WO2004067302A1 - Ausströmer für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2004067302A1
WO2004067302A1 PCT/EP2004/000678 EP2004000678W WO2004067302A1 WO 2004067302 A1 WO2004067302 A1 WO 2004067302A1 EP 2004000678 W EP2004000678 W EP 2004000678W WO 2004067302 A1 WO2004067302 A1 WO 2004067302A1
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WO
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air
effect
air outlet
elements
vent according
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PCT/EP2004/000678
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English (en)
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Inventor
Steve Kober
Marco Braun
Original Assignee
Faurecia Innenraum Systeme Gmbh
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Publication date
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Priority to US10/542,475 priority patent/US7517279B2/en
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • B60H1/3407—Nozzles; Air-diffusers providing an air stream in a fixed direction, e.g. using a grid or porous panel
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    • B60H1/34—Nozzles; Air-diffusers
    • B60H2001/3471—Details of actuators

Definitions

  • the present invention relates to a vent for a vehicle, in particular for ventilation, heating and / or air conditioning of the passenger compartment.
  • Air vents are known for use in vehicles of various types. They allow fresh, heating and / or cooling air to enter a vehicle interior.
  • air vents have an air outlet element with passages which can be rotated about one or more axes. The direction of the air flow can be selected by aligning the air outlet element.
  • An air vent for the interior of a vehicle is known from DE 19721831 A1, in which the air outlet element has a partial area for a diffuse air outlet and a partial area for a larger free air outlet, the type of air outlet being able to be selected by rotating the air outlet element.
  • an instrument panel is also known with a large-area, perforated air outlet covering an air duct on one side. area for diffuse air distribution.
  • the large, perforated air outlet surface forms the top of the instrument panel facing the windscreen.
  • the air outlet surface is connected to an air distribution box, on which there is a perforated air flap for controlling the air flow.
  • Other air supply devices for the vehicle interior that allow diffuse ventilation are known, inter alia, from DE 3908541 C2, DE 1530615 and DE 1909519.
  • Known air vents are generally set manually. However, there are also top-class vents that are actuated by an actuator.
  • a disadvantage of previously known air vents for generating a diffuse flow field is that the flow field is not sufficiently diffuse, i. H. is still perceptible as a directed flow field, and / or that the design effort for generating the diffuse flow field is relatively high.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved air vent for a vehicle and an improved instrument panel, a headlining and an interior trim part with ventilation function and a vehicle seat with integrated ventilation.
  • an actuating element for the air outflow which has a temperature-inducible shape change effect.
  • Means are also provided for stimulating the shape change effect in order to achieve a desired setting of the air outflow.
  • the actuating element is designed as a bending strip. If the actuator z. B. is supplied with a current, the actuator heats up and bends, so that an air outlet opening is more or less exposed. Alternatively, the shape change effect of the control element is induced by heating the control element by means of a controllable radiation source.
  • the adjusting element is designed to bulge an inner lining.
  • several adjacent adjusting elements are provided for this purpose, each of which has an opposite shape change effect. If the shape change effect is induced by temperature, this leads to the formation of more or less large air outlet openings.
  • the adjusting elements are arranged on a meandering carrier.
  • the shape change effect leads to a deformation of the carrier, which, as a result, exposes an air outlet opening.
  • the adjusting element is fixedly mounted on one side and on an opposite side releasably stored.
  • the detachable storage can, for. B. be realized by electromagnetic tel.
  • each actuating element can be actuated separately or groups of actuating elements are formed, the individual groups being actuatable separately.
  • a large-area air outlet area is realized in the area of the instrument panel, the headlining or some other interior trim part.
  • several control elements are arranged in the area of the air outlet surface.
  • one or more adjusting elements are provided in a vehicle seat for adjusting the air flow through the seat surface.
  • an actuating element can be realized by layering materials of different thermal expansion coefficients; if different metallic materials are used, such an arrangement is called a bimetal strip.
  • the temperature-inducible shape change effect is achieved by using materials with a shape memory effect.
  • Corresponding alloys are also referred to as shape memory alloys (SMA). Examples of this are the alloys NiPi and NiTiPb.
  • Further shape memory alloys are known from "alloys with shape memory", Dieter Stöckel, Erhard Hornbogen, Expert Verlag, 1988, ISBN 3-8169-0323-1.
  • conductive plastics as are known from the field of polyelectronics, can also be used.
  • the shape memory effect is a reversible effect. A one-way effect with an additional mechanical reset device can be used for this.
  • a material that has a two-way effect.
  • the material With the two-way effect, the material "remembers" both the high temperature and a low temperature form.
  • materials with an all-round effect can also be used.
  • a corresponding large-area outflow is integrated in the instrument panel.
