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Die Erfindung betrifft einen Belüftungskanal, mit dessen Hilfe eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs einen Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs mit temperierter Luft belüften kann.
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Aus
JP 2005 212 746 A ist eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem in einem zu einem Fahrgastinnenraum führenden Belüftungskanal schwenkbare Lamellengitter vorgesehen sind. Wenn durch eine sehr starke Anstellung der Lamellengitter die Luft mit einem sehr stark angeschrägten Winkel in den Fahrgastinnenraum strömt, kann es vorkommen, dass die Luftströmung an der Armaturenkonsole haften bleibt. Um dies zu verhindern kann ein Teil des Luftstroms des Belüftungskanals über einen Bypasskanal zu einer in der Armaturenkonsole zusätzliche vorgesehenen Öffnung geleitet werden, wo die über den Bypasskanal abgezweigte Luft senkrecht zur Oberfläche der Armaturenkonsole austritt und die Luftströmung von der Armaturenkonsole ablöst.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeugs optisch ansprechend zu gestalten.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen optisch ansprechenden Fahrgastinnenraum ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Belüftungskanal mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Belüftungskanal zur Belüftung eines Fahrgastinnenraums eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Anströmkanal zur Zufuhr von Luft, einem sich von dem Anströmkanal bis zu einer Auslassöffnung erstreckenden Hauptleitkanal zum Leiten zumindest eines Teils der Luft des Anströmkanals entlang einer Hauptströmungsrichtung in Richtung der Auslassöffnung, mindestens einem von dem Anströmkanal abzweigbaren Bypasskanal zum Ableiten eines Teils der Luft des Anströmkanals, wobei der Bypasskanal den Hauptleitkanal zumindest teilweise in Umfangsrichtung umgibt.
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Über den Bypasskanal kann ein Teil der Luft des Anströmkanals abgezweigt und unter einem Winkel zu der Hauptströmungsrichtung dem Hauptleitkanal zugeführt werden. Die Luftströmung des Bybasskanals kann dadurch einen Impuls und/oder einen Strömungsstoß auf die Strömung in dem Hauptleitkanal ausüben, wodurch es möglich ist die Luft des Hauptleitkanals nicht senkrecht durch eine durch die Auslassöffnung definierte Ebene, sondern schräg austreten zu lassen.
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Sind mehrere Bypasskanäle vorhanden, so ist die Regelung der Luftmenge beispielsweise über eine Strömungsteilerklappe oder ein separates Gebläse pro Bypasskanal möglich.
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Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass der Belüftungskanal weiterhin eine in Hauptströmungsrichtung zwischen dem Anströmkanal und dem Bypasskanal angeordnete Bypassblende zur Ableitung eines Teils der Luft des Anströmkanals in einen zur Bypassblende weisenden Öffnungsquerschnitt des Bypasskanals aufweist. Dabei weist die Bypassblende eine mit dem Öffnungsquerschnitt des Bypasskanals kommunizierende Blendenöffnung auf, wobei die Blendenöffnung in Umfangsrichtung kleiner als der Öffnungsquerschnitt ist.
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Beispielsweise durch die Höhe des von der Strömung des Bypasskanals aufgeprägten Impuls, der Ausrichtung des Bypasskanals sowie des von der Blendenöffnung geöffneten Teils des Öffnungsquerschnitts des Bypasskanals kann die Austrittsrichtung der Strömung des Belüftungskanals aus der Auslassöffnung über einen weiten Bereich eingestellt werden. Dies kann durch die geometrische Ausgestaltung des Bypasskanals sowie der Bypassblende ermöglicht werden. Die Einstellung der Strömungsrichtung der in den Fahrgastinnenraums einströmenden, vorzugsweise temperierten, Luft kann dadurch ohne Lamellengitter erfolgen. Eine Beeinträchtigung des optischen Eindrucks des Fahrgastinnenraums durch für Fahrzeuginsassen sichtbare Lamellengitter ist dadurch vermieden. Durch den zur Auslassöffnung beabstandeten Bypasskanal kann die Strömungsrichtung der Luft in der Auslassöffnung ohne vom Fahrgastinnenraum her einsehbare Öffnungen und/oder Lamellengitter eingestellt werden, so dass bei einer komfortablen Belüftung des Fahrgastinnenraums ein optisch ansprechender Fahrgastinnenraum ermöglicht ist.
