-
Diese
Anmeldung beansprucht Priorität zu der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 60/763,369, welche am 31. Januar 2006 eingereicht wurde
und den Titel trägt: "Vehicle Wind Deflector", wobei diese
in ihrer Gesamtheit durch Hinweis eingefügt ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Kabrioletts und insbesondere den
Luftstrom durch den Fahrgastraum, wenn das Verdeck abgesenkt ist.
-
Kabrioletts
oder, kurz gesagt, Kabrios sind sehr beliebt aufgrund des Fahrerlebnisses
unter freiem Himmel, welches sie erlauben, wenn das Verdeck abgesenkt
ist und die Insasse im Weiteren dem Wind und dem Himmel ausgesetzt
sind. Wie angenehm dieses Erlebnis auch sein mag, so kann doch ein
ungesteuerter Luftstrom im Fahrgastraum die Insasse zerzausen und
vom Erlebnis ablenken. Solches Zerzausen kann ein allgemeines Ärgernis
für die Insassen sein und Haare und Kleidung durcheinanderbringen,
die Sicht beeinträchtigen und den Geräuschpegel
im Fahrgastraum erhöhen, so dass es schwieriger wird, sich,
zum Beispiel, mit anderen Insassen zu unterhalten und Radio zu hören.
-
Dieses
Durcheinanderwirbeln wird durch eine Unterdruckzone im Fahrgastraum
verursacht, welche etwas Luft/Wind von vorne nach hinten um den
Fahrgastraum herum bewegen lässt, um von hinten nach vorne
durch den Fahrgastraum zurückzuströmen, im Allgemeinen
durch die seitliche Mitte des Fahrgastraums. Diese Rückströmung
wird allgemein in der schematischen Ansicht von 1 gezeigt.
Dort kann man sehen, wie Wind, welcher an der Außenseite
des Fahrgastraums strömt, in den Fahrgastraum zwischen
den zwei hinteren Sitzen zurückströmt (d. h. durch
die seitliche Mitte des Kraftfahrzeugs) und sich nach vorne im Fahrgastraum
bewegt. 2 zeigt ein Rechnergestütztes-Fluid-Dynamik("CFD")-Modell,
welches durch die vorliegende Anmelderin entwickelt wurde und welches
diesen Rückflusswindstrom durch den Fahrgastraum detaillierter
als 1 zeigt. Wie im CFD-Modell ersichtlich ist, strömt
der Wind von hinten nach vorne durch die Mitte des Fahrzeugs zwischen
den linken und den rechten Insassensitzpositionen zum vorderen Teil des
Fahrgastraums zurück, wo er auf die hintere Oberfläche
der Windschutzscheibe trifft und die Richtung ändert, was
die Luft um die vorderen Insassensitzpositionen verwirbeln lässt,
wodurch die vorderen Insassen zerzaust werden. In dieser gesamten
Beschreibung kann der Begriff "Insasse" den Fahrer des Kraftfahrzeugs
umfassen, außer dies ist besonders gekennzeichnet. In Abhängigkeit
von der Konstruktion des Fahrzeugs, der Geschwindigkeit und anderen Faktoren
kann sich das Zentrum des Rückstroms und die Höhe
der Verwirbelung nach vorne oder nach hinten im Fahrgastraum bewegen
und für die Insassen auf dem Vordersitz oder dem Rücksitz
stärker ausgeprägt sein.
-
Gewisse
Kabrioletts versuchen dieses Problem durch Ablenken oder Blockieren
dieses Rückstroms des Windes von hinten nach vorne im Fahrgastraum
zu lösen. Im Allgemeinen tun sie dies durch Positionieren
eines Windabweisers hinter den vorderen Insassen. Der Windabweiser
kann vor den Rücksitzen, wenn vorhanden, oder hinter den
Rücksitzen positioniert sein.
-
Ein
solcher Typ von Windabweiser wird in bestimmten 2-sitzigen und 4-sitzigen
Kabrioletts der Marke BMW® eingesetzt.
Der Windabweiser ist ein Zubehörteil, welcher eingebaut
werden kann, um den Komfort des Fahrgastraums zu verbessern. Diese
Art Windabweiser arbeitet, indem die Windrückstromzirkulation,
welche durch die Unterdruckzone im Fahrgastraum erzeugt wird, blockiert
wird. Der Windabweiser verwendet einen Gitterschirm, um den Rückflussluftstrom
zu zerstreuen und die Turbulenz im Fahrgastraum zu verringern. Dies
hat eine positive Wirkung auf die Windgeschwindigkeit, den Lärm
und die wahrgenommene Temperatur im Fahrgastraum.
-
Jedoch
weist dieser Windabweiser eine Anzahl von Nachteilen auf. Wenn für
4-sitzige Kabrioletts verwendet, ist er über den Rucksitzen
eingebaut, wodurch diese Sitze für Insasse unbenutzbar werden,
während der Windabweiser eingebaut ist und dadurch die
Belegung des Kraftfahrzeugs vermindert. Solch ein Windabweiser wird
in 3 (Stand der Technik) gezeigt. Der Windabweiser macht
es auch schwierig, Taschen, Aktentaschen oder andere Pakete auf
den Rücksitzen zum Zwecke des Lagerns zu platzieren.
-
Außerdem
benötigt diese Art manuell eingebauten Windabweisers eine
beträchtliche Einbauzeit und kann für einen nicht
erfahrenen Benutzer ziemlich komplex sein, wobei eine umfangreiche
Liste an Anweisungen erforderlich ist, dem unerfahrenen Benutzer
die richtigen Einbau/Entfernungstechniken beizubringen. Auch mit
ausführlichen Anweisungen sind mangelndes Verständnis
der Anweisungen und/oder falscher Einbau nicht ungewöhnlich.
Der Windabweiser kann auch für eine Person schwierig einzubauen
sein, und das Fahrzeug muss für den Einbau/Entfernung angehalten
werden. Zum Einbau muss der Windabweiser von seinem Aufbewahrungsort
entfernt werden, aus seinem Schutzbehälter entfernt werden,
entfaltet und eingerastet werden. Dies kann unhandlich sein und
man weiß von Benutzern, dass sie den Windabweiser auf dem
Boden oder im oder am Kraftfahrzeug während des Aufbaus/Abbaus
absetzen, was zu Kratzern oder anderen Schäden am Windabweiser,
Autolack, Zierblenden oder Innenverkleidung führen kann.
Das Verdeck muss abgesenkt werden, um den Windabweiser einzubauen,
und erfordert, dass der Benutzer das Dach etwas schließt
und es dann wieder öffnet, um den Windabweiser an Ort und
Stelle festzumachen. Insgesamt kann der Vorgang für einen
erfahrenen Benutzer mehr als eine Minute und einen normalen Benutzer
drei bis fünf Minuten oder länger in Anspruch nehmen.
