3 zeigt einen Luftausströmer mit einem Gehäuse, innerhalb des Gehäuses einen verformbaren Flügel und auf beiden Seiten des verformbaren Flügels Luftströmungsleitelemente, die zusammen mit dem Flügel verformbar sind und zusammen mit Innenwänden des Luftausströmers einen Luftströmungskanal bilden. Der Luftströmungskanal nimmt je nach der Richtung, in der der Flügel verformt wird, unterschiedliche Formen an und ermöglicht so die Lenkung des Luftstroms nach oben oder nach unten. Ein vertikaler Flügel lenkt den Luftstrom in verschiedene horizontale Richtungen.
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DE 10 2016 122 142 A1 zeigt einen Luftausströmer mit zwei Lamellen, die verformt werden können und je nach Richtung des Luftstroms unterschiedliche Formen eines Luftströmungskanals bilden, ohne ihren Abstand zu verändern.
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Ausgehend vom bekannten Stand der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftausströmer zu schaffen, bei dem der Luftstrom mit einem einfachen Steuermechanismus effizient in verschiedene Richtungen, auch in seitliche Richtungen, gelenkt werden kann. Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftausströmer zu schaffen, bei dem der Luftstrom in verschiedenen horizontalen Richtungen in einen Fahrzeuginnenraum geleitet werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich daher auf einen Luftausströmer für ein Fahrzeug, mit einem Rahmen, einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung, wobei Luft auf ihrem Weg durch den Luftausströmer von der Lufteintrittsöffnung zur Luftaustrittsöffnung mit einer oder mehreren vertikalen Flügeln zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung geführt werden kann, die durch eine Translationsbewegung eines Betätigungselementes relativ zum Rahmen dreh- oder schwenkbar sind, um einen Luftstrom in unterschiedliche horizontale Richtungen zu lenken, und mit einer ersten und einer zweiten Seitenwand, wobei zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung ein Luftströmungskanal mit einem Luftströmungskanal-Einlassabschnitt, einem Luftströmungskanal-Mittelabschnitt und einem Luftströmungskanal-Auslassabschnitt gebildet ist, wobei jede der Seitenwände verformbar ist und in Abhängigkeit von der Position des Betätigungselements mindestens zwei unterschiedliche Formen annehmen kann, und mit einer mechanischen Übertragungsvorrichtung, die das Betätigungselement und mindestens einen Flügel des einen oder der mehreren Flügel koppelt und das dazu ausgebildet ist, beide Seitenwände durch die Translationsbewegung des Betätigungselements so zu verformen, dass ein horizontaler Abstand zwischen den Seitenwänden zumindest im Luftströmungskanal-Mittelabschnitt verringert oder vergrößert werden kann.
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Ein Luftausströmer für ein Fahrzeug besteht aus einem Rahmen, der verschiedene Teile des Luftausströmers zusammenhält oder an dem verschiedene Teile befestigt sind. Im Allgemeinen hat der Rahmen eine feste Position in Bezug auf den Fahrzeuginnenraum. Der Rahmen kann zum Beispiel starr an einem Armaturenbrett befestigt werden. Der Rahmen kann eine offene Konstruktion sein, die eine tragende Funktion hat, oder er kann ein Gehäuse sein, das einen Luftströmungskanal aufweist.
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Die Bezeichnungen vertikal und horizontal werden verwendet, um senkrechte oder nahezu senkrechte Richtungen anzugeben. Bei der Montage in einem Fahrzeug kann die tatsächliche Ausrichtung der Luftausströmer anders sein. In einer bevorzugten Anordnung können die vertikalen Flügel, die um eine vertikale Achse drehbar oder schwenkbar sind, den Luftstrom in den Fahrzeuginnenraum in verschiedene horizontale Richtungen lenken.
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Das Schwenken oder Drehen der vertikalen Flügel durch eine Translationsbewegung des Betätigungselements hat den Vorteil, dass eine solche Translationsbewegung bei einer manuellen Betätigung des Betätigungselements, z. B. eines Bedienknopfes, sehr intuitiv ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Translationsbewegung eine einfachere Konstruktion zur Veränderung des Abstands zwischen den Seitenwänden des Luftströmungskanals ermöglicht. Bei dem Betätigungselement kann es sich um einen Knopf zur manuellen Betätigung oder um ein Element handeln, das mechanisch mit einem Stellglied oder Motor gekoppelt ist und z. B. durch eine elektronische Steuereinheit betätigt werden kann.
