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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung für den Nackenbereich eines Passagiers und eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz.
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Insbesondere bei Roadstern und Cabriolets werden Fahrzeugsitze eingesetzt, bei welchen eine Belüftungseinrichtung in die Kopfstütze integriert ist. Über die Belüftungseinrichtung kann der Nackenbereich eines Passagiers mit vorkonditionierter Luft beaufschlagt werden. Durch das Anströmen des Nackenbereichs des Passagiers kann der Sitz- und Fahrkomfort erheblich gesteigert werden.
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Grundsätzlich soll die Belüftungseinrichtung möglichst unauffällig in die Kopfstütze integriert werden. In diesem Zusammenhang stellt die Auslassöffnung der Belüftungseinrichtung ein besonderes Problem dar, da diese zur Erzielung einer geeigneten Strömungsrichtung zur Nackenbelüftung bisher in einem für den Passagier sichtbaren Bereich der Kopfstütze angeordnet werden muss. Eine Kopfstütze mit sichtbarem Luftauslass ist beispielsweise aus der Druckschrift
JP 2006-137362 A bekannt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, eine möglichst unauffällige Integration einer Belüftungseinrichtung in eine Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes zu ermöglichen, ohne dass die Strömungsrichtung durch die Anordnung der Belüftungseinrichtung beeinträchtigt wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Belüftungseinrichtung für den Nackenbereich eines Passagiers, mit einem für die Montage im Bereich einer Kopfstütze vorgesehenen Schaufelrad zum Erzeugen einer Luftströmung, einer Führungseinrichtung zum Führen der von dem Schaufelrad erzeugten Luftströmung und einem Luftauslass zum Abgeben der durch die Führungseinrichtung geführten Luftströmung in Richtung des Passagiers.
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Das Schaufelrad ist vorzugsweise Bestandteil eines Strömungserzeugers der Belüftungseinrichtung. Die Führungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Luftführungskanal, über welchen die aus dem Strömungserzeuger austretende Luftströmung zum Luftauslass der Belüftungseinrichtung geführt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung weist die Führungseinrichtung eine Umlenkzone auf, welche dazu eingerichtet ist, die von dem Schaufelrad erzeugte Luftströmung um einen Umlenkwinkel umzulenken, wobei der Umlenkwinkel vorzugsweise in einem Bereich zwischen 60° und 120° liegt. Der Umlenkwinkel liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 80° und 100°, vorzugsweise bei etwa 90°. Das Umlenken der Luftströmung erleichtert ein anschließendes Auffächern der Luft über einen Großteil der Breite der Kopfstütze.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung weist die Führungseinrichtung einen Aufweitungsabschnitt auf, in welchem sich der freie Strömungsquerschnitt der Führungseinrichtung in Strömungsrichtung der Luftströmung verändert. Vorzugsweise verändert sich der Querschnitt des Luftführungskanals der Führungseinrichtung innerhalb des Aufweitungsabschnitts. Der Strömungsquerschnitt der Führungseinrichtung verändert sich entlang des Aufweitungsabschnitts von einem Einlassquerschnitt auf einen Umlenkquerschnitt. Durch den Einlassquerschnitt strömt die von dem Schaufelrad erzeugte Luftströmung in den Aufweitungsabschnitt ein. Über den Umlenkquerschnitt strömt die von dem Schaufelrad erzeugte Luftströmung aus dem Aufweitungsabschnitt heraus und in die Umlenkzone hinein. Innerhalb des Aufweitungsabschnitts erfolgt ein trichterförmiges Auffächern der Luftströmung. Vorzugsweise vergrößert sich die Querschnittsbreite des Strömungsquerschnitts der Führungseinrichtung in Strömungsrichtung der Luftströmung entlang des Aufweitungsabschnitts. Alternativ oder zusätzlich verkleinert sich die Querschnittstiefe des Strömungsquerschnitts der Führungseinrichtung in Strömungsrichtung der Luftströmung entlang des Aufweitungsabschnitts.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung befindet sich der Aufweitungsabschnitt in Strömungsrichtung der Luftströmung vor der Umlenkzone. Die Luftströmung strömt also zunächst durch den Aufweitungsabschnitt und dann durch die Umlenkzone.
