MIEDL FLORIAN (DE)
TILLE THOMAS (DE)
DE102007035507A1 | 2009-01-29 | |||
DE102013108655B3 | 2014-07-24 |
Patentansprüche: 1 . Luftausströmer für ein Fortbewegungsmittel (10) mit einer Lamelle (52, 53) zur Ausrichtung eines ersten Luftstromes, umfassend einen Strömungskanal einen Aktuator (49), wobei der Aktuator (49) eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Steuersignal eine Stellung der Lamelle (52) zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (49) derart im Strömungskanal angeordnet ist, dass er eingerichtet ist, annähernd vollständig vom ersten Luftstrom umströmt zu werden. 2. Luftausströmer nach Anspruch 1 , welcher eingerichtet ist, in einem Fortbewegungsmittel (10) angeordnet zu werden. 3. Luftausströmer nach Anspruch 1 oder 2, welcher eingerichtet ist, in ein Bordnetz, insbesondere ein Informationsbordnetz eines Fortbewegungsmittels (10) integriert zu werden, über welches das Steuersignal erhältlich ist. 4. Luftausströmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aktuator (49) einen Elektromotor und/oder einen Linearantrieb umfasst. 5. Luftausströmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein zweiter Aktuator (50) zur Verstellung einer zweiten Lamelle (53) vorgesehen und eingerichtet ist. 6. Luftausströmer nach Anspruch 5, wobei die zweite Lamelle (53) im Wesentlichen senkrecht zur ersten Lamelle (52) angeordnet ist. 7. Luftausströmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lamelle (52, 53) eingerichtet ist, um eine im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung orientierten Achse geschwenkt zu werden. 8. Luftausströmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Betätigungseinrichtung (4), wobei die Betätigungseinrichtung (4) eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine vordefinierte Betätigung durch einen Anwender ein Steuersignal an den Aktuator (49, 50) zu senden und insbesondere eine berührungsempfindliche, insbesondere kapazitive, Oberfläche (41 ) aufweist, welche auf der Anzeigeeinrichtung (43) angeordnet ist. 9. Luftausströmer nach Anspruch 8, wobei die Anzeigeeinrichtung (43) eingerichtet ist, gemeinsam mit der Betätigungseinrichtung (4) durch eine Betätigung durch den Anwender bewegt zu werden. 10. Luftausströmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Auswerteeinheit (47), wobei die Auswerteeinheit (47) eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine Anwendereingabe einen Aktuator (49, 50) eines zweiten, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgeführten, Luftausströmers (1 ) anzusteuern, um eine Lamelle (52, 53) des zweiten Luftausströmers (1 ) derart anzusteuern, dass ein den zweiten Luftausströmer (1 ) durchströmender zweiter Luftstrom auf einen Punkt gerichtet wird, auf welchen auch der erste Luftstrom gerichtet ist oder eine identische Richtungsänderung oder eine entgegengesetzte Richtungsänderung erfährt. Fortbewegungsmittel umfassend einen Luftausströmer (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche. |
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel sowie einen
Luftausströmer für ein Fortbewegungsmittel zur Ausrichtung eines Luftstromes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine bequeme und
anwenderfreundliche sowie exakte Einstellungsmöglichkeit für die Ausrichtung des Luftstromes.
Luftausströmer in Fortbewegungsmitteln dienen der Ausrichtung und mitunter auch einer Regulierung eines Luftdurchsatzes von Luftströmungen, welche beispielsweise mittels einer Luftpumpe einer Heiz-/Klimaanlage erzeugt werden. Lamellen sorgen hierbei für eine wunschgemäße Ausrichtung des den
Luftausströmer verlassenden Luftstromes. Im Stand der Technik werden diese häufig über Kipp-/Schiebeelemente simultan ausgerichtet. Diese haben jedoch den Nachteil, dass eine Feineinstellung insbesondere während der
Wahrnehmung einer Fahraufgabe durch den Anwender
geschicklichkeitsbedürftig ist. Insbesondere infolge von Alterungsprozessen und Verunreinigungen kann die Justage der relativ zueinander bewegten Elemente erschwert werden.