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Der erfindungsgemäße Luftausströmer ermöglicht es, die vertikalen Flügel stromaufwärts und weit entfernt von der Auslassöffnung im Inneren des Luftausströmers zu positionieren, so dass sie für eine Person im Fahrzeug nicht oder kaum sichtbar sind. Wenn die Flügel nicht in der Nähe der Auslassöffnung positioniert sind, kann der Luftstrom, der von den vertikalen Flügeln in verschiedene horizontale Richtungen gelenkt wird, auf die Seitenwände der Auslassöffnung treffen, so dass der Luftstrom von den Seitenwänden abgelenkt wird und nicht die gewünschte Richtung außerhalb des Luftausströmers hat. Daher können die Seitenwände des Luftströmungskanals im Inneren des Luftausströmers reversibel konvex verformt werden, so dass der Luftströmungskanal je nach der gewünschten horizontalen Richtung des Luftstroms die Form eines sich zur Auslassöffnung hin aufweitenden Trichters hat. Auf diese Weise wird der Luftstrom im Falle einer Rechts- oder Linksdrehung an einer Seitenwand entlang geführt und trifft nicht mehr auf die Seitenwände. Vorzugsweise ist der Trichter so gestaltet, dass ein Coanda-Effekt erzielt wird.
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Der Luftströmungskanal-Auslassabschnitt umfasst die Auslassöffnung des Luftausströmers und der Luftströmungskanal-Einlassabschnitt umfasst die Einlassöffnung oder befindet sich in deren Nähe. Ein Teil des Luftströmungskanals zwischen diesen Abschnitten bildet den Luftströmungskanal-Mittelabschnitt. Vorzugsweise sind der Luftströmungskanal-Auslassabschnitt und der Luftströmungskanal-Einlassabschnitt so geformt, dass der Querschnitt der Luftaustrittsöffnung und der Querschnitt der Lufteintrittsöffnung fest sind und sich bei Veränderung der Form der Seitenwände nicht ändern. Vorzugsweise ist die Form des Luftströmungskanals in horizontaler Richtung spiegelsymmetrisch, unabhängig davon, ob der Luftstrom nach rechts oder nach links gerichtet ist. Dies sorgt nicht nur für eine für den Luftstrom effiziente Form, sondern ermöglicht auch eine einfache und effektive Konstruktion der Seitenwände und deren Verformungsmechanismus.
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Die erste Seitenwand ist in Bezug auf den Luftströmungskanal gegenüber der zweiten Seitenwand angeordnet. Der horizontale Abstand zwischen den Seitenwänden kann durch Verformung der Seitenwände variiert werden. Ein Vorteil solcher verformbarer Seitenwände ist, dass der aus dem Luftausströmer austretende Luftstrom besser gelenkt werden kann. Die Seitenwände können Teil des Luftausströmer-Gehäuses sein und einen Luftströmungskanal bilden, oder sie können im Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere können die Seitenwände den mittleren Abschnitt des Luftstroms bilden oder an der Innenseite des mittleren Abschnitts angeordnet sein.
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Vorzugsweise kann die Form der Seitenwände in vertikaler Richtung zwischen einer konvexen und einer ebenen Form variiert werden. Bei einer Konfiguration, bei der die Seitenwände konvex sind, ist der horizontale Abstand zwischen den Seitenwänden bei ihrem kleinsten Abstand kleiner als bei einer Konfiguration, bei der beide Wände flach sind. Dies bedeutet, dass die ideale Form ein Kreisabschnitt sein kann; konvex im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet jedoch auch jede Form der Seitenwände, die eine Verengung des Luftströmungskanals in seinem Mittelabschnitt bewirkt und die Bildung eines sich zum Luftströmungskanal-Auslassabschnitt hin aufweitenden Trichters ermöglicht. Dies kann auch gekrümmte oder polygonale Formen der Seitenwände einschließen, im Querschnitt sogar eine dreieckige Form. Der horizontale Abstand zwischen den beiden Seitenwänden kann als der Mindestabstand zwischen einem beliebigen Punkt der ersten Seitenwand und einem beliebigen Punkt der zweiten Seitenwand definiert werden.
