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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftausströmer für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Zuführkanal, über den dem Luftausströmer ein mittels einer Lüftungseinrichtung des Kraftfahrzeugs erzeugter Luftstrom zuführbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug.
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Im Zusammenhang mit Lüftungseinrichtungen, insbesondere Klimatisierungseinrichtungen, von Kraftfahrzeugen münden hiermit erzeugte Luftströme typischerweise in einen Luftausströmer, über den der Luftstrom schließlich in den Insassenraum gelangt. Zumeist ist die Ausströmrichtung des Luftstroms in den Insassenraum mittels des Luftausströmer einstell- bzw. veränderbar. Hierzu sind häufig verstellbare Lamellengitter vorgesehen.
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Ein Luftausströmer, bei dem die Ausströmrichtung änderbar ist, ist aus
DE 10 2018 205 881 B3 bekannt. Dieser Luftausströmer umfasst einen von einem Luftstrom umströmten Verdrängungskörper, wobei Luftleitelemente zur Aufteilung der Luftströmung jeweils zwischen zwei Endstellungen verstellbar sind. In Abhängigkeit der Stellung der Luftleitelemente folgt der Luftstrom entweder einem ober- oder einem unterhalb des Verdrängungskörpers verlaufenden Strömungspfad oder teilt sich auf diese Strömungspfade auf. Hierdurch ist die entsprechende Ausströmrichtung beeinflussbar.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Konzept im Zusammenhang mit einem Luftausströmer für ein Kraftfahrzeug anzugeben, insbesondere hinsichtlich einer einfachen Ausgestaltung und einer hohen Flexibilität bezüglich der realisierbaren Ausströmrichtungen.
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Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe bei einem Luftausströmer der eingangs genannten Art dadurch, dass sich der Zuführkanal an einer Verzweigungsstelle stromabwärts in wenigstens vier Teilkanäle verzweigt, die jeweils in eine Austrittsöffnung des Luftausströmers münden und über die die in den Teilkanälen geführten Teilluftströme des Luftstroms in unterschiedliche Ausströmrichtungen aus der Austrittsöffnung ausblasbar sind, wobei an der Verzweigungsstelle, an der sich die Querschnittsfläche des Zuführkanals aus der Summe der Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle ergibt, wenigstens ein Abdeckmittel angeordnet ist, mittels dem die einen Durchlassquerschnitt für den Luftstrom bildende Querschnittsfläche des Zuführkanals variierbar abdeckbar ist.
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Der Luftstrom ist mittels des Abdeckmittels unterschiedlich auf die Teilkanäle aufteilbar. Dadurch, dass die in den Teilluftströmen geführte Luftmenge pro Zeiteinheit mittels des Abdeckmittels beeinflussbar sind und die Ausströmrichtungen der aus den Teilkanälen über die Austrittsöffnung ausströmenden Teilluftströme unterschiedlich sind, lässt sich hierdurch eine Gesamtausströmrichtung der aus der Austrittsöffnung ausströmenden Luft beeinflussen. Insbesondere können einzelne Teilkanäle im Extremfall gar nicht von einem Teilluftstrom durchströmt werden.
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So können die aus den Teilkanälen ausströmenden Teilluftströme jeweils anhand eines Ausströmvektors definiert werden, dessen Richtung entlang der jeweiligen Ausströmrichtung zeigt und dessen Länge mit der über den jeweiligen Teilkanal ausgeblasenen Luftmenge pro Zeiteinheit korreliert. Ein die Gesamtausströmrichtung der aus der Austrittsöffnung ausströmenden Luft beschreibender Gesamtausströmvektor ist über eine Vektoraddition der Ausströmvektoren bestimmbar.
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Die in bzw. über die Austrittsöffnungen ausströmenden Teilluftströme gelangen, insbesondere unmittelbar, in den Insassenraum des Kraftfahrzeugs. Die Ausströmrichtungen unterscheiden sich bevorzugt alle zueinander, so dass alle Ausströmrichtungen, ausgehend von der Austrittsöffnung, in unterschiedliche Raumrichtungen weisen.
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Der Zuführkanal kann eine gehäuse-, stutzen- oder schlauchartige Komponente sein, insbesondere aus einem Metall und/oder einem Kunststoff, über die der mittels der Lüftungseinrichtung erzeugte Luftstrom zu den Teilkanälen führbar ist. Bezogen auf die Strömungsrichtung des Luftstroms durch den Zuführkanal, also auf die Längsrichtung des Zuführkanals, mündet dieser in die Teilkanäle bzw. teilt sich in diese auf. Die Verzweigungsstelle, an der das Abdeckmittel angeordnet ist, ist folglich diejenige endseitige Stelle des Zuführkanals, an der dieser endet und an der der Luftstrom in die Teilkanäle über deren Eintrittsquerschnittsflächen einströmt und hierbei in die Teilluftströme aufgeteilt wird. Die Teilkanäle können ebenfalls gehäuse- oder schlauchartig ausgebildet sein und aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen. Die Teilkanäle und der Zuführkanal können als eine ein- oder mehrstückige Komponente ausgebildet sein.
