Luftausströmer, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer, insbesondere für ein Kraftfahr- zeug.

Im modernen Fahrzeugbau werden die Mittel zur Belüftung und Klimatisierung des Innenraums zunehmend aufwendiger. Insbesondere ist es gewünscht, die Luft zumindest wahlweise so zu verteilen, dass kein gerichteter und von den Insassen als störend empfundener Luftzug entsteht. Ferner ist es gewünscht, Luft auch gezielt in hinteren oder seitlichen Fahrzeugbereichen oder auch Dachbereichen ausströmen zu lassen, um eine verteilte und gegebenenfalls selektierbare Belüftung zu erreichen.

Aus der DE 10 2004 038 016 A1 ist ein Luftausströmer zur Innenbelüftung von Räumen, wie Fahrgasträumen von Straßen- oder Schienenfahrzeugen, bekannt, der in einem ersten Betriebsfall einen gerichteten, strahlförmigen Luftaustritt („Spotförmiger Luftaustritt") mit großer Eindringtiefe und in einem zweiten Betriebsfall einen diffusen Luftaustritt mit möglichst weit aufgefächer- tem Luftstrahl sowie beliebige, stetig zwischen diesen beiden Betriebsfällen einstellbare Mischbetriebsfälle ermöglicht, so dass sowohl eine schnelle Durchmischung der Raumluft als auch eine gleichmäßige, zugluftfreie Belüftung möglich ist. Der gerichtete, strahlförmige Luftaustritt wird mit einer möglichst turbulenzarmen, gleichförmig gerichteten Rohrströmung, der diffuse Luftaustritt hingegen mittels Impulstransport in normaler Richtung zur Strahlachse durch verstärkte Turbulenz und/oder Drall unter Zuhilfenahme von Luftleitblechen erreicht. Beim genannten Luftausströmer werden diese Strö-

BESTäTiGUNGSKOPLE

mungen in getrennten Luftkanälen für die unterschiedlichen Betriebsfälle geführt. Um jeweils einen von zwei zueinander parallel liegenden zylinderförmigen Teilkanäle ist dabei ein weiterer Teilkanal konzentrisch angeordnet, wobei die Luftströmung in den äußeren Teilkanälen jeweils durch Leiteinrich- tungen mit Drall beaufschlagt wird; während die Luftströmung in den inneren Kanälen direkt austritt. Die Luftströme der einzelnen Teilkanäle sind dabei unabhängig voneinander steuerbar. Die genannte Bauform bedingt einen Luftaustritt aus zwei nebeneinander liegenden kreisrunden Austrittsflächen, die zusammen eine vergleichsweise große Fläche einnehmen und somit viel Bauraum benötigen.

Bei Fahrzeugen, in denen dieser Luftausströmer aus Platzgründen nicht in Frage kommt, könnte dieser entsprechend skaliert werden, was jedoch zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten und damit Druckabfall und akusti- sehen Problemen führt.

Aus der DE 10 2005 017 919 A1 ist eine kompakte Vorrichtung zur Belüftung eines Fahrzeugs bekannt, bei welcher durch eine Anordnung der Austrittsfläche in im Wesentlichen paralleler Orientierung zu dem geführten Luftstrom eine besonders flache Bauweise ermöglicht ist und bei welcher dennoch ein mit einem Drall versehener und daher diffus austretender Luftstrom realisierbar ist. Eine gerichtete Luftausströmung ist bei dieser Vorrichtung nicht möglich. Bei dieser Vorrichtung kann zwar durch das Vorhandensein eines gewölbten Kreisrings als Austrittskammer die Luft am Austritt aufplatzen und diffus ausstrahlen. Nachteilig ist aber, dass die ausströmende Luft nur in einem bestimmten Kreissegment austritt, so dass das Aufplatzen des Luftstrahls ungleichmäßig erfolgt. Zudem weist die Vorrichtung nur eine kleine Eintrittsfläche auf, wodurch ein hoher luftseitiger Druckabfall, der zu einer Geräuschentwicklung führen kann, bedingt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Luftausströmer mit einem geringeren Druckabfall auch bei kleiner Baugröße zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Luftausströmer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran- sprϋche.