  • the vent can also be integrated into the headlining or another interior trim part.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a vent in the closed
  • FIG. 2 shows the outflow of FIG. 1 in the open state
  • FIG. 3 shows a second embodiment of an outflow in the closed state
  • FIG. 4 shows the outflow of FIG. 3 after activation for outflow in a first direction
  • FIG. 5 shows the outflow of FIG. 3 after activation for outflow in a second direction
  • FIG. 6 shows a sectional view of an outflow integrated in an interior trim part in the closed state
  • Figure 8 is an interior trim part with a lamellar, parallel
  • FIG. 9 shows the interior trim part of FIG. 8 in the open state
  • FIG. 10 shows an interior trim part with a meandering support in the closed state
  • FIG. 11 shows the interior trim part of FIG. 10 in the open state
  • FIG. 12 shows a perspective view of an instrument panel with an integrated large-area vent
  • Figure 13 shows the instrument panel of Figure 12 with the vent in the open state.
  • FIG. 1 shows an interior trim part 100 of a vehicle.
  • An outflow which has a plurality of adjusting elements 102, is integrated into the interior trim part 100.
  • Each actuating element 102 has a material layer 104 made of a material with a temperature-inducible shape change effect.
  • the material is a shape memory alloy, i. H. a so-called shape memory alloy (SMA).
  • SMA shape memory alloy
  • the material layer 104 is strip-shaped and is attached to the bearing 106 at one end.
  • a further layer 108 is located on the surface of the material layer 104.
  • the layer 108 can be a decorative layer or a further functional layer. In the latter case, the layer 108 can have the same material as the layer 104, the material in the layer 108 being in a different phase, ie for example in the material layer 104 in the austenitic phase and in the material layer 108 in the martensitic phase or vice versa.
  • FIG. 1 shows the state of the interior trim part 100 in the closed state. In this state, the actuators 102 have their low temperature shape.
  • the temperature is increased by a few Kelvin.
  • a radiation source below the control elements 102 can also be used to increase the temperature.
  • the change in temperature causes the control elements 102 to “remember” their high-temperature shape and to transition into it, as shown in FIG. 2. Due to the transition to the high temperature form, the adjusting elements 102 open air outlet openings 110 through which air 112 can flow out of a blower into the vehicle interior.
  • control element 102 When using a shape memory alloy with a two-way effect for the material layer 104, the control element 102 assumes its low-temperature shape shown in FIG. 1 after the current or the radiation source has been switched off and the cooling caused thereby.
  • the bend of the actuating elements 102 and thus the size of the air outlet opening 110 can also be adjusted by selecting the current or illuminance and the associated temperature.
  • layer 108 can be used to apply a mechanical restoring force to material layer 104. After the material layer 104 has cooled, it goes back into the martensitic phase and is returned to the starting position by the layer 108 lying above it, which has been elastically deformed by the high-temperature shape of the material layer 104. It is particularly advantageous here that the interior trim part 100 with an integrated outflow can be realized from a few individual parts and that the outflow can be made e.g. B. can be controlled by an electric current without an otherwise common servomotor is required. These advantages go hand in hand with a lower weight. Another particular advantage is that a large-area outflow from the interior trim part 100 can be realized with little design effort.
  • FIG. 3 shows an interior trim part 300. Similar to the interior trim part 100 of FIGS. 1 and 2, the interior trim part 300 of FIG. 3 also has actuating elements 302. Furthermore, the interior trim part 300 has actuating elements 303 which are constructed in mirror image to the actuating elements 302.
  • FIG. 3 shows the interior trim part 300 when the actuating elements 302 and 303 are closed, when the actuating elements 302, 303 have their low-temperature shape. If only the temperature of the actuators 302 is increased, e.g. B. by applying a voltage, inducing a current or by external radiation, these actuating elements 302 take their high temperature form shown in FIG. As a result, air outlet openings 310 are opened in order to block the air flow of the fan. B. to defrost on the windshield of the vehicle. The actuators 303 remain in their low temperature form.
  • control elements 303 e.g. When a voltage is applied so that its temperature increases, the adjusting elements 303 assume their high-temperature form, as shown in FIG. 5. This opens air outlet openings 311 to the air of the fan z. B. in the direction of the vehicle occupants.
  • the shape of the control elements 102 of FIG. 1 or the shape of the control elements 302, 303 of FIG. 3 can also be the high temperature shape instead of the low temperature shape. In this case, must be achieved the closed state of the interior trim part 100 or of the interior trim part 300 is at an elevated temperature. In order to implement air outlet openings 110 or 310 or 311, the voltage applied in each case must be reduced accordingly or switched off in order to allow the desired control elements to change to the low-temperature form.
  • FIG. 6 shows an interior trim part 600 with a plurality of adjusting elements 602, which are held by bearings 604.
  • the control elements 602 consist of a shape memory alloy with a high temperature and a low temperature shape.
  • the shape of the control elements 602 shown in FIG. 6 is, for example, the low-temperature shape.
  • the low temperature shape of the actuators 602 is substantially flat.
  • the actuating elements 602 carry a decorative layer 606.
  • B a cast skin made of polyurethane or PVC, a so-called slush skin or a spray skin.
  • the decorative layer 606 can also have a textile layer.
  • the decor of the decorative layer 606, which is visible from the outside, can be applied, for example, to a layer of polypropylene foam.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the interior trim part 600.
  • the decorative layer 606 is cut along the lines 614, so that several
  • Stripes 616 and 618 result.
