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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Luftverteilungsvorrichtungen
für Motorfahrzeuge
der Art, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben sind. Eine
Vorrichtung dieser Art ist bekannt aus JP-62088606.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der oben
bezeichneten Art bereitzustellen, die eine einfache, leichte Struktur
mit kleinen Gesamtabmessungen präsentieren
wird und nichtsdestotrotz durch wirksamen und zuverlässigen Betrieb
gekennzeichnet ist.
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Um
die oben beschrieben Ziele zu erreichen, ist der Gegenstand der
Erfindung eine Luftverteilungsvorrichtung für Motorfahrzeuge, welche die
im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Der
Coanda-Effekt war seit einiger Zeit bekannt und wurde seit einiger
Zeit untersucht. Als Ergebnis dieses Phänomens neigt eine Strömung, die aus
einem Kanal austritt, der in eine vergrößerte Kammer einleitet, welche
zwei Seitenwände
aufweist, die in verschiedenen Abständen von der Auslassöffnung des
Kanals angelegt sind, an der Wand anzuliegen, die näher an der
Auslassöffnung
ist.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hat der Einlasskanal eine Öffnung, die in eine erste Kammer
einleitet, welche eine erste Seitenwand gerade hoch gegen die voranstehende Öffnung hat
und eine zweite Seitenwand gegenüberliegend der
ersten Wand und in einem größeren Abstand
von der Öffnung,
wobei der erste Auslasskanal eine Seitenwand hat, die auf der Verlängerung
der ersten Seitenwand der ersten Kammer angelegt ist, und das einzige
bewegliche Bauteil eine erste Betriebsposition hat, in welcher es
deaktiviert ist, so dass die Luftströmung, die aus dem Einlasskanal
kommt, durch den Coanda-Effekt der voran stehenden ersten Wand der
ersten Kammer folgt und der Seitenwand des ersten Auslasskanals,
der in ihrer Verlängerung
angelegt ist, so dass die Strömung
in den ersten Auslasskanal geschickt wird.
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Wiederum
im Fall der bevorzugten Ausführungsform
hat das einzige bewegliche Bauteil eine erste Betriebsposition,
in welcher es eine Projektion auf der ersten Seitenwand der ersten
Kammer vorgibt, auf solche Weise, um die Luftströmung von der ersten Wand abzulösen und
ihre Umlenkung durch den Coanda-Effekt in den voranstehenden zweiten Auslasskanal
zu begünstigen,
welcher eine Wand aufweist, die im Wesentlichen auf der Verlängerung der
zweiten Wand der ersten Kammer angelegt ist.
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Wiederum
im Fall der voranstehenden bevorzugten Ausführungsform kommuniziert die
erste Kammer mit dem ersten Auslasskanal mittels einer zweiten Öffnung,
die sich in eine zweite Kammer öffnet,
welche eine Wand hat, die an die erste Seitenwand der ersten Kammer
mit der voranstehenden Seitenwand des ersten Auslasskanals angrenzt,
und eine zweite Seitenwand, die weiter weg von der zweiten Öffnung angelegt
ist, die sich in eine Seitenwand des dritten Auslasskanals verlängert, wobei
das einzige bewegliche Bauteil eine dritte Betriebsposition aufweist,
in welcher es eine Projektion auf der ersten Seitenwand der zweiten
Kammer vorgibt, so dass sie die Luftströmung von der Seitenwand ablöst und ihre Umlenkung
in Richtung der zweiten Wand der zweiten Kammer begünstigt und
folglich in den dritten Auslasskanal.
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Wiederum
im Fall der voranstehenden bevorzugten Ausführungsform ist das einzige
bewegliche Bauteil bevorzugt ein Schwingbauteil, welches so angebracht
ist, dass es im Körper
der Vorrichtung hin- und herschwingt, und welches gegenüberliegende
Endabschnitte aufweist, die dazu entworfen sind, von entsprechenden
Schlitzen der ersten Wand der ersten Kammer und der ersten Wand
der zweiten Kammer vorzuspringen.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung klar ersichtlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
zutage treten, welche lediglich als nicht-beschränkendes Beispiel bereitgestellt
werden und in welchen:
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1 bis 3 eine
Schnittansicht einer Motorfahrzeug-Klimaanlagenbaugruppe veranschaulichen,
die eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
beinhaltet, in drei verschiedenen Betriebszuständen;
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4 und 5 jeweils
eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht einer Vorrichtung
präsentieren,
die keinen Teil der Erfindung bildet, die in eine Motorfahrzeug-Klimaanlagenbaugruppe
eingebaut ist; und
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6 und 7 zwei
weitere Ausführungsformen
einer Vorrichtung veranschaulichen, die nicht Teil der Erfindung
bildet, welche in ein Motorfahrzeug-Armaturenbrett eingebaut ist.