Der erfindungsgemäße Luftausströmer umfasst mindestens zwei Luftzuführungskanäle, die in eine Austrittskammer münden, welche eine kreis- oder kreisringförmige Wandung aufweist, wobei ein erster Luftzuführungskanal exzentrisch bezüglich der Austrittskammer angeordnet ist, so dass die von diesem ersten Luftzuführungskanal zuführbare Luft zunächst tangential einströmbar und anschließend kreis- oder spiralförmig entlang der Wandung der Austrittskammer führbar ist. Hierbei wird eine strömungsgünstige diffuse Ausströmung der Luft in einem gewünschten Bereich erzielt. Der Aufbau dieses Luftausströmers ist einfach und damit kostengünstig und weist hinsichtlich verschiedener Strömungsarten und Betriebsfällen eine hohe Flexibilität auf.

In einer möglichen Ausführungsform ist ein zweiter Luftzuführungskanal zentrisch bezüglich der Austrittskammer angeordnet, wobei das Ende dieses zweiten Luftzuführungskanals axial in die Austrittskammer mündet, so dass die von diesem zweiten Luftzuführungskanal zuführbare Luft axial aus einer zentralen Austrittsöffnung der Austrittskammer ausströmbar ist. In diesem Fall tritt die ausströmende Luft praktisch geradlinig und gerichtet aus (Betriebsfall „spotförmiger Luftaustritt").

Zur Erzielung eines diffusen Luftaustritts ist die äußere Wandung der Austrittskammer vorzugsweise in Form einer Helix ausgebildet. Durch die helix- förmige Ausführung der äußeren Wandung der Austrittskammer wird die ge- wünschte Rotation des im ersten exzentrisch angeordneten Luftzuführungskanal führbaren Luftstroms und somit ein strömungsausgangsseitiges Aufplatzen im Betriebsfall „diffuser Luftaustritt" am besten erreicht.

In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Luftzuführungskanal des Luftausströmers anstelle einer zentrischen Anordnung vorzugsweise

exzentrisch bezüglich der Austrittskammer angeordnet, so dass die von diesem zweiten Luftzuführungskanal zuführbare Luft zunächst tangential einströmbar und anschließend kreis- oder spiralförmig entlang der Wandung der Austrittskammer führbar ist, wobei das Ende des zweiten Luftzuführungskanals zum Ende des ersten Luftführungskanals derart versetzt in die Austrittskammer münden, dass deren Luftausströmungen gegenläufig rotierbar sind. Dabei münden die Enden der beiden Luftzuführungskanäle bevorzugt um 180° versetzt zueinander in die Austrittskammer, so dass die Einströmung der Luft jeweils in einem Halbkreis erfolgt. Zweckmäßigerweise münden die Enden des ersten und zweiten Luftzuführungskanals in axialer Richtung der Austrittskammer zueinander höhenversetzt in diese Austrittskammer. Hierzu ist die Austrittskammer beispielsweise aus zwei übereinander angeordneten Kreisen oder Kreisringen gebildet. Dabei ist die äußere Wandung der Austrittskammer bevorzugt in Form einer Doppelhelix ausgebildet. Durch ein derartiges halbseitiges Einströmen der Luft in den jeweils zugehörigen Kreis bzw. Kreisring und daraus resultierend einem gegenüberliegenden Strömungsaustritt sowie durch die helixförmige Ausgestaltung der Wandung erhält die tangential in die beiden Kreise oder Kreisringe einströmbare Luft eine Rotation entlang der jeweiligen helixförmigen Wandung. Die beiden getrennt geführten Luftströmungen platzen am Luftaustritt auf und der jeweils austretende Luftstrahl weitet sich auf, so dass aufgrund der versetzten Anordnung der Luftaustritte ein gleichmäßiges Aufplatzen der austretenden Luftströmung für den Betriebsfall „diffuser Luftaustritt" erreicht ist. Der luftseitige Druckabfall und die Strömungsgeräusche werden durch die doppelte Anströmungsfläche und gegebenenfalls einen zentralen Spotaustritt minimiert. Beispielsweise kann bei einer kreisringförmigen Ausbildung zentral eine kleine Spotöffnung und somit ein axialer Luftausströmungsbereich gebildet sein.