-
Wenn
der Windabweiser in 4-sitzigen Kabrioletts eingesetzt wird, ist
es notwendig den Windabweiser abnehmbar zu gestalten, um die Rücksitze
erreichen und benutzen zu können. Der Windabweiser ist
ziemlich groß und verbraucht beträchtlichen Platz, wenn
er im Kofferraum verstaut wird. Schwere oder scharfe Gegenstände,
welche auf dem Windabweiser abgelegt werden, wenn dieser verstaut
ist, können den Windabweiser beschädigen, so dass
dies weiter die Verwendbarkeit des Kofferraumplatzes einschränkt,
wenn der Windabweiser darin verstaut ist. Um dabei zu helfen, den
Windabweiser vor Beschädigung zu schützen, wird
ein Aufbewahrungssack bereitgestellt. Jedoch kann das Platzieren
des Windabweisers in den Sack schwierig sein, und man weiß von
Benutzern, dass sie den Sack auf den Boden oder auf das Kraftfahrzeug
legen, um den Windabweiser in den Sack zu tun. Außerdem
kann diese Art Windabweiser die Sicht nach hinten verringern. Obwohl
der Windabweiser ein schwarzes Gitter ist, um dem Benutzer die Durchsicht
zu erlauben, kann der Windabweiser trotzdem abdunkelnd wirken und die
Sicht nach hinten für den Fahrer/Insassen verschlechtern.
Andere Typen der Windabweiser sind bekannt, welche automatisch angehoben
und abgesenkt werden können, aber diese erfordern im Allgemeinen
relativ komplexe, teure und/oder schwere Betätigungsmechanismen.
-
Außerdem
kann solch ein Windabweiser sogar zu gut beim Verringern der Luftbewegung
im Fahrgastraum arbeiten. Das heißt, dass, wenn der Windabweiser
die Luftbewegung im Fahrgastraum zu stark verringert, die positiven
Eigenschaften des offenen Kabriolettgefühls für
die Fahrzeuginsassen verlorengehen können und das Erlebnis
mehr wie jenes eines geschlossenen Fahrzeugs (Hardtop oder geschlossenes
Verdeck) werden kann.
-
Windabweiser
der oben besprochenen Bauart sind in der
US-Patentschrift Nr. 5,318,337 an Götz,
mit dem Titel "Windscreen Arrangement For A Convertible", erteilt
am 7. Juni 1994; und in der Deutschen Patentanmeldung
DE 197 05 682 A1 offenbart.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Verringern unerwünschten Luftstroms in einem Fahrgastraum
eines Fahrzeugs.
-
Die
Vorrichtung und das Verfahren zum Verringern unerwünschten
Luftstroms in einem Fahrgastraum eines sich vorwärts bewegenden
Fahrzeug zapft eine äußere Luftstromquelle an,
um eine entgegengesetzt wirkende Luftzufuhr bereitzustellen. Die entgegengesetzt
wirkende Luftstzufuhr wird verwendet, um wenigstens einen allgemeinen
von vorne nach hinten gerichteten, entgegengesetzt wirkenden Luftstrom
in den Fahrgastraum an einem allgemein seitlich mittleren Abschnitt
des Fahrzeugs in einem Ausmaß und mit einer Geschwindigkeit
einzuleiten, welche ausreichen, um wenigstens einem Anteil eines
von hinten nach vorne gerichteten Luftstroms im Fahrgastraum entgegenzuwirken,
um einen von vorne nach hinten gerichteten Luftstrom durch einen
allgemein seitlich mittleren Abschnitt des Fahrgastraums auf einem
Niveau des Oberkörpers (allgemein unter Einschluss des
Kopfes, der Brust und der Schultern) wenigstens eines Insassen auf
einem Vordersitz vorzusehen.
-
Solch
ein von vorne nach hinten gerichteter Luftstrom stellt für
die Insassen ein angenehmes Kabrioletterlebnis bereit. Er hilft,
das Zerzausen von Haar und Kleidung, insbesondere um den empfindsamen
Gesichts- und Kopfbereich der Insassen herum, zu verringern, hilft
eine angenehme Fahrgastraumtemperatur aufrechtzuerhalten und hilft
Lärm und unangenehme Geräusche, die von den Windstößen
herrühren, zu verringern.
-
Aufgaben
der vorliegenden Erfindung gehen aus dem Obigen und der beigefügten
Beschreibung der Erfindung, inklusive der Figuren, hervor.
-
Die
Erfindung wird detaillierter unten in Verbindung mit den beigefügten
Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Komponenten kennzeichnen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Ansicht der Rückströmung des
Windes in den Fahrgastraum eines Kabrioletts mit offenem Verdeck;
-
2 ist
ein Rechnergestütztes-Fluid-Dynamik-("CFD")-Modell, welches
die Rückströmung des Windes in den Fahrgastraum
detaillierter als 1 zeigt;
-
3 (Stand
der Technik) ist eine Aufrissansicht von hinten einer bekannten
Art von Windabweiser, welcher auf einem Kabriolett eingebaut ist;
-
4 ist
eine Tabelle, welche "Guter-Wind"-Eigenschaften im Gegensatz zu
"Schlechter-Wind"-Eigenschaften zeigt;
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, eingebaut in ein Kabriolett;
-
6 ist
eine weitere perspektivische Ansicht der Ausführungsform
aus 5 und umfasst eine schematische Grafik, welche
einen inneren Aufbau der Ausführungsform zeigt;
-
7 ist
eine detaillierte Seitenansicht der Ausführungsform aus 5;
-
8 ist
eine schematische Ansicht, welche die Betätigung des Klappenventils
der Ausführungsform aus 5 zeigt,
wobei das Klappenventil in seiner geöffneten Position gezeigt
ist;
-
9 ist
eine weitere schematische Ansicht, welche die Betätigung
des Klappenventils der Ausführungsform aus 5 zeigt,
wobei das Klappenventil in seiner geschlossenen Position gezeigt
ist;
-
10 ist
eine schematische Ansicht ähnlich 1, welche
die Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
11 ist
eine schematische Draufsicht und Seitenansicht der Rückführung
des Windes in den Fahrgastraum eines Kabrioletts mit offenem Verdeck;
-
12 ist
eine schematische Draufsicht und Seitenansicht ähnlich 11,
welche die Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
13 ist
eine grafische Darstellung der relativen Windgeschwindigkeiten und
Windrichtungen im Fahrzeug (gemessen an einer typischen Gesichts-,
Schulter- und Ellbogenhöhe eines Beifahrers), abhängig
davon, ob die Ausführungsform aus 5 eingeschaltet
oder abgeschaltet ist;
-
14 ist
eine Tabelle, welche die Temperaturmessungen im Fahrgastraum (mit
offenem Verdeck) zeigt, wenn die Ausführungsform aus 5 verwendet
wird, wie sie gemessen wurden bei 65 Meilen pro Stunde an einem
klaren (sonnigen) Tag und einer klaren Nacht mit dem ausdrücklichen
Einsatz des Klimaregelungssystems;
-
15 ist
ein Graph, welcher ein Paar übereinander gelegter Schallwellenformen
zeigt, eine gemessen, als die Ausführungsform aus 5 eingeschaltet
war, und eine gemessen, als sie abgeschaltet war;
-
16 ist
eine Tabelle, welche verschiedene Abmessungen der Ausführungsform
aus 5 zeigt;
-
17 ist
eine schematische Ansicht einer Filterausführungsform,
welche Gitterschirme verwendet, die mit 30, 45 und 90 Grad zur Horizontalen
abgewinkelt sind;
-
18 ist
ein Graph, welcher die Geschwindigkeitsverluste durch die unterschiedlichen
Filterausführungsformen, die hierin offenbart sind, zeigt;
-
19 ist
eine schematische Ansicht einer Filterausführungsform vom
Labyrinthtyp;
-
20 ist
eine schematische Ansicht einer Filterausführungsform vom
Ellbogentyp;
-
21 ist
eine schematische Ansicht einer Filterausführungsform vom
Gebläsetyp; und
-
22–25 sind
teilweise schematische Ansichten, welche verschiedene Einlasspositionen und
Kanalanordnungen für die vorliegende Erfindung zeigen.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Eine
Analyse der Benutzererwartungen für ein erstklassiges Kabrioletterlebnis
fand heraus, dass, so viel auch die Menschen ein Fahrerlebnis mit offenem
Verdeck und das Gefühl der Freiheit, das es bietet, genießen,
so sehr kann der Wind innerhalb des Fahrgastraums sowohl zum Vergnügen
des Erlebnisses beitragen, als auch von diesem ablenken. Der Wind
kann sowohl die Geräusch- und Berührungsfaktoren
für die Insassen beeinflussen. Geräuscheinwirkungen
sind störend, wenn sie Unterhaltung oder Musik übertönen,
einige angeborene Lärmschwellen überschreiten
oder wechselhaft und unvorhersehbar (Windstöße)
sind. Der Klang des Windlärms, der Umwelt und des Fahrzeugs
sind andererseits ein vergnügliches und notwendiges Element des
positiven Kabrioletterlebnisses.