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Die Bewegung des einen oder der mehreren vertikalen Flügel und die Verformung der Seitenwände sind mechanisch gekoppelt, d. h. eine Translationsbewegung des Betätigungselements führt zu einer Dreh- oder Schwenkbewegung der vertikalen Flügel und gleichzeitig zu einer Verformung der Seitenwände. Auf diese Weise wird die Form der Seitenwände automatisch im Hinblick auf die Ausrichtung der Flügel und die horizontale Richtung des Luftstroms, der den Luftausströmer verlässt, optimiert.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Ausführungsform des Luftausströmers, bei der die Seitenwände als Wände des Luftströmungskanals ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Seitenwände nicht innerhalb des Luftströmungskanals angeordnet, sondern sind ein integraler Bestandteil oder ein definierendes Element des Luftströmungskanals. Ein Vorteil dieser integrierten Seitenwände ist eine Gewichtsreduzierung.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Ausführungsform des Luftausströmers, bei der in einer neutralen Konfiguration die Seitenwände einen ersten Abstand aufweisen und der eine oder die mehreren vertikalen Flügel sich in einer Position befinden, in der sie einen Luftstrom in eine gerade Längsrichtung lenken, und bei der in einer seitlich ausgerichteten Konfiguration die Wände einen zweiten Abstand aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand, und der eine oder die mehreren vertikalen Flügel sich in einer Position befinden, in der sie einen Luftstrom in eine Querrichtung lenken. In einer ersten seitlich ausgerichteten Konfiguration ist der Luftstrom nach links gerichtet, während er in einer zweiten, seitlich ablenkenden Konfiguration nach rechts gerichtet ist.
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Wenn der Luftstrom in Längsrichtung oder in gerader Richtung aus dem Luftauslass austritt, ist der Luftstrom im Wesentlichen spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Ebene, die sich zwischen den beiden Seitenwänden und in gleichem Abstand zu diesen befindet. Bei der seitlich ausgerichteten Konfiguration hat die Richtung des Luftstroms, der den Luftausströmer verlässt, auch eine Komponente in der seitlichen horizontalen Richtung. Das bedeutet, dass der Luftstrom je nach Stellung der Flügel mehr oder weniger nach links oder rechts gerichtet ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Flügel weit entfernt von und hinter der Auslassöffnung anzuordnen, so dass sie für einen Benutzer nicht oder kaum sichtbar sind, und gleichzeitig eine optimale Ausrichtung des Luftstroms nach links oder rechts durch entsprechende Formgebung der Seitenwände zu erreichen.
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Eine weitere Ausführungsform des Luftausströmers sieht vor, dass in einer neutralen Konfiguration die Seitenwände einen ersten Abstand aufweisen und der eine oder die mehreren vertikalen Flügel sich in einer Position befinden, in der sie einen Luftstrom in eine gerade Längsrichtung lenken, und dass in einer seitlich ausgerichteten Konfiguration die Wände einen zweiten Abstand aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand, und der eine oder die mehreren vertikalen Flügel sich in einer Position befinden, in der sie einen Luftstrom in eine quer verlaufende, d.h. horizontal abgelenkte Richtung lenken.
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Wenn der Luftstrom den Luftausströmer verlässt, ohne nach links oder rechts gekrümmt zu werden, können die Seitenwände einen maximalen Abstand haben und somit einen maximalen Luftstromquerschnitt bereitstellen. Vorzugsweise sind die Seitenwände in der neutralen Konfiguration flach und/oder in einer Linie mit benachbarten Innenwänden des Luftausströmer-Gehäuses, um den Luftstrom so wenig wie möglich oder gar nicht zu stören oder zu begrenzen.
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Es kann auch vorgesehen werden, dass in einer seitlich gerichteten Konfiguration, in der der Luftstrom nach links oder rechts gerichtet ist, der Luftströmungskanal-Auslassabschnitt die Form eines sich zur Luftaustrittsöffnung hin aufweitenden Trichters aufweist.
