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Beschrieben werden eine Belüftungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeuginnenraum sowie ein Kraftfahrzeug.
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Belüftungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuginnenräume sowie Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Aktuelle Innenraumklimatisierungen verwenden eine oder mehrere Luftdüsen. Diese sind entweder mechanisch oder elektrisch verstellbar - d.h., zur Einstellung ist meist ein Kundeneingriff erforderlich. Außerdem ist dabei der Luftstrom negativ spürbar.
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Derartige bekannt Lüftungsdüsen werden beispielsweise in die Armaturentafeln von Kraftfahrzeugen eingebaut, wobei der jeweilige Lamellenvorhang, d. h., die einzelnen Lamellen so verschwenkbar sind, dass die Ausströmrichtung der austretenden Luft veränderbar ist.
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Die Verschwenkung der Lamellen erfolgt synchron, wozu ein Koppelglied vorgesehen ist, an dem alle Lamellen angelenkt sind, während sie andererseits drehbar in den Gehäusewänden oder daran angeschlossenen Teilen gelagert sind.
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Durch Verschwenkung einer einzelnen Lamelle, die üblicherweise mit einem Griffstück versehen ist, wird der Lamellenvorhang betätigt.
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Wie erwähnt, wird die Ausströmrichtung bestimmt von der Stellung der Lamellen, ebenso wie im Wesentlichen der Gesamtausströmwinkel, der durch die beiden Endlamellen begrenzt ist.
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Aus der
DE 10 2007 014 103 A1 ist eine Lüftungsdüse für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Gehäuse und einem im Bereich einer Ausströmöffnung angeordneten, aus einer Mehrzahl gleichsinnig verschwenkbarer Lamellen bestehenden Lamellenvorhang, wobei die Lamellen in den Seitenwänden des Gehäuses oder daran angeschlossenen Teilen sowie in zumindest einem gemeinsamen Koppelglied drehbeweglich gelagert sind, ist so ausgebildet, dass zwischen einer parallel und zur Längserstreckung der Lamellen verlaufenden Gehäusewandung und der zugeordneten Endlamelle des Lamellenvorhangs eine einen in jeder Stellung des Lamellenvorhangs zwischen der Endlamelle und der Gehäusewand gebildeten Spalt weitgehende verschließende Verschlusslamelle vorgesehen ist.
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Nachteilig an den bekannten Belüftungsvorrichtungen ist, dass diese meist für den Passagier sichtbar angeordnet sind, was das ästhetische Erscheinungsbild des Kraftfahrzeuges beeinträchtigt und die Gestaltungsfreiheit der Designer limitiert. Zudem erzeugen die bekannten Belüftungsvorrichtungen in der Regel einen Luftzug, der durch ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten verstärkt wird und der von den allermeisten Passagieren in der Regel als unangenehm empfunden wird.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Belüftungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuginnenräume sowie Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine zugfreie und bevorzugt unsichtbare Belüftung von Kraftfahrzeuginnenräumen ermöglicht wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Belüftungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeuginnenraum gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Beschrieben wird eine Belüftungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeuginnenraum, mit einem Gehäuse, das einen Lufteinlass zur Zuführung von auszuströmender Luft, einen Luftauslass zur Verteilung der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum sowie einem zwischen Lufteinlass und Luftauslass ausgebildeten Luftleitkanal aufweist, wobei an dem Luftauslass eine Mehrzahl an Luftleitelementen vorgesehen ist, wobei die Luftleitelemente in den Luftleitkanal hineinragen, wobei die Luftleitelemente mit steigendem Abstand vom Lufteinlass eine zunehmende Luftleitelementelänge aufweisen und zunehmend weiter in den Luftleitkanal hineinragen.
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Über den Lufteinlass kann frische Luft zum Beispiel aus der Umgebung in den Kraftfahrzeuginnenraum befördert werden. Die Luft kann je nach Ausgestaltung und Klimatisierungseinstellung klimatisiert sein, also gekühlt oder erwärmt, um ein angenehmes Klima im Kraftfahrzeuginnenraum zu erzeugen. Die Luft kann mithilfe eines Gebläses zwangsbefördert werden. Das Gebläse kann verschiedene Gebläsestufen aufweisen.