-
Berührungsgefühl
ist, was dem Insasse wirklich anzeigt, dass er/sie sich in einem
Kabriolett befindet. Der Wind durch die Haare ist angenehm, bis
er das Haar zerzaust oder den sicheren Betrieb des Fahrzeuges stört.
In ähnlicher Weise ist der Eindruck von der Temperatur
angenehrn, wenn er sich in einem angenehmen Bereich bewegt, aber
unerfreulich und ablenkend, wenn er extrem heiß oder kalt
wird. Idealerweise würde Wind fühlbar bleiben,
aber würde die Haare nicht zerzausen oder die Insassen übermäßig
abkühlen oder Hitze fühlen lassen. Der Takt und
Strom jenes Windes würde nahezu konstant oder proportional
zur Fahrzeuggeschwindigkeit bleiben, da willkürliche Veränderungen
des Windes störend und unangenehm sein können.
-
Davon
ausgehend hat sich herausgestellt, dass Wind im Fahrgastraum allgemein
in zwei Klassifikationen eingeteilt werden kann: "guter Wind" und "schlechter
Wind". "Guter Wind" hat sich als Wind herausgestellt, welcher allgemein
von vorne nach hinten bläst und beständig ist.
Guter Wind erzeugt zusätzliches Windgeräusch im
Fahrgastraum, aber solch ein Windgeräusch übertönt
nicht alles und unterbindet nicht das Radio oder die Insassenunterhaltung.
Guter Wind unterdrückt auch nicht das Temperatursteuersystem
des Kraftfahrzeugs, so dass eine gewünschte Fahrgastraumtemperatur
beibehalten werden kann.
-
"Schlechter
Wind" ist Wind, welcher von hinten nach vorne vor die Insasse strömt
und insbesondere um die Köpfe der Insasse und auch unregelmäßig
fließt. Schlechter Wind erzeugt ein erhöhtes und auch überwältigendes
Windgeräusch im Fahrgastraum, sowie auch stoßende
oder wummernde Geräusche. Schlechter Wind kann auch das
Temperatursteuersystem des Kraftfahrzeugs lahmlegen, so dass der
Fahrgastraum zu heiß oder zu kalt ist. Schlechter Wind,
welcher unregelmäßig strömt, verursacht
Windstöße, was nicht nur die Insasse ablenkt,
sondern auch das Zerzausen von Haar und Kleidung verursachen kann.
Tests haben gezeigt, dass der Gesichts- und Kopfbereich am empfindlichsten
auf schlechten Wind reagiert und dass es dieser Bereich des Insassen
ist, der am meisten von gutem Wind profitieren kann.
-
Verschiedene
Faktoren für guten Wind und schlechten Wind werden in der
Tabelle in 4 gezeigt. Folglich kann diese
Tabelle dazu verwendet werden, um die Qualität des Kabrioletterlebnisses und
die Wirksamkeit einer Lösung des Problems zu beurteilen.
Idealerweise würde die Lösung die Schwachpunkte
des Windabweisers verbessern und selektiv jene Elemente des Erlebnisses
herausfiltern, welche unangenehm sind. Um das Kabrioletterlebnis für
die Insassen positiv zu erhöhen, hat sich herausgestellt,
dass es notwendig ist, ein bestimmtes Niveau an gutem Wind zu haben,
während der schlechte Wind verringert oder beseitigt wird.
Das Beseitigen sowohl des guten Windes als auch des schlechten Windes
ergibt ein Erlebnis, welches ähnlicher dem Fahren in einem
geschlossenen Kraftfahrzeug ist, und lenkt vom Kabrioletterlebnis
für die meisten Insassen ab.
-
In
einer Ausführungsform zum Verringern von Windstößen
im Fahrgastraum eines Kabrioletts oder eines anderen Fahrzeugs wird
ein Luftstrom von vorne nach hinten in einen vorderen Abschnitt
des Fahrgastraums eingeleitet, vorzugsweise an einem seitlichen
mittleren Abschnitt zwischen den linken und den rechten Sitzen.
Dieser Luftstrom wirkt allgemein dem Luftstrom von hinten nach vorne
entgegen, welcher in Kabrioletts vorhanden ist und welcher die Fahrzeuginsassen
irritiert und ablenkt (d. h. der "schlechte Wind"). Der Luftstrom
von vorne nach hinten, welcher in den Fahrgastraum eingeleitet wird, um
dem schlechten Wind entgegenzuwirken, wird hierin als der "entgegengesetzt
wirkende Luftstrom" bezeichnet.
-
Der
entgegengesetzt wirkende Luftstrom kann von jeder geeigneten Quelle
abgezapft werden. In einer Ausführungsform geht der entgegengesetzt wirkende
Luftstrom durch ein Rohrsystem in einem unteren Abschnitt der vorderen
Windschutzscheibe und wird durch den Luftstrom außerhalb
des Fahrzeugs vor der Windschutzscheibe gespeist. In dieser Ausführungsform
tritt der entgegengesetzt wirkende Luftstrom aus dem Rohrsystem
in den Fahrgastraum auf allgemein derselben Höhe wie die
Höhe des äußeren Luftstroms aus, der
angezapft wird, um den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom bereitzustellen.
