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Die
Erfindung betrifft eine Luftdüse
zum Leiten von Luftströmen
mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
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Luftdüsen sind
Düsen,
die beispielsweise in Heizungs-, Klima- oder Belüftungsanlagen eingebaut sind,
um Luftströme
an einen bestimmten Ort oder Raum zu leiten. Die Luftdüsen sind
hierzu an einen Luftzuführschlauch
oder eine Luftzuführleitung,
die meist an der Rückseite
der Luftdüse
angebracht ist, angeschlossen. Die Luftdüsen weisen Luftableitmittel,
wie z. B. Lamellen, auf, die die Luft in eine gewünschte Richtung
lenken sollen. Diese Luftableitmittel können beweglich angebracht sein,
um eine Verstellung der Luftströmungsrichtung
zu ermöglichen.
In der Regel ist an dieser Art von Luftdüsen ein Antrieb, manuell oder
elektrisch, wie beispielsweise ein Stellrad oder ein Motor, zum
Verstellen der Luftableitmittel angebracht, über die Luftableitmittel verstellt
werden. Es gibt aber auch Varianten von Luftdüsen, die keine Luftableitmittel
aufweisen, sondern nur eine Luftdüsenöffnung mit einer Gitterstruktur
oder sonstigen Luftdurchtrittsöffnungen,
die zur Abdeckung der Luftdüse
vorgesehen sind. Luftdüsen der
bekannten Art weisen eine geradlinige oder runde Struktur auf.
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In
der
DE 20 2004
006 257 U1 ist eine Luftdüse in einem geradlinigen und
eckigen Gehäuse
beschrieben. Die Luftableitmittel sind ovale oder runde Scheiben
oder weisen eine Freiform auf. Die Scheiben sind parallel auf einer
starren Welle in einer Schrägstellung
angeordnet, so dass sie bei Drehung der Welle eine Veränderung
der Luftströ mungsrichtung
bewirken. Eine ähnliche
Ausbildung einer Düse ist
aus der
US 5,188,561
A bekannt.
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Ausgehend
vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
eine Luftdüse,
insbesondere für
Heizungs-, Klima- und Belüftungsanlagen
in Kraftfahrzeugen zu gestalten, die in unterschiedlichste Flächengegebenheiten
eingesetzt werden kann und unterschiedliche Formgegebenheiten der
Wand, in der sie verbaut werden soll, berücksichtigt und eine höhere Gestaltungsfreiheit
bietet, aber trotzdem kostengünstig
herstellbar sein soll.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe durch Ausgestaltung der Luftdüse gemäß der in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale. Weiterführende
Angaben und Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
im Detail beschrieben.
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Die
Erfindung ermöglicht
es, dass der Luftaustrittskanal jede beliebige längsgebogene Struktur aufweisen
und dennoch mit Luftableitscheiben besetzt werden kann, die auf
einer flexiblen Welle oder einer Gelenkwelle verdrehsicher befestigt oder
in Längsrichtung
um einen definierten Winkel verschwenkbar gelagert sind. Die flexible
Welle kann selbstverständlich über die
Länge des
Luftaustrittskanals verteilt angeordnete Lager abgestützt sein.
Ist der Luftaustrittskanal nicht so lang ausgebildet, so ist dies
nicht erforderlich. Weist dieser aber eine Länge von beispielsweise 15 bis
20 cm auf, so empfiehlt es sich, die Welle mindestens nicht nur
an den Seitenabschnitten abzustützen,
sondern auch mittels eines weiteren Lagers, z. B. im Mittenabschnitt,
zusätzlich abzustützen. Eine
entsprechende Lagerstelle muss dann in dem Kanal vorgesehen sein.
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Der
Kanal kann grundsätzlich
ein offener Luftaustrittskanal sein, so dass die Luftableitscheiben
voll sichtbar sind. Der Kanal kann aber auch mit einer Abdeckung
bzw. einer Blende versehen sein, die beispielsweise Rippen aufweist,
wodurch das Design vorgegeben ist. Die Abdeckung kann auch aus einer
gelochten Fläche
bestehen oder eine sonstige durchgebrochene Fläche aufweisen, um den Luftaustritt
in gewünschter
Weise zu ermöglichen. Der
Kanal selbst kann auch oder den Radien der Luftableitscheiben entsprechend
angepasste Schalenform besitzen. Der Kanal sollte aber so gestaltet sein,
dass keine merkliche Einengung gegenüber der maximalen Breite der
Scheiben gegeben ist, um in gewünschter
Weise den Luftstromaustritt zu ermöglichen.