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Der Luftströmungskanal-Einlassabschnitt kann die Form eines Trichters haben, der sich zum Luftströmungskanal-Mittelabschnitt hin verjüngt. Die Seitenwände, insbesondere in der seitlich ausgerichteten Konfiguration, können im Querschnitt teilweise gerade/polygonal sein, sie können aber auch die Form eines kreisförmigen Abschnitts oder allgemein eine gekrümmte, konvexe Form haben.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass in einer Ausführungsform jede der Seitenwände zumindest in einem Abschnitt in Richtung des Luftstroms aus einem flexiblen oder biegsamen Material hergestellt ist und dass jede der Seitenwände einen oder mehrere bewegliche Abschnitte aufweist, die mit der mechanischen Übertragungsvorrichtung gekoppelt sind, sowie einen oder mehrere feste Abschnitte, die am Rahmen befestigt sind. Auf diese Weise kann die mechanische Übertragungsvorrichtung genutzt werden, um die beweglichen Teile in Richtung der Mitte des Luftströmungskanals zu bewegen, wenn das Betätigungselement nach rechts oder links bewegt wird. Die festen Abschnitte der Seitenwände bleiben gegenüber dem Rahmen des Luftausströmers, der ein Gehäuse sein kann, fixiert. Alle Abschnitte der Seitenwände zusammen können in der seitlich ausgerichteten Konfiguration eine konvexe Form bilden, wenn die beweglichen Teile jeder Seitenwand in Richtung der anderen Seitenwand bewegt wurden.
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Es gibt viele Möglichkeiten, eine verformbare Seitenwand zu realisieren. Die verformbare Seitenwand kann aus einem elastischen, flexiblen oder biegsamen Material hergestellt sein oder bestehen. Vorzugsweise ist mindestens ein Abschnitt jeder Wand relativ zum Rahmen befestigt, z. B. der Abschnitt, der der Luftaustrittsöffnung am nächsten ist. Wenn für die Seitenwand oder zumindest für einen Abschnitt der Seitenwand ein elastisches Material verwendet wird, kann auch der Abschnitt der Seitenwand, der der Lufteintrittsöffnung am nächsten liegt, am Rahmen befestigt werden. Die Seitenwand kann aus steifen Abschnitten bestehen, die über Scharniere verbunden sind, um die Verformung zu ermöglichen.
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Zu diesem Zweck sieht eine Ausführung des Luftausströmers vor, dass die mechanische Übertragungsvorrichtung bei der Bewegung des Betätigungselements aus seiner Neutralstellung heraus die beweglichen Abschnitte jeder Seitenwand zur anderen Seitenwand hin zieht. Die Neutralstellung des Betätigungselements ist die Stellung des Betätigungselements, in der sich der Luftausströmer in der neutralen Konfiguration befindet und die Luft gerade aus der Luftaustrittsöffnung strömt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann sich das Betätigungselement zwischen einer äußersten Linksstellung und einer äußersten Rechtsstellung bewegen, so dass die Neutralstellung des Betätigungselements eine Position zwischen den beiden äußersten Stellungen ist. Die äußerste Linksstellung des Betätigungselements entspricht einem maximal nach links gerichteten Luftstrom und die äußersten Rechtsstellung des Betätigungselements entspricht einem maximal nach rechts gerichteten Luftstrom.
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Es kann ferner in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die mechanische Übertragungsvorrichtung ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad umfasst, die miteinander kämmen, so dass die Drehrichtung des ersten Zahnrads der Drehrichtung des zweiten Zahnrads entgegengesetzt ist, und dass das erste Zahnrad mit einer ersten Verbindungszahnstange und mit einer zweiten Verbindungszahnstange kämmt, wobei die erste Verbindungszahnstange mit der ersten Seitenwand verbunden ist und die zweite Verbindungszahnstange mit der zweiten Seitenwand verbunden ist, um die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand aufeinander zu oder voneinander weg zu bewegen.
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Durch die oben beschriebene einfache Konstruktion ist es auf einfache Weise möglich, eine gleichzeitige Bewegung der Seitenwände zu erzeugen.