DE 10 2007 035 507 A1 offenbart eine Kraftfahrzeugbelüftungseinrichtung, bei welcher motorisch verstellbare Lamellen zur Ausrichtung eines Luftstroms vorgesehen sind. Elektrische Verschwenkeinrichtungen sind eingerichtet, von einem Steuergerät angesteuert zu werden und über Wellen die im
Strömungskanal angeordneten Lamellen zu verschwenken.
DE 10 2013 108 655 B3 offenbart eine Luftdüse für Fahrgasträume in
Kraftfahrzeugen, welche verschwenkbare Lamellen aufweist. Das Gehäuse weist nach au ßen auskragende Kammern zur Aufnahme von Elektromotoren auf, die eine motorische Verstellung der Lamellen ermöglichen.
Den im Stand der Technik bekannten Anordnungen ist gemeinsam, dass eine bauraum-neutrale Verwendung von Aktuatoren nicht erfolgt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den aus dem Stand der Technik bekannten Bedarf zu stillen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Luftausströmer für ein Fortbewegungsmittel mit einer Lamelle zur Ausrichtung eines ersten Luftstroms gelöst. Der Luftausströmer weist einen Strömungskanal auf, welcher auch als Gehäuse des Luftausströmers ausgebildet sein kann. Der Strömungskanal kann eine im Wesentlichen ebene bzw. ebenmäßige
Außenfläche aufweisen. Auf diese Weise kann eine bauraum-optimierte
Integration in das Fortbewegungsmittel erfolgen. Ein Aktuator ist innerhalb des Strömungskanals vorgesehen, mittels dessen im Ansprechen auf ein
Steuersignal eine Stellung der Lamelle verändert werden kann.
Selbstverständlich kann die Ausrichtung eines gesamten Lamellenpaketes, umfassend mehrere im Wesentlichen parallel zueinander auszurichtende
Lamellen, durch den Aktuator beeinflusst werden. Der Aktuator ist
erfindungsgemäß derart im Strömungskanal angeordnet, dass er eingerichtet ist, annähernd vollständig vom ersten Luftstrom umströmt zu werden. Mit anderen Worten ist der Aktuator in einem mittleren Bereich des Strömungskanals bzw. des freien Öffnungsquerschnittes des Strömungskanals angeordnet, so dass sich ein Strömungskanal um den Aktuator ergibt. Selbstverständlich können Stege zur Fixierung des Aktuators an der vorstehend genannten Position vorgesehen sein. Die Anordnung des Aktuators weist gegenüber dem Stand der Technik mindestens zwei Vorteile auf: Erstens kann der Aktuator im Wesentlichen bauraum-neutral im Luftausströmer vorgesehen sein. Andererseits besteht die Möglichkeit, eine Betriebstemperatur des Aktuators mittels des Luftstroms zu beeinflussen. Beispielsweise kann der Aktuator mittels der Klimaanlage gekühlt werden. Eine Überhitzung bzw. vorzeitiger Verschleiß des Aktuators kann auf diese Weise vermieden werden. Überdies lässt sich mittels des Aktuators eine anwenderfreundliche Beeinflussung der Ausrichtung der Lamellen darstellen. Beispielsweise kann über eine grafische Anwenderbedienoberfläche eine Ausrichtung der Lamellen mittels des Aktuators veranlasst werden. Eine solche Ausrichtungsänderung kann insbesondere automatisch (z.B. im Ansprechen auf das Eintreten eines vordefinierten Ereignisses und/oder auf das Erreichen eines vordefinierten Zeitpunktes) erfolgen. Im Ergebnis erhöht sich der
Anwenderkomfort bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Luftausströmers gegenüber dem Stand der Technik.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Luftausströmer kann insbesondere Befestigungsmittel (z.B. Rastnasen, Ösen, Schnapp-Rast- Verbindungen) aufweisen, mittels welcher er eingerichtet ist, in einem Fortbewegungsmittel angeordnet zu werden. Insbesondere können Öffnungen bzw. Luftkanalausgänge in einem Armaturenbrett, einer Tür, einer Säulenverkleidung, o.ä., des Fortbewegungsmittels mit dem Luftausströmer versehen werden.