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Die Lüftungseinrichtung kann ein Ventilator sein oder einen solchen umfassen. Die Lüftungseinrichtung ist bevorzugt eine Klimatisierungsrichtung, mittels der der Luftstrom hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit konditionierbar ist. Die zur Erzeugung des Luftstroms benötigte Luft kann von außerhalb des Kraftfahrzeugs und/oder von einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs angesaugt werden. Die Lüftungseinrichtung und der Luftausströmer können über einen Luftschlauch miteinander verbunden sein.
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Mittels des Abdeckmittels ist können verschiedene Bereiche der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle abgedeckt werden. Folglich werden die Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle mittels des Abdeckmittels abschnittsweise, komplett oder gar nicht verdeckt. Über einen entsprechenden Abdeckungsgrad der Eintrittsquerschnittsflächen, also dem Verhältnis aus abgedecktem und nicht abgedecktem Bereich der jeweiligen Eintrittsquerschnittsfläche, lässt sich die Stärke des den jeweiligen Teilkanals durchströmenden Teilluftstroms beeinflussen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Abdeckmittel die einzige Komponente des Luftausströmers bzw. des zugehörigen Kraftfahrzeugs ist, mittels der die Einstellung der Gesamtausströmrichtung vornehmbar ist. Mithin sind zur Erfüllung dieses Zwecks im Idealfall ausschließlich die Aktoren ausreichend, mittels denen das Abdeckmittel ansteuerbar ist. Bevorzugt ist hierzu nur ein einziger Aktor vorgesehen. Mittels des erfindungsgemäßen Luftausströmers kann somit ein denkbar einfaches Konzept zur Einstellung der Gesamtausströmrichtung der in den Insassenraum strömenden Luft realisiert werden.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Teilkanäle unterschiedlich zueinander geometrisch geformt sind, so dass die in den Teilkanälen geführten Teilluftströme in die unterschiedlichen Ausströmrichtungen aus der Austrittsöffnung austreten. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Längsrichtung wenigstens eines der Teilkanäle zumindest abschnittsweise abweichend zu den Längsrichtungen der anderen Teilkanäle. Die Längsrichtungen der Teilkanäle können zumindest abschnittsweise unterschiedlich gebogen und/oder gewinkelt zueinander verlaufen. Die Teilluftströme strömen entlang der Innenwände der Teilkanäle und werden, bezüglich ihrer Strömungsrichtungen, von deren Verlauf beeinflusst bzw. geändert und mithin vorgegeben. Insbesondere können die Längsrichtungen der Teilkanäle unmittelbar vor der Austrittsöffnung derart gebogen verlaufen, dass die in den Teilkanälen geführten Luftströme in die unterschiedlichen Ausströmrichtungen aus der Austrittsöffnung austreten.
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Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Teilkanäle wenigstens ein fest angeordnetes Luftablenkungselement aufweist, so dass die in den Teilkanälen geführten Teilluftströme in die unterschiedlichen Ausströmrichtungen aus der Austrittsöffnung austreten. Das Luftablenkungselement kann unmittelbar vor der Austrittsöffnung angeordnet sein. Das Luftablenkungselement ist bevorzugt rampen- oder lamellenartig, so dass der hiermit strömungsbedingt in Kontakt kommende Teilluftstrom in seiner Strömungsrichtung abgelenkt wird. Das Luftablenkungselement kann an einer Innenwand des jeweiligen Teilkanals, insbesondere unmittelbar vor der Austrittsöffnung, befestigt oder angeformt sein. Sofern das Luftablenkungselement vorgesehen ist, können die Teilkanäle bezüglich ihrer Längsrichtungen geradlinig und insbesondere parallel zueinander verlaufen.
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Sofern vier Teilkanäle vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass, bezogen auf den im Kraftfahrzeug verbauten Zustand des Luftausströmers, eine Richtungskomponente einer ersten der Ausströmrichtungen nach oben, eine Richtungskomponente einer zweiten der Ausströmrichtungen nach unten, eine Richtungskomponente einer dritten der Ausströmrichtungen nach links und eine Richtungskomponente einer vierten der Ausströmrichtungen nach rechts weist. Allgemein gesprochen können die Ausströmvektoren durch drei orthogonale Richtungskomponenten, die auch als Vektorkomponenten bezeichnet werden können, beschrieben werden, z. B. eine senkrecht von der Austrittsöffnung wegzeigende erste Komponente, eine vertikal entlang der Fahrzeughochrichtung nach oben zeigende zweite Komponente und eine horizontal entlang der Fahrzeugquerrichtung zeigende dritte Komponente.
