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Einleitung
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Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuge und insbesondere auf Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (HVAC-) Systeme von Fahrzeugen.
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HVAC-Systeme von Fahrzeugen nutzen typischerweise Luftkanäle mit Luftauslässen, um eine durch das HVAC-System entweder erwärmten oder gekühlten klimatisierten Luftstrom auf einen Zielort eines Innenraums des Fahrzeugs wie etwa in den unteren Körperbereich eines Fahrzeuginsassen oder zu einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu verteilen. Solche Kanäle haben typischerweise einen oder zwei große Luftauslässe, und die Verteilung des klimatisierten Luftstroms über den Zielort oder -bereich ist ungleichmäßig.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, einen Luftkanal und Luftstromauslässe bereitzustellen, die den klimatisierten Luftstrom gleichmäßiger über den Zielort verteilen, um die Leistung des HVAC-Systems und den Komfort der Insassen zu verbessern.
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Zusam menfassung
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In einer Ausführungsform umfasst ein Luftstrom-Gitter eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (HVAC-) Systems ein Gittergehäuse und eine am Gittergehäuse montiert Gitterplatte. Das Gittergehäuse und die Gitterplatte definieren dazwischen ein Gitterplenum. Ein Luftstromeinlass ist im Gittergehäuse definiert, und eine Vielzahl von Luftstromauslässen ist in der Gitterplatte definiert. Auf der Gitterplatte ist eine Vielzahl von Leitflügelanordnungen in einem Array angeordnet. Jede Leitflügelanordnung ist zwischen benachbarten Luftstromauslässen der Gitterplatte gelegen. Jede Leitflügelanordnung ist so konfiguriert, dass bei jeder Leitflügelanordnung ein erster Teil eines klimatisierten Luftstroms, der durch das Luftstrom-Gitter strömt, zwischen dem Gittergehäuse und der Leitflügelanordnung geführt bzw. geleitet wird und ein zweiter Teil des klimatisierten Luftstroms das Luftstrom-Gitter durch einen entsprechenden Luftstromauslass der Vielzahl von Luftstromauslässen verlässt.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen die Vielzahl von Leitflügelanordnungen so konfiguriert, dass sie ein Volumen des klimatisierten Luftstroms, der durch die Luftstromauslässe der Vielzahl von Luftstromauslässen strömt, im Wesentlichen ausgleichen.
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Zusätzlich oder alternativ dazu umfasst in dieser oder anderen Ausführungsformen jede Leitflügelanordnung eine Vielzahl von Lamellen bzw. Leitflügeln, die sich von der Gitterplatte aus erstrecken.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann in dieser oder anderen Ausführungsformen die Vielzahl von Leitflügeln eine Vielzahl primärer Leitflügel und eine Vielzahl sekundärer Leitflügel umfassen, die parallel zu der Vielzahl primärer Leitflügel angeordnet sind.
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Zusätzlich oder alternativ dazu können in dieser oder anderen Ausführungsformen jeder Leitflügel der Vielzahl von Leitflügeln und das Gittergehäuse dazwischen einen Leitflügelspalt definieren. Der Leitflügelspalt nimmt mit zunehmendem Abstand vom Luftstromeinlass zu.
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Zusätzlich oder alternativ dazu erstreckt sich in dieser oder anderen Ausführungsformen jeder Leitflügel der Vielzahl von Leitflügeln von der Gitterplatte aus bis zu einer Leitflügelhöhe. Die Leitflügelhöhe nimmt mit zunehmendem Abstand des Leitflügels vom Luftstromeinlass ab.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen die Vielzahl von Leitflügeln in jeder Leitflügelanordnung V-förmig angeordnet.