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Das
Gehäuse
der Luftdüse
ist in klassischer Form ausgebildet und erstreckt sich in den Raum
hinter einer Fahrzeugwand, beispielsweise dem Armaturenbrett, und
ist rückseitig
an einer Luftzuführleitung
angeschlossen. Vorderseitig kann nun der Luftaustrittskanal direkt
angeformt sein. Der Luftaustrittskanal kann aber auch als Einzelteil
beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein und mit dem
Gehäuse
verbunden werden. In dem Gehäuse selbst
befindet sich in der Regel auch noch eine Schließklappe, um die Luftzufuhr über ein
Stellrad einstellen zu können.
Solche Gehäuse
sind üblicherweise
aus Kunststoff hergestellt, grundsätzlich können sie aber auch aus anderen
Wirkstoffen, z. B. Metall oder Holz, hergestellt sein. Dies gilt
für den Luftaustrittskanal
gleichermaßen.
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Darüber hinaus
kann nicht nur die Querschnittsform beliebig gewählt werden, sondern auch die
Querschnittsweite. In diesem Fall können beispielsweise Abschnitte
eine größere Weite
aufweisen und andere Abschnitte eine geringere Weite. Soweit die
Luftableitscheiben in diesen Bereichen vorgesehen sind, sind sie
in den Durchmessern den Weiten entsprechend anzupassen. Um eine
seitliche Abstützung
zu gewährleisten,
können
die Durchmesser auf die lichten Weiten so abgestimmt sein, dass
die Stirnflächen
an den Innenseiten der Luftaustrittskanäle zumindest punktuell anliegen.
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Zur
Vermeidung von Klappergeräuschen können die
Luftableitscheiben auch an ringförmigen Führungsbahnen
geführt
anliegen, die aus Rippen in den Luftaustrittkanal und in der Abdeckung
oder Blende gebildet werden. Zum Einen ist es möglich, in eine Scheibe nur
eine einzige Lagerausnehmung radial einzubringen, mit der die Scheibe
auf eine solche Rippe aufgesetzt und beim Drehen geführt wird.
Es ist aber auch möglich,
mindestens an einer Seite einer Luftableitscheibe ein Führungselement
vorzusehen, z. B. anzuspritzen, wenn die Scheibe aus Kunststoff
besteht, der mindestens eine Führungsnut
aufweist, die auf die kreisbogenförmige Führung der Rippenanordnung aufgreift.
Hierdurch ist zugleich auch die Welle zusätzlich abgestützt. Weitere
Abstützungen
sind dann nicht erforderlich, auch dann nicht, wenn die Welle sehr
lang ausgebildet ist. Um eine exakte Führung zu erreichen, können auch
zwei um 180° versetzt
an den beiden Seiten der Scheiben angeordnete Führungselemente vorgesehen sein,
die sich von den Randbereichen parallel zur Achse und über einen
Teil der Tiefe des Schrägverlaufs
der Scheibe erstrecken. Diese Führungselemente
greifen mit den Führungsnuten
auf zwei benachbarte Führungen
auf.
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Der
Luftaustrittskanal kann jede beliebige zwei- oder dreidimensionale
Bogenform aufweisen. Zum Beispiel ist eine L-Form, eine S-Form oder
eine Wellenform möglich.
Des Weiteren kann eine Anpassung an eine Wölbung in der dritten Dimension
des Armaturenbrettes erfolgen, ohne dass die gewünschte Wirkung der Ableitung
des Luftstromes dadurch beeinträchtigt
werden würde.
Dies gilt auch für
solche Luftaustrittskanäle,
die an ein Gehäuse
im rechten Winkel angebracht sind, gleichermaßen wie für solche, die seitlich ihre
Luftzufuhr aus einem Gehäuse der
Düse erhalten.