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Die mechanische Übertragungsvorrichtung kann mit einem Schaltelement ausgestattet sein, das zwei Antriebszahnstangen aufweist, von denen eine erste Antriebszahnstange mit dem ersten Zahnrad dann und ausschließlich dann in Eingriff steht, wenn sich das Schaltelement und der Regelknauf zwischen der Neutralstellung und einer äußersten Linksstellung befinden, während die zweite Antriebszahnstange mit dem zweiten Zahnrad dann und ausschließlich dann in Eingriff steht, wenn sich das Schaltelement zwischen der Neutralstellung und einer äußersten Rechtsstellung befindet. Im letzteren Fall überträgt das zweite Zahnrad die Drehbewegung auf das erste Zahnrad, da das erste und zweite Zahnrad ineinander greifen. In beiden Fällen dreht sich das erste Zahnrad im Uhrzeigersinn, wenn das Schaltelement aus der Neutralstellung herausbewegt wird. Wenn das Schaltelement in die Neutralstellung bewegt wird, dreht sich das erste Zahnrad gegen den Uhrzeigersinn.
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Ein Vorteil der oben beschriebenen mechanischen Übertragungsvorrichtung besteht darin, dass sie es ermöglicht, dass die Seitenwände ihren geringsten Abstand haben, sowohl wenn die vertikalen Flügel in der Position sind, den Luftstrom nach rechts zu lenken, als auch wenn die vertikalen Flügel in der Position sind, den Luftstrom nach links zu lenken.
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In einer weiteren Ausführung des Luftausströmers können drei oder mehr vertikale schwenkbare oder drehbare Flügel vorgesehen sein, die so gekoppelt sind, dass das Schwenken oder Drehen eines der Flügel auf alle Flügel übertragen wird, und wobei einer oder mehrere der Flügel mechanisch mit der mechanischen Übertragungsvorrichtung gekoppelt sind.
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Diese Konstruktion einer Kupplung zwischen den Flügeln bietet eine einfache Lösung für die gleichzeitige Bewegung der Flügel. Im Allgemeinen können die Flügel durch ein Übertragungsglied oder eine Stange gekoppelt werden, die die Drehbewegung eines Flügels auf andere Flügel überträgt.
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Es kann daher vorgesehen werden, dass jeder der Flügel mit einem Übertragungsglied gekoppelt ist, wobei das Übertragungsglied mit der mechanischen Übertragungsvorrichtung und mit den Flügeln so gekoppelt ist, dass die Flügel in der neutralen Konfiguration parallel zueinander sind.
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Ein Vorteil der parallelen vertikalen Flügel in der neutralen Konfiguration besteht darin, dass der Luftstrom aus der Belüftungsöffnung in den Fahrzeuginnenraum strömt, so dass die Breite des Strahls hauptsächlich durch die Breite der Auslassöffnung bestimmt wird. In diesem Fall hat der Strahl in der Nähe der Austrittsöffnung und im Abstand von der Öffnung ungefähr die gleiche Breite.
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In einer anderen Ausführungsform kann ein Luftausströmer vorgesehen sein, bei dem mindestens zwei Flügel in der neutralen Konfiguration den gleichen Schwenkwinkel haben, aber in einer seitlich oder seitlich ausgerichteten Konfiguration des Luftausströmers unterschiedliche Schwenkwinkel aufweisen.
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Unterschiedliche Schwenkwinkel der vertikalen Flügel in einer seitlich ausgerichteten Konfiguration haben den Vorteil, dass der Luftstrom durch die Flügel fokussiert werden kann, um die Strömung, insbesondere innerhalb des Luftströmungskanals, besser entlang einer der Seitenwände zu lenken. Insbesondere bei einer Ausführungsform, bei der der Abschnitt des Luftströmungskanals so gestaltet ist, dass ein Coanda-Effekt erzielt wird, ist es günstig, diesen Luftstrom zu lenken.
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Insbesondere kann eine Ausführung vorteilhaft sein, bei der zumindest der eine oder die beiden äußersten linken Flügel und der eine oder die beiden äußersten rechten Flügel unterschiedliche Schwenkwinkel aufweisen.
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Durch diese Anordnung der Flügel, von denen einige einen anderen Schwenkwinkel haben als andere, kann der Luftstrom in einer Form erzeugt werden, die besonders von der trichterförmigen Aufweitung des Luftströmungskanals im Bereich nahe der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers profitiert.