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Zusätzlich oder alternativ dazu nimmt in dieser oder anderen Ausführungsformen mit zunehmendem Abstand des Luftstromauslasses vom Luftstromeinlass eine Querschnittsfläche jedes Luftstromauslasses der Vielzahl von Luftstromauslässen zu.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen der Lufteinlass an einem ersten Ende des Luftstrom-Gitters gelegen.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen das Gittergehäuse als konkave Form ausgebildet und ist die Gitterplatte im Wesentlichen flach und eben bzw. planar.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (HVAC-) System eines Fahrzeugs eine HVAC-Einheit, um einen klimatisierten Luftstrom zu erzeugen, und ein oder mehrere Luftstrom-Gitter, die funktionsfähig mit der HVAC-Einheit verbunden sind, um den klimatisierten Luftstrom auf eine oder mehrere Zielstellen eines Insassenraums des Fahrzeugs zu verteilen. Jedes Luftstrom-Gitter des einen oder der mehreren Luftstrom-Gitter umfasst ein Gittergehäuse und eine am Gittergehäuse montierte Gitterplatte. Das Gittergehäuse und die Gitterplatte definieren dazwischen ein Gitterplenum. Ein Luftstromeinlass ist im Gittergehäuse definiert, und eine Vielzahl von Luftstromauslässen ist in der Gitterplatte definiert. Auf der Gitterplatte ist eine Vielzahl von Leitflügelanordnungen in einem Array angeordnet. Jede Leitflügelanordnung ist zwischen benachbarten Luftstromauslässen der Gitterplatte gelegen. Jede Leitflügelanordnung ist so konfiguriert, dass an jeder Leitflügelanordnung ein erster Teil eines klimatisierten Luftstroms, der durch das Luftstrom-Gitter strömt, zwischen dem Gittergehäuse und der Leitflügelanordnung geleitet wird und ein zweiter Teil des klimatisierten Luftstroms das Luftstrom-Gitter durch einen entsprechenden Luftstromauslass der Vielzahl von Luftstromauslässen verlässt.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen die Vielzahl von Leitflügelanordnungen so konfiguriert, dass sie ein Volumen des klimatisierten Luftstroms, der durch die Luftstromauslässe der mehreren Luftstromauslässe strömt, im Wesentlichen ausgleichen.
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Zusätzlich oder alternativ dazu umfasst in dieser oder anderen Ausführungsformen jede Leitflügelanordnung eine Vielzahl von Leitflügeln, die sich von der Gitterplatte aus erstrecken.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann in dieser oder einer anderen Ausführungsform die Vielzahl von Leitflügeln eine Vielzahl primärer Leitflügel und eine Vielzahl sekundärer Leitflügel umfassen, die parallel zu der Vielzahl primärer Leitflügel angeordnet sind.
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Zusätzlich oder alternativ dazu können in dieser oder anderen Ausführungsformen jeder der Vielzahl von Leitflügeln und das Gittergehäuse dazwischen einen Leitflügelspalt bilden. Der Leitflügelspalt nimmt mit zunehmendem Abstand vom Luftstromeinlass zu.
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Zusätzlich oder alternativ dazu erstreckt sich in dieser oder anderen Ausführungsformen jeder Leitflügel der Vielzahl von Leitflügeln von der Gitterplatte bis zu einer Leitflügelhöhe. Die Leitflügelhöhe nimmt mit zunehmendem Abstand des Leitflügels vom Luftstromeinlass ab.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen die Vielzahl von Leitflügeln in jeder Leitflügelanordnung V-förmig angeordnet.