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Mit
Bezug auf 1 bis 3, bezeichnet das
Bezugszeichen 1 als gesamtes eine Motorfahrzeug-Klimaanlagenbaugruppe,
die einen Körper 2 aufweist,
in welchem ein Einlasskanal 3 für Luftströmung vorgegeben ist. Der Kanal 3 leitet
mittels einer Öffnung 3A in
eine vergrößerte Kammer 4 ein,
welche eine erste Wand 4A aufweist, die gerade hoch gegen
die Öffnung 3A angeordnet
ist, und eine zweite Wand 4B gegenüber dazu, welche in einem größeren Abstand
von der Öffnung 3A angeordnet
ist. Die Kammer 4 leitet mittels einer zweiten Öffnung 4C in eine
zweite Kammer 5 ein.
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Die
Vorrichtung umfasst einen ersten Auslasskanal 6, einen
zweiten Auslasskanal 7 und einen dritten Auslasskanal 8.
Die Kammer 5 weist eine erste Wand 5A auf, welche
gerade hoch gegen die Öffnung 4A liegt,
und eine zweite Wand 5B, welche in größerem Abstand von der Öffnung 4B angeordnet ist.
Wie ferner in den Zeichnungen erkannt werden kann, hat der erste
Auslasskanal 6 eine Seitenwand 6A, welche auf
der Verlängerung
der Seitenwand 5A der zweiten Kammer 5 angelegt
ist und der Seitenwand 4A der ersten Kammer 4.
Die letztere wiederum ist auf der Verlängerung einer entsprechenden Seitenwand
des Einlasskanals 3 angelegt. Diese Wände sind eine auf der Verlängerung
der anderen angelegt, gemäß einem
gekrümmten
Muster, wie das in 1 bis 3 erkannt
werden kann.
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Die
Vorrichtung umfasst ein Bauteil zur Störung der Strömung, das
aus einem Schwingungsbauteil 9 besteht, welches so montiert
ist, dass es um eine Achse 10 auf dem Körper 2 der Vorrichtung
herum schwingt, und welches Endsegmente 10A und 10B aufweist
(siehe 2 und 3), die dazu entworfen sind,
durch entsprechende Schlitze vorzuspringen, die in der ersten Seitenwand 4A der
Kammer 4 und der ersten Seitenwand 5A der Kammer 5 hergestellt
sind, aus Gründen,
die klar aus dem Nachfolgenden zutage treten.
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Das
Störungsbauteil 9 ist
entworfen, um drei verschiedene Betriebspositionen einzunehmen,
welche jeweils in 1, 2 und 3 dargestellt sind,
um eine Umlenkung der Strömung
zu bewirken, die aus dem Einlasskanal 3 in den ersten Auslasskanal 6 (1)
kommt oder andernfalls in den zweiten Auslasskanal 7 (2)
oder anderenfalls in den dritten Auslasskanal 8 (3).
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1 veranschaulicht
das Störungsbauteil 9 in
einem ersten Betriebszustand, der einer Zwischenposition entspricht,
in welchem keines der zwei Endsegmente 10A, 10B des
Störungsbauteils 9 aus
der jeweiligen Wand vorspringt. In diesem Zustand neigt die Strömung dazu,
anhaftend an der gekrümmten Wand
zu verbleiben, die durch die Wand 4A, die Wand 5A und
die Wand 6A vorgegeben wird. Dies tritt durch den Coanda-Effekt
auf, insofern als die Strömung,
die in die Kammer 4 einströmt, dazu neigt, an der Seitenwand
näher zur
Ausströmungsöffnung 3A anhaftend
zu verbleiben, und das gleiche tritt auf, wenn die Strömung durch
die Öffnung 4A in
die zweite Kammer 5 einströmt.