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Denkbar ist, dass die erste Ausströmrichtungen schräg nach links oben, die zweite schräg nach links unten, die dritte schräg nach rechts unten und die vierte schräg nach rechts oben weist. Bei Betrachtung der zweiten und dritten Komponente stehen hierbei die jeweils resultierenden Gesamtvektoren bevorzugt paarweise senkrecht aufeinander bzw. entgegen zueinander, und zwar bezüglich der Fahrzeugquer- bzw. -hochrichtung insbesondere um 45° geneigt. Denkbar ist ferner, dass die erste Ausströmrichtungen nach oben, die zweite nach unten, die dritte nach rechts und die vierte nach links weist. In diesen konkreten Ausgestaltungen lassen sich alle denkbaren Möglichkeiten für die Richtung des Gesamtausströmvektors realisieren.
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Bezüglich des Abdeckmittels kann vorgesehen sein, dass dieses flächig ausgebildet ist und sich an der Verzweigungsstelle entlang der Querschnittsfläche des Zuführkanals erstreckt, wobei die Fläche und/oder die Position des Abdeckmittels zum variierbaren Abdecken der Querschnittsfläche des Zuführkanals änderbar ist. Der Begriff „flächig“ bedeutet, dass die Ausdehnung des Abdeckmittels entlang der Querschnittsfläche deutlich größer ist als entlang der Längsrichtung des Zuführkanals bzw. der Teilkanäle. Das Abdeckmittel kann komplett luftundurchlässig sein und beispielsweise aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen. Eine Flächenänderung des Abdeckmittels bewirkt, dass sich dessen Ausdehnung entlang der Querschnittsfläche ändert. Eine Positionsänderung des Abdeckmittels bewirkt, dass sich dieses entlang der Querschnittsfläche translatorisch und/oder rotatorisch bewegt.
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Sofern die Fläche des Abdeckmittels änderbar ist, kann vorgesehen sein, dass dieses in einen vollständig geöffneten und einen vollständig geschlossenen Zustand und in wenigstens einen Zustand zwischen dem vollständig geöffneten und dem vollständig geschlossenen Zustand bringbar ist. Bevorzugt ist das Abdeckmittel, insbesondere stufenlos, in mehrere Zustände zwischen dem vollständig geöffneten und dem vollständig geschlossenen Zustand bringbar. In dem vollständig geöffneten Zustand wird ein größtmöglicher Bereich der Querschnittsfläche des Zuführkanals mittels des Abdeckmittels abgedeckt. In dem vollständig geschlossenen Zustand wird ein kleinstmöglicher oder gar kein Bereich der Querschnittsfläche des Zuführkanals mittels des Abdeckmittels abgedeckt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Luftausströmer kann vorgesehen sein, dass die Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle kreisförmig ist, wobei die Fläche des Abdeckmittels durch ein fächerartiges Öffnen und Schließen des Abdeckmittels änderbar ist. Das Abdeckmittel ist in dieser Ausführungsform, bezogen auf den Querschnitt des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle, kreissektorförmig, wobei das Öffnen und Schließen des Abdeckmittels eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Öffnungswinkels dieses Kreissektors bewirkt. Der Mittelpunkt der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle entspricht bevorzugt dem Mittelpunkt des das Abdeckmittel beschreibenden Kreises. In dem vollständig geöffneten Zustand ist das Abdeckmittel bevorzugt halbkreisförmig.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle aus der Summe der kreissektorförmigen Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle ergibt. Die kreissektorförmigen Querschnitte der Teilkanäle sind insbesondere gleich ausgebildet. Sofern vier Teilkanäle vorgesehen sind, können die Eintrittsquerschnittsflächen mithin jeweils viertelkreisförmig sein.
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Das Abdeckmittel kann mehrere kreissektorförmige Flügel aufweisen, die sich flächig entlang der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle erstrecken und um einen Mittelpunkt dieser Querschnittsfläche schwenkbar angeordnet sein, wobei die Flügel, bezogen auf diese Querschnittsfläche, in dem oder einem vollständig geöffneten Zustand des Abdeckmittels nebeneinander und in dem oder einem vollständig geschlossenen Zustand des Abdeckmittels hintereinander angeordnet sind. In dem vollständig geöffneten Zustand deckt mithin jeder der Flügel eine separate Teilfläche der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle ab. In dem vollständig geschlossenen Zustand des Abdeckmittels sind die Flügel derart positioniert, dass diese entlang desselben Bereichs der Querschnittsfläche angeordnet sind und folglich ein größtmöglicher Bereich der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle freigegeben bzw. geöffnet ist. Das Abdeckmittel kann mehrere, z.B. vier, geometrisch identisch geformte Flügel aufweisen, die etwa achtelkreisförmig sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Luftausströmer kann vorgesehen sein, dass zum Öffnen und Schließen des Abdeckmittels wenigstens einer Flügel an einer gewinkelt zur Querschnittsfläche des Zuführkanals und durch deren Mittelpunkt verlaufenden Welle, die über einen Aktor in Rotation versetzbar ist, angebunden ist. Die Welle erstreckt sich bevorzugt orthogonal zu der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle. Zum Öffnen und Schließen des Abdeckmittels ist mithin lediglich ein Aktor erforderlich, über den die Welle, insbesondere in zwei entgegengesetzte Richtungen, bezüglich einer Drehbewegung um deren Längsachse antreibbar ist.