Eine elektrische, insbesondere informationstechnische, Integration des
Luftausströmers in das Bordnetz des Fortbewegungsmittels ermöglicht eine flexible und automatische Ansteuerung des Aktuators zur Ausrichtung der Lamellen. Beispielsweise kann ein Steuersignal über ein Bussystem empfangen werden, welches den Aktuator zur Ausrichtung der Lamellen veranlasst.
Insbesondere können über ein und dasselbe Steuersignal oder über
korrespondierende Steuersignale mehrere erfindungsgemäße Luftausströmer angesteuert werden. Mit anderen Worten kann ein Luftausströmer-Ensemble im Ansprechen auf eine vordefinierte Anwendereingabe gemeinsam angesteuert werden.
Der Aktuator kann einen Elektromotor (elektrische Rotationsmaschine) und/oder einen Linearantrieb umfassen. Je nach dem, welcher Art der Aktuator ausgeführt ist, kann ein entsprechendes Getriebe vorgesehen sein, um schwenkbar aufgehängte Lamellen hinsichtlich ihrer Ausrichtung zu beeinflussen. Um eine möglichst flexible und akkurate Ausrichtung des ersten Luftstromes zu ermöglichen, kann ein erster Aktuator zur Ausrichtung eines ersten
Lamellenpaketes vorgesehen sein, während ein zweiter Aktuator zur Verstellung eines zweiten Lamellenpaketes vorgesehen und eingerichtet ist.
Bevorzugt können die erste Lamelle und die zweite Lamelle bzw. das erste Lamellenpaket und das zweite Lamellenpaket im Wesentlichen senkrecht zueinander sowie zur Hauptachse des ersten Luftstroms angeordnet sein.
Insbesondere können die Schwenkachsen der Lamellen im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsachse des ersten Luftstroms ausgerichtet sein.
Der Luftausströmer kann eine Betätigungseinrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine vordefinierte Betätigung durch einen Anwender (Anwendereingabe) ein Steuersignal an den Aktuator zu senden. Die Betätigungseinrichtung kann einen Taster, einen Schiebeschalter, eine berührungsempfindliche (z.B. kapazitive) Oberfläche o.ä. aufweisen.
Insbesondere bei Verwendung einer kapazitiven Oberfläche kann selbige transparent ausgestaltet sein, um eine Anzeigeeinrichtung, welche dahinter angeordnet sein kann, komfortabel ablesen zu können.
Derartige Betätigungseinrichtungen sind häufig in einem mittleren Bereich eines Austritts des Strömungskanals angeordnet. Beispielsweise kann eine
Verschiebung der Betätigungseinrichtung durch eine Anwendereingabe eine Neuausrichtung der Lamellenpakete motorisch herbeiführen. Insbesondere kann die Richtung der Verschiebung mit einer Richtungsänderung des ersten
Luftstromes korrespondieren.