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Durch die im Vergleich zum Öffnungsquerschnitt des Bypasskanals kleinere Bypassöffnung der Bypassblende kann ein Teil des Öffnungsquerschnitts des Bypasskanals abgedeckt und ein anderer Teil geöffnet werden. Da somit die aus dem Anströmkanal über die Bypassblende abgezweigte Luft nur über einen in Umfangsrichtung verlaufenden Teilbereich des Öffnungsquerschnitts in den Bypasskanal eintritt, tritt diese Luft selbst bei einem in Umfangsrichtung ringförmig geschlossenen Bypasskanal auch nur in einem in Umfangsrichtung verlaufenden Teilbereich aus dem Bypasskanal aus und kann dadurch die Strömung des Hauptleitkanals entsprechend ablenken. Wenn die Richtung der Ablenkung geändert werden soll, braucht lediglich die Lage der Bypassöffnung der Bypassblende relativ zum Öffnungsquerschnitt des Bypasskanals verändert zu werden, während der Bypasskanal selber unverändert bleiben kann. Dadurch ist es nicht erforderlich in dem Bypasskanal Steuerklappen zur Beeinflussung der Strömungsverhältnisse in dem Bypasskanal vorzusehen. Der Bypasskanal kann dadurch deutlich einfacher und kostengünstiger ausgestaltet sein.
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Die Hauptströmungsrichtung entspricht im Wesentlichen der Strömungsrichtung der Luft, wenn nur der Anströmkanal und der Hauptleitkanal und keine weiteren Baueinheiten, wie beispielweise der Bypasskanal, vorhanden wären. Ohne den Bypasskanal würde die Luft entlang der Hauptströmungsrichtung eine durch die Auslassöffnung definierte Ebene im Wesentlichen senkrecht, das heißt entlang der Flächennormale der Auslassöffnung, passieren. Der Anströmkanal ist stromaufwärts zu dem Bypasskanal und dem Hauptleitkanal angeordnet. Der Hauptleitkanal mündet über die Auslassöffnung insbesondere in den Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere weist die Bypassblende einen zum Anströmkanal weisenden in Umfangsrichtung insbesondere geschlossenen Eingangsquerschnitt auf, wobei sich ein Strömungsquerschnitt der Bypassblende in axialer Richtung von dem Eingangsquerschnitt bis zu der Blendenöffnung hin, insbesondere düsenförmig, verjüngt. Die Bypassblende kann dadurch die auf die Bypassblende auftreffende Luft zur Bypassöffnung hin bündeln, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Bypassblende erhöht werden kann. Dieser Volumenstrom kann in den nachfolgenden Bypasskanal mit einer entsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeit eintreten und vorzugsweise mit einer höheren Strömungsgeschwindigkeit als die Luft in dem Hauptleitkanal aus dem Bypasskanal austreten. Die aus dem Bypasskanal kann dadurch einen entsprechend hohen Impuls aufweisen und auch bei einem kleineren Volumenstrom die Strömung des Hauptleitkanals entsprechend stark ablenken.
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Vorzugsweise ist die Bypassblende um eine im Wesentlichen axial verlaufende Drehachse drehbar. Durch die Drehbarkeit der Bypassblende ist es möglich die Bypassöffnung in Umfangsrichtung zu verdrehen, so dass die Bypassöffnung je nach der Drehwinkelstellung der Bypassblende einen unterschiedlichen Winkelbereich öffnen kann. Dadurch kann die Richtung, mit der die den Bypasskanal verlassende Strömung auf die Strömung des Hauptleitkanals trifft verändert werden. Die Strömungsrichtung der den Belüftungskanal verlassenden Luft kann dadurch leicht an die Bedürfnisse eines Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
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Besonders bevorzugt weist die Bypassblende mindestens ein von radial außen zugängliches Betätigungselement, insbesondere ein nach radial außen abstehender Betätigungsansatz, zum Verdrehen der Bypassblende auf. Die Bypassblende kann dadurch leicht von Hand oder einer zwischengeschalteten Betätigungsvorrichtung manipuliert werden, um durch eine Drehung der Bypassblende die Strömungsrichtung der die Auslassöffnung verlassenden Strömung zu beeinflussen.
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Insbesondere weist der Anströmkanal einen Strömungsteiler zur Aufteilung der Luft auf den Bypasskanal und den Hauptleitkanal auf, wobei der Strömungsteiler eine schwenkbare Strömungsteilerklappe zur Veränderung eines Verhältnisses des zum Bypasskanal geleiteten Anteils der Luft und des zum Hauptleitkanal geleiteten Anteils der Luft. Der Strömungsteiler weist insbesondere eine Trennwand auf, an der sich gegebenenfalls die Strömungsteilerklappe als Verlängerung der Trennwand anschließt. Durch das von dem Strömungsteiler eingestellte Verhältnis der über die Blendenöffnung der Bypassblende auf den Bypasskanal und den Hauptleitkanal aufgeteilten Volumenströme kann das Ausmaß der durch die Strömung des Bypasskanals verursachten Ablenkung der Strömung des Hauptleitkanals eingestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann mehr als eine Luftquelle für den Belüftungskanal vorgesehen sein, von denen beispielsweise eine Luftquelle nur mit der Bypassblende beziehungsweise den Bypasskanal und/oder eine andere Luftquelle nur mit dem Hauptleitkanal kommuniziert. Durch die zusätzlichen Luftquellen kann der absolute Volumenstrom in dem Bypasskanal und in dem Hauptleitkanal sowie deren Verhältnis beeinflusst werden.