Diese Ausführungsform wurde zum Testen eingesetzt, da ein
Prototyp an ein Fahrzeug leicht angepasst werden konnte, aber sie
wird zur Zeit nicht als eine Ausführungsform betrachtet,
die im Handel angeboten wird.
-
In
der zur Zeit bevorzugten Ausführungsform ist die Verrohrung
für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom so angeordnet,
dass ein Austrittsabschnitt für die Verrohrung oder der
Verrohrungsauslass unterhalb der Windschutzscheibenhöhe
vorgesehen ist, entweder im Armaturenbrett, auf Armaturenbretthöhe
oder sogar unterhalb einer Armaturenbretthöhe. In einer
Version von solch einer Anordnung ist die Verrohrung unterhalb des
Niveaus der Windschutzscheibe zur Luftstromquelle geführt.
Ein Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die Verrohrung
nicht die Sicht des Fahrers/Beifahrers nach vorne einschränkt,
wie das eine Ausführungsform tun würde, welche
Luft durch Verrohrung in der Windschutzscheibe hindurchfährt.
-
Des
Weiteren kann das Kanalnetzsystem im Fahrzeug angeordnet sein, um
einen Luftstrom an anderen Abschnitten des Fahrzeugs anzuzapfen,
wie unter anderem an der Vorderseite des Fahrzeugs, an den Seiten
des Fahrzeugs, unterhalb des Fahrzeugs oder unterhalb der Windschutzscheibe.
Das Kanalnetzsystem kann einen oder mehrere Einlässe haben,
um aus einer Luftstromquelle an einer oder mehreren Stellen abzuzapfen.
Mehrfache Einlässe können in der gleichen allgemeinen
Fläche des Fahrzeugs oder in unterschiedlichen allgemeinen
Flächen des Fahrzeugs positioniert sein. Die Menge an schlechtem
Wind und seine negative Auswirkung auf die Insasse erhöht
sich im Allgemeinen mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Daher
ist es vorteilhaft, eine Luftstromquelle für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom bereitzustellen, welcher sich mit der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs ebenfalls erhöht.
-
Die
Durchflussfläche des Rohrsystems für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom kann auf jede bekannte Weise vom Einlass (von
den Einlässen) bis zum Auslass (den Auslässen)
eingeschränkt werden, um die Geschwindigkeit des entgegengesetzt
wirkenden Luftstroms zu erhöhen. Die Einschränkung
kann veränderbar sein, um die Geschwindigkeit des Luftstroms
anzupassen. Es ist auch beabsichtigt, dass das Rohrsystem eine Dämpfer-
oder Ventilanordnung umfasst, so dass der entgegengesetzt wirkende
Luftstrom ab- oder aufgedreht werden kann, wie gewünscht,
und/oder so dass die Menge des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms,
wie gewünscht, geregelt werden kann. Die Anordnung, Anzahl
und Größe des (der) Systemeinlasses(Systemeinlässe)
kann eingestellt werden, wie benötigt, um ein gewünschtes
Volumen und eine gewünschte Geschwindigkeit des entgegengesetzt
wirkenden Luftstroms im Fahrzeug bereitzustellen.
-
Es
wird überlegt, dass der entgegengesetzt wirkende Luftstrom
als ein einzelner Luftstrom aus einem einzelnen Kanal bereitgestellt
werden kann oder Luftströme aus mehrfachen Kanälen
oder mehrfachen Auslässen umfassen kann. Folglich kann
das System einen oder mehrere Einlässe und einen oder mehrere
Auslässe aufweisen, welche, wie gewünscht für
die besondere Fahrzeuganwendung, ausgewählt werden. Der
Auslass oder die Auslässe können einstellbar sein,
um so in der Lage zu sein, eine Richtung des entgegengesetzt wirkenden
Luftstroms einzustellen. Die mehrfachen Auslässe können
allgemein auf der gleichen Höhe im Fahrzeug angeordnet
sein oder können auf unterschiedlichen Höhen im
Fahrzeug angeordnet sein und können so gerichtet werden,
um einen entgegengesetzt wirkenden Luftstrom auf unterschiedlichen
Höhen im Fahrgastraum bereitzustellen.
-
In
einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform ist die Verrohrung
für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom vollständig
getrennt von der Verrohrung für das Klimaregelungs(HVAC)-System
des Fahrzeugs.
-
Die
vorliegende Erfindung ist von den Windabweiservorrichtungen des
Stands der Technik, die im Hintergundabschnitt beschrieben wurden,
unterschiedlich, da sie einen Luftmassenstrom von vorne nach hinten
in den Fahrgastraum einleitet, um den Windrückstrom/-gegenstrom
im Fahrgastraum und um den(die) Insassen zu verringern oder auszuschalten
und sogar einen positiven Luftmassenstrom von vorne nach hinten
um/benachbart zu dem(den) Insassen erzeugt, statt einen körperhaften
Schild einzusetzen, um solche Luftrückströmung
zu verhindern.
-
In
einer ersten Prototypausführungsform der vorliegenden Erfindung,
wie oben besprochen, ist der Auslass für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom auf einem Niveau eines unteren Abschnitts der Windschutzscheibe
positioniert und die Verrohrung für den Luftstrom geht
daher durch oder unter der Windschutzscheibe hindurch (oder kann
sogar auf einer oder auf beiden Seiten oder über die Oberkante der
Windschutzscheibe geführt werden). Aus ästhetischen
Gründen und um ihn mit der Innenausstattung des Fahrzeugs
gut zu integrieren, erstreckt sich der Auslass für den
entgegengesetzt wirkenden Luftstrom nicht über oder wesentlich über
die hintere Oberfläche des benachbarten Armaturenbretts
hinaus.
-
Ein
Funktionsmodell dieser ersten Ausführungsform wird in 5–7 gezeigt.
Es muss beachtet werden, dass diese Ausführungsform ein
Prüfprototyp war, welcher verwendet wurde, um die Wirksamkeit
des Konzepts zu prüfen. Während diese Prüfprototypausführungsform
oder eine ähnliche Ausführungsform mit einem Serienfahrzeug
verwendet werden könnte, wird derzeit erwartet, dass eine alternative
Ausführungsform in der zukünftigen Fahrzeugproduktion
verwendet wird, welche sich unter anderem besser der Innenausstattung
des Fahrzeugs, den Raum- und anderen Beschränkungen, welche
durch andere Fahrzeugkomponenten und -systeme auferlegt sind, anpasst
und welche keine Verrohrung aufweist, die direkt durch die Windschutzscheibe
geht.
-
5 ist
eine äußere perspektivische Ansicht des Systems
für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom 10.
Siehe auch 6–7.