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Bevorzugt ist einer der endseitigen Flügel an der Welle rotationsfest befestigt, wobei die Bewegung dieses Flügels auf die übrigen Flügel, die an der Welle nicht rotationsfest befestigt sind, über an den Flügeln angeordnete Mitnehmerelemente übertragbar ist. Der endseitige Flügel ist einer der beiden Flügel, die, bezogen auf den vollständig geöffneten Zustand, nicht zwischen zwei Flügeln angeordnet ist, sondern lediglich einen benachbarten Flügel aufweist. Einer dieser beiden endseitigen Flügel ist rotationsfest an der Welle angebunden, so dass sich eine Rotation der Welle um deren Längsachse auf den Flügel derart überträgt, dass dieser entlang der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle rotiert. Die übrigen Flügel können über ein drehbares Scharniergelenk an der Welle angebunden sein.
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Die Übertragung der Bewegung von dem endseitigen Flügel auf die übrigen Flügel kann, sofern insgesamt mehr als zwei Flügel vorgesehen sind, beim Öffnen und Schließen des Abdeckmittels sukzessive erfolgen. Die Mitnehmerelemente können, bezogen auf die Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle, vorder- oder rückseitig an den Flügeln angeordnet sein. Die Mitnehmerelemente können vorsprungartige Stege und Nasen sein, wobei zum Mitnehmen eines Flügels durch einen anderen Flügel der Steg bzw. die Nase eines dieser Flügel gegen eine Nase bzw. einen Steg des jeweils anderen Flügels läuft.
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Derjenige endseitige Flügel, der nicht an der Welle rotationsfest befestigt ist, kann ein Rastmittel aufweisen, das mit einem im Zuführkanal ortsfest angebunden Rastelelement eine Rastverbindung derart ausbildet, dass dieser endseitige Flügel beim Überführen des Abdeckmittels in den vollständig geöffneten Zustand in Position gehalten wird, wobei die Rastverbindung dadurch lösbar ist, dass die Rotation der Welle bei Erreichen des vollständig geöffneten Zustands des Abdeckmittels weiter fortgesetzt wird. Bezogen auf den vollständig geöffneten Zustand des Abdeckmittels wird eine durch den Aktor generierte Kraft über die Welle und die Flügel auf das Rastelement übertragen, wobei diese Kraft ausreichend ist, um die Rastverbindung zu lösen.
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In dieser Ausführungsform kann mithin die Rotation der Welle, ausgehend von dem vollständig geschlossenen Zustand des Abdeckmittels, zunächst eine Vergrößerung des Öffnungswinkels des die Form des Abdeckmittels beschreibenden Kreissektors bewirken, wobei der das Rastmittel aufweisende Flügel mittels der Rastverbindung in Position gehalten wird. Sobald der vollständig geöffnete Zustand des Abdeckmittels erreicht und die Rotation der Welle weiter fortgesetzt wird, löst sich die Rastverbindung, so dass anschließend eine Rotation des vollständig geöffneten Abdeckmittels innerhalb der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle erfolgt. Eine gegenläufige Rotation der Welle bewirkt hingegen zunächst ein Schließen des Abdeckmittels in den vollständig geschlossenen Zustand und anschließend eine Rotation des Abdeckmittels, bei das Rastmittel gegen das Rastelement läuft, oder umgekehrt. Sofern die Rotation der Welle beim Anstoßen des Rastmittels an den Rasthaken weiter fortgesetzt wird, rastet das Rastmittel wieder in das Rastelement ein und die Rastverbindung wird geschlossen.