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Es ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung bevorzugt, bei welcher die Führungseinrichtung eine oder mehrere in dem Aufweitungsabschnitt angeordnete Luftleitelemente aufweist, welche dazu eingerichtet sind, die Verteilung der Luftströmung auf den geänderten Strömungsquerschnitt zu unterstützen. Die Luftleitelemente dienen zum Verteilen der Luftströmung über den gesamten Strömungsquerschnitt. Um am Luftauslass spezifische Strömungseffekte, wie beispielsweise den Coanda-Effekt, nutzen zu können, ist ein gleichmäßiger Luftstrom über die gesamte Breite des Luftauslasses notwendig. Die Luft soll an der Auslassöffnung des Luftauslasses möglichst laminar ausströmen. Hierfür ist es notwendig, eine gleichmäßige Querverteilung der Luft gewährleisten zu können. Die gleichmäßige Querverteilung der Luft wird über die in dem Aufweitungsabschnitt angeordneten Luftleitelemente unterstützt. In dem Aufweitungsabschnitt können zwei, drei, vier oder mehr als vier Luftleitelemente vorhanden sein, welche beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Luftleitelemente können in Strömungsrichtung der Luftströmung auseinanderlaufen. Die Luftleitelemente können beispielsweise als Luftleitrippen oder Luftleitstege ausgebildet sein.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung weist die Luftführungseinrichtung einen Richtabschnitt auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Strömungsrichtung der Luftströmung über den gesamten Strömungsquerschnitt zu vereinheitlichen. Der Richtabschnitt befindet sich vorzugsweise in Strömungsrichtung der Luftströmung hinter der Umlenkzone. Der Richtabschnitt sorgt also für eine Gleichrichtung der Luftströmung. Innerhalb der Führungseinrichtung strömt die Luftströmung vorzugsweise vom Aufweitungsabschnitt zur Umlenkzone und von der Umlenkzone zum Richtabschnitt. Durch die Kombination von Aufweitungsabschnitt und Richtabschnitt wird eine breite und flache Luftströmung mit über den gesamten Strömungsquerschnitt einheitlicher Strömungsrichtung erzeugt. Auf diese Weise können am Luftauslass Strömungseffekte, wie beispielsweise der Coanda-Effekt, über den gesamten Strömungsquerschnitt effektiv ausgenutzt werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung weist die Führungseinrichtung ein oder mehrere in dem Richtabschnitt angeordnete Gleichrichtelemente auf, welche dazu eingerichtet sind, der Luftströmung über den gesamten Querschnitt eine einheitliche Strömungsrichtung aufzuprägen. Die Gleichrichtelemente können Gleichrichtrippen sein. In dem Richtabschnitt können beispielsweise mehr als fünf oder mehr als zehn, beispielsweise elf, Gleichrichtrippen vorhanden sein. Die Gleichrichtrippen weisen vorzugsweise einen Abstand in einem Bereich zwischen 4mm und 10mm zueinander auf. Vorzugsweise weisen die Gleichrichtrippen einen Abstand von etwa 7mm zueinander auf. Die Gleichrichtrippen können eine Länge in einem Bereich zwischen 7mm und 17mm aufweisen. Vorzugsweise weisen die Gleichrichtrippen eine Länge von etwa 12mm auf. Die Gleichrichtelemente bilden vorzugsweise ein Luftleitgitter, welches dazu eingerichtet ist, die Luftströmung oder Teile der Luftströmung von einer turbulenten in eine laminare Strömung zu überführen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung wird der Luftauslass durch eine sich am Ende eines Auslassströmungsbereichs der Führungseinrichtung befindenden Auslassöffnung gebildet, wobei der Einströmquerschnitt in den Auslassströmungsbereich senkrecht zu der Auslassebene ausgerichtet ist, in welcher die Auslassöffnung liegt. Um ein Abreißen der Luftströmung und somit ein Ausströmen der Luft in eine unbeabsichtigte Richtung, beispielsweise nach unten, zu verhindern, muss der Übergang zur Auslassöffnung kantenfrei ausgeformt sein. Ein solcher Übergang kann auch als tangentenstetig bezeichnet werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung liegt das Verhältnis der Längserstreckung der Auslassöffnung und der Höhe des Einströmquerschnitts in einem Bereich zwischen 3 und 8, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 6. Oberseitig wird der Auslassströmungsbereich vorzugsweise von einer kantenfreien und/oder gekrümmten Kanalwandung begrenzt. Die Krümmung der oberseitigen Kanalwandung ist abhängig von dem Verhältnis der Längserstreckung der Auslassöffnung und der Höhe des Einströmquerschnitts. Das Verhältnis kann beispielsweise bei 5,6 liegen. Je kleiner das Verhältnis wird, desto wahrscheinlicher ist ein Ablösen der Strömung am Luftauslass durch eine zu starke Krümmung der oberseitigen Kanalwandung.