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Vorzugsweise umschließt der Bypasskanal den Hauptleitkanal in Umfangsrichtung zu einem Großteil, insbesondere im Wesentlichen vollständig. Der Bypasskanal ist insbesondere im Wesentlichen koaxial zum Hauptleitkanal vorgesehen. Insbesondere ist der Bypasskanal vergleichbar zu einem Ringzylinder ausgestaltet. Der Bypasskanal kann beispielsweise einen Ringzylindersegment ausbilden und/oder aus mehreren in Umfangsrichtung nachfolgenden Ringzylindersegmenten zusammengesetzt sein. Der Bypasskanal kann dadurch die Strömung des Hauptleitkanals in entsprechend viele Richtungen hin ablenken.
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Besonders bevorzugt ist in dem Bypasskanal mindestens ein den Hauptleitkanal mit einer den Bypasskanal radial außen begrenzenden Kanalwand verbindender Stützsteg vorgesehen, wobei insbesondere mehrere Stützstege in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung hintereinander vorgesehen sind. Der Hauptleitkanal kann dadurch sicher radial innerhalb des Bypasskanals gehalten werden. Insbesondere ist es möglich unnötige Vibrationen des Hauptleitkanals zu vermeiden, so dass Unregelmäßigkeiten in der Strömungsrichtung der aus dem Belüftungskanal über die Auslassöffnung austretenden Strömung sowie Geräuschemissionen durch den ansonsten vibrierenden Hauptleitkanal vermieden werden können.
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Insbesondere mündet der Bypasskanal in Hauptströmungsrichtung vor der Auslassöffnung in den Hauptleitkanal, wobei der Bypasskanal zur Einleitung eines unter einem Winkel zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichteten Strömungsstrahls in den Hauptleitkanal ausgestaltet ist. Die Einmündung des Bypasskanals kann zu der Auslassöffnung beabstandet innerhalb des Belüftungskanals im Bereich des Hauptleitkanals erfolgen. Eine Einmündungsöffnung des Bypasskanals in den Hauptleitkanal ist dadurch für Fahrzeuginsassen nicht oder zumindest nur schwer sichtbar, so dass eine Beeinträchtigung des optischen Eindrucks durch eine Mehrzahl von Öffnungen in einer Armaturenkonsole vermieden ist. Der Winkel, unter dem der Strömungsstrahl aus dem Bypasskanal auf die in Hauptströmungsrichtung strömende Luft trifft, ist insbesondere ein spitzer Winkel. Insbesondere ist der Strömungsstrahl auf die Auslassöffnung gerichtet, das heißt eine gedachte stromabwärts gerichtete Verlängerung des Bypasskanals würde zumindest zu einem Großteil durch die Auslassöffnung hindurchführen und nicht an einer Kanalwand des Hauptleitkanals enden. Dadurch kann die Luftströmung des Hauptleitkanals leicht an das die Auslassöffnung ausbildende Material gedrückt werden, so dass beispielsweise durch den Coanda-Effekt eine entsprechend stärkere Ablenkung der Luftströmung des Hauptleitkanals erreicht werden kann.
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Vorzugsweise ist der Hauptleitkanal in einem sich bis zur Auslassöffnung erstreckenden Endbereich zur Erzeugung eines Coanda-Effekts gerundet ausgeführt. Die durch den Strömungsstrahl abgelenkte Luftströmung des Hauptleitkanals kann sich dadurch leicht an den gerundeten Endbereich anschmieden und durch den Coanda-Effekt noch weiter abgelenkt werden. Die Strömungsrichtung der die Auslassöffnung verlassenden Strömung kann dadurch über einen noch weiteren Bereich in einem noch stärkeren Ausmaß variiert werden.