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In einer optionalen Weiterbildung der die Rastverbindung vorsehenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftausströmers ist vorgesehen, dass das Rastmittel ein Rasthaken und das Rastelement eine an einer Wand des Zuführkanals angeordnete Rastnase ist oder umgekehrt. Das Rastmittel bzw. das Rastelement kann jeweils eine separate Komponente oder an den jeweiligen Flügel bzw. die Wand integral angeformt sein. Der Rasthaken und/oder die Rastnase kann wenigstens eine Anlaufschräge aufweisen, um das Ent- und Verrasten dieser Komponenten zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
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Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe ferner durch ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lüftungseinrichtung und einen Luftausströmer gemäß der vorangehenden Beschreibung, wobei die Austrittsöffnung in einen Insassenraum des Kraftfahrzeugs mündet. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Luftausströmer erläuterten Vorteile und Merkmale sind auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann eine Bedienvorrichtung und eine hiermit verbundene Steuerungseinrichtung umfassen, wobei mittels der Bedienvorrichtung generierte und eine nutzerseitig gewünschte Gesamtausströmrichtung der Luft aus der Austrittsöffnung betreffende Nutzersignale an die Steuerungseinrichtung übertragbar sind, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, Steuersignale in Abhängigkeit der Nutzersignale zu generieren, die auf das Abdeckmittel und/oder einen auf das Abdeckmittel wirkenden Aktor zum variierbaren Abdecken der Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle übertragbar sind. Die Bedienvorrichtung kann ein Touchscreen des Kraftfahrzeugs sein. Denkbar ist, dass ein Nutzer die gewünschte Gesamtausströmrichtung der Luft aus der Austrittsöffnung vorgibt, wobei die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit hiervon die erforderliche Stellung und/oder den erforderlichen Öffnungszustand des Abdeckmittels bestimmt und die entsprechenden Steuersignale in Abhängigkeit hiervon generiert und auf das Abdeckmittel bzw. den Aktor übertragen werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispielen und den Figuren. Diese zeigen schematisch:
- 1 eine Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfassend einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Luftausströmers der 1,
- 3 eine Seitenansicht des Luftausströmers der 1,
- 4 eine rückwärtige Ansicht des Luftausströmers der 1,
- 5 - 10 ein Bewegungsablauf eines Abdeckmittels des Luftausströmers der 1 beim Öffnen und anschließenden Umpositionieren,
- 11 ein Bewegungsablauf des Abdeckmittels der 5 - 10 beim Öffnen hinsichtlich hieran angeordneter Mitnehmerelemente,
- 12 eine detaillierte Ansicht auf eine einen Flügel des Abdeckmittel der 5 - 10 in Position haltende Rastverbindung, und
- 13 ein Bewegungsablauf des Abdeckmittels der 5 - 10 beim Schließen hinsichtlich der Mitnehmerelemente.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 umfassend einen in dieser Figur nur äußerst schematisch angedeuteten erfindungsgemäßen Luftausströmer 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine als Klimatisierungseinrichtung ausgebildete Lüftungseinrichtung 3, die über einen Luftschlauch 4 mit einem Zuführkanal 5 des Luftausströmers 2 verbunden ist. Über die Lüftungseinrichtung 3 ist Luft aus einem Insassenraum 6 des Kraftfahrzeugs 1 und/oder von außerhalb des Kraftfahrzeugs 1 ansaugbar, die einen Luftstrom bildet und mittels der Lüftungseinrichtung 3 bezüglich der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit konditionierbar ist. Der Luftstrom wird dem Luftausströmer 2 über den Luftschlauch 4 zugeführt, durchströmt den Luftausströmer 2 und tritt sodann über eine Austrittsöffnung 7, die im Bereich eines Armaturenbretts 27 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, in den Insassenraum 6 aus.
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Zur besseren Orientierung ist in den 1 - 4 jeweils ein Koordinatensystem abgebildet, bei dem die x-Achse entlang der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten, die y-Achse entlang der Fahrzeugquerrichtung nach rechts und die z-Richtung entlang der Fahrzeughochrichtung nach oben weist.
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In den 2 - 4 sind Details des Luftausströmers 2 gezeigt, wobei 2 eine perspektivische Ansicht, 3 eine Seitenansicht und 4 eine rückwärtige Ansicht des Luftausströmers 2 ist. Erkennbar ist der stutzenartig ausgeführte Zuführkanal 5, an den der Luftschlauch 4 (in den 2 - 4 nicht gezeigt), z.B. über eine Schlauchschelle, angebunden ist.
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Der Zuführkanal 5 verzweigt sich, bezogen auf die Strömungsrichtung des Luftstroms und mithin auf die Längsrichtung des Zuführkanals 5, an einer Verzweigungsstelle 8 in vier Teilkanäle 9. Die Teilkanäle 9 münden jeweils in die Austrittsöffnungen 7, so dass die in den Teilkanälen 9 geführten Teilluftströme des Luftstroms an der Austrittsöffnung 7 wieder zusammengeführt werden. Die entsprechende Verzweigung und Zusammenführung des Luftstroms wird durch die Pfeile in 3 angedeutet.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, dass die in den Teilkanälen 9 geführten Teilluftströme in zueinander unterschiedlichen Ausströmrichtungen aus der Austrittsöffnung 7 austreten bzw. ausgeblasen werden. Beispielhaft ist vorgesehen, dass eine erste der Ausströmrichtungen der aus der Austrittsöffnung 7 austretenden Teilluftströme schräg nach links oben, eine zweite schräg nach links unten, eine dritte schräg nach rechts unten und eine vierte schräg nach rechts oben weist. Die den jeweiligen Teilkanälen zugeordneten Ausströmrichtungen sind in der 2 durch die Pfeile angedeutet.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist ferner, dass an der Verzweigungsstelle 8 ein Abdeckmittel 10 angeordnet ist, mittels der die Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 an der Verzweigungsstelle 8, die einen Durchlassquerschnitt für den Luftstrom bildet, variierbar abdeckbar ist. Dies ist insbesondere in der 4 erkennbar, in der mittels des Abdeckmittels 10 beispielhaft die Hälfte der Querschnittsfläche abgedeckt ist, wobei Details bezüglich der geometrischen Gegebenheiten später erläutert werden. Das Abdeckmittel 10 umfasst vier Flügel 11 - 14, die in den Figuren unterschiedlich schraffiert sind, wobei Details hierzu ebenfalls später erläutert werden.