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Es ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung vorteilhaft, bei welcher der Auslassströmungsbereich oberseitig von einer Kanalwandung begrenzt wird, wobei ein Abschnitt der Kanalwandung konvex und ein Abschnitt der Kanalwandung konkav gekrümmt ist. Der Wendepunkt zwischen dem konvex und dem konkav gekrümmten Abschnitt liegt vorzugsweise etwa bei der Hälfte der Längserstreckung der Auslassöffnung. Hierdurch wird eine minimale Krümmung für beide Abschnitte der oberseitigen Kanalwandung des Auslassströmungsbereichs gewährleistet, wodurch eine laminare Strömung bestmöglich gewahrt bleibt.
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Es ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung bevorzugt, welche eine Strömungsleitfläche aufweist. Die Strömungsleitfläche schließt sich in Strömungsrichtung der Luftströmung an die Auslassöffnung an und ermöglicht vorzugsweise ein Entlangströmen der Luftströmung an der Strömungsleitfläche. Vorzugsweise geht die oberseitige Kanalwandung des Auslassströmungsbereichs kantenfrei in die Strömungsleitfläche über, sodass der Coanda-Effekt am Luftauslass ausgenutzt werden kann, um die Luft möglichst nah an der Kopfstütze in Richtung des Passagiers zu bringen.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung eine Abrisskante auf, welche in Strömungsrichtung der Luftströmung hinter der Strömungsleitfläche angeordnet und dazu eingerichtet ist, ein Ablösen der Luftströmung von der Belüftungseinrichtung zu verursachen. Ein Ablösen der Luftströmung von der Belüftungseinrichtung ist erforderlich, da die ausströmende Luft nach dem Austritt aus der Auslassöffnung und dem Strömen entlang der Strömungsleitfläche in den Zielbereich, also in Richtung des Nackens des Passagiers, gelenkt werden muss. Die Abrisskante kann durch eine Erhöhung am Ende der Strömungsleitfläche gebildet werden. Diese Abrisskante wird vorzugsweise so ausgelegt, dass der Luftströmung den oberen Bereich des Nackens trifft.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung eine verstellbare Luftführungsklappe auf, mittels welcher die Strömungsrichtung der aus dem Luftauslass austretenden Luftströmung einstellbar ist. Die verstellbare Luftführungsklappe kann sich in Strömungsrichtung der Luftströmung vor der Abrisskante befinden. Die verstellbare Luftführungsklappe sorgt vorzugsweise dafür, dass der Luftstrom bei Bedarf, insbesondere nach unten, umgelenkt wird. Die verstellbare Luftführungsklappe kann die Strömungsleitfläche oder einen Teil der Strömungsleitfläche tragen. Die verstellbare Luftführungsklappe kann schwenkbar sein. Die verstellbare Luftführungsklappe kann zum Einstellen der Strömungsrichtung in verschiedene Schwenkstellungen gebracht werden. In einer Passivstellung der Luftführungsklappe wird die Luftströmung zu der sich hinter der Luftführungsklappe befindenden Abrisskante geleitet. Außerhalb der Passivstellung stellt die Luftführungsklappe eine eigene Abrisskante für die Luftströmung bereit.