Das System 10 umfasst die Verrohrung 12, welche
durch einen unteren Abschnitt der Windschutzscheibe hindurchgeht,
um den Luftstrom von der Vorderseite der Windschutzscheibe aufzunehmen,
wenn sich das Fahrzeug bewegt. Die Verrohrung 12 weist
einen Einlass 20 und einen Auslass 22 (siehe auch 7)
auf. 6 zeigt dieselbe Ausführungsform mit
einer eingearbeiteten schematischen Grafik, welche einen inneren
Aufbau des Systems 10 mit Verrohrung 12 und einem
Filterelement 14 zeigt. Das Filterelement 14 kann
in einen Kanal in der Verrohrung 12 zur leichteren Entfernung
und Säuberung und zum leichteren Austausch eingeschoben
sein. Eine isolierte, abnehmbare Abdeckung umgibt die Verrohrung 12,
um Geräusche zu verringern und um das System 10 besser
in die Innenausstattung des Fahrzeugs zu integrieren. 7 zeigt
ebenfalls ein Klappenventil 16, welches mit dem System 10 verwendet
werden kann, um die Verrohrung 12 zu öffnen und
zu schließen. Die Verrohrung 12 weist eine leichte
Konvergent von vorne nach hinten auf, um die Geraderichtung des entgegengesetzt
wirkenden Luftstroms zu unterstützen, welcher aus dem Auslass 22 austritt,
um dem schlechten Wind entgegenzuwirken.
-
8 und 9 sind
schematische Ansichten, welche zeigen, wie das motor- und hebelbetriebene
Klappenventil 16 arbeitet. 8 zeigt
das Klappenventil in einer offenen Position und 9 zeigt das
Klappenventil in einer geschlossenen Position. Andere Ventiltypen
können auch verwendet werden und können entweder
in einer völlig offenen/geschlossenen Weise betrieben werden
oder können auch so betrieben werden, um das Ventil auf
jede Position zwischen völlig offen und völlig
geschlossen (beide Positionen inklusive) zu öffnen, um
so in der Lage zu sein, die Menge des entgegengesetzt wirkenden
Luftstroms und folglich die Wirkung des entgegengesetzt wirkenden
Luftstroms einzustellen. Diese Ventile können elektrisch
oder pneumatisch gesteuert, manuell gesteuert oder auf andere Weisen gesteuert
werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine
Steuerschnittstelle wie ein Knopf, ein Hebel, eine Videoschirmschnittstelle,
die BMW® iDrive®-Steuerung,
Sprachsteuerung oder andere Arten von Schnittstellen im Fahrgastraum
angeordnet, so dass das System selektiv und fortschreitend durch
einen Insassen gesteuert werden kann.
-
Das
System kann auch eine CPU, eine logische Schaltung oder eine andere
elektronische Steuereinheit verwenden, um automatisch das System unter
bestimmten Umständen zu steuern. Zum Beispiel kann ein
Regensensor verwendet werden, um das System 10 zu schließen,
wenn Regen erfasst wird, so dass das Eindringen von Regen/Feuchtigkeit in
den Fahrgastraum durch das System 10 verhindert wird. Das
System 10 kann auch automatisch gesteuert werden, so dass
sein Betrieb von der Dachposition oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängt. Zum Beispiel kann das System 10 am Öffnen
gehindert werden, wenn das Dach aufgesetzt ist, das Fahrzeug angehalten
ist oder mit einer geringen Geschwindigkeit fährt oder
das Fahrzeug schneller als eine vorbestimmte Geschwindigkeit fährt.
Ein Näherungssensor, welcher nahe dem Systemauslass positioniert
ist, kann ebenfalls eingebaut werden, so dass das System 10 automatisch
schließt, wobei es den Luftstrom dahindurch verhindert,
wenn der Näherungssensor erfasst, dass sich ein Insasse
in den Pfad der Auslassluftstroms bewegt hat. Dies würde verhindern,
dass der Luftstrom aus dem Auslass direkt auf den Insassen trifft.
Solch eine Steuerung könnte auch mit einer Temperaturerfassungseinheit verknüpft
sein, so dass sie nur arbeitet, wenn die Außenluft deutlich
kühler oder warmer als eine Fahrgastrauminnentemperatur
ist. Der Näherungssensor könnte auch automatisch
gesteuert sein, um zu arbeiten, wenn das Fahrzeug schneller als
eine vorbestimmte Geschwindigkeit fährt.
-
Das
System 10 kann auch eine Form von sekundärem Klimaregelungssystem
umfassen, so dass die Außenluft, welche in den Fahrgastraum
eintritt, entweder gekühlt oder erwärmt ist, was
von der Außentemperatur und der Fahrgastrauminnentemperatur
abhängt. Solch ein Klimaregelungssystem würde das
primäre Klimaregelungssystem des Fahrzeugs beim Aufrechterhalten
einer angenehmen Fahrgastrauminnentemperatur unterstützen,
wenn das System für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom 10 verwendet
wird. Das sekundäre Klimaregelungssystem würde
vorzugsweise durch einen Fahrzeuginsassen steuerbar sein, ob es
arbeiten soll oder nicht und in welchem Ausmaß es den hereinströmenden Luftstrom
heizen oder kühlen soll. In einer alternativen Ausführungsform
wird das System für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom
in das primäre Klimaregelungssystem des Fahrzeugs integriert.
-
Die
entgegengesetzt wirkende Wirkung des Systems 10 ist schematisch
in 10 gezeigt, welche unterhalb 1 zum
Vergleich angeordnet ist. Der entgegengesetzt wirkende Luftstrom
fließt von vor der Windschutzscheibe durch die mit Durchlässen
versehene Windschutzscheibe und das System für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom 10, um in das Fahrzeug an einem seitlich
mittleren Abschnitt über dem Armaturenbrett einzutreten.
Der Strom setzt sich nach hinten zwischen den Insassensitzen fort,
um dem Luftstrom von hinten nach vorne (schlechter Wind) entgegenzuwirken
und einen guten Windeffekt für die Insasse zu erzeugen.
-
Siehe
auch 11 und 12. 11 zeigt schematische
Draufsicht und Seitenansicht eines charakteristischen Kabrioletts
und die Luftströme um und in den Fahrgastraum, wenn sich
das Fahrzeug nach vorne bewegt und das System für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom nicht eingeschaltet ist. Der schlechte Wind
kann deutlich von hinter dem Fahrzeug eindringend und nach vorne
im Fahrgastraum bewegend gesehen werden. 12 zeigt
die gleichen schematischen Ansichten, wobei das System für
den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom eingeschaltet ist. Hier
kann gesehen werden, wie der entgegengesetzt wirkende Luftstrom
durch das System 10 dem schlechten Wind entgegenwirkt und
für ein gutes Winderlebnis für zumindest die vorne
sitzenden Passagiere sorgt.