  • the area of the strip 616 is constructed as shown in FIGS. 6 and 7.
  • the interior trim part 600 can have a plurality of strips 616 and 618 arranged next to one another in the manner of lamellae, the strips 616 and 618 alternatingly following one another. When no control signal is applied, all of the actuators 602 and 612 are in their low temperature form, thereby forming a substantially closed surface of the interior trim member 600.
  • control elements 602 change into their upward curved high temperature shape and the control elements 612 change into their downward curved high temperature shape.
  • FIG. 10 shows an interior trim part 700 with a meandering support 702 for adjusting elements 704 made of a shape memory alloy.
  • the adjusting elements 704 are each arranged on parallel, opposite sections of the meandering carrier 702.
  • the intermediate sections 708 of the meandering support 702 do not carry any actuating elements 704.
  • the sections 706 of the meandering support 702 are firmly connected to the interior trim part 700.
  • the surface of the interior trim part 700 is cut along the remaining sections of the meandering support 702.
  • the adjusting elements 704 go from their low temperature shape to their upward curved high temperature shape. form over, as shown in Figure 11.
  • the actuating elements 704 and the sections 708 of the interior trim part 700 lying opposite the portions 706 expose air outlet openings on the surface of the interior trim part 700.
  • FIG. 12 shows an instrument panel 800 on the top of which strips 616, 618 are arranged in an alternating sequence. In principle, these are constructed as explained above with reference to FIGS. 6 to 9. Preferably, substantially the entire top of the instrument panel 800 is divided into strips 616 and 618.
  • FIG. 12 shows the strips 616, 618 in the closed state, so that there is an essentially smooth surface on the upper side of the instrument panel 800.
  • the upper side of the instrument panel 800 assumes a wavy structure (see FIG. 9). This creates a multiplicity of air outlet openings 610 arranged on the upper side of the instrument panel 800, as shown in FIG. This results in a large, diffuse air flow field, which is perceived by the vehicle occupants as very pleasant.
  • the top of the instrument panel 800 can also be equipped with meandering supports (see meandering supports 702 in FIGS. 10 and 11) in order to realize air outlet openings using the shape memory effect.
  • Control elements 303 air outlet opening 310
  • Interior trim part 700 meandering support 702

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ausströmer für ein Fahrzeug mit einem Stellelement (102; 302, 303; 602; 612; 704) für eine Luftausströmung (112), wobei das Stellelement einen temperaturinduzierbaren Formänderungseffekt aufweist, und Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.

Description

Ausströmer für ein Fahrzeug
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ausströmer für ein Fahrzeug, insbeson- dere zur Belüftung, Heizung und/oder Klimatisierung der Fahrgastzelle.
Ausströmer sind für den Einsatz in Fahrzeugen verschiedenster Art bekannt. Sie ermöglichen einen Eintritt von Frisch-, Heiz- und/oder Kühlluft in einen Fahrzeuginnenraum. Üblicherweise haben vorbekannte Ausströmer ein um ein oder mehrere Achsen verdrehbares Luftaustrittselement mit Durchlässen. Durch die Ausrichtung des Luftaustrittselements lässt sich die Richtung der Luftströmung wählen.
Aus der DE 19721831 A1 ist ein Luftausströmer für den Innenraum eines Fahr- zeugs bekannt, bei dem das Luftaustrittselement einen Teilbereich für einen diffusen Luftaustritt und einen Teilbereich für einen großflächigeren freien Luftaustritt aufweist, wobei die Art des Luftaustritts durch Verdrehen des Luftaustrittselements gewählt werden kann.
Aus der DE 4338099C2 ist ferner eine Instrumententafel bekannt mit einer einem Luftkanal einseitig abdeckenden, großflächigen, perforierten Luftaustritts- fläche für diffuse Luftverteilung. Dabei bildet die großflächige, perforierte Luftaustrittsfläche, die der Frontscheibe zugekehrte Oberseite der Instrumententafel. Die Luftaustrittsfläche ist mit einem Luftverteilerkasten verbunden, an dem sich eine perforierte Luftklappe zur Steuerung des Luftstroms befindet. Weitere Luftzuführeinrichtungen für den Fahrzeuginnenraum, die eine diffuse Belüftung ermöglichen, sind unter anderem bekannt aus DE 3908541 C2, DE 1530615 und DE 1909519.
Vorbekannte Luftausströmer werden im Allgemeinen manuell eingestellt. Es gibt jedoch auch Ausströmer im Bereich der Oberklasse, die mittels eines Stellantriebs betätigt werden.
Aus der DE 3717676 A1 ist eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einer Bimetall- Zunge bekannt, welche an einer Kanalverzweigungsstelle eine Umschaltung in Abhängigkeit von der Luftstromtemperatur, der Luftstromintensität oder gemäß einer Zeitfunktion vornimmt.
Ein Nachteil vorbekannter Luftausströmer zur Erzeugung eines diffusen Strömungsfeldes ist, dass das Strömungsfeld nicht hinreichend diffus ist, d. h. noch als gerichtetes Strömungsfeld wahrnehmbar ist, und/oder das der konstruktive Aufwand für die Erzeugung des diffusen Strömungsfeldes relativ hoch ist.