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Als
Drehantrieb für
die Welle kann in klassischer Form ein Stell- oder Bedienrad seitlich
an dem Luftaustrittskanal angebracht sein. Der Luftaustrittskanal
kann auch beidseitig an einem Gehäuse einer Düse verlaufend angeordnet sein
oder auch nur einseitig. All dies lässt die erfinderische Ausgestaltung des
Luftaustrittskanals mit der innenliegenden flexiblen Welle zu. Es
ist selbstverständlich
auch möglich, mit
der Welle einen elektromotorischen Antrieb zu koppeln, der beispielsweise über Tasten
schaltbar gesteuert wird, um durch Links- oder Rechtsdrehung gewünschte Verstellungen
des Luftaustrittes zu ermöglichen.
Die auf der Welle vorgesehenen Luftableitscheiben bewirken bei der
Drehung quasi eine pendelnde Ableitung. Der Luftaustrittskanal kann auch
aus einer Aneinanderreihung von kugelförmigen Abschnitten bestehen,
bei denen auf der durchgehenden, flexiblen Welle Scheiben symmetrisch oder
asymmetrisch angeordnet sind, die jeweils eine geschlossene äußere Kugelstruktur
bilden. Wenn in diesem Fall eine Abdeckung mit Luftaustrittsöffnungen
vorgesehen ist, ist diese der Kugelform anzupassen, wenn die Ablenkmittel
aus dem Kanal vorstehen.
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Grundsätzlich kann
die Welle durch einen Anschlag im Drehwinkel begrenzt werden. Sie
kann aber auch unbegrenzt durchdrehend ausgeführt sein. So ist es beispielsweise
möglich,
eine 90°-
oder eine 180°-
oder 270°-Drehung
zu ermöglichen
oder sogar eine 360°-Drehung
oder darüber
hinaus ein Durchdrehen, um in gewünschter Weise die Luftableitung einstellen
zu können.
Ist der Drehwinkel begrenzt, so kann die Verstellung nur durch Links-
und Rechtsdrehung in gewünschter
Weise verändert
werden. Die Luftableitscheiben und/oder das Stellrad sind vorzugsweise
mittels Formschluss auf der Welle angebracht. Sie können aber
auch durch Kraftschlussverbindung, beispielsweise durch eine Rastfeder,
daran gehalten werden. In je dem Fall müssen die Teile verdrehsicher
an der Welle gehalten sein.
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Wenn
die Welle zusammen mit den Luftableitscheiben im Spritzgießverfahren
aus Kunststoff hergestellt wird, können die Scheiben und die Welle bei
der Herstellung im Zweikomponentenspritzverfahren aus unterschiedlichen
Kunststoffen gleichzeitig hergestellt werden. Eine gesonderte Herstellung der
Welle und der Scheiben ist aber auch möglich. Danach müssen dann
die Scheiben entsprechend aufgezogen und befestigt werden. Die Luftableitscheiben
können
selbstverständlich
auch oval ausgebildet sein oder auch eine Freiform besitzen. Dies muss
jeweils bei der Querschnittsauslegung des Kanals berücksichtig
werden, damit kein Anecken an den Wänden erfolget.
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Grundsätzlich können die
Luftableitscheiben in einer geraden Stellung auf die Welle, also
in 90°-Stellung,
aufgebracht sein, sie können
aber auch in einer Schrägstellung
darauf aufgebracht sein. Sie können
darüber
hinaus symmetrisch oder asymmetrisch auf der Welle angebracht sein.
In entsprechender Weise ist es lediglich erforderlich, dass der
Kanal eine entsprechende Ausbuchtung oder Anpassung in der Breite
aufweist. Bei Anordnung in einer Schrägstellung hat dies den Vorteil,
dass durch Drehen der Welle die Richtung der Luftströmung stets
verändert werden
kann. Darüber
hinaus können
die Luftableitscheiben auch in regelmäßigen oder in unregelmäßigen Abständen oder
auch in Längsrichtung
der Welle verschwenkbar und verdrehgesichert befestigt sein. Die
Abstände
können
beispielsweise ca. 6 mm bis ca. 18 mm betragen. Der Neigungswinkel
kann beispielsweise zwischen 30° und
80° liegen.
Wenn der Neigungswinkel 45° beträgt, kann
eine lineare Anordnung auch im Bogenbereich des Kanals erzielt werden.