-
Das
System erzeugt einen gleichmäßigen, entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom, welcher den Rückstrom/schlechten Wind
zurück auf den halben Weg zwischen die hinteren Sitze und
der Hinterseite der Vordersitze drängt, was für
eine ruhige Atmosphäre im vorderen Bereich des Fahrgastraums
sorgt. Der genau abgestimmte entgegengesetzt wirkende Luftstrom
des Systems vermeidet bis auf ein leichtes Streifen auf den innengewandten
Schultern fast zur Gänze die vorne sitzenden Insassen,
was, wie Tests mit Benutzern gezeigt haben, nur zum Vergnügen des
Freilufterlebnisses beiträgt. Die Insassen fühlen einen
sanften Wind, welcher ihren Kopf kitzelt und das Kabriolettfahrgefühl
wird steigert. Tests haben gezeigt, dass diese Ausführungsform
am besten für Insassen in einem zweisitzigen Kraftfahrzeug
oder für die Insassen auf dem Vordersitzen in einem viersitzigen
Kraftfahrzeug funktioniert. Es ist auch möglich, dass das
System auswählbar ist, um einen seitlich versetzten entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom (in Richtung des Fahrers) bereitzustellen, wenn
sich nur ein Fahrer im Fahrzeug befindet, um den Komfort des Fahrers
zu maximieren.
-
In
einer alternativen Ausführungsform kann ein zweites entgegengesetzt
wirkendes Luftstromsystem eingesetzt werden, welcher Auslässe
aufweist, die im Fahrgastraum an ungefähr der Position der
Lehnen der Vordersitze positioniert sind. Solch ein System kann
in Verbindung mit dem primären System für den
entgegengesetzt wirkenden Luftstrom 10 verwendet werden,
um wirkungsvoller dem schlechten Wind entgegenzuwirken, welcher
die Insassen auf den Rücksitzen beeinträchtigt,
ohne eine Steigerung der Luftgeschwindigkeit und des Luftstroms
des primären Systems 10 auf ein Ausmaß zu erzwingen,
welches für die Insasse der vorderen Sitze unangenehm werden
könnte. Das sekundäre System kann Auslässe
in den Lehnenabschnitten der Vordersitze oder in einer Bodenkonsole
zwischen den Sitzen oder anderswo in der gleichen allgemeinen länglichen
Mittelposition im Fahrgastraum eingebaut aufweisen. Das sekundäre
System kann auch einen Auslass allgemein zwischen den Kopfstützen der
hinteren Sitze aufweisen. Das sekundäre System kann getrennt
steuerbar sein oder so geregelt sein, um in einer ergänzenden
Weise zum primären System 10 zu wirken. Zum Beispiel
könnte der Einsatz des sekundären den Systems
den Leistungsbedarf für das primäre System verringern
und es dem primären System erlauben, auf einem niedrigeren
Niveau zu arbeiten.
-
Obwohl
in der getesteten Ausführungsform der Luftstrom aus dem
Kanal mit ungefähr 24 m/s (gemessen bei 65 mph oder 30
m/s) aus einer ungefähr 4 "x3" (10,2 cm × 7,6
cm) großen Fläche austritt, ist die Durchschnittsgeschwindigkeit
des guten Windes, die durch die Insasse auf den vorderen Sitzen gefühlt
wird, viel sanfter als der schlechte Wind, welcher in der Ausgangssituation
(d. h. ohne entgegengesetzt wirkenden Luftstrom) gefühlt
wird. Die Kombination der Auslassfläche, der Auslassposition
und der Austrittsgeschwindigkeit ist wichtig für das Erzielen
einer optimalen Leistung durch das System. Es ist auch wichtig,
den Unterschied in den Luftstromrichtungen zwischen der Ausgangssituation
(entgegengesetzt wirkender Luftstrom aus) und der Erfindungssituation
(entgegengesetzt wirkender Luftstrom ein) zu beachten.
-
13 zeigt
eine grafische Darstellung der relativen Windgeschwindigkeiten und
Windrichtungen im Fahrzeug (aufgenommen an Höhen, die einer typischen
Gesichts-, Schulter- und Ellbogenhöhe eines vorne sitzenden
Insassen entsprechen), abhängig davon, ob das System eingeschaltet
oder abgeschaltet ist. Im Erfindungsfall fließt der Wind
von vorne nach hinten, wie durch die nach rechts zeigenden Pfeile
angezeigt, was eine deutliche Verbesserung gegenüber dem
Wind von hinten nach vorne in der Ausgangssituation ist, wie durch
die nach links gerichteten Pfeile angezeigt. Wie im System durch
Messergebnisse (rechte Seite) ersichtlich ist, wurde ein wesentlicher
Anteil an schlechtem Wind durch guten Wind ersetzt, und der verbleibende
schlechte Wind wurde wesentlich in seiner Größenordnung
verringert, so dass er weniger störend für die
Insasse ist.
-
Die
Windgeschwindigkeit und die Windrichtung können sich in
Abhängigkeit von den Bedingungen des Wetters, des Verkehrs
und der Tageszeit verändern. Diese Faktoren können
auch die Ergebnisse des Systems, die durch die vorne sitzenden Insassen
gefühlt werden, beeinflussen. Einen großen Unterschied,
der beobachtet wurde, ergaben Messungen, welche während
des Tages durchgeführt wurden, gegenüber solchen,
welche während der Nacht aufgenommen wurden. Ein ungefähr
1 m/s Abfall an Windgeschwindigkeit, welche die vorderen Insasse
während der Nachttestreihen berührte, wurde aufgezeichnet,
da Oberflächen- und Querwinde viel ruhiger waren und es
dem System erlaubte, wirkungsvoller zu arbeiten. Solche Verringerungen
in den Geschwindigkeiten würden noch zu positiven Zuwächsen
an gutem Wind gegenüber schlechtem Wind und zu einer Steigerung
des Kabrioletterlebnisses führen.
-
Die
Fahrgastraumtemperatur beeinflusst die Wahrnehmung des Freilufterlebnisses
des Insassen in hohem Maße. Wenn die Temperatur zu niedrig
ist, wird das Erlebnis frostig und unangenehm; zu hoch und die Umgebung
wird klamm und unbequem. Das System des entgegengesetzt wirkenden
Luftstroms 10 unterstützt das Standardklimaregelungssystem durch
Verringern einiger äußerer Rückverwirbelungen
um den Insasse ohne die Klimatisierung zu unterdrücken,
wie es im Vergleich der Windabweiser des Stands der Technik tut.
Siehe 14, welche Temperaturmessungen
im Fahrgastraum (offenes Verdeck) zeigt, die bei 65 Meilen pro Stunde
an einem klaren (sonnigen) Tag und in einer klaren Nacht unter Verwendung
des Klimaregelungssystems, wie vermerkt, gemessen wurden.