Ferner ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, einen Fahrzeugsitz mit einer Lüftung zu versehen. In den so genannten "Klimasitz" des 7er-BMW sind in die Polster von Sitz und Lehne mehrstufige Gebläse eingebettet, die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum durch das Sitzpolster fördern. Mit einer Balanceregelung kann die Wärmeverteilung zwischen Sitzfläche und Lehne individuell eingestellt werden. Nachteilig ist auch hier, dass der konstruktive Aufwand zur Realisierung eines solchen belüfteten Sitzes relativ hoch ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ausströmer für ein Fahrzeug zu schaffen sowie eine verbesserte Instrumententafel, einen Dachhimmel und ein Innenverkleidungsteil mit Belüftungsfunktion sowie einen Fahrzeugsitz mit integrierter Belüftung.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Erfindungsgemäß kommt ein Stellelement für die Luftausströmung zum Einsatz, welches einen temperaturinduzierbaren Formanderungseffekt aufweist. Ferner sind Mittel zur Anregung des Formänderungseffekts vorgesehen, um eine gewünschte Einstellung der Luftausströmung zu erreichen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stellelement als Biegestreifen ausgebildet. Wenn das Stellelement z. B. mit einem Strom beaufschlagt wird, so erwärmt sich das Stellelement und biegt sich, sodass eine Luft- austrittsöffnung mehr oder weniger freigegeben wird. Alternativ wird der Form- änderungseffekt des Stellelements durch Erwärmung des Stellelements mittels einer steuerbaren Strahlungsquelle induziert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stellelement zur Aufwölbung einer Innenverkleidung ausgebildet. Beispielsweise sind hierzu mehrere benachbarte Stellelemente vorgesehen, die einen jeweils gegenläufigen Formänderungseffekt aufweisen. Bei Temperaturinduzierung des Formänderungseffekts kommt es dadurch zur Bildung von mehr oder weniger großen Luftaustrittsöffnungen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stellelemente auf einem mäanderförmigen Träger angeordnet. Durch den Formänderungseffekt kommt es zu einer Verformung des Trägers, der aufgrund dessen eine Luftaustrittsöffnung freigibt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stellelement an einer Seite fest gelagert und an einer gegenüberliegenden Seite lösbar gelagert. Die lösbare Lagerung kann z. B. durch elektromagnetische tel realisiert sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Stellelement separat ansteuerbar oder es sind Gruppen von Stellelementen gebildet, wobei die einzelnen Gruppen jeweils separat ansteuerbar sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine großflächige Luftaustrittsfläche im Bereich der Instrumententafel, des Dachhimmels oder ei- nes anderen Innenverkleidungsteils realisiert. Hierzu sind jeweils mehrere Stellelemente in den Bereich der Luftaustrittsfläche verteilt angeordnet.
Nach einer weiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind ein oder mehrere Stellelemente in einen Fahrzeugsitz zur Einstellung der Luftströmung durch die Sitzoberfläche vorgesehen.
Zur Realisierung des temperaturinduzierbaren Formänderungseffekts des Stellelements können verschiedene geeignete Technologien zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann ein Stellelement durch Übereinanderschichtung von Mate- rialien unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten realisiert werden; wenn unterschiedliche metallische Materialien eingesetzt werden, bezeichnet man eine solche Anordnung als Bimetallstreifen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der temperaturin- duzierbare Formanderungseffekt durch Einsatz von Materialien mit Formgedächtniseffekt erreicht. Entsprechende Legierungen werden auch als Shape- Memory-Alloys (SMA) bezeichnet. Beispiele hierfür sind die Legierungen NiPi- und NiTiPb. Weitere Formgedächtnislegierungen sind aus "Legierungen mit Formgedächtnis", Dieter Stöckel, Erhard Hornbogen, Expert- Verlag, 1988, ISBN 3-8169-0323-1 bekannt. Alternativ oder zusätzlich können auch leitfähige Kunststoffe, wie sie aus dem Gebiet der Polyelectronics bekannt sind, eingesetzt werden. Bei dem Formgedächtniseffekt handelt es sich um einen reversiblen Effekt. Hierzu kann ein Einwege-Effekt mit einer zusätzlichen mechanischen Rückstelleinrichtung verwendet werden. Dieser reversible Effekt beruht darauf, dass so genannte Memory-Legierungen im martensitischen Zustand eine wesentlich geringere Festigkeit aufweisen als in der Hochtemperatur-Phase. Durch Erwärmen wird also die Formänderung des Stellelements in die Hochtemperaturform, z. B. durch Einschalten eines elektrischen Stromes bewirkt. Nach Abschalten des Stroms nimmt das Stellelement nicht automatisch seine Aus- gangsform wieder ein, sondern es wird durch eine durch geeignete mechanische Mittel aufgebrachte Kraft wieder in die Ausgangsform zurückgebracht.
Alternativ wird ein Material eingesetzt, das einen Zweiwege-Effekt aufweist. Beim Zweiwege-Effekt "erinnert" sich das Material sowohl an die Hochtempera- tur- als auch an eine Niedrigtemperaturform. Als Spezialfall des Zweiwege- Effekts können auch Materialien, die einen All-Round-Effekt aufweisen, eingesetzt werden.