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Dieses Konzept sowie weitere Ausführungsformen der Erfindung werden mit Hilfe der Figuren, die im Folgenden näher erläutert werden, deutlicher werden.
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Darin zeigt
- 1 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Luftausströmer in einer neutralen Konfiguration;
- 2 einen Teil der mechanischen Übertragungsvorrichtung mit den beiden Zahnrädern und der ersten und zweiten Antriebszahnstange;
- 3 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Luftausströmer in einer Rechtsstellung des Betätigungselements;
- 4 einen Teil der mechanischen Übertragungsvorrichtung mit den beiden Zahnrädern und der ersten und zweiten Antriebszahnstange in einer Rechtsstellung des Betätigungselements;
- 5 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Luftausströmer in einer Linksstellung des Betätigungselements;
- 6 einen Teil der mechanischen Übertragungsvorrichtung mit den beiden Zahnrädern und der ersten und zweiten Antriebszahnstange in einer Linksstellung des Betätigungselements;
- 7 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Luftausströmer in einer Linksstellung des Betätigungselements, wobei der Luftstrom durch Pfeile dargestellt ist;
- 8 eine Querschnittsansicht durch den in 7 dargestellten Luftausströmer in neutraler Konfiguration/Position.
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1 zeigt im Querschnitt einen Luftausströmer mit einem Rahmen 1 und einem Betätigungselement. In dieser Ausführungsform ist das Betätigungselement ein Regelknauf 5, der von einem Fahrzeuginsassen manuell betätigt werden kann, um eine lineare Bewegung auszuführen. Diese Figur und auch die 2 bis 6 zeigen, wie die beiden Seitenwände 6a, 6b des Luftausströmers sowohl durch Verschieben des Betätigungselements nach links als auch durch Verschieben nach rechts aufeinander zu bewegt werden können. Insbesondere zeigen diese Figuren, dass sich die Seitenwände sowohl bei maximaler Schwenkung der Flügel im Uhrzeigersinn als auch bei maximaler Schwenkung der Flügel gegen den Uhrzeigersinn in dieselbe Konfiguration/Position bewegen. In anderen Ausführungsformen kann das Betätigungselement mit einem Stellglied oder Motor gekoppelt sein. Der Regelknauf 5 befindet sich an der Vorderseite des Luftausströmers, um den Fahrzeuginsassen einen leichten Zugang zu ermöglichen. In 1 befindet sich der Regelknauf 5 an der Vorderseite des Luftausströmers in einer neutralen, mittleren Stellung. Dargestellt sind fünf vertikale Flügel 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, die mit einer Übertragung 10 durch Kulissenkupplungen verbunden sind, die Kulissen 12b in Form von Langlöchern und Stifte 12a umfassen, die an den Flügeln befestigt sind und in den Langlöchern gleiten. Durch Verschieben des Regelknauf 5 nach links werden die Flügel ebenfalls nach links geschwenkt und durch Verschieben des Regelknauf nach rechts werden die Flügel nach rechts geschwenkt.
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Da die Flügel von der Vorderseite des Luftausströmers und des Regelknauf 5 entfernt angeordnet sind, sind sie von der Vorderseite aus kaum sichtbar. Andererseits könnte der Luftstrom bei einer äußersten Linksstellung oder äußersten Rechtsstellung der Flügel auf die Seitenwände 6a, 6b des Luftströmungskanals 7 treffen. Um bei einer äußersten Links- oder Rechtsstellung der Flügel eine optimierte Luftströmung zu erreichen, können zwei Maßnahmen ergriffen werden: Die Schwenkwinkel der Flügel können durch die Kulissenkopplung der einzelnen Flügel an das Getriebe individuell gesteuert werden. Außerdem können die Seitenwände 6a, 6b durch eine reversible Verformung/Bewegung einiger Abschnitte der Seitenwände an die Schwenkwinkel der Flügel angepasst werden. Dies wird in der Beschreibung von 7 näher erläutert.
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Die Seitenwände 6a, 6b sind Teil des Luftströmungskanals 7 mit einem Luftströmungskanal-Einlassabschnitt 7a, einem Luftströmungskanal-Mittelabschnitt 7b und einem Luftströmungskanal-Auslassabschnitt 7c.