Im Falle, dass die Luftableitscheiben in Längsrichtung verschwenkbar auf
der Welle angeordnet sind, können
darüber
hinaus über
Verbindungs- oder Mitkopp lungselemente diese in der Neigung verstellt werden,
wenn keine Führungselemente
in Führungen
greifen. Beispielsweise lassen sich die Scheiben gegen ihre federnde
Lagerung im Winkel durch Ausübung
einer Zugkraft verstellen. Die Zugkraft wird beispielsweise über eine
Kette oder über
Kopplungsglieder auf ein Mitnahmerad mit auf einer Umfangsbahn verlaufenden
Wellenkurve übertragen,
welches synchron mit dem Stellrad betätigt wird. Dieses Mitnahmerad
kann auch eine bogenförmige
Umlaufbahn aufweisen, damit auch innerhalb der Drehung verschiedene
Schrägstellungen
möglich
sind.
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Die
Welle selbst kann z. B. aus Kunststoff oder aus Gummi bestehen oder
auch aus einem Kunststoff- oder Stahlseil oder aus einem Kunststoffseil,
das mit einer Stahlseele versehen ist. Vorzugsweise wird aber flexibles
Kunststoffmaterial verwendet, welches ein hohes, polares Widerstandsmoment
aufweist. Des Weiteren kann die Welle auch eine Gelenkwelle sein.
Diese kann aus einzelnen Abschnitten bestehen, an deren Enden jeweils
Kreuz- oder Kugelgelenke angebracht sind, die mit dem nächsten Element
in Verbindung stehen, so dass auf dem Abschnitt eine Scheibe aufgebracht
werden kann. Mindestens die Welle kann auch aus lichtdurchlässigem und/oder
lichtleitendem Material bestehen, so dass von einer Lichtquelle über die
Stirnfläche
beispielsweise Licht einfluten kann. Die Lichtquelle wird hierzu
an dem Gehäuse
oder an einer äußeren Kanalwand
montiert. Die Lichtquelle ist so ausgerichtet, dass das Licht in
die Welle flutet. Hierdurch können
besondere optische Effekte erzielt werden. Wenn die Welle nur lichtleitend
ist und kein Licht auszutreten vermag, wenn sie z. B. lackiert ist,
und nur partiell dort, wo die Luftableitscheiben angebracht sind,
Licht austreten kann, so kann hierüber erzielt werden, dass das
Licht aus den Flächen
oder nur aus den Ringkanten oder den äußeren Mantelflächen der Scheiben
austritt. Wird bei der Herstellung beispielsweise Polycarbonat-Kunststoff verwendet,
so ist ersichtlich, dass über
die Umfangsflächen
das Licht gezielt austreten kann. Auch hierüber sind besondere optische
Effekte realisierbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
ergänzend
erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Luftleitkanal nach der Erfindung, ausgelegt als Flachausströmer mit
flexibler Welle in einer bestimmten Drehstellung des Bedienrades,
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2 den
in 1 dargestellten gekrümmten Luftaustrittskanal bei
gedrehter Welle und entsprechender Ausrichtung der Luftableitscheiben
und
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3 eine
Explosionszeichnung der Vorrichtung nach 1 und 2 mit
der Darstellung der einzelnen Bauteile.
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Das
Beispiel in den 1, 2 und 3 zeigt
eine bogenförmige
Luftdüse 1,
die im Wesentlichen aus einem bogenförmigen Luftaustrittskanal 5 besteht,
der eine im Querschnitt rechteckförmige Innenstruktur aufweist.
Wie aus 3 unten zu ersehen ist, sind
in diesen Luftaustrittskanal 5 Rippen 7 eingebracht,
die eine kreisbogenförmige
Struktur aufweisen. Die Rippen 7 sind in einem Abstand
eingebracht, der dem Abstand der Luftableitscheiben 3 entspricht,
die auf einer flexiblen Welle 4 angeordnet sind. Deckungsgleich
zu den Rippen 7 und mit dem Luftaustrittskanal 5 ist
eine Abdeckung 6 mit Rippen 7 angeordnet. Diese
bilden kreisförmige
Führungen nach
dem Zusammensetzen des Luftaustrittskanals 5 und der Abdeckung 6.