-
Durch
Verringern der Zirkulation im Fahrgastraum verringert das System
des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms 10 die unangenehmen
Verwirbelungen, die durch die Insassen auf den Vordersitzen gehört
werden. 15 zeigt Geräuschwellenformen,
welche nahe dem inneren Ohr eines vorne sitzenden Insassen aufgezeichnet
wurden. Die dunklere Wellenform ist aufgezeichnet worden, wobei
das System 10 abgeschaltet war, und die hellere Wellenform
ist aufgezeichnet worden, wobei das System 10 eingeschaltet
war. Nicht nur ist eine deutliche Abnahme an Geräuschintensität
offensichtlich, wenn das System 10 eingeschaltet war, sondern
das System 10 schaltet auch die Windstöße
aus, welche durch die willkürlichen Spitzen auf hohem Pegel
in der dunklerem (Ausgangssituations-)Wellenform gekennzeichnet
sind. Durch Abnehmen des Windgeräuschs und Ausschalten
der Windstöße erzeugt das System 10 ein
Kabrioletterlebnis, welches es den Insassen erlaubt, eine Unterhaltung
zu führen oder ihre Musik zu genießen, ohne dass
sie ihre Stimmen anheben müssen oder sich anstrengen müssen,
das Umgebungswindgeräusch zu überwinden.
-
16 zeigt
die Grundabmessungen für die erste Ausführungsform
des Systemkanals des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms, wie oben
besprochen.
-
Die
Verrohrung für den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom
und der Auslass können Einiges an Konvergenz (wie oben
besprochen) oder sogar Divergenz aufweisen, aber die besten Ergebnisse
wurden dort erzielt, wo der entgegengesetzt wirkende Luftstrom am
Auslass in einem allgemein gleichförmigen Zustand vorliegt.
Verwirbelungen in der Verrohrung des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms und/oder
Auslasses, welche diesen gleichförmigen Luftstrom beeinträchtigen
oder sogar einen turbulenten Luftstrom verursachen, haben sich als
Beeinträchtigung der Leistung des Systems herausgestellt. Das
heißt, ein weniger gleichförmiger und sogar turbulenter
entgegengesetzt wirkender Luftstrom vom Auslass her hat sich als
weniger wirksam im Entgegenwirken dem Luftstrom von hinten nach
vorne/schlechten Wind als ein gleichförmiger und stärker
laminarer entgegengesetzt wirkender Luftstrom aus dem Auslass herausgestellt.
Luftleitelemente oder andere Typen von Flussbegradigern können
in der Verrohrung des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms und/oder
im Auslass verwendet werden, um im Begradigen des entgegengesetzt
wirkenden Luftstroms, welcher aus dem Auslass austritt, zu helfen. Sie
können sogar in einem gewissen Ausmaß einstellbar
gemacht sein, um einen Winkel des entgegengesetzt wirkenden Luftstroms
in das Fahrzeug hinein einzustellen, obwohl zu viel Einstellbarkeit
absehbar die Einstellung bis zu einem Winkel erlauben kann, welcher
weniger wirkungsvoll oder sogar unwirksam im dem schlechten Wind
im Fahrzeug Entgegenwirken ist.
-
Wie
oben besprochen, verwendet das System vorzugsweise einen (oder mehrere)
Filter, welche(r) in der Verrohrung des entgegengesetzt wirkenden
Luftstroms positioniert ist, um unerwünschte Partikel aus
dem Strom herauszufiltern oder um auf andere Weise den Strom auf
eine erwünschte Weise zu beeinflussen. Filtern des Luftstroms
kann einen Kompromiss darstellen, welcher das Gleichgewicht zwischen
dem Filterwirkungsgrad und dem Stömungsverlust (und folglich
dem Kanalwirkungsgrad) und zusätzlichem Systemgeräusch
sucht. Mehrere Prototypmodelle von Filtern wurden auf den Wirkungsgrad
getestet. Wie oben besprochen, hat sich in der Prototyptestausführungsform
ein winkelig eingesetzter Gitterschirm als derjenige herausgestellt, welcher
die beste Leistung bereitgestellt hat. 17 zeigt
eine solche Ausführungsform, welche Gitterschirme mit Winkeln
von 30, 45 und 90 Grad zur Horizontalen verwendet. Die Prüfungen
haben gezeigt, dass in bestimmten Beispielen der oben und unten gekennzeichneten
Filterausführungsformen die winkeligen Gitterfilter den
geringsten Strömungsverlust aufwiesen. Siehe 18.
Die Prüfungen haben gezeigt, dass das Anordnen des Filters
mit einem schrägen Winkel von 30–45° dramatisch
dabei hilft, den Strömungsverlust gegenüber einer
aufrechten Konfiguration (90°) zu verringern. Ein Gitter,
welches mit guten Ergebnissen eingesetzt wurde, war ein FH 734-8A
Vivid View® Gittersiebgewebe von
Gore Technology®, welches minimale
Behinderung für einen Luftstrom ergab und minimalen Lärm
erzeugte.
-
Außerdem
wird, je weiter der Filter in Richtung des hinteren Teils des Kanals
positioniert ist, der sich ergebende Lärm lauter und der
austretende Luftstrom turbulenter, was den Kanal weniger wirkungsvoll
macht. Wenn der Filter in Richtung der Vorderseite des Kanals bewegt
wird, wird der hörbare Lärm verringert, die Luftgeschwindigkeit
aus dem Kanal heraus wird erhöht, und der Luftstrom ist
gleichförmiger, wenn er aus dem Kanal austritt. Jedoch
lässt die Anordnung des Filters zu nahe am Eingang des
Kanals einen Eingangseffekt auftreten, wobei die Luft den Kanal
zur Gänze umgeht, was zu einer dramatischen Verringerung
an Luftstrom führt. Das hochfrequente Breitbandgeräusch,
welches durch das Filtergitter erzeugt wird, kann annehmbar sein,
wenn es über die Zeit konstant bleibt, so dass es in den
Hintergrund "verschwindet". Die Anordnung des Gitters weit innerhalb
des Kanals half, das Gitter von Seitenwind oder Straßenwindstößen
abzuschirmen, die diese Regelmäßigkeit aufheben
würden.
-
Andere
Filteranordnungen wurden ebenfalls getestet, welche geeigneter für
alternative Ausführungsformen des Systems 10,
die längere Leitungspfade aufweisen, sein könnten.
Diese umfassen einen Labyrinthtyp, wie in 19 gezeigt,
wo die Verrohrung die Richtung wechselt, so dass schwerere Elemente
im Luftstrom (Schmutz) aus dem Luftstrom bei der Richtungsänderung
herausgeworfen werden, um in einer Falle gefangen zu sein. 20 zeigt
einen Ellbogentyp, ähnlich dem Labyrinthfiltersystem, in
welchem eine schnelle Umlenkung des Luftstroms die größten
Partikel veranlasst, sich vom Luftstrom zu trennen, während
der saubere Luftstrom weiter in Richtung des Auslasses strömt.
Wie das Labyrinth tauscht dieses Konzept Wirksamkeit für
niedriges Geräusch, aber erfordert Platz und Umrissgestaltung,
was unter der Platzbeschränkung des Fahrzeugpakets schwierig
zu erzielen sein kann. 21 zeigt eine Gebläseausführungsform.
Diese basiert auf der Wirkung, dass die Luft beschleunigt wird, wenn
sie an Rippen vorbeigeht, wobei der schwerere Schmutz an die Wände
geworfen wird, wo er dann aus dem Luftstrom herausgefiltert werden
kann. Dieser Lösungsweg bringt mehr Komplexität,
Lärm und Turbulenz, welche durch den Ventilator verursacht wird.