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Bei der in den 3 und 6-8 gezeigten Ausführung begrenzen die Seitenwände den Luftströmungskanal und definieren ihn.
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In der in 1 dargestellten Neutralstellung ist der Luftströmungskanal gerade und symmetrisch, und die Seitenwände 6a, 6b können ebenfalls gerade und flach sein.
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Sobald der Regelknauf 5 nach rechts, wie in den 3 und 4 gezeigt, oder nach links, wie in den 5 und 6 gezeigt, verschoben wird, wird auch die mechanische Übertragungsvorrichtung 8a-8f, die mit dem Regelknauf 5 verbunden ist, auf dieselbe Seite verschoben und überträgt die Schaltbewegung auf das Getriebe 10 und damit auf die Flügel 4a, 4b, 4c, 4d, 4e.
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2 zeigt die mechanische Übertragungsvorrichtung 8a-8f mit den Zahnrädern 8a und 8b, den Verbindungszahnstangen 8c, 8d und den Antriebszahnstangen 8e und 8f in einer etwas detaillierteren Darstellung als 1. Die erste und zweite Antriebszahnstange 8e, 8f sind Teil der mechanischen Übertragungsvorrichtung, insbesondere des Schaltelements 11. Die Antriebszahnstangen können integraler Bestandteil des Schaltelements sein oder am Schaltelement befestigt sein.
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Ein Element der mechanischen Übertragungsvorrichtung 8a-8f ist das erste Zahnrad 8a, das drehbar gelagert ist und mit der ersten Verbindungszahnstange 8c und der zweiten Verbindungszahnstange 8d in Eingriff steht. Wenn sich das erste Zahnrad 8a im Uhrzeigersinn dreht, wird die erste Verbindungszahnstange 8c nach rechts und die zweite Verbindungszahnstange 8d nach links angetrieben. Da die erste Verbindungszahnstange 8c mit der ersten Seitenwand 6a und die zweite Verbindungszahnstange 8d mit der zweiten Seitenwand 6b verbunden ist, werden in diesem Fall die beiden Seitenwände aufeinander zu bewegt. Wenn sich das erste Zahnrad im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird die erste Verbindungszahnstange 8c nach links und die zweite Verbindungszahnstange 8d nach rechts angetrieben. In diesem Fall bewegen sich die Seitenwände 6a, 6b also auseinander und vergrößern so den horizontalen Abstand zwischen ihnen.
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Das zweite Zahnrad 8b, die erste Antriebszahnstange 8e und die zweite Antriebszahnstange 8f sind so angeordnet, dass eine Schaltbewegung der mechanischen Übertragungsvorrichtung, insbesondere des Schaltelements aus der Neutralstellung sowohl nach rechts als auch nach links, das erste Zahnrad 8a im Uhrzeigersinn antreibt.
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Eine Schaltbewegung der mechanischen Übertragungsvorrichtung, insbesondere des Schaltelements 11, aus einer Rechts- oder Linksstellung in Richtung Neutralstellung treibt den ersten Gang 8a im Gegenuhrzeigersinn an.
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Wenn der Regelknauf 5 und das Schaltelement 11 aus der Neutralstellung, die in dieser Ausführungsform eigentlich eine Mittelstellung ist, nach rechts bewegt werden (vgl. auch 3 und 4), ist die zweite Antriebszahnstange 8f im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 8b und treibt das zweite Zahnrad entgegen dem Uhrzeigersinn an. Das zweite Zahnrad 8b ist gleichzeitig im Eingriff mit dem ersten Zahnrad 8a, so dass sich das erste Zahnrad 8a im Uhrzeigersinn dreht. In diesem Fall ist das erste Zahnrad 8a nicht im Eingriff mit der ersten Antriebszahnstange 8e.
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Wird (vgl. 5 und 6) das Schaltelement 11 mit dem Regelknauf 5 aus der Neutralstellung nach links bewegt, so ist das erste Zahnrad 8a im Eingriff mit der ersten Antriebszahnstange 8e und wird sofort im Uhrzeigersinn angetrieben. In diesem Fall ist das zweite Zahnrad 8b nicht im Eingriff mit der zweiten Antriebszahnstange 8f.