Eine Auswerteeinheit kann im Luftausströmer (z.B. in Form eines
MikroControllers, eines Nanocontrollers, o.ä., und/oder in Form eines
Busteilnehmers) vorgesehen sein, welche eingerichtet ist, im Ansprechen auf eine Anwendereingabe ein Steuersignal an einen zweiten Aktuator eines bevorzugt ebenfalls erfindungsgemäß ausgestalteten (zweiten) Luftausströmers auszugeben. Mittels des zweiten Steuersignals kann eine Lamelle des zweiten Luftausströmers in entsprechender Weise ausgerichtet werden. Je nach dem, wie die Luftausströmer zueinander bezüglich des Anwenders angeordnet sind, kann die Richtungsänderung des ersten Luftstroms und des zweiten Luftstroms (des zweiten Luftausströmers) parallel zueinander oder entgegengesetzt zueinander erfolgen. Beispielsweise kann der Anwender wünschen, sämtliche Luftströmungen auf seinem Körperbereich auszurichten, wozu Luftausströmer, welche links bzw. rechts vor ihm angeordnet sind, eine zueinander
entgegengesetzte Richtungsänderung von einer parallelen Ausgangsstellung zu vollziehen haben. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der Anwender nicht (mehr) durch einen direkten Luftstrom angeströmt werden möchte.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Fortbewegungsmittel (z.B. ein PKW, ein Transporter, ein LKW, ein Luft- und/oder Wasserfahrzeug) vorgeschlagen, welches einen oder mehrere Luftausströmer gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Die Merkmale,
Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile
entsprechen derart ersichtlich denjenigen des erfindungsgemäßen
Luftausströmers, so dass zur Vermeidung auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Fahrerarbeitsplatzes mit mehreren
Luftausströmern gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 eine Explosionsdarstellung einer Betätigungseinrichtung eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Luftausströmers; und
Figur 4 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Figur 1 zeigt das Armaturenbrett / den Fahrerarbeitsplatz eines PKWs 10 als Fortbewegungsmittel, welcher über vier Luftausströmer 1 auf Rumpfhöhe des Anwenders verfügt. Etwa an derjenigen Position, an welcher die
erfindungsgemäße Anordnung vorgesehen ist, sind gemäß dem Stand der Technik Kipp-/Schiebeelemente 3 zur Einflussnahme auf horizontale und (nicht dargestellte) vertikale Lamellen vorgesehen. Ein Stellrad 2 ist einem jeden Luftausströmer 1 zugeordnet, mittels dessen eine Stellung der Lamellen beeinflusst werden kann, durch welche die Ausrichtung des jeweiligen Luftstroms beeinflusst werden kann. Die Mechanik der Kipp-/Schieberegler 3 kann insbesondere durch Alterungsprozesse eine ungeeignete Reibkraft/Weg- Charakteristik entwickeln.
Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäß verwendbaren Betätigungseinrichtung 4, welche eine dem Anwender zugewandte transparente Abdeckung 41 mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche aufweist. Eine kreisrunde Begrenzungsfläche korrespondiert mit einer inneren Fläche eines Zierrings 42, über welchen der Anwender Zug/Schubkräfte normal zur
Strömungsrichtung des Luftausströmers auf die Betätigungseinrichtung 4 aufbringen kann. Hinter der Abdeckung 41 bzw. dem Zierring 42 ist eine
Anzeigeeinrichtung 43 in Form eines kleinen Bildschirms/Displays (sog.„Wise Chip") vorgesehen. Die Anzeigeeinrichtung 43 korrespondiert mit einer
Ausnehmung, welche wiederum mit einer Aufnahme 44 für die
Anzeigeeinrichtung 43 korrespondiert. Die Aufnahme 44 sorgt für eine toleranzminimierte Positionierung der Anzeigeeinrichtung 43 und begünstigt deren elektrische und informationstechnische Anbindung an das
Fahrzeugbordnetz sowie an die berührungsempfindliche Oberfläche der
Abdeckung 41 . Hinter der Aufnahme 44 ist ein Analogpad-Gehäuse 45 angeordnet, in welches eine Axialfixierung 46 derart eingesetzt werden kann, dass eine Verschiebung des Analogpad-Gehäuses 45 in eine senkrecht auf der Öffnungsfläche des Luftausströmers stehende Bewegung der Aufnahme 44 die Axialfixierung 46 mitnimmt und so auch einen Pin 47a gegenüber den übrigen Bestandteilen eines Analogpads 47 als Auswerteeinheit mitnimmt. Die
Relativbewegung zwischen dem Pin 47a und dem übrigen Bestandteil des Analogpads 47 wird in Form elektrischer Signal über rückseitige elektrische Anschlüsse 47b an (in Figur 2 nicht dargestellte) Aktuatoren weitergeleitet bzw. in eine Leistungsansteuerung der Aktuatoren umgewandelt. Die dargestellte Abdeckung 41 kann aus einem Zwei-Komponenten-Werkstoff gefertigt werden. Ihre Oberfläche kann geschliffen, poliert und klarlackiert sein. Auch der Zierring 42 kann eine verfahrenstechnisch veredelte Oberfläche aufweisen, z.B.