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Über das Abdeckmittel 10 ist das Verhältnis der Aufteilung des Luftstroms in die die Teilkanäle 9 durchströmenden Teilluftströme beeinflussbar. Dadurch, dass sich die Ausströmrichtungen der aus den Teilkanälen 9 ausströmenden Teilluftströme unterscheiden, lässt sich über das Abdeckmittel 10 eine insgesamt resultierende Gesamtausströmrichtung der aus der Austrittsöffnung 7 ausströmenden Luft beeinflussen.
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 2 - 4 Details bezüglich der Teilkanäle 9 erläutert. So ist erkennbar, dass die Teilkanäle 9 unterschiedlich geometrisch geformt sind, wodurch die unterschiedlichen Ausströmrichtungen bewirkt werden. Konkret verlaufen die Teilkanäle 9 in dem jeweiligen Bereich unmittelbar vor der Austrittsöffnung 7 gebogen, so dass die Teilluftströme entsprechend der jeweiligen Biegung abgelenkt werden.
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Obgleich dies in den vorliegenden Figuren nicht gezeigt ist, kann in wenigstens einen der Teilkanäle 9 zusätzlich oder alternativ wenigstens ein fest angeordnetes Luftablenkungselement vorgesehen sein, über die die Ausströmrichtung des jeweiligen Luftstroms aus der Austrittsöffnung 7 beeinflusst wird. Die Luftableitungselemente können rampen- oder lamellenartig sein und an der Wand des jeweiligen Teilkanals 9 angeformt oder befestigt sein.
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Nachfolgend werden Details hinsichtlich des Abdeckmittels 10 anhand der 4 erläutert. Das Abdeckmittel 10 ist flächig ausgebildet und erstreckt sich an der Verzweigungsstelle 8 des Zuführkanals 5 entlang dessen Querschnittsfläche. Die Fläche des Abdeckmittels 10 ist zum variierbaren Abdecken der Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 änderbar. Konkret ist die Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 an der Verzweigungsstelle 8 kreisförmig, wobei die Fläche des Abdeckmittels 10 durch ein fächerartiges Öffnen und Schließen des Abdeckmittels 10 änderbar ist, wobei in 4 ein vollständig geöffneter Zustand des Abdeckmittels 10 gezeigt ist, in dem dieses beispielhaft halbkreisförmig ist. Das Abdeckmittel ist zudem in einen vollständig geschlossenen Zustand bringbar, in dem dieses beispielhaft achtelkreisförmig ist wobei (Details diesbezüglich werden später erläutert). Überdies ist das Abdeckmittel 10 stufenlos in beliebig viele Zustände zwischen dem vollständig geöffneten und dem vollständig geschlossenen Zustand bringbar.
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Ferner wird aus 4 ersichtlich, dass sich die Querschnittsfläche des Zuführkanals an der Verzweigungsstelle 8 aus der Summe der kreissektorförmigen Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle 9 ergibt. Die Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle 9 sind gleich ausgebildet, nämlich jeweils in der Form eines Viertelkreises. Der Mittelpunkt des das fächerartige Abdeckmittel 10 beschreibenden Kreises und die Mittelpunkte der die Eintrittsquerschnittsflächen beschreibenden Kreise sind identisch.
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5 - 10 zeigen eine zeitliche Abfolge von Zuständen des Abdeckmittels 10 während des Überführens von dem vollständig geschlossenen in den vollständig geöffneten Zustand und einer anschließend erfolgenden Umpositionierung. Das Abdeckmittel 10 weist mehrere kreissektorförmige, konkret vier achtelkreisförmige, Flügel 11 - 14 auf, die sich flächig entlang der Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 an der Verzweigungsstelle 8 erstrecken. Vorgesehen ist zudem eine sich entlang der Längsrichtung des Zuführkanals 5 erstreckende und durch den Mittelpunkt deren Querschnittsfläche verlaufende Welle 15, die über einen in den Figuren nicht näher gezeigten Aktor in Rotation um ihre Längsachse versetzbar ist. Die Flügel 11 - 14 sind an der Welle 15 befestigt, wobei die Flügel 11 - 13 nicht rotationsfest und der endseitige Flügel 14 rotationsfest an der Welle 15 befestigt ist, etwa über ein drehbares Scharniergelenk.