Der Einsatz von Materialien mit Formgedächtniseffekt für die Automobiltechnik ist an sich bekannt aus "Legierungen mit Formgedächtnis", Kapitel 3.8.2, Seite 92 bis 94, und zwar für Nebelscheinwerfer mit Steinschlag-Schutzlamellen mit einer Nickel-Titan-Zugfeder als Memory-Element sowie für temperaturabhängige Stellfunktionen im Motor-, Getriebe- und Fahrgestellbereich, wie z. B. für Lüfterkupplungen von Motoren, Drosselvorrichtungen von Einspritzpumpen so- wie für Kraftfahrzeuggetriebe mit verbessertem Schaltverhalten. Aus der CA 2346260A1 ist ferner auch der Einsatz von Formgedächtnislegierungen zur Einstellung eines Rückspiegels an sich bekannt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die vorteilhafte Verwendung von Materia- lien mit Formgedächtniseffekt zur Realisierung eines Luftausströmers für ein
Fahrzeug. Aufgrund der Verwendung von Materialien mit Formgedächtniseffekt kann auf kostengünstige und konstruktive einfache Art und Weise ein großflä- chiges, diffuses Strömungsfeld geschaffen werden, welches von den Fahrzeuginsassen als besonders angenehm empfunden wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein entsprechender großflächiger Ausströmer in die Instrumententafel integriert. Alternativ oder zusätzlich kann der Ausströmer auch in den Dachhimmel oder ein anderes Innen- verkleidungsteil integriert sein. Ferner ist es auch möglich, einen erfindungsgemäßen Ausströmer in einen Fahrzeugsitz zu integrieren.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Ausströmers im geschlossenen
Zustand,
Figur 2 den Ausströmer der Figur 1 im geöffneten Zustand,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines Ausströmers im geschlossenen Zustand,
Figur 4 den Ausströmer der Figur 3 nach Ansteuerung zur Ausströmung in eine erste Richtung,
Figur 5 den Ausströmer der Figur 3 nach Ansteuerung zur Ausströmung in eine zweite Richtung,
Figur 6 eine Schnittansicht eines in einem Innenverkleidungsteil integrierten Ausströmers im geschlossenen Zustand,
Figur 7 das Innenverkleidungsteil der Figur 6 im geöffneten Zustand, Figur 8 ein Innenverkleidungsteil mit einer lamellenförmigen, parallelen
Anordnung von Stellelementen im geschlossenen Zustand,
Figur 9 das Innenverkleidungsteil der Figur 8 im geöffneten Zustand,
Figur 10 ein Innenverkleidungsteil mit einem mäanderförmigen Träger im geschlossenen Zustand,
Figur 11 das Innenverkleidungsteil der Figur 10 im geöffneten Zustand,
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer Instrumententafel mit integriertem großflächigem Ausströmer und
Figur 13 die Instrumententafel der Figur 12 mit dem Ausströmer im geöffne- ten Zustand.
Die Figur 1 zeigt ein Innenverkleidungsteil 100 eines Fahrzeugs. In das Innenverkleidungsteil 100 ist ein Ausströmer integriert, der mehrere Stellelemente 102 aufweist. Jedes Stellelement 102 hat eine Materialschicht 104 aus einem Material mit einem temperaturinduzierbaren Formanderungseffekt.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Material um eine Formgedächtnislegierung, d. h. ein so genanntes Shape-Memory-Alloy (SMA). Die Materialschicht 104 ist streifenförmig ausgebildet und an ihrem einen Ende an dem Lager 106 befestigt.
Auf der Oberfläche der Materialschicht 104 befindet sich eine weitere Schicht 108. Bei der Schicht 108 kann es sich um eine Dekorschicht handeln oder um eine weitere funktionelle Schicht. Im letzteren Fall kann die Schicht 108 dassel- be Material wie die Schicht 104 aufweisen, wobei das Material in der Schicht 108 in einer anderen Phase vorliegt, d. h. beispielsweise in der Materialschicht 104 in der austenitischen Phase und in der Materialschicht 108 in der martensi- tischen Phase oder umgekehrt.
Die Figur 1 zeigt den Zustand des Innenverkleidungsteils 100 im geschlossenen Zustand. In diesem Zustand haben die Stellelemente 102 ihre Niedrigtemperaturform.
Durch Anlegung einer Spannung oder durch sonstige Induzierung eines Stromflusses in die Materialschicht 104 wird die Temperatur um einige Kelvin erhöht. Alternativ kann zur Temperaturerhöhung auch eine Strahlungsquelle unterhalb der Stellelemente 102 verwendet werden. Die Temperaturänderung bewirkt, dass sich die Stellelemente 102 an deren Hochtemperaturform "erinnern" und in diese übergehen, wie in der Figur 2 dargestellt. Durch den Übergang in die Hochtemperaturform geben die Stellelemente 102 Luftaustrittsöffnungen 110 frei, durch die Luft 112 von einem Gebläse in den Fahrzeuginnenraum ausströmen kann.