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Die frische Luft wird dann in dem im Gehäuse ausgebildeten Luftleitkanal vom Lufteinlass zum Luftauslass befördert, wozu ein Druck am Lufteinlass höher ist als an dem Luftauslass. Der Druckunterschied kann beispielsweise mittels des Gebläses und/oder durch einen Staudruck bei bewegtem Kraftfahrzeug erzeugt werden. Die Luft wird am Luftauslass mittels der Luftleitelemente in die gewünschte Richtung gelenkt.
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Dadurch, dass die Luftleitelemente zunehmend in den Luftleitkanal eingreifen, kann ein besonders gleichmäßiges Strömungsgeschwindigkeitsprofil der frischen Luft am Luftauslass erreicht werden, sodass keine Strömungsgeschwindigkeitsspitzen entstehen, die für ein unangenehmes Zuggefühl selbst bei niedriger Belüftungseinstellung sorgen könnten.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Luftleitelementelänge bezogen auf einen Ursprung eine lineare Längenzunahme oder eine quadratische Längenzunahme aufweisen.
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Eine lineare Längenzunahme bietet sich bei relativ kompakten Belüftungsvorrichtungen mit Gesamtlängen des Luftauslasses von bis zu 10 cm an. Bei längeren Belüftungsvorrichtungen mit Gesamtlängen ab 10 cm aufwärts bieten sich quadratische Längenzunahmen an.
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Bezogen auf eine Referenzlinie, zum Beispiel einer durch die äußeren Kanten der Luftleitelemente gebildeten Linie sowie einen Startpunkt, z.B. am Lufteinlass, kann die Luftleitelementlänge im Falle einer linearen Längenzunahme durch eine modifizierte Geradengleichung beschreiben lassen:
wobei
L
n die Luftleitelementlänge des n-ten Luftleitelements,
L
0 eine konstante Länge,
d
n ein Abstand des n-ten Luftleitelements vom Referenzpunkt entlang der Referenzlinie und
m eine Steigung ist.
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Bezogen auf eine Referenzlinie, zum Beispiel einer durch die äußeren Kanten der Luftleitelemente gebildeten Linie sowie einen Startpunkt, z.B. am Lufteinlass, kann die Luftleitelementlänge im Falle einer quadratischen Längenzunahme durch eine modifizierte Geradengleichung beschreiben lassen:
wobei
L
n die Luftleitelementlänge des n-ten Luftleitelements,
L
0 eine konstante Länge,
d
n ein Abstand des n-ten Luftleitelements vom Referenzpunkt entlang der Referenzlinie, und
m eine Konstante ist.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Abstände zwischen benachbarten Luftleitelementen variieren.
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Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen einem Luftleitelement und einem benachbarten Luftleitelement unterschiedlich ist als der Abstand des benachbarten Luftleitelements zu dessen Nachbar, also zum zweiten Nachbarn des ersten Luftleitelements. Die Abstände zwischen einem Luftleitelement und einem benachbarten Luftleitelement können mit zunehmenden Abstand der Luftleitelemente vom Referenzpunkt zunehmen, abnehmen oder zuerst zunehmen und dann abnehmen oder zuerst abnehmen und dann wieder zunehmen usw. Also zum Beispiel d1-d0 > d2-d1 > d3-d2, ... oder d1-d0 < d2-d1 < d3-d2 ..., oder d1-d0 < d2-d1 > d3-d2. Die jeweils optimale Verteilung hängt von der Geometrie und dem Einsatzzweck der entsprechenden Belüftungsvorrichtung ab und kann unter Berücksichtigung dessen theoretisch, experimentell und/oder mittels Simulation bestimmt werden.
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Durch die einzelnen Abstände zwischen zwei benachbarten Luftleitelementen wird die lokale Porosität bzw. Homogenität der Luftströmung beeinflusst. Durch eine geeignete Wahl der Abstände von benachbarten Luftleitelemente kann dementsprechend eine gezielte Massenstromverteilung der Luftströmung entlang des Luftleitkanals realisiert werden kann.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Luftleitelemente Lamellen sind.
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Entsprechende Lamellen sind flächige Körper, die zur Umlenkung der Luft verwendet werden. Lamellen sind leicht und kostengünstig herstellbar.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Luftleitelemente verstellbar sind.
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Hierdurch kann der Luftstrom in eine bestimmte Richtung gelenkt werden. Die Luftleitelemente können schwenkbar gelagert sein. Die Luftleitelemente können untereinander gekoppelt sein, um sie gemeinsam zu verstellen, z.B. durch einen oder mehrere Verbindungsstäbe, die mit den Luftleitelementen gekoppelt sind.