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Die Luftführungsklappe kann in mehrere Stellungen verbracht werden. Das Verbringen der Luftführungsklappe in eine der Stellungen kann über eine Formgedächtnislegierung umgesetzt werden. Die Luftführungsklappe kann manuell und/oder über einen Aktor betätigbar sein. Die Belüftungseinrichtung kann den Aktor umfassen. Der Aktor kann mittels einer Steuerungseinrichtung, insbesondere einer elektronischen Steuerungseinrichtung, ansteuerbar sein. Die Steuerungseinrichtung kann Bestandteil der Belüftungseinrichtung sein. In einem Fächermodus kann der Aktor so angesteuert werden, dass die Luftführungsklappe pulsierend auf- und zugeklappt wird, um einen vergleichsweise breiten vertikalen Luftströmungsbereich mit der aus der Auslassöffnung austretenden Luftströmung abzudecken. In einem Pulsationsmodus kann der Aktor so angesteuert werden, dass der Nutzer Luftstöße wahrnimmt.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung ist das Schaufelrad Bestandteil eines Radialventilators. In diesem Fall wird also ein Radialventilator als Strömungserzeuger eingesetzt. Das Schaufelrad weist vorzugsweise eine Rotationsachse auf, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs weist oder welche weniger als 20 Grad zu der Fahrrichtung des Fahrzeug geneigt ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz gelöst, wobei die Kopfstütze einen Stützkörper zum Abstützen des Kopfes eines Passagiers und eine Belüftungseinrichtung zum Belüften des Nackenbereichs des Passagiers umfasst. Die Belüftungseinrichtung der erfindungsgemäßen Kopfstütze ist nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Kopfstütze wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung verwiesen.
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Die Belüftungseinrichtung ist vorzugsweise vollständig oder teilweise in den Stützkörper integriert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfstütze befindet sich der Luftauslass der Belüftungseinrichtung an der Unterseite des Stützkörpers. Dadurch, dass sich der Luftauslass an der Unterseite des Stützkörpers befindet, ist der Luftauslass durch den Passagier optisch nicht wahrnehmbar. Durch Ausnutzung des Coanda-Effekts kann trotzdem gezielt eine Luftströmung in Richtung des Nackenbereichs des Passagiers umgesetzt werden.
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Die erfindungsgemäße Kopfstütze wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass eine untere Abschlussfläche des Stützkörpers und eine Auslassöffnung der Belüftungseinrichtung in einer gemeinsamen unteren Abschlussebene liegen, wobei die Belüftungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine parallel oder weniger als 30° geneigt zu der Abschlussebene strömende Luftströmung zu erzeugen. Die parallele oder weniger als 30° geneigt zu der Abschlussebene strömende Luftströmung ist auf einen Nackenbereich des Passagiers gerichtet. Die Auslassöffnung ist bei Draufsicht auf die Kopfstütze aus der Perspektive des Passagiers vorzugsweise vollständig oder größtenteils verdeckt.
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Es ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Kopfstütze vorteilhaft, bei welcher das Schaufelrad der Belüftungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Rotationsbewegung in einer Rotationsebene auszuführen, wobei die Rotationsebene in einem Winkelbereich zwischen 0 und 30° gegenüber einer frontseitigen Kopfkontaktfläche des Stützkörpers geneigt ist. Vorzugsweise ist die Rotationsebene parallel zur Kopfkontaktfläche ausgerichtet. Die Umlenkzone der Führungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die von dem Schaufelrad erzeugte Luftströmung von einer Umlenkzoneneinströmrichtung in eine Umlenkzonenausströmrichtung umzulenken. Die Umlenkzoneneinströmrichtung weicht vorzugsweise weniger als 10° von einer Senkrechten der Fahrtrichtung ab. Die Umlenkzonenausströmrichtung weicht vorzugsweise weniger als 30° von einer Senkrechten der frontseitigen Kopfkontaktfläche ab.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Kopfstütze in einer schematischen Frontansicht;
- 2 die in der 1 abgebildete Kopfstütze in einer schematischen Seitenansicht;
- 3 eine Führungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung in einer teilweise geschnittenen Darstellung von unten;
- 4 die in der 3 abgebildete Führungseinrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung;
- 5 die in der 3 abgebildete Führungseinrichtung in einer weiteren seitlichen Schnittdarstellung;
- 6 die Abrisskante einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung in einer schematischen Detaildarstellung;
- 7 eine Führungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung mit nicht-ausgeschwenkter Luftführungsklappe in einer seitlichen Schnittdarstellung; und
- 8 die in der 7 abgebildete Führungseinrichtung mit ausgeschwenkter Luftführungsklappe in einer seitlichen Schnittdarstellung.