Bei Verwendung eines Shape-Memory-Alloys mit Zweiwege-Effekt für die Materialschicht 104 nimmt das Stellelement 102 nach Abschaltung des Stroms bzw. der Strahlungsquelle und die dadurch hervorgerufene Abkühlung wieder seine in der Figur 1 gezeigte Niedrigtemperaturform ein. Durch Wahl der Strom- bzw. Beleuchtungsstärke und der damit einhergehenden Temperatur ist ferner die Aufbiegung der Stellelemente 102 und damit die Größe der Luftaustrittsöffnung 110 einstellbar.
Bei Verwendung eines Shape-Memory-Alloys mit Einwege-Effekt kann die Schicht 108 zur Aufbringung einer mechanischen Rückstellkraft auf die Materialschicht 104 dienen. Nach Abkühlung der Materialschicht 104 geht diese wieder in die martensitische Phase über und wird von der darüberliegenden Schicht 108, die durch die Hochtemperaturform der Materialschicht 104 elastisch verformt worden ist, wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass sich die das Innenverkleidungsteil 100 mit integriertem Ausströmer aus wenigen Einzelteilen realisieren lässt und dass sich der Ausströmer z. B. durch einen elektrischen Strom ansteuern lässt, ohne dass ein sonst üblicher Stellmotor erforderlich ist. Diese Vorteile gehen mit ei- nem geringeren Gewicht einher. Ein weiterer besonderer Vorteil ist, dass eine großflächige Ausströmung aus dem Innenverkleidungsteil 100 mit geringem konstruktiven Aufwand realisierbar ist.
Figur 3 zeigt ein Innenverkleidungsteil 300. Ähnlich wie das Innenverkleidungs- teil 100 der Figuren 1 und 2 hat auch das Innenverkleidungsteil 300 der Figur 3 Stellelemente 302. Ferner hat das Innenverkleidungsteil 300 Stellelemente 303, die zu den Stellelementen 302 spiegelbildlich aufgebaut sind.
Die Figur 3 zeigt das Innenverkleidungsteil 300 bei geschlossenen Stellelemen- ten 302 und 303, wenn die Stellelemente 302, 303 ihre Niedrigtemperaturform haben. Wenn die Temperatur nur der Stellelemente 302 erhöht wird, z. B. durch Anlegen einer Spannung, Induzierung eines Stroms oder durch externe Bestrahlung, so nehmen diese Stellelemente 302 ihre in der Figur 4 gezeigte Hochtemperaturform ein. Dadurch werden Luftaustrittsöffnungen 310 freigege- ben, um den Luftstrom des Gebläses z. B. zur Enteisung auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu richten. Die Stellelemente 303 verbleiben in ihrer Niedrigtemperaturform.
Wird dagegen nur an die Stellelemente 303 z.B. eine Spannung angelegt, so- dass sich deren Temperatur erhöht, so nehmen die Stellelemente 303 ihre Hochtemperaturform ein, wie in der Figur 5 gezeigt. Dadurch werden Luftaustrittsöffnungen 311 freigegeben, um die Luft des Gebläses z. B. in Richtung auf die Fahrzeuginsassen zu richten.
Bei der Form der Stellelemente 102 der Figur 1 bzw. bei der Form der Stellelemente 302, 303 der Figur 3 kann es sich statt um die Niedrigtemperaturform auch um die Hochtemperaturform handeln. In diesem Fall muss zur Erreichung des geschlossenen Zustands des Innenverkleidungsteils 100 bzw. des Innen- verkleidungsteils 300 eine erhöhte Temperatur vorliegen. Zur Realisierung von Luftaustrittsöffnungen 110 bzw. 310 oder 311 muss dann die jeweils angelegte Spannung entsprechend reduziert werden oder abgeschaltet werden, um so die gewünschten Stellelemente in die Niedrigtemperaturform übergehen zu lassen.
Die Figur 6 zeigt ein Innenverkleidungsteil 600 mit mehreren Stellelementen 602, die von Lagern 604 gehalten werden. Die Stellelemente 602 bestehen aus einem Shape-Memory-Alloy mit einer Hochtemperatur- und einer Niedrigtempe- raturform. Bei der in der Figur 6 gezeigten Form der Stellelemente 602 handelt es sich beispielsweise um die Niedrigtemperaturform.
Die Niedrigtemperaturform der Stellelemente 602 ist im Wesentlichen eben. Die Stellelemente 602 tragen eine Dekorschicht 606. Hierbei kann es sich z. B. eine Gießhaut aus Polyurethan oder PVC, eine sogenannte Slush-Haut oder um eine Sprühhaut handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Dekorschicht 606 auch eine Textilschicht aufweisen. Das von außen sichtbare Dekor der Dekorschicht 606 kann beispielsweise auf eine Schicht aus Polypropylenschaum aufgebracht sein.