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5 zeigt das Abdeckmittel 10 in dem vollständig geschlossenen Zustand. Mit Blick auf die Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 sind die Flügel 11 - 14 in diesem Zustand hintereinander angeordnet, so dass die mittels des Abdeckmittels 10 abgedeckte Querschnittsfläche achtelkreisförmig und somit kleinstmöglich ist. Lediglich zur besseren Erkennbarkeit ist in 5 ein leichter seitlicher Versatz der Flügel 11 - 14 angedeutet. Ersichtlich sind jedoch bereits im kleinstmöglichen Zustand die Eintrittsquerschnittsflächen der beiden oberen Teilkanäle 9 teilweise mittels des Abdeckmittels 10 abgedeckt. Insbesondere unter zusätzlicher Betrachtung der 2 wird erkennbar, dass, sofern die Teilkanäle 9 symmetrische zueinander ausgebildet wären, ein resultierender und aus der Austrittsöffnung 7 ausströmender Luftstrom leicht nach oben abgelenkt wäre. Um dies zu kompensieren, können die Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle 9 und/oder die Teilkanäle 9 selbst asymmetrisch ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass dies durch einen, bezogen auf die Horizontale, schrägen Verbau des Luftausströmers 2 in das Armaturenbrett 27 kompensiert wird.
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Ausgehend von dem in 5 gezeigten, vollständig geschlossenen Zustand des Abdeckmittels 10 kann die Welle 15 mittels des Aktors in Rotation im Uhrzeigersinn versetzt werden. Hierbei nimmt die Welle 15 den endseitigen Flügel 14 mit, da dieser rotationsfest an der Welle 15 befestigt sind. Da die übrigen Flügel 11 - 13 nicht rotationsfest an der Welle 15 angebunden sind, bleiben diese zunächst in ihrer ursprünglichen Position, wie dies anhand der 6 erkennbar ist. Erkennbar ist einer der vier Eintrittsquerschnittsflächen der Teilkanäle 9, nämlich die rechte obere, in diesem Zustand des Abdeckmittels 10 nahezu vollständig von dem Abdeckmittel 10 abgedeckt, so dass der zugehörige Teilkanal 9 von einem deutlich schwächeren Teilluftstrom durchströmt wird als die übrigen Teilkanäle und sich mithin eine entsprechend geänderte Gesamtausströmrichtung ergibt.
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Ausgehend von dem in 6 gezeigten Zustand des Abdeckmittels 10 bewirkt ein weiteres Drehen der Welle 15 im Uhrzeigersinn ein weiteres Öffnen des Abdeckmittels 10 wobei dieses sukzessive die in den 7 und 8 gezeigten Zustände einnimmt. Der in 8 gezeigte Zustand entspricht dem vollständig geöffneten und halbkreisförmigen Zustand des Abdeckmittels 10. Ersichtlich sind die Flügel 11 - 14, bezogen auf die Querschnittsfläche des Zuführkanals 8, hierbei nebeneinander angeordnet.
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Wie aus den 5 - 8 ersichtlich wird, erfolgt das fächerartige Öffnen des Abdeckmittels 10 derart, dass sich zuerst der endseitige Flügel 14 bewegt, wobei die übrigen Flügel 11 - 13 in ihrer Ursprungsposition verbleiben. Anschließend wird der Flügel 13 von dem endseitigen Flügel 14 mitgenommene, wobei die übrigen Flügel 11, 12 in ihrer Ursprungsposition verbleiben. Anschließend wird der Flügel 12 von dem Flügel 13 mitgenommen, wobei der andere endseitige Flügel 11 in seiner Ursprungsposition verbleibt. Die Übertragung der Bewegung des endseitigen Flügels 14 wird folglich sukzessive auf die Flügel 12, 13 übertragen.