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Die Verstellung kann händisch oder automatisch vorgenommen werden. Bei einer händischen Einstellmöglichkeit kann ein entsprechender Griff vorgesehen sein, mithilfe dessen die Lamellen verschwenkt werden. Ein solcher Griff kann an einer Lamelle, insbesondere einer oder der mittleren Lamelle angebracht oder ausgebildet sein. In anderen Ausführungsformen können Stellmotoren verwendet werden.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an dem Gehäuse ein Zuführkanal angeordnet ist.
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Hierdurch kann die Belüftungsvorrichtung an verschiedenen Stellen im Kraftfahrzeug verbaut werden.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Belüftungsvorrichtung über Kopf angeordnet ist.
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Auf diese Weise kann die Belüftungsvorrichtung außerhalb des üblichen Blickbereichs angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass solche Belüftungsvorrichtungen größer als in einem Armaturenbrett angeordnete Belüftungsvorrichtungen ausgelegt werden können, wodurch Strömungsgeschwindigkeiten reduziert werden können, was zur Zugfreiheit beiträgt.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Belüftungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass mehrere Belüftungsvorrichtungen an verschiedenen Orten im Kraftfahrzeug vorgesehen sind.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Belüftungsvorrichtungen in einem Fahrzeugdach angeordnet sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine Schnittansicht auf eine Belüftungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung;
- 2 eine Schnittansicht auf eine Belüftungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
- 3 eine Ansicht der Belüftungsvorrichtung aus 1 mit einem Zuführkanal;
- 4 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit Belüftungsvorrichtungen gemäß 1, sowie
- 5 eine Seitenansicht auf das Fahrzeugdach aus 4.
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Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen zur besseren Lesbarkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Schnittansicht einer Belüftungsvorrichtung 2 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Die Belüftungsvorrichtung 2 weist ein Gehäuse 4 auf, das einen Lufteinlass 6 und einen Luftauslass 8 besitzt. Zwischen Lufteinlass 6 und Luftauslass 8 ist im Innern des Gehäuses 4 ein Luftleitkanal 10 ausgebildet. Über den Lufteinlass 6 wird der Belüftungsvorrichtung 2 Frischluft 12 zugeführt und durch den Luftleitkanal 10 geleitet. Zur Beförderung der Frischluft 12 kann ein (nicht dargestelltes) außerhalb der Belüftungsvorrichtung 2 angeordnetes Gebläse verwendet werden. Die Frischluft 12 kann klimatisiert, also erwärmt oder gekühlt, feuchtereguliert, beduftet und/oder gefiltert sein.
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Mittels einer kammartigen Anordnung von Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... (die übrigen Lamellen sind zur besseren Übersicht nicht vollständig mit Bezugszeichen versehen) wird die Frischluft 12 umgeleitet und über den Luftauslass 8 abgegeben. Die Stellung der Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... bestimmt dabei über die Ausströmrichtung.
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Die Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... sind relativ zum Luftauslass 8 verschwenkbar gelagert, wobei eine Verschwenkung je nach Ausgestaltung manuell oder motorisch erfolgen kann.
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Die Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... weisen eine mit einem Abstand d0, .... d10, ... von einer auf einer Lufteinlass 6 gebildeten Ebene liegenden Ursprung 16 zunehmende Länge l0, ..., l10, ... auf, wobei die Längen l0, ..., l10, ... linear mit dem Abstand zunehmen, also im Wesentlichen eine Gerade darstellen. Somit ragt jede folgende Lamelle um ein bestimmtes, festes Inkrement weiter in den Luftleitkanal 10 hinein. Damit ergibt sich bezogen auf eine Einströmrichtung der Frischluft 12 (angedeutet durch die Pfeilrichtung) eine inkrementelle Barriere, die einen Anteil der Frischluft 12 an der jeweiligen Lamelle ableitet. Durch diese inkrementelle Längenzunahme kann erreicht werden, dass die Frischluft 12 relativ gleichmäßig aus dem Luftauslass 8 herausströmt, ohne dass es zu Strömungsgeschwindigkeitsspitzen kommt.