Je nach Vorgabe und Form der gewünschten Drallerzeugung kann die äußere Wandung der Austrittskammer in ihrem axialen Verlauf entsprechend geformt ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Wandung zur Unterstützung der Drallerzeugung verschiedenartig gewölbt ausgeführt. In einer alternativen Ausführungsform verläuft die

äußere Wandung in ihrem axialen Verlauf eben und somit im Wesentlichen gerade. Bedingt durch die helixförmige Ausgestaltung der Austrittskammer weist die Wandung eine zu- bzw. abnehmende Wandungshöhe entlang des Außenumfangs auf. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die äußere Wandung sich in ihrem axialen Verlauf konisch aufweiten, wodurch ein verbessertes Aufplatzen des strömungsausgangsseitig austretenden Luftstroms erreicht wird.

Zur Einstellung einer Ausströmrichtung bzw. zum öffnen oder Verschließen der Austrittsöffnung der Austrittskammer kann diese strömungsausgangsseitig mit einer die Austrittsöffnung vollständig oder teilweise überdeckenden Abdeckblende versehen sein. Je nach Ausführungsform der Abdeckblende kann diese manuell oder elektrisch ansteuerbar sein. Vorzugsweise ist die Abdeckblende drehbar. Hierbei kann die Abdeckblende beispielsweise mit einem zentral angeordneten Drehknopf versehen sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Abdeckblende mit einer Verschlussklappe versehen sein, mittels welcher zumindest einer der Luftzuführungskanäle ver- schließbar ist. Durch Drehen der Abdeckblende kann dabei zumindest einer der Luftführungskanäle durch die Verschlussklappe vollständig oder teilweise verschlossen werden. Darüber hinaus ist die Abdeckblende mit der Verschlussklappe bevorzugt derart gestaltet, dass einer der Luftführungskanäle derart verschlossen werden kann, dass ein Mischbetriebsfall zwischen „spot- förmigem Luftaustritt" und „diffusem Luftaustritt" erreicht wird. Um den Komfort zu verbessern, kann die Abdeckblende mit beweglichen und/oder starren Lamellen als Verschlussklappen zum öffnen und/oder Schließen bzw. zur Ausrichtung des austretenden Luftstroms versehen sein. Auch kann die Abdeckblende mit ringförmigen Streben versehen sein. Die Abdeckblende ist vorzugsweise auf die Austrittskammer aufsteckbar. Auch kann diese in Art eines Deckels mit der Austrittskammer verbunden oder zusammengesetzt sein.

Bevorzugt sind die Luftzuführungskanäle und die Austrittskammer aus Kunststoff und/oder Metall gebildet. Insbesondere kann ein Luftausströmer nur aus wenigen Kunststoffteilen bestehen, wobei auch die Fertigung aus nur einem einzigen Kunststoffteil in einem Spritzgussverfahren möglich ist.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Luftausströmer in besonders engen Bauräumen, z. B. im Bereich einer seitlichen Dachsäule, eines Dachhimmels, an einem Passagier- oder Fahrersitz, in einem hinteren Innenraumbereich und/oder im Bereich einer Instrumententafel eines Fahrzeugs, eingesetzt. Aufgrund seiner einfachen, raumsparenden und kostengünstigen Bauweise sowie der Flexibilität der Luftausströmung hinsichtlich Strömungsart und -richtung ist der erfindungsgemäße Luftausströmer für diese Fahrzeuganordnungen besonders geeignet. Die Oberfläche der Austrittskammer bzw. der Abdeckblende im Ausströmungsbereich wird entsprechend den Designvorgaben des Fahrzeugherstellers gestaltet, beispielsweise kreisförmig.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Luftausströmers mit mindestens zwei Luftzuführungskanäle, die beide exzentrisch in eine Austrittskammer münden,