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Die 1 und 2 zeigen eine Kopfstütze 100 für einen Fahrzeugsitz. Die Kopfstütze 100 umfasst einen Stützkörper 102 zum Abstützen des Kopfes eines Passagiers. Der Stützkörper 102 ist ein gepolsterter Körper, welcher mit einem Bezugsmaterial bezogen ist. In dem Stützkörper 102 befindet sich eine Belüftungseinrichtung 10 zum Belüften des Nackenbereichs des Passagiers.
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Die Belüftungseinrichtung 10 weist einen als Radialventilator ausgebildeten Strömungserzeuger 12 auf. Der Strömungserzeuger 12 umfasst ein rotierend angetriebenes Schaufelrad 18, über welches eine Luftströmung L erzeugt wird. Der Strömungserzeuger 12 ist mit einer Führungseinrichtung 14 zum Führen der von dem Strömungserzeuger 12 erzeugten Luftströmung L verbunden. Ferner umfasst die Belüftungseinrichtung 10 einen Luftauslass 16 zum Abgeben der durch die Führungseinrichtung 14 geführten Luftströmung L in Richtung des Passagiers.
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Der Luftauslass 16 der Belüftungseinrichtung 10 befindet sich an der Unterseite 106 des Stützkörpers 102. Der Luftauslass 16 wird durch eine Auslassöffnung 22 der Belüftungseinrichtung 10 gebildet. Eine untere Abschlussfläche 108 des Stützkörpers 102 und die Auslassöffnung 22 der Belüftungseinrichtung 10 liegen in einer gemeinsamen unteren Abschlussebene 110, wobei die Belüftungseinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, eine weniger als 30° geneigt zu der Abschlussfläche 110 strömende Luftströmung zu erzeugen.
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Die Auslassöffnung 22 ist bei Draufsicht auf die Kopfstütze 100 aus der Perspektive des Passagiers zumindest größtenteils verdeckt. Das Schaufelrad 18 des Strömungserzeugers 12 ist dazu eingerichtet, eine Rotationsbewegung in einer Rotationsebene auszuführen, wobei die Rotationsebene in einem Winkel zwischen 0 und 30° gegenüber einer frontseitigen Kopfkontaktfläche 104 des Stützkörpers 102 geneigt ist. Die Rotationsachse 20 des Schaufelrads 18 verläuft im Wesentlichen in Fahrtrichtung und in etwa parallel zu er Abschlussebene 110.
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Die Belüftungseinrichtung 10 nutzt den Coanda-Strömungseffekt, sodass es auf Höhe der Auslassöffnung 22 nicht zu einem Strömungsabriss kommt. Vielmehr strömt die Luftströmung L nach dem Austritt aus der Auslassöffnung 22 im Wesentlichen parallel zu der Abschlussebene 110 entlang einer Strömungsleitfläche 24 der Belüftungseinrichtung 10. Die Strömungsleitfläche 24 schließt sich in Strömungsrichtung der Luftströmung L an die Auslassöffnung 22 an.