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Mithilfe der speziellen kammartigen Lamellenanordnung kann einerseits eine weitgehend zugfreie Belüftung erreicht werden, da hohe Durchsätze an Frischluft mit niedrigstmöglicher Strömungsgeschwindigkeit erzielt werden können, ohne spürbare Strömungsgeschwindigkeitsspitzen zu erzeugen. Zudem können durch die spezielle Lamellenanordnung größere Belüftungsvorrichtungen mit größeren Luftauslassflächen verwendet werden, die größere Frischluftmengen bei gleichen Strömungsgeschwindigkeiten als kleinere Belüftungsanordnungen erlauben.
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Die Belüftungsvorrichtung 2 eignet sich zum Einsatz in verschiedenen Verkehrsmitteln, zum Beispiel Züge, Flugzeuge oder Kraftfahrzeuge, hier insbesondere in Personenkabinen. Die Belüftungsvorrichtung 2 kann zudem an verschiedenen Orten verbaut werden, die für eine indirekte Belüftung sorgen, bei der ein Passagier nicht direkt angeblasen wird.
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2 zeigt eine Schnittansicht einer Belüftungsvorrichtung 2' gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Im Wesentlichen entspricht die Belüftungsvorrichtung 2' der Belüftungsvorrichtung 2 aus 1, weswegen bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen wird, die auch die Belüftungsvorrichtung 2' beschreiben.
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Im Unterschied zur Belüftungsvorrichtung 2 ist die Längenstaffelung der Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... nicht linear, sondern quadratisch, d.h., die Längenzunahme der Lamellen nimmt mit steigendem Abstand d0, ..., d10, ... von der Lufteinlassebene zu, wobei die Länge l0, ..., l10, ... der jeweiligen Lamelle 14.1, ..., 14.10, ... mit einer Quadratfunktion beschrieben werden kann. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass mit zunehmendem Abstand vom Lufteinlass 6 ein Druckabfall entsteht, der die Strömungsgeschwindigkeit reduziert. Um eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit am Luftauslass 8 über die gesamte Länge zu erreichen, kann mithilfe immer weiter steigender Längeninkremente der Lamellen 14.1, ..., 14.10, ... entgegengewirkt werden.
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Die zweite Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung 2' bietet sich somit für besonders große Luftauslässe an.
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3 zeigt eine Ansicht der Belüftungsvorrichtung 2 aus 1 mit einem Zuführkanal 22. Mithilfe des Zuführkanals 22 kann die Belüftungsvorrichtung 2 weit entfernt von einem Gebläse angeordnet werden, zum Beispiel in einem Fußraum oder in einem Dachhimmel des Kraftfahrzeugs.
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4 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeugdach 24 eines Kraftfahrzeugs 25 mit zwei Belüftungsvorrichtungen 2 gemäß 1.
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Die Belüftungsvorrichtungen sind im Fahrzeugdach 24 auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet, wobei die jeweiligen Luftauslässe 8 aufeinander zugerichtet sind. Hierdurch entstehen Luftströme 26, die aufeinander zu ausgerichtet sind und zu einer turbulenten Luftverteilung führen, wodurch konstante Geschwindigkeitsspitzen der Luftströme 26, die dann als Zugluft wahrgenommen werden könnten, vermieden werden können.
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Neben der dargestellten Anordnung sind weitere Anordnungen denkbar, zum Beispiel von drei oder vier Seiten, zueinander schräg ausgerichtete Belüftungsvorrichtungen 2, gebogene Belüftungsvorrichtungen, runde oder ovale Anordnungen und dergleichen mehr.
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5 zeigt eine Seitenansicht auf das Fahrzeugdach 24 aus 4.
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Durch die Anordnung der Belüftungsvorrichtungen 2 mit ihren Luftauslässen 8 wird durch die gegebenen Zwangsbedingungen eine Umleitung der Luftströme 26 nach unten in Richtung Passagiere in einem Kraftfahrzeuginnenraum 28 erreicht, ohne dass die Passagiere sich im direkten Luftstrom befinden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa einer weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 2'
- Belüftungsvorrichtung
- 4
- Gehäuse
- 6
- Lufteinlass
- 8
- Luftauslass
- 10
- Luftleitkanal
- 12
- Frischluft
- 14.1, ..., 14.10,
- Lamelle
- 16
- Ursprung
- 20, 20'
- Längenlinie
- 22
- Zuführkanal
- 24
- Fahrzeugdach
- 25
- Kraftfahrzeug
- 26
- Luftstrom
- 28
- Kraftfahrzeuginnenraum
- l0, ..., l10,
- Länge der jeweiligen Lamelle
- d0, ..., d10,
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007014103 A1 [0007]