Durch Anlegung einer Spannung an die Stellelemente 602 kommt es zu einem Stromfluss, der die Stellelemente 602 erwärmt, sodass diese ihre Hochtemperaturform annehmen, wie in der Figur 7 gezeigt. In ihrer Hochtemperaturform sind die Stellelemente 602 nach oben gekrümmt. Durch diese Formänderung der Stellelemente 602 ändert sich entsprechend die Form der flexiblen Dekorschicht 606. Durch diese Formänderung werden Luftaustrittsöffnungen 610 frei, durch die Luft in den Fahrzeuginnenraum diffus einströmen kann.
Die Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Innenverkleidungsteils 600. Die Dekorschicht 606 ist entlang der Linien 614 eingeschnitten, sodass mehrere
Streifen 616 und 618 resultieren. Der Bereich des Streifens 616 ist dabei, wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt, aufgebaut. Im Bereich des Streifens 618 haben die dort befindlichen Stellelemente 612 bei Temperaturerhöhung eine zu der Formänderung der Stellelemente 602 gegenläufige Formänderung, d. h. die Stellelemente 612 haben in ihrer Hochtemperaturform eine Krümmung nach unten.
Das Innenverkleidungsteil 600 kann eine Vielzahl von lamellenartig nebeneinander angeordneten Streifen 616 und 618 aufweisen, wobei die Streifen 616 und 618 alternierend aufeinander folgen. Wenn kein Steuersignal angelegt wird, befinden sich alle Stellelemente 602 und 612 in ihrer Niedrigtemperaturform, wodurch eine im Wesentlichen geschlossene Oberfläche des Innenverkleidungsteils 600 gebildet wird.
Durch Induzierung des Formänderungseffekts gehen die Stellelemente 602 in ihre nach oben gekrümmten Hochtemperaturform über und die Stellelemente 612 gehen in ihre nach unten gekrümmte Hochtemperaturform über. Dadurch kommt es im Bereich der Streifen 616 und 618 zu gegenläufigen Wölbungen der Oberfläche des Innenverkleidungsteils 600. Dort wo die benachbarten Streifen 616 und 618 aneinander grenzen werden aufgrund der gegenläufigen Wölbungen die Luftaustrittsöffnungen 610 freigegeben (vgl. Fig.9).
Die Figur 10 zeigt ein Innenverkleidungsteil 700 mit einem mäanderförmigen Träger 702 für Stellelemente 704 aus einem Shape-Memory-Alloy. Die Stellelemente 704 sind jeweils an parallelen, gegenüber liegenden Abschnitten des mäanderförmigen Trägers 702 angeordnet. Die dazwischenliegenden Abschnit- te 708 des mäanderförmigen Trägers 702 tragen keine Stellelemente 704. Die Abschnitte 706 des mäanderförmigen Trägers 702 sind mit dem Innenverkleidungsteil 700 fest verbunden. Entlang der übrigen Abschnitte des mäanderförmigen Trägers 702 ist die Oberfläche des Innenverkleidungsteils 700 eingeschnitten.
Durch Induzierung des Formänderungseffekts gehen die Stellelemente 704 von deren Niedrigtemperaturform in deren nach oben gekrümmte Hochtemperatur- form über, wie in der Figur 11 gezeigt. Dadurch geben die Stellelemente 704 und die den Abschnitten 706 gegenüber liegenden Abschnitte 708 des Innenverkleidungsteils 700 Luftaustrittsöffnungen an der Oberfläche des Innenverkleidungsteils 700 frei.
Die Figur 12 zeigt eine Instrumententafel 800 auf deren Oberseite in alternierender Reihenfolge Streifen 616, 618 angeordnet sind. Diese sind prinzipiell so aufgebaut, wie mit Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 9 oben erläutert. Vorzugsweise ist im Wesentlichen die gesamte Oberseite der Instrumententafel 800 in Streifen 616 und 618 unterteilt.
Die Figur 12 zeigt die Streifen 616, 618 in geschlossenem Zustand, sodass sich eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf der Oberseite der Instrumententafel 800 ergibt. Durch entsprechende Ansteuerung der an den Streifen 616, 618 angeordneten Stellelementen nimmt die Oberseite der Instrumententafel 800 eine wellenförmige Struktur ein (vergleiche Figur 9). Dadurch werden eine Vielzahl von auf der Oberseite der Instrumententafel 800 angeordneten Luftaus- trittsöffnungen 610 geschaffen, wie in Figur 13 dargestellt. Hierdurch ergibt sich ein großflächiges, diffuses Luftströmungsfeld, welches von den Fahrzeuginsas- sen als sehr angenehm empfunden wird.
Alternativ kann die Oberseite der Instrumententafel 800 auch mit mäeanderför- migen Trägern (vergleiche mäanderförmige Träger 702 der Figuren 10 und 11) ausgestattet sein, um Luftaustrittsöffnungen unter Ausnutzung des Formge- dächtniseffekts zu realisieren.