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Ausgehend
vom oben beschriebenen Zustand, der in 1 veranschaulicht
ist, kann das Störungsbauteil 9 dazu
gebracht werden, in eine oder in die andere der zwei Endpositionen,
die in 2 und 3 veranschaulicht sind, zu schwingen.
Im Fall der Position, die in 2 veranschaulicht
ist, springt das Segment 10A aus der ersten Seitenwand 4A der Kammer 4 vor,
so dass es eine Ablösung
der Luftströmung
von der Wand 4A und eine folgliche Anziehung, wiederum
durch den Coanda-Effekt, der Luftströmung in Richtung des zweiten
Auslasskanals 7 bewirkt, mit folglicher Ausbildung eines
Bereichs von negativem Druck 11 im Teil der Kammer 4,
der der Wand 4B mehr benachbart ist.
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3 veranschaulicht
die entgegengesetzte Situation, in welcher das Endsegment 10B aus
der Wand 5A vorspringt und die Ablösung der Luftströmung von
dieser Wand und ihre folgliche Anziehung in Richtung des Auslasskanals 8 bewirkt,
mit folglicher Ausbildung eines Bereichs von negativem Druck 12 im
Teil der Kammer 5, der der Wand 5B mehr benachbart
ist.
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Gemäß einer
weiteren Eigenschaft, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist,
ist im Körper 2 der
Vorrichtung ein Förderer 13 eingeschlossen,
welcher Heizelemente 14 zur Aufheizung der Luftströmung enthält sowie
einen Verdampfer 15, der einen Teil des Klimaanlagensystems
bildet.
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Die
Bereitstellung einer Klimaanlagenbaugruppe, welche sowohl Umlenkungsmittel
durch den Coanda-Effekt und ein Heizelement bereitstellt, bildet den
Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von der Bereitstellung
der drei Auslasskanäle, die
oben beschrieben sind und des entsprechenden Störungsschwingungsbauteils.
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4 und 5 veranschaulichen
ein Beispiel einer Vorrichtung, die nicht Teil der Erfindung bildet,
in welcher die Klimaanlagenbaugruppe eine Vielzahl von Auslasskanälen 20 aufweist,
die sich zwei für
zwei von einem gemeinsamen Einlasskanal 21 verzweigen,
welcher Luft von einem Förderer 22 erhält, dem
eine Gebläsebaugruppe 23 zugeordnet ist.
Eingefügt
in den Förderer 22 ist
ein Verdampfer 24 und eine Vielzahl von unabhängigen Heizelementen 25,
von denen jedes einen jeweiligen Einlasskanal 21 kontrolliert.
Für jeden
Einlasskanal 21 wird die Verteilung der Luft in die zwei
Auslasskanäle,
die ihm zugeordnet sind, durch eine Fluidvorrichtung 26 gesteuert,
die aus einem walzenartigen Öffnen/Schließelement
besteht, das dazu entworfen ist, ein Fenster 27 auf einer
Seite einer Kammer 28 zu öffnen oder zu schließen, in
welche der Einlasskanal 21 einleitet und von welcher die
zwei Auslasskanäle 20 abzweigen. Wenn
das Öffnen/Schließelement 26 in
dem Zustand ist, in welchem es das Fenster 27 geschlossen
hält, neigt
die Strömung,
die vom Einlasskanal kommt, dazu, an der Seitenwand der Kammer 28 anhaftend
zu verbleiben, die näher
an der Öffnung
des Einlasskanals 21 liegt. Wenn das Fenster 27 geöffnet ist,
wird die Seitenwand näher
dem Auslass des Kanals 21 zur gegenüberliegenden Wand, so dass
die Strömung
in den zweiten Auslasskanal umgelenkt wird. Es sollte bemerkt werden,
dass ein walzenartiges Fluidelement der oben beschriebenen Art bereits
in der internationalen Patentanmeldung der vorliegenden Anmeldung
dargestellt wurde, die immer noch unveröffentlicht zum Zeitpunkt des
Einreichens der vorliegenden Patentanmeldung war. 4 veranschaulicht
ebenso die Motorbaugruppe 30, welche die Winkelposition
der zwei walzenartigen Öffnen/Schließelemente 26 steuert,
z.B. mittels eines Mechanismus der Art, die in der voranstehenden
internationalen Patentanmeldung dargestellt ist, welche keinen Teil
der vorliegenden Erfindung bildet.