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Die Belüftungseinrichtung 10 umfasst ferner eine Abrisskante 26, welche in Strömungsrichtung der Luftströmung L hinter der Strömungsleitfläche 24 angeordnet ist. Die Abrisskante 26 verursacht ein Ablösen der Luftströmung L von der Belüftungseinrichtung 10, sodass die Luftströmung L in den Zielbereich, also in den Bereich des Nackens des Passagiers, gelenkt wird. Die Abrisskante 26 wird durch eine stegartige Erhöhung am Ende der Strömungsleitfläche 24 gebildet. Innerhalb der Führungseinrichtung 14 verläuft ein Luftführungskanal 28, über welchen die Luftströmung L von dem Strömungserzeuger 12 zum Luftauslass 16 geführt wird.
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Die 3 bis 5 zeigen, dass die Führungseinrichtung 14 zwischen der Einlassöffnung 30 und der Auslassöffnung 22 einen Aufweitungsabschnitt 32, eine Umlenkzone 34, einen Richtabschnitt 36 und einen Auslassströmungsbereich 38 aufweist.
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In dem Aufweitungsabschnitt 32 verändert sich der freie Strömungsquerschnitt der Führungseinrichtung 14 in Strömungsrichtung der Luftströmung L von einem Einlassquerschnitt zu einen Umlenkquerschnitt. Entlang des Aufweitungsabschnitts 32 vergrößert sich die Querschnittsbreite QB des Strömungsquerschnitts der Führungseinrichtung 14 in Strömungsrichtung der Luftströmung L. Ferner verkleinert sich entlang des Aufweitungsabschnitts 32 die Querschnittstiefe QT des Strömungsquerschnitts der Führungseinrichtung 14 in Strömungsrichtung der Luftströmung L. Der Aufweitungsabschnitt 32 befindet sich in Strömungsrichtung der Luftströmung L vor der Umlenkzone 34.
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In dem Aufweitungsabschnitt 32 sind mehrere, nämlich zwei, Luftleitelemente 40a, 40b angeordnet, welche die Verteilung der Luftströmung L auf den geänderten Strömungsquerschnitt unterstützen. Die Luftleitelemente 40a, 40b sind zwei auseinanderlaufende Luftleitstege und dienen zum Verteilen der Luftströmung L über den gesamten Strömungsquerschnitt.
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Die Luftströmung L wird dann in der Umlenkzone 34 um einen Umlenkwinkel φ umgelenkt, wobei der Umlenkwinkel φ etwa 90° beträgt.
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Der Richtabschnitt 36 befindet sich in Strömungsrichtung der Luftströmung L hinter der Umlenkzone 34. In dem Richtabschnitt 36 wird die Strömungsrichtung der Luftströmung L über den gesamten Strömungsquerschnitt vereinheitlicht. Innerhalb des Richtabschnitts 36 kommt es also zu einer Gleichrichtung der Luftströmung L. In dem Richtabschnitt 36 sind mehrere, vorliegend elf, Gleichrichtelemente 42a bis 42k angeordnet, welche der Luftströmung L über den gesamten Querschnitt eine einheitliche Strömungsrichtung aufprägen. Die Gleichrichtelemente 42a bis 42k sind Gleichrichtrippen, welche einen Abstand von 7 mm zueinander aufweisen. Die Gleichrichtrippen 42a bis 42k weisen eine Länge von etwa 12 mm auf und bilden ein Luftleitgitter 44, welches die Luftströmung L von einer turbulenten Strömung in eine laminare Strömung überführt.
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An den Richtabschnitt 36 schließt sich der Auslassströmungsbereich 38 an. Am Ende des Auslassströmungsbereichs 38 befindet sich die Auslassöffnung 22. Der Einströmquerschnitt in den Auslassströmungsbereich 38 ist senkrecht zu der Auslassebene ausgerichtet, in welcher die Auslassöffnung 22 liegt. Der Übergang von der Auslassöffnung 22 zu der Strömungsleitfläche 24 ist kantenfrei ausgeformt, sodass ein Abreißen der Luftströmung L und somit ein Ausströmen der Luft nach unten verhindert wird. Das Verhältnis der Längserstreckung LA der Auslassöffnung 22 und der Höhe HE des Einströmquerschnitts liegt bei etwa 5,6.