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Zusätzlich oder alternativ dazu nimmt in dieser oder anderen Ausführungsformen mit zunehmendem Abstand des Luftstromauslasses vom Luftstromeinlass eine Querschnittsfläche jedes Luftstromauslasses der Vielzahl von Luftstromauslässen zu.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen der Luftstromeinlass an einem ersten Ende des Luftstrom-Gitters angeordnet.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist in dieser oder anderen Ausführungsformen das Gittergehäuse als konkave Form ausgebildet und ist die Gitterplatte im Wesentlichen flach und planar.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
- 1 eine Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Fahrzeugs ist;
- 2 eine Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems ist, das in ein Fahrzeug eingebaut ist;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Wasserfall-Gitters ist;
- 4 eine zerlegte Ansicht einer Ausführungsform eines Wasserfall-Gitters ist;
- 5 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Gitterplatte eines Wasserfall-Gitters ist; und
- 6 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Wasserfall-Gitters ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken. Es sollte sich verstehen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist in 1 ein Fahrzeug 10 veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 12, die einen Insassenraum 14 des Fahrzeugs 10 definiert. Ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (HVAC-) System 16 ist im Fahrzeug 10 angeordnet und mit einem oder mehreren Luftauslässen, z. B. einem Wasserfall-Gitter 18, funktionsfähig verbunden. Bezugnehmend nun auf 2 ist das Wasserfall-Gitter 18 so konfiguriert, dass es einen klimatisierten Luftstrom 20 aus dem HVAC-System 16 in den Insassenraum 14 abgibt und den klimatisierten Luftstrom 20 über eine oder mehrere Zielzonen 22 im Insassenraum 14 verteilt. Die eine oder mehreren Zielzonen 22 können zum Beispiel einen unteren Körperbereich 22a eines Insassen oder eine Windschutzscheibe 22b des Fahrzeugs 10 umfassen.
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Bezugnehmend nun auf 3 und 4 ist eine Ausführungsform des Wasserfall-Gitters 18 veranschaulicht, das einen Luftstromeinlass 24 an einem ersten Ende 26 des Wasserfall-Gitters 18 und eine Vielzahl von Luftstromauslässen 28 an einer Auslassfläche 30 des Wasserfall-Gitters 18 aufweist. Die Vielzahl von Luftstromauslässen 28 ist entlang der Auslassfläche 30 zwischen dem ersten Ende 26 und einem zweiten Ende 32 des Wasserfall-Gitters 18 in einem Array angeordnet. Die Vielzahl von Luftstromauslässen 28 ist so konfiguriert, dass sie den klimatisierten Luftstrom 20 gleichmäßig über die Zielzone 22 verteilen. In einigen Ausführungsformen ist die Auslassfläche 30 flach und planar, und die Vielzahl der Auslässe 28 ist so ausgerichtet, dass sie den klimatisierten Luftstrom 20 in eine Auswärtsrichtung 34 leiten. Der Fachmann wird ohne Weiteres erkennen, dass andere Ausrichtungen der Vielzahl von Luftstromauslässen 28 im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Betracht kommen. Wie in 2 veranschaulicht ist, ist das Wasserfall-Gitter 18 funktionsfähig mit dem HVAC-System 16 verbunden, so dass der klimatisierte Luftstrom 20 aus dem HVAC-System 16 und in den Luftstromeinlass 24 des Wasserfall-Gitters 18 geleitet wird.
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4 veranschaulicht eine demontierte bzw. zerlegte Ansicht einer Ausführungsform des Wasserfall-Gitters 18. Das Wasserfall-Gitter 18 umfasst ein Gittergehäuse 38, das als im Querschnitt konkave Form ausgebildet ist, und eine Gitterplatte 40, die die Auslassfläche 30 aufweist, in der die Vielzahl von Luftstromauslässen 28 definiert ist. In einigen Ausführungsformen, wie etwa in 4 dargestellt, ist die Gitterplatte 40 im Wesentlichen flach und planar und definieren das Gittergehäuse 38 und die Gitterplatte 40 dazwischen ein Luftstromplenum zwischen dem Luftstromeinlass 24 und der Vielzahl von Luftstromauslässen 28. Zwischen benachbarten Luftstromauslässen 28 der Vielzahl von Luftstromauslässen 28 ist eine Leitflügelanordnung 42 positioniert bzw. angeordnet. Die Gitterplatte 40 ist beispielsweise durch eine Schnappverbindung oder eine oder mehrere Schrauben am Gittergehäuse 38 befestigt. Der Fachmann wird jedoch ohne Weiteres erkennen, dass diese Befestigungsmittel nur beispielhaft sind und dass andere Elemente oder Verfahren genutzt werden können, um die Gitterplatte 40 am Gittergehäuse 38 zu befestigen. In einigen Ausführungsformen werden ferner das Gittergehäuse 38 und die Gitterplatte 40 aus einem Polymermaterial durch beispielsweise einen Spritzgussprozess oder einen oder mehrere additive Fertigungsprozesse gebildet. In einer Ausführungsform kann das Wasserfall-Gitter 18 als ein einziges, einheitliches Bauteil ausgebildet sein.