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Zu diesem Zweck sind an den Flügeln 11 bis 14 angeordnete Mitnehmerelemente 16 vorgesehen, über die die Flügelbewegungen übertragbar sind. Details bezüglich der zeitlichen Abfolge werden anhand der 11 erläutert, die der besseren Übersichtlichkeit halber nur die beiden Flügel 13, 14 zeigt. Die Mitnehmerelemente 16 sind, bezogen auf die Querschnittsfläche des Zuführkanals 5, vorder- oder rückseitig an den Flügeln 11 bis 14 angeordnete, vorsprungartige Stege 17 und Nasen 18. Ersichtlich wirken bei der Rotation des endseitigen Flügels 14 im Uhrzeigersinn die Mitnehmerelemente 16 zunächst nicht zusammen (s., von links gezählt, die erste und zweite Teilabbildung der 11), und zwar bis zu dem Zustand, bei dem der Steg 17 des endseitigen Flügels 14 gegen die Nase 18 des Flügels 13 läuft (s. die dritte Teilabbildung der 11). Dieser Steg 17 nimmt sodann die Nase 18 samt dem Flügel 13 mit. Obgleich dies in der 11 nicht gezeigt ist, erfolgt eine entsprechende Bewegungsübertragung im folgenden Bewegungsverlauf von dem Flügel 13 auf den Flügel 12 und von dem Flügel 12 auf den Flügel 11, wobei hierzu entsprechende Mitnehmerelemente 16 der Flügel 11, 12 vorgesehen sind.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 12 der weitere Bewegungsablauf des Abdeckmittels 10 beschrieben, wenn sich die Welle 15, sobald sich das Abdeckmittel 10 in dem vollständig geöffneten Zustand befindet (siehe 8), weiter dreht. 12 zeigt einen vergrößerten und in der 8 durch den gestrichelten Kasten angedeuteten Abschnitt des Abdeckmittels, in dem eine Rastverbindung angeordnet ist, über die der andere endseitige Flügel 11 zunächst fixiert ist. So ist ein Rastmittel 19 des anderen endseitigen Flügels 11 und ein ortsfest im Zuführkanal 5 angebundenes Rastelement 20 vorgesehen, die in den in den 5 - 7 und 12 gezeigten Zuständen rastend zusammenwirken. Durch dieses Zusammenwirken wird der endseitige Flügel 11 beim in den 5 - 7 gezeigten Überführen des Abdeckmittels 10 in den vollständig geöffneten Zustand in Position gehalten. Beispielhaft ist das Rastmittel 19 ein Rasthaken 21 und das Rastelement eine an der Wand des Zuführkanals 5 angeordnete bzw. angeformte Rastnase 22, wobei in dem in 12 gezeigten Zustand der Rasthaken 21 und die Rastnase 22 miteinander verrastet sind.
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Ausgehend von dem in den 8 und 12 gezeigten Zustand des Abdeckmittels 10 ist die Rastverbindung dadurch lösbar, dass die Rotation der Welle 15 bei Erreichen des vollständig geöffneten Zustands des Abdeckmittels 10 weiter im Uhrzeigersinn fortgesetzt wird. Der Rasthaken 21 weist eine Anlaufschräge 23 auf, über die die Verrastung der Komponenten 21, 22 gelöst wird. Nach dem Lösen der Rastverbindung bewirkt die weitere Rotation der Welle 15 im Uhrzeigersinn, dass das Abdeckmittel 10 in einen der in den 4, 9 und 10 gezeigten Zustände bzw. Positionen gebracht wird. Dass ein Überstreichen der Flügel 11 bis 14 der Position, an der die Rastnase 22 angeordnet ist, möglich ist, wird dadurch erreicht, dass die Elemente 21, 22 entlang der Längsrichtung des Zuführkanals 5 versetzt zu den Flügeln 11 - 14 angeordnet sind.
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Unter Bezugnahme auf 13 wird ein Überführen des Abdeckmittels 10 in den vollständig geschlossenen Zustand beschrieben. Die linke Teilfigur in 13 zeigt den Zustand bzw. die Stellung des Abdeckmittels 10 in dem in der rechten Teilfigur der 11 gezeigten Zustand. Die Welle 15 dreht sich mittels des Aktors in dieser Situation entgegen dem Uhrzeigersinn, und zwar so lange, bis der Steg 17 des endseitigen Flügels 14 gegen die Nase 18 des Flügels 13 läuft. Die weitere Drehung der Welle 15 wird sodann über den endseitigen Flügel 14 auf den Flügel 13 übertragen. Schließlich läuft der Rasthaken 21 mit einer weiteren Anlaufschräge 24 gegen die Rastnase 22 und rastet wieder ein.
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Zur Steuerung der Position des die Welle 15 und mithin die Flügel 11 - 14 in Rotation versetzenden Aktors 10 und mithin zur Einstellung der Gesamtausströmrichtung der Luft aus der Austrittsöffnung 7 ist eine an dem Armaturenbrett 27 angeordnete Bedienvorrichtung 25 vorgesehen, die als ein Touchscreen ausgebildet ist (s. 1). Ein Nutzer, etwa ein Fahrer oder Beifahrer, des Kraftfahrzeugs 1 kann über die Bedienvorrichtung 25 eine gewünschte Ausströmrichtung des Luftstroms aus der Austrittsöffnung 7 vorgeben. Anhand dieser Vorgabe werden seitens der Bedienvorrichtung 25 Nutzersignale generiert und an eine Steuerungseinrichtung 26 des Kraftfahrzeugs 1 übertragen. Die Steuerungseinrichtung 26 ist dazu eingerichtet, anhand der Nutzersignale den erforderlichen Zustand bzw. die erforderliche Position des Abdeckmittels 10 zu bestimmen. In Abhängigkeit hiervon generiert die Steuerungseinrichtung 26 Steuersignale, die auf den Aktor zum variierbaren Abdecken der Querschnittsfläche des Zuführkanals 5 mittels des Abdeckmittels 10 übertragen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018205881 B3 [0003]
- DE 102020205302 A1 [0004]
- EP 1911617 B1 [0004]