Statt an der Oberseite der Instrumententafel 800 können auf diese Art und Weise auch in anderen Fahrzeugteilen großflächige Ausströmer zur Schaffung einer diffusen Belüftung geschaffen werden. Hierzu können beispielsweise der Dachhimmel des Fahrzeugs sowie Seitenverkleidungsteile, Sitzverkleidungsteile und Verkleidungsteile der Mittelkonsole verwendet werden. Bezugszeichenliste
Innenverkleidungsteil 100
Stellelement 102
Materialschicht 104
Lager 106
Schicht 108 Luftaustrittsöffnung 110
Luft 112
Innenverkleidungsteil 300
Stellelement 302
Stellelemente 303 Luftaustrittsöffnung 310
Luftaustrittsöffnung 311
Innenverkleidungsteil 600
Stellelement 602
Lager 604 Dekorschicht 606
Luftaustrittsöffnung 610
Stellelement 612
Linie 614
Streifen 616 Streifen 618
Innenverkleidungsteil 700 mäanderförmiger Träger 702
Stellelemente 704
Abschnitt 706 Instrumententafel 800

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Ausströmer für ein Fahrzeug mit einem
- Stellelement (102; 302, 303; 602; 612; 704) für eine Luftausströmung (112), wobei das Stellelement einen temperaturinduzierbaren Formanderungseffekt aufweist und zur Aufwölbung einer Fahrzeuginnenver- kleidung (100; 300; 600; 700; 800) ausgebildet ist, und
- Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.
2. Ausströmer nach Anspruch 1 , bei dem das Stellelement als Biegestreifen ausgebildet ist.
3. Ausströmer nach Anspruch 1 oder 2, mit zumindest zwei benachbarten Stellelementen (602, 612) mit gegenläufigem Formanderungseffekt.
4. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 mit einem mäanderförmigen Träger (702) zur Aufnahme mehrerer Stellelemente.
5. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 mit mehreren Stellelementen, wobei jedes der Stellelemente separat ansteuerbar ist oder mit Gruppen von Stelleelementen (602, 612), wobei jede Gruppe von Stellelementen separat ansteuerbar ist.
6. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei das Stellelement an einer Seite fest gelagert ist und an einer gegenüber- liegenden Seite lösbar gelagert ist.
7. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 mit einer großflächigen Luftaustrittsfläche für eine diffuse Luftverteilung in dem Fahrzeuginnenraum, wobei in dem Bereich der Luftaustrittsfläche mehrere Stellelemente vorgesehen sind.
8. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Mittel zur Anregung des Formänderungseffekts als elektrische Mittel zur Erwärmung des Stellelements durch einen Stromfluss ausgebildet sind.
9. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Mittel zur Anregung des Formänderungseffekts als Bestrahlungsmittel zur Erwärmung des Stellelements durch Bestrahlung ausgebildet sind.
10. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei es sich bei dem Formanderungseffekt um einen Formgedächtniseffekt handelt.
11. Ausströmer nach Anspruch 10, wobei das Stellelement ein Material aus einer Formgedächtnislegierung oder aus einem leitfähigen Kunststoff aufweist.
12. Ausströmer nach Anspruch 10 oder 11 , wobei es sich dem Formgedächtniseffekt um einen Einwegeffekt handelt und mit Mitteln (108) zur mecha- nischen Rückstellung des Stellelements nach Induzierung des Einwegeffekts.
13. Ausströmer nach Anspruch 10 oder 11 , wobei es sich bei dem Formgedächtniseffekt um einen Zweiwegeffekt handelt.
14. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11 , wobei es sich bei dem Formgedächtniseffekt um einen All-Round-Effekt handelt.
15. Ausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Material aus der Formgedächtnislegierung teilweise als austeniti- sche Phase und teilweise als martensitische Phase vorliegt.
16. Instrumententafel mit einer großflächigen Luftaustrittsfläche für eine diffu- se Luftverteilung mit mehreren Stellelementen für Luftaustrittsöffnungen
(610), wobei die Stellelemente im Bereich der Luftaustrittsfläche verteilt angeordnet sind und die Stellelemente einen temperaturinduzierbaren Formänderungsänderungseffekt aufweisen, und mit Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.
17. Dachhimmel mit einer großflächigen Luftaustrittsfläche für eine diffuse Luftverteilung mit mehreren Stellelementen für Luftaustrittsöffnungen, wobei die Stellelemente im Bereich der Luftaustrittsfläche verteilt angeordnet sind und die Stellelemente einen temperaturinduzierbaren Formände- rungsänderungseffekt aufweisen, und mit Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.
18. Innenverkleidungsteil mit einer großflächigen Luftaustrittsfläche für eine diffuse Luftverteilung mit mehreren Stellelementen für Luftaustrittsöffnun- gen, wobei die Stellelemente im Bereich der Luftaustrittsfläche verteilt angeordnet sind und die Stellelemente einen temperaturinduzierbaren Formänderungsänderungseffekt aufweisen, und mit Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.
19. Fahrzeugsitz mit einem integrierten Gebläse oder einem Gebläseanschluß und einer großflächigen Luftaustrittsfläche aus der Sitzoberfläche für eine diffuse Luftverteilung, wobei innerhalb des Fahrzeugsitzes zumindest ein Stellelement für die Luftausströmung angeordnet ist, wobei das Stellelement einen temperaturinduzierbaren Formanderungseffekt aufweist, und mit Mitteln zur Anregung des Formänderungseffekts.
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