Fig. 2 den Luftausströmer gemäß Figur 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Luftausströmer gemäß Figur 2,

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform eines Luftausströmers mit einem exzentrisch und einem zentrisch in die Austrittskammer mündenden Luftzuführungskanal in Draufsicht,

Fig. 5 den Luftausströmer gemäß Figur 4 in Seitenansicht,

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Luftausströmer gemäß Figur 4 im Bereich der beiden Luftzuführungskanäle,

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform für einen Luftausströmer mit einer strömungsausgangsseitig aufgesetzten Abdeckblende in Seitenansicht, und

Fig. 8 bis 12 verschiedene Ausführungsformen der äußeren Wandung der Austrittskammer.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform für einen Luftausströmer 1 mit einem ersten und einem Luftzuführungskanal 2.1 bzw. 2.2, die beide exzentrisch in eine Austrittskammer 4 münden. Dabei ist die von diesen Luftzuführungskanälen 2.1 und 2.2 zuführbare Luft jeweils zunächst tangential einströmbar und anschließend kreis- oder spiralförmig entlang einer kreisförmigen Wandung 4.1 der Austrittskammer 4 führbar ist. Das Ende des zweiten Luftzuführungskanals 2.2 mündet zum Ende des ersten Luftführungskanals 2.2 derart versetzt zueinander, insbesondere um 180° versetzt zueinander in die Austrittskammer 4, dass die aus den En- den austretenden Luftausströmungen gegenläufig rotierbar sind, wie durch die Pfeile P1 und P2 gezeigt. Durch die 180° versetzt zueinander ausgeführte Einströmung ist die Luft jeweils in einem Halbkreis einström- und führbar. Darüber hinaus münden die Enden des ersten und zweiten Luftzuführungskanals 2.1 und 2.2 in axialer Richtung der Austrittskammer 4 zueinander hö- henversetzt in diese. Hierzu ist die Austrittskammer 4 beispielsweise aus zwei übereinander angeordneten Kreisringen 4.a und 4.b gebildet. Dabei ist die jeweilige äußere Wandung 4.1 der Kreisringe 4.a und 4.b in Form einer Helix ausgeführt, so dass die Austrittskammer 4 die Form einer Doppelhelix aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Austrittskammer 4 erhält die an der äußeren Wandung 4.1 vorbeiströmende Luft einen tangentialen Impuls und rotiert damit selbst in den Kreisringen 4.a und 4.b. Der entstehende Luftwirbel platzt am Luftaustritt auf und der austretende Luftstrahl weitet sich auf (Betriebsfall „diffuser Luftaustritt").

Durch die kreisringförmige Ausbildung der Austrittskammer 4 ist darüber hinaus zentrisch ein weiterer Luftzuführungskanal 2.3 angeordnet, dessen Ende axial in die Austrittskammer 4 mündet, so dass die von diesem weiteren Luftzuführungskanal 2.3 zuführbare Luft axial aus einer zentralen Austritts- öffnung 4.2 der Austrittskammer 4 ausströmbar ist. In diesem Fall tritt die Luft quasi geradlinig aus (Betriebsfall „spotförmiger Luftaustritt"). Alternativ zu einer kreisringförmigen Ausgestaltung der Austrittskammer 4 kann diese in nicht näher dargestellter Ausführung aus übereinander angeordneten Kreisen gebildet sein, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der zentrisch angeordnete Luftzuführungskanal 2.3 entfällt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Luftzuführungskanäle 2.1 und 2.2 im Querschnitt eine Rechteckform und der Luftzuführungskanal 2.2 eine Kreisform auf. Die Luftzuführungskanäle 2.1 bis 2.4 können je nach Vorgabe eine beliebige Querschnittsform aufweisen, insbesondere ist diese an die Gegebenheiten im Fahrzeug angepasst.

Darüber hinaus ist der Luftausströmer 1 beispielsweise aus dünnen Kunststoffteile oder Metallbleche gebildet. Dabei kann der Luftausströmer 1 als ein Einzelteil oder mehrteilig ausgebildet sein.