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Oberseitig wird der Auslassströmungsbereich 38 von einer kantenfreien und gekrümmten Kanalwandung 46 begrenzt. Die Krümmung der oberseitigen Kanalwandung 46 ist auch abhängig von dem Verhältnis der Längserstreckung LA der Auslassöffnung 22 und der Höhe HE des Einströmquerschnitts. Ein Abschnitt 48a der Kanalwandung 46 ist konkav gekrümmt. Ein Abschnitt 46b der Kanalwandung 46 ist konvex gekrümmt. Der Wendepunkt zwischen dem konvex gekrümmten Abschnitt 48b und dem konkav gekrümmten Abschnitt 46a liegt etwa bei der Hälfte der Längserstreckung LA der Auslassöffnung 22.
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Die 6 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der die Abrisskante 26 definierenden stegartigen Materialerhöhung. Die Abrisskante 26 kann demnach einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Grundfläche des Trapezes eine Länge L1 von 3 mm und die untere Abschlussfläche eine Länge L2 von 1,85 mm aufweisen kann. Die Seitenschenkel des Trapezes können eine Länge L3, L4 von 1,15 mm aufweisen. Die Trapezwinkel α1, α2 können bei 120° liegen.
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Die 7 und 8 zeigen eine Führungseinrichtung 14 mit einer verstellbaren Luftführungsklappe 50, mittels welcher die Strömungsrichtung der aus dem Luftauslass 16 austretenden Luftströmung L einstellbar ist. Die verstellbare Luftführungsklappe 50 befindet sich in Strömungsrichtung der Luftströmung L vor der Abrisskante 26. Die verstellbare Luftführungsklappe 50 dient zum bedarfsgerechten Umlenken der Luftströmung L. Die Luftführungsklappe 50 trägt die Strömungsleitfläche 24, entlang welcher die Luftströmung L nach Austreten aus der Auslassöffnung 22 strömt.
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Die 7 zeigt die Luftführungsklappe 50 in einer Passivstellung, in welcher die Luftströmung L zu der sich hinter der Luftführungsklappe 50 befindenden Abrisskante 26 geleitet wird.
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In der 8 befindet sich die Luftführungsklappe 50 außerhalb der Passivstellung in einem geneigten Zustand, sodass die Luftströmung L die hinter der Luftführungsklappe 50 liegende Abrisskante 26 nicht mehr erreicht. Um einen kontrollierten Strömungsabriss zu gewährleisten, weist die Luftführungsklappe 50 eine eigene Abrisskante 26' für die Luftströmung L auf. Die Neigung der Luftführungsklappe kann beispielsweise manuell oder über einen steuerbaren Aktor eingestellt werden.
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Bezugszeichen
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- 10
- Belüftungseinrichtung
- 12
- Strömungserzeuger
- 14
- Führungseinrichtung
- 16
- Luftauslass
- 18
- Schaufelrad
- 20
- Rotationsachse
- 22
- Auslassöffnung
- 24
- Strömungsleitfläche
- 26, 26'
- Abrisskanten
- 28
- Luftführungskanal
- 30
- Einlassöffnung
- 32
- Aufweitungsabschnitt
- 34
- Umlenkzone
- 36
- Richtabschnitt
- 38
- Auslassströmungsbereich
- 40a, 40b
- Luftleitelemente
- 42a-42k
- Gleichrichtelemente
- 44
- Luftleitgitter
- 46
- Kanalwandung
- 48a, 48b
- Abschnitte der Kanalwandung
- 50
- Luftführungsklappe
- 100
- Kopfstütze
- 102
- Stützkörper
- 104
- Kopfkontaktfläche
- 106
- Unterseite
- 108
- Abschlussfläche
- 110
- Abschlussebene
- L
- Luftströmung
- L1-L4
- Längen
- LA
- Längserstreckung der Auslassöffnung
- HE
- Höhe des Einströmquerschnitts
- QB
- Querschnittsbreite
- QT
- Querschnittstiefe
- α1, α2
- Trapezwinkel
- φ
- Umlenkwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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