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Die Auslassöffnung ist im Wesentlichen frei von Einbauten. Insbesondere ist am Ende des Belüftungskanals kein schwenkbares Lamellengitter oder andere mechanisch verschwenkbare Luftleitelemente vorgesehen. Insbesondere ist allenfalls eine Abdeckung, beispielsweise eine Verblendung über die Auslassöffnung in den Hauptleitkanal eingesteckt, die von radial innen her reibschlüssig mit einer Kanalwand des Hauptleitkanals verklemmt ist. Eine maßgebliche Verkleinerung des freien Strömungsquerschnitts in der Ebene der Auslassöffnung, wie sie sich durch ein Lamellengitter oder ähnliches ergeben würde, ist dadurch aber nicht gegeben.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Belüftungskanals,
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2: eine schematische Schnittansicht des Belüftungskanals aus 1,
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3: eine schematische Schnittansicht eines Teils des Belüftungskanals aus 1 in einer zu 2 um 90° gedrehten Schnittebene,
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4: eine Schnittansicht in Strömungsrichtung eines Anströmkanals des Belüftungskanals aus 1,
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5: eine schematische perspektivische Ansicht einer Bypassblende des Belüftungskanals aus 1 entgegen der Strömungsrichtung und
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6: eine schematische perspektivische Ansicht der Bypassblende aus 5 in Strömungsrichtung.
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Der in 1 und 2 dargestellte Belüftungskanal 10 eines Belüftungssystems zur Belüftung eines Fahrgastinnenraums eines Kraftfahrzeugs weist einen Anströmkanal 12 auf, über den ein beispielsweise mit Hilfe eines Lüfters angesaugter Luftstrom in den Belüftungskanal 10 eingeleitet werden kann. In dem Anströmkanal 12 ist ein Strömungsteiler 14 vorgesehen, der eine Trennwand 16 und eine sich entgegen der Strömungsrichtung von der Trennwandwand 16 weg erstreckende schwenkbare Strömungsteilerklappe 18 aufweist, wobei die Strömungsteilerklappe 18 als eine schwenkbare Verlängerung der Trennwand 16 ausgestaltet ist, um das Verhältnis der aufgeteilten Volumenströme einstellen zu können. Die von dem Strömungsteiler 14 aufgeteilten Volumenströme werden über eine Bypassblende 20 einem zentralen Hauptleitkanal 22 und zu dem Hauptleitkanal 22 koaxial angeordneten Bypasskanal 24 zugeführt, wobei der Bypasskanal 24 den Hauptleitkanal 22 im Wesentlichen vollständig ringförmig in Umfangsrichtung umschließt. Der Hauptleitkanal 22 kann über durch den Bypasskanal 24 hindurchführende Stützstege 26 abgestützt sein, wobei die Stützstege 26 möglichst schmal ausgestaltet sind, um den Strömungsquerschnitt des Bypasskanals 24 nicht zu beeinträchtigen.
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Wie in 2 und 3 dargestellt weist die Bypassblende 20 eine Blendenöffnung 28 auf, die nur in einem deutlich geringeren Umfangsbereich wie ein Öffnungsquerschnitt des Bypasskanals 24 vorgesehen ist. Mit Hilfe von nach radial außen abstehenden Betätigungsansätzen 30 kann die Bypassblende 20 im Umfangsrichtung verdreht werden, so dass der in den Bypasskanal eintretende Volumenstrom in einem anderen Umfangswinkelbereich eintritt und auch in einem anderen Umfangswinkelbereich vor einer Auslassöffnung 32 auf den in Hauptströmrichtung strömenden Volumenstrom des Hauptleitkanals 22 trifft, um diesen abzulenken. Die Auslassöffnung 32 kann insbesondere einen zur Erzeugung eines Coanda-Effekts abgerundeten Endbereich 34 abschließen. Die Bypassblende 22 weist einem mittigen koaxialen Zentralkanal 36 auf, der einen Teil des Anströmkanals 12 mit dem Hauptleitkanal 22 verbindet. Der Zentralkanal 36 weist einen kreisförmigen Strömungsquerschnitt auf, so dass die Strömungsverhältnisse in dem Zentralkanal 36 von der Drehwinkellage der Bypassblende 20 unabhängig sind.
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Wie in 4 dargestellt kann der Strömungsteiler 14 einen Teil des in den Anströmkanal eingeleiteten Volumenstroms in den Zentralkanal 36 der Bypassblende 20 und einen ringförmigen Bypassblendenkanal 38 der Bypassblende 20 leiten. Wie in 5 und 6 dargestellt weist der Bypassblendenkanal 38 eine dreidimensionale Ausformung auf, bei welcher der Bypassblendenkanal 38 in axialer Richtung in der Art eines Trichters oder einer Düse den in den Bypassblendenkanal 38 eintretenden Volumenstrom auf die Blendenöffnung 28 zu bündelt. Dadurch ist es leicht möglich den für den Bypasskanal 24 vorgesehenen Volumenstrom von dem Strömungsteiler 14 an einem feststehenden unveränderlichen Drehwinkelbereich in den Bypassblendenkanal 38 zu leiten und durch ein Verdrehen des Bypassblendenkanals 38 zusammen mit der Bypassblende 20 die Blendenöffnung 28 in Umfangsrichtung beliebig zu positionieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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