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Die 3 und 5 zeigen, dass die beiden Seitenwände im Luftströmungskanal-Mittelabschnitt 7b sowohl nach einer Verschiebung des Regelknauf 5 nach rechts als auch nach einer Verschiebung nach links aufeinander zu bewegt wurden, so dass die Seitenwände einen sich aufweitenden Trichter zur Austrittsöffnung des Luftausströmers im Luftströmungskanal-Auslassabschnitt 7c bilden. Die beiden Seitenwände liegen im Mittelabschnitt 7b am dichtesten beieinander, und im Luftströmungskanal-Einlassabschnitt 7a bilden die Seitenwände einen Trichter, der sich zum Mittelabschnitt hin verengt.
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Die erste Verbindungszahnstange 8c und die zweite Verbindungszahnstange 8d sind mit der linken Seitenwand 6a bzw. der rechten Seitenwand 6b verbunden. Dies ist in den Figuren schematisch durch senkrecht abgewinkelte Beine an den Enden der Verbindungszahnstangen dargestellt. Auf diese Weise können die beweglichen Abschnitte 9c, 9d der Seitenwand 6a, die insbesondere Teil des mittleren Luftstromabschnitts sind, zur anderen Wand 6b hin und von dieser weg bewegt werden. In den gezeigten Ausführungsformen wird die Bewegung der Seitenwände über Schlitze in einer Führungsschiene geführt. Hier ist der Endabschnitt 9e der Seitenwand in der Nähe des Luftauslasses fest mit dem Rahmen 1 verbunden und kann nicht verschoben werden. In der gezeigten Ausführung ist der Endabschnitt 9f der Seitenwand in der Nähe des Luftauslasses ebenfalls am Rahmen befestigt.
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7 zeigt schematisch den Aufbau des Luftstroms durch den Luftausströmer, insbesondere auch die Richtungen der verschiedenen Teile des Luftstroms im Luftströmungskanal-Auslassabschnitt und im Bereich der Luftaustrittsöffnung.
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Die Flügel 4a, 4b, 4c, 4d, 4e sind nach links geschwenkt, wobei die äußersten rechten Flügel 4d und 4e einen größeren Schwenkwinkel aufweisen als die anderen Flügel. Dies wird durch die Kulissenkupplung 12a, 12b der Übertragung mit den Flügeln erreicht, wie oben erläutert.
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Der Teil des Luftstroms, der an den äußersten rechten Seitenflügeln 4d und 4e vorbeiströmt, weist einen größeren Abstand von der ersten Seitenwand 6a auf als die anderen Teile des Luftstroms und kann daher durch einen größeren Schwenkwinkel der Flügel 4d, 4e stärker nach links gelenkt werden als die Teile des Luftstroms, die die anderen Flügel, z. B. 4a, 4b, 4c, berühren. Dadurch, dass der Luftströmungskanal 7 im Abschnitt 7c zur hin einen sich aufweitenden Trichter bildet, haben die steilsten Luftstromteile der Flügel 4d, 4e genügend Platz.
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So ermöglichen die unterschiedlichen Schwenkwinkel der einzelnen Flügel 4a-e in Verbindung mit den verformbaren Seitenwänden eine von der Vorderseite des Luftausströmers abgewandte Positionierung der Flügel, die dennoch extreme horizontale Richtungen des Luftstroms zulässt.
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Die extreme horizontale Lenkung des Luftstroms wird durch den Coanda-Effekt unterstützt, der von dem Luftstrom erzeugt wird, der eng an der konvexen Form der Seitenwände im Luftströmungskanal entlangströmt.
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8 zeigt eine schematische Darstellung des Luftstroms durch den Luftausströmer für den Fall, dass sich die vertikalen Flügel 4a, 4b, 4c, 4d, 4e alle in einer neutralen, geraden Stellung und parallel zueinander befinden. Der durch die Pfeile 16a, 16b dargestellte Luftstrom tritt gerade und symmetrisch aus der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers aus. In dieser Konfiguration sind die Seitenwände 6a, 6b gerade, flach und parallel zueinander und haben den größten Abstand zueinander.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2004152412 A1 [0004]
- DE 102013209430 B3 [0005]
- DE 102016122142 A1 [0006]