metallbeschichtet, geschliffen und poliert sein. Der Durchmesser der Aufnahme 44 kann in einem Bereich zwischen 20 und 50 mm, bevorzugt zwischen 30 und 40 mm, betragen. Die vorgenannten Maße ermöglichen einerseits eine leicht erfassbare Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung 43, andererseits einen hinreichend großen freien Öffnungsquerschnitt zwischen der dargestellten Betätigungseinrichtung und einer den Luftausströmer umgebenden Blende. Das Analogpad kann beispielsweise zwei, vier, acht oder mehr unterschiedliche Bewegungsrichtungen der Axialfixierung auflösen.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftausströmers 1 mit einer Betätigungseinrichtung 4 gemäß Figur 2. Die Betätigungseinrichtung 4 ist in etwa in der Mitte des Strömungskanals angeordnet und weist vier optische
Markierungen nach Art einer Pfeilspitze auf. Die optischen Markierungen umgeben ein (nicht dargestelltes) Display, welches im Betriebszustand zusätzliche Informationen zu Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit/Lüfterstufe und Strömungsrichtung sowie Schaltfläche zur Einflussnahme auf die
vorgenannten Eigenschaften durch den Anwender anzeigt.
Figur 4 zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der in Figur 3 dargestellten Anordnung. Die in Verbindung mit Figur 2 bzw. Figur 3
dargestellten und diskutierten Elemente tragen dieselben Bezugszeichen, so dass auf eine wiederholte Erläuterung verzichtet werden kann. Energie- und Steuerleitungen 48 verbinden zwei elektrische Motoren 49, 50 als Aktuatoren mit den elektrischen Anschlüssen 47b des Analogpads 47 und der
Anzeigeeinrichtung 43. Die beiden Elektromotoren 49, 50 sind bezüglich ihrer Wellen parallel zur Strömungsrichtung des die Betätigungseinrichtung 4 umströmenden Fluides angeordnet. Kegelzahnräder 51 ermöglichen eine Umsetzung des jeweils erzeugten Drehmomentes auf Lamellen 52, 53, welche um eine horizontale bzw. vertikale Achse (jeweils normal zur Strömungsrichtung angeordnet) geschwenkt werden können. Hierbei ist der erste Elektromotor 49 zwischen den um eine horizontale Achse schwenkbaren Lamellen 52 und den um eine vertikale Achse schwenkbaren Lamellen 53 angeordnet. Der zweite Elektromotor 50 ist stromaufwärts der um eine vertikale Achse schwenkbaren Lamellen 53 angeordnet. Die beiden Elektromotoren 49, 50 sind hierbei koaxial, in Strömungsrichtung also exakt hintereinander angeordnet. Finnen 54 verbinden die Betätigungseinrichtung 4 mit außerhalb des Strömungskanals liegenden Strukturen. Die Leitungen 48 werden in der hohlen horizontalen Finne 54 aus der Betätigungseinrichtung 4 herausgeführt. Eine elektrische und
informationstechnische Anbindung an das Fahrzeugbordnetz ist der
Anschaulichkeit halber nicht dargestellt, kann jedoch bevorzugt auch durch eine mit Flauschband umwickelte Informationsleitung innerhalb des Strömungskanals (zumindest anteilig) erfolgen. Indem die beiden Elektromotoren 49, 50 in
Umfangsrichtung fast vollständig vom Luftstrom durch den Luftausströmer 1 umschlossen sind, ergibt sich eine besonders gute Wärmeübertragung an den Luftstrom. Auf diese Weise können die Elektromotoren (insbesondere bei Betrieb einer Klimatisierungsfunktion) effizient entwärmt werden.
Bezugszeichenliste:
1 Luftausströmer
2 Stellrad
3 Kipp-/Schiebeelemente
4 Betätigungseinrichtung
10 PKW
41 Abdeckung
42 Zierring
43 Anzeigeeinrichtung
44 Halterung
45 Analogpad-Gehäuse
46 Axialfixierung
47 Analogpad
47a Pin
47b elektrische Anschlüsse
48 Leitungen
49, 50 Elektromotor / Aktuator
51 Kegelzahnrad
52, 53 Lamellen
54 Finnen