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Schließlich veranschaulichen 6 und 7 eine
dritte Vorrichtung, die keinen Teil der Erfindung bildet welche
in diesem Fall auf die Verteilung der Luft an die zwei Ausströmöffnungen
angewendet wird, die oberhalb des Motorfahrzeug-Armaturenbretts angeordnet sind. In
diesen Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 40 ein
Motorfahrzeug-Armaturenbrett, das in Schnittansicht in einer vertikalen
Ebene parallel zur longitudinalen Richtung des Motorfahrzeugs dargestellt
ist. Innerhalb des Körpers
des Armaturenbretts wird ein Einlasskanal 41 erhalten,
für eine
Luftströmung,
welche mittels einer Öffnung 42 in
eine Kammer 43 einleitet, von welcher ein erster Auslasskanal 44 abzweigt,
der auf die obere Oberfläche
des Armaturenbretts 40 ausleitet, unmittelbar unterhalb
der Windschutzscheibe 45 des Motorfahrzeuges, und einen
zweiten Auslasskanal 46, der die Luftströmung zu
Belüftungsöffnungen 47 leitet,
die auf der Vorderseite des Armaturenbretts angelegt sind, die zum
Fahrer zeigt.
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Die
Kammer 43 leitet in einen Einlasskanal 41 ein,
der eine Seitenwand 48 aufweist, unmittelbar benachbart
der Öffnung 42 in
einer Seitenwand 49 gegenüber dazu, welche stattdessen
in einem größeren Abstand
von der Öffnung 41 ist.
Eingebaut in der Wand 48 ist eine Leitschaufel 48A,
die abgeleitet werden kann, welche zwischen einem betriebslosen Zustand,
der in 6 veranschaulicht ist, in welchem sie nicht in
die Kammer 43 hinein vorspringt, und einem Betriebszustand,
der mit einer gestrichelten Linie wiederum in 6 veranschaulicht
ist, in welchem sie in die Kammer hinein vorspringt, verschoben
werden kann. Im ersten Zustand neigt die Strömung, die aus dem Kanal 41 austritt
dazu, an der Wand 48 anzuhaften, die näher daran ist, so dass sie in
den Kanal 46 umgelenkt wird. Wenn die Leitschaufel 48A sich
stattdessen im Betriebszustand befindet, veranschaulicht mit einer
gestrichelten Linie, bewirkt sie die Ablösung der Strömung von
der Wand 48 und ihre folgliche Anziehung in Richtung der
gegenüberliegenden
Wand und in den Auslasskanal 44 hinein. Die Verschiebung
der Leitschaufel 48A zwischen den zwei Betriebspositionen
kann auf jede Weise erhalten werden, z.B. durch Nockenmittel (nicht
veranschaulicht).
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7 ist
im Wesentlichen ähnlich
zur 6, mit der Ausnahme der verschiedenen Anbringung der
Leitschaufel 48A, welche in diesem Fall ihren Ankerbereich
gegenüber
dem Einlasskanal 41 aufweist. Mit dieser Anordnung ist
es ebenso möglich
eine analoge Regulierung ins Auge zu fassen, d.h. die Möglichkeit,
kontinuierlich die Luftmenge zu regulieren, die in die zwei Kanäle verteilt
wird, zwischen einem ersten Extremzustand, in welchem der gesamte Luftstrom
in den Kanal 46 eintritt, und einem zweiten Extremzustand,
in welchem der gesamte Luftstrom in den Kanal 44 eintritt.
In dieser Konfiguration neigt die Strömung tatsächlich dazu, an der Wand 48 anzuhaften,
wiederum durch den Coanda-Effekt.
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Natürlich, ohne
Beeinträchtigung
des Prinzips der Erfindung, können
die Details der Konstruktion und der Ausführungsformen breit in Bezug
auf das, was hier lediglich als Beispiel beschrieben wurde, variieren,
ohne dabei vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.