-
In
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
wie oben beschrieben, geht der Kanal für den entgegengesetzt
wirkenden Luftstrom nicht durch die Windschutzscheibe hindurch und
die Verrohrung und der Auslass sind allgemein niedriger im Fahrzeug
positioniert als in der ersten Testausführungsform, die
oben besprochen wurde. Die zweite Ausführungsform weist
vorzugsweise den Kanalauslass im Armaturenbrett eingebaut auf, wobei
die Verrohrung daher unter oder unterhalb eines Niveaus der Windschutzscheibe
hindurch geführt ist.
-
Solch
eine Ausführungsform kann ein längeres Kanalnetzsystem
als die erste Testausführungsform ausnützen und
kann einen oder mehrere Einlässe aufweisen, die an der
Vorderseite des Fahrzeugs, im Motorhaubenbereich inklusive der Luftkastenzone,
auf den Seiten des Fahrzeugs, auf den Seitenspiegelbereichen, unterhalb
des Fahrzeugs oder an anderer Stelle auf dem Fahrzeug positioniert
sind, um Luft aus dem äußeren Luftstrom einzulassen, wenn
sich das Fahrzeug gerade bewegt. Solche Einlässe können
unter Anderem benachbart anderen Einlasskanälen für
das Fahrzeug an der Vorderseite des Fahrzeugs oder als Ansaughauben
oder -kanäle (darunter Kanäle vom NACA-Typ) in
die Motorhaube oder in den Luftkasten des Fahrzeugs eingebaut oder an
anderer Stelle angeordnet sein.
-
22–25 sind
schematische Teilansichten eines zweisitzigen Kabrioletts, welche
verschiedene alternative Ausführungsformen für
das System der vorliegenden Erfindung zeigen. 22 zeigt
eine Anordnung, wo der Einlass 20 auf der Motorhaube positioniert
ist und mit dem Kanalnetz 12 (gestrichelt) verbunden ist,
der unter der Windschutzscheibe zum Auslass 22 läuft,
welcher im Armaturenbrett 40 positioniert ist. 23 zeigt
eine alternative Anordnung, wo der Einlass 20 im Luftkasten
positioniert ist und mit dem Kanalnetz 12 (gestrichelt)
verbunden ist, der unter der Windschutzscheibe zum Auslass 22 läuft,
welcher im Armaturenbrett 40 positioniert ist. 24 zeigt
eine alternative Anordnung, wo der Einlass 20 an der Vorderseite
des Fahrzeugs (hier gezeigt hinter dem Motorgrill) positioniert
ist und mit dem Kanalnetz 12 (gestrichelt) verbunden ist,
der unter der Windschutzscheibe zum Auslass 22 läuft, welcher
im Armaturenbrett 40 positioniert ist. 25 zeigt
eine alternative Anordnung, wo der Einlass 20 an der Seite
des Fahrzeugs positioniert ist und mit dem Kanalnetz 12 (gestrichelt)
verbunden ist, der unter der Windschutzscheibe zum Auslass 22 läuft,
welcher im Armaturenbrett 40 positioniert ist.
-
Es
hat sich herausgestellt, dass, um am besten dem schlechten Wind
im Fahrgastraum entgegenzuwirken, der entgegengesetzt wirkende Luftstrom
durch das System mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs korrelieren
sollte. Folglich ist der Einlass für das System für
den entgegengesetzt wirkenden Luftstrom vorzugsweise so positioniert,
um einen Luftstrom vom äußeren Luftstrom einzulassen,
welcher mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs korreliert. Anderenfalls
würde die Erfindung nicht in der Lage sein zu arbeiten,
da die Tests gezeigt haben, dass, wenigstens zum gegenwärtigen
Zeitpunkt, kein bekanntes Gebläsesystem den notwendigen
Luftstrom und die Geschwindigkeit, die benötigt wird, um dem
schlechten Wind wirkungsvoll entgegenzuwirken, insbesondere bei
höheren Fahrgeschwindigkeiten auf Fernstraßen,
bereitstellen könnte, ohne von so großen Abmessungen
oder Kosten zu sein, um impraktisch zu sein. Zum Beispiel sind die
Gebläsesysteme, welche derzeit in Kraftfahrzeugklimaregelungssystemen
verwendet werden, nicht leistungsstark genug, dass sie auch nur
in die Nähe kämen, einen Luftstrom bereitzustellen,
welcher ausreichte, um wirkungsvoll dem schlechten Wind in einem
Kabriolett entgegenzuwirken, auch bei geringeren Stadtfahrgeschwindigkeiten
und sicherlich nicht bei höheren Autobahngeschwindigkeiten.
Ein Test, welcher unter Verwendung eines 12 amp 270 CFM Gebläses von
einem Laubgebläse gemacht wurde, zeigte, dass sogar solch
ein leistungsstarkes Gebläse einen nicht ausreichenden
Luftstrom bereitstellte, um wirkungsvoll dem schlechten Wind im
Fahrgastraum entgegenzuwirken. Die Verrohrung kann sich im Querschnitt
vom Einlass zum Auslass verringern, um die Geschwindigkeit der Luft
dahindurch zu erhöhen.
-
Verschiedene
Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen, welche in
dieser Beschreibung beschrieben sind, können in unterschiedlichen
Kombinationen kombiniert werden, um unterschiedliche Ausführungsformen
zu bilden, wobei diese Ausführungsformen Teil der vorliegenden
Erfindung sind.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt. Die Erfindung kann auf andere Fahrzeuge als
Kabrioletts angewendet werden, um schlechtem Wind oder anderen unerwünschten/störenden
Luftströmen entgegenzuwirken. In solchen Situationen werden
die Kanalauslässe wie notwendig positioniert und gerichtet, um
den unerwünschten Luftströmen entgegenzuwirken.
-
Zusammenfassung:
-
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern eines unerwünschten
Luftstroms in einem Fahrgastraum eines sich vorwärts bewegenden Fahrzeugs
zapft eine äußere Luftstromquelle an, um eine
entgegengesetzt wirkende Luftzufuhr bereitzustellen. Die entgegengesetzt
wirkende Luftzufuhr wird verwendet, um wenigstens einen allgemein
von vorne nach hinten gerichteten entgegengesetzt wirkenden Luftstrom
in den Fahrgastraum an einem allgemein seitlich mittleren Abschnitt
des Fahrzeugs in einem Ausmaß und mit einer Geschwindigkeit
einzuleiten, welche ausreichen, um wenigstens einem Anteil eines
von hinten nach vorne gerichteten Luftstroms im Fahrgastraum entgegenzuwirken,
um einen von vorne nach hinten gerichteten Luftstrom durch einen
allgemein seitlich mittleren Abschnitt des Fahrgastraums auf einem
Kopfniveau wenigstens eines Insassen auf einem Vordersitz vorzusehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5318337 [0011]
- - DE 19705682 A1 [0011]