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Bezugnehmend nun auf 5 und 6 werden die Leitflügelanordnungen 42 detaillierter beschrieben. Jede Leitflügelanordnung 42 umfasst zumindest zwei, in einer V-Form angeordnete Leitflügel 44 mit einem Leitflügelwinkel 46in Bezug auf eine allgemeine Luftstromrichtung 48 entlang der Gitterplatte 40. In einigen Ausführungsformen liegt der Leitflügelwinkel 46 im Bereich von 20 Grad bis 60 Grad. Die Leitflügel 44 können primäre Leitflügel 44a und sekundäre Leitflügel 44b umfassen, die in einigen Ausführungsformen parallel zu den primären Leitflügeln 44a sind. Die Leitflügel 44 haben eine Leitflügelhöhe 50, die mit zunehmendem Abstand vom Luftstromeinlass 24 in der Luftstromrichtung 48 abnimmt. Die Abnahme der Leitflügelhöhe 50 vergrößert den Leitflügelspalt 52 zwischen den Leitflügeln 44 und dem Gittergehäuse 38. Außerdem können/kann in einigen Ausführungsformen die Anzahl an Leitflügeln 44 in der Leitflügelanordnung 42 und/oder der Leitflügelwinkel 46 entlang der Luftstromrichtung 48 variieren.
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Wenn der klimatisierte Luftstrom 20 am Luftstromeinlass 24 in das Wasserfall-Gitter 18 eintritt, trifft der klimatisierte Luftstrom 20 auf die Leitflügel 44, und ein erster Teil 20a des klimatisierten Luftstroms 20 wird durch den Leitflügelspalt 52 geleitet, während ein zweiter Teil 20b des klimatisierten Luftstroms 20 durch einen Luftstromauslass 28 geleitet wird. Während der klimatisierte Luftstrom 20 entlang dem Wasserfall-Gitter 18 in der Luftstromrichtung 48 vorankommt, nimmt der Leitflügelspalt 52 zu, wodurch ein größerer Strom des ersten Teils 20a durch den Leitflügelspalt 52 zugelassen bzw. ermöglicht wird. Dies gleicht den zweiten Teil 20b des klimatisierten Luftstroms 20, der durch jeden der Luftstromauslässe 28 der Vielzahl von Luftstromauslässen 28 strömt, im Wesentlichen aus. Um eine Abstimmung des zweiten Teils 20b des klimatisierten Luftstroms 20, der durch die Luftstromauslässe 28 strömt, zusätzlich vorzusehen, kann die Querschnittsfläche der Luftstromauslässe 28 mit dem Abstand vom Luftstromeinlass 14 variieren. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche der Luftstromauslässe 28 mit zunehmendem Abstand vom Luftstromeinlass 14 zunehmen, um die Menge des klimatisierten Luftstroms 20 durch die vom Luftstromeinlass 14 am weitesten entfernten Luftstromauslässe 28 zu erhöhen, um so dem Druckverlust des Luftstroms mit zunehmendem Abstand vom Luftstromeinlass 14 entgegenzuwirken. Während in 3 fünf Luftstromauslässe veranschaulicht sind, dies ist außerdem nur beispielhaft, und es können auch andere Anzahlen an Luftstromauslässen 28 und Leitflügelanordnungen 42 genutzt werden, um die gewünschte Luftstromverteilung zu erzielen.
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Obwohl die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente für deren Elemente substituiert werden können, ohne von deren Umfang abzuweisen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweisen. Daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern alle Ausführungsformen umfassen, die in deren Geltungsbereich fallen.