Figur 2 zeigt den Luftausströmer 1 gemäß Figur 1 in Draufsicht. In Figur 3 ist ein Querschnitt A-A durch den Luftausströmer 1 gemäß Figur 2 gezeigt. Hierbei sind die verschiedenen Querschnittsformen der Luftzuführungskanä- Ie 2.1 bis 2.3 ersichtlich. Dabei weist der Luftzuführungskanal 2.1 im in die Austrittskammer 4 mündenden Eintrittsbereich eine gewölbte Wandung auf, die anschließend die äußere Wandung 4.1 des Kreisrings 4.a bildet. Der zweite Luftzuführungskanal 2.2 ist in diesem Kanalbereich noch rechteck- förmig ausgeführt und weist analog zum ersten Luftzuführungskanal 2.1 im Eintrittsbereich der Austrittskammer 4 eine gewölbte Wandung auf, die anschließend die äußere Wandung 4.1 des Kreisrings 4.b bildet (siehe Figur 2). Der Querschnitt des dritten Luftzuführungskanals 2.3 für einen spotförmigen Luftaustritt ist im Wesentlichen kreisförmig.

Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Luftausströmers 1 mit einem ersten, exzentrisch in die Austrittskammer 4 mündenden Luftzuführungskanal 2.1 und einem zweiten, zentrisch in die Austrittskammer 4 mündenden Luftzuführungskanal 2.3 in Draufsicht. In Figur 5 ist der Luftausströ- mer 1 gemäß Figur 4 in Seitenansicht dargestellt. Analog zum Luftausströ- mer 1 gemäß den Figuren 1 bis 3 ist die äußere Wandung 4.1 der Austrittskammer 4 helixförmig ausgestaltet. Hierdurch wird die aus dem ersten Luftzuführungskanal 2.1 ausströmbare Luft entlang der Wandung 4.1 in einen Drall versetzt, so dass die strömungsausgangsseitig aus der Austrittskam- mer 4 ausströmende Luft aufplatzt („diffuser Luftaustritt"). Die durch den zentrisch angeordneten Luftzuführungskanal 2.3 führbare Luft tritt hingegen axial in die Austrittskammer 4 aus und ist weitgehend gleichförmig und gerichtet („spotförmiger Luftaustritt").

Zusätzlich kann die Austrittskammer 4 mit einer Abdeckblende 6 zur Einstellung einer Strömungsrichtung bzw. zum öffnen und Verschließen der Austrittsöffnung zumindest einer der Luftzuführungskanäle 2.1 und 2.3 versehen sein. Hierzu weist die Abdeckblende 6 beispielsweise kreisförmige Streben 6.1 auf.

Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch den Luftausströmer 1 gemäß Figur 4 im Bereich der beiden Luftzuführungskanäle 2.1 und 2.3. Dabei sind die verschiedenen Querschnittsformen der Luftzuführungskanäle 2.1 und 2.3 sowie die Wölbung der äußeren 4.1 der Austrittskammer 4 ersichtlich.

In Figur 7 ist eine alternative Ausführungsform für einen Luftausströmer 1 mit einer strömungsausgangsseitig aufgesetzten Abdeckblende 6 in Seitenansicht gezeigt. Dabei ist die Abdeckblende 6 drehbar ausgeführt. Hierzu weist die Abdeckblende 6 beispielsweise ein zentrisch angeordnetes Bedienele- ment 6.2, z. B. einen Drehknopf auf. Zusätzlich kann die Abdeckblende 6 mit einer Verschlussklappe 8 versehen sein, die durch Drehen der Abdeckblende 6 zumindest einen der Luftzuführungskanäle 2.1 bzw. 2.2 bzw. 2.3 vollständig oder teilweise verschließt bzw. öffnet. Hierdurch können Mischbe- triebsfälle zwischen spotförmigem und diffusem Luftaustritt einstellbar sein.

Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen diffusen Luftausströmung weist die äußere Wandung 4.1 der Austrittskammer 4 eine entsprechende Form auf. In den Figuren 8 bis 12 sind verschiedene Ausführungsformen der äußeren Wandung 4.1 dargestellt.