Die Form eines solchen Ausströmers
kann nahezu beliebig sein. Beispielsweise kann sie, wie dargestellt, eine
einfache Bogenform aufweisen, sie kann aber auch eine stärkere Krümmung, eine
L-Form, eine S-Form und jede andere Freiform aufweisen. Der Kanal 5 kann
auch einen dreidimensional ausgerichteten Längsverlauf aufweisen.
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Die
Welle 4 ist zum Einen mit ihrem einen Ende auf dem Lagerzapfen 13,
der an einer Stirnwand vorsteht, befestigt und zum Anderen in einer Lagerschale 15 in
der anderen Endwand eingesetzt und darin gesichert gehalten. Die
Welle 4 besteht im Ausführungsbeispiel
aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, welches ein hohes polares
Widerstandsmoment aufweist, so dass die Welle 4 gedreht
werden kann, ohne Schaden zu nehmen und dabei gleichzeitig trotzdem
relativ formstabil den Bogen beibehalten. Als Lagerschale 15 ist
eine Ω-Lagerung
vorgesehen, die zweckmäßigerweise
das Bedienrad bzw. Stellrad 2 aufnimmt. Das Bedienrad 2 ist
fest mit der Welle 4 verbunden. Es ist ersichtlich, dass
beim Drehen des Bedienrades 2 sich die Welle 4 mitdreht.
Die Luftablenkscheiben 3 zum Ablenken des Luftstromes können einzeln
auf die Welle aufgezogen werden, sie können aber auch im Mehrkomponentenspritzgießverfahren
zusammen mit der Welle 4 hergestellt sein. Die einzelnen
Luftableitscheiben 3 weisen einen Durchmesser auf, der
dem Durchmesser der Führungen
angepasst ist, die durch die Rippen 7 gebildet sind. Sie
weisen ferner an einer Seite nach rechts und an der anderen Seite
nach links um 180° versetzt angeordnete
Führungselemente 8 auf,
die an die Scheiben angespritzt sind. Diese Führungselemente 8 weisen
eine Lagerungsnut 16 auf, mit der das Führungselement 8 auf
die benachbarte Führung,
die aus den Rippen 7 gebildet ist, aufgesetzt ist. Dadurch ist
die jeweilige Luftableitscheibe 3 stets geführt. Hierauf
kann aber grundsätzlich
auch verzichtet werden, wenn die Durchmesser der Luftableitscheiben 3 den
Führungsdurchmessern
so angepasst sind, dass diese mit ihren äußeren Kanten an den Führungen abrollen,
wenn die Welle 4 gedreht wird.
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Es
können
weiterhin aber auch Führungsaussparungen 14 in
den Luftableitscheiben 3 vorhanden sein, die ebenfalls
auf die Führungen
der Rippen 7 einsetzbar sind, so dass die Scheiben bei
45° Neigungsstellung
hierüber
geführt
sind. Die Luftableitscheiben 3 sind beispielsweise mit
Formschluss aufgebracht, so dass ihr Neigungswinkel sich in den
Bogenbereichen beim Drehen der Welle 4 automatisch der
jeweiligen Stellung anpasst.
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Grundsätzlich kann
das Stellrad 2 oder ein motorischer Antrieb an einem beliebigen
Ort auf der Welle 4 vorgesehen sein oder über ein
Zwischengetriebe hiermit zusammenwirken. Es können auch mehrere Stell- oder
Bedienräder 2 vorgesehen
sein. Ebenso können
die Tasten zur Steuerung eines elektronischen Antriebs abgesetzt
zum Luftaustrittskanal 5 an einer Raumwand befestigt sein.
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Im
Ausführungsbeispiel
kann das Stellrad 2 um über
360° hinaus
gedreht werden, da kein Anschlag die Drehbewegung einschränkt. Entsprechend
wiederholen sich die Schrägstellungen
und die Lagen der schräg
auf die Welle 4 aufgebrachten Luftableitscheiben 3.
Die Abdeckung 6 ist als Blende ausgeführt. Sie wird mittels Rastzungen 11 hinter Rastansätze 10 an
den Seitenwänden
des Luftaustrittskanals 5 rastend befestigt. Die geschlossene Einheit
ist in den 1 und 2 dargestellt.
Aus 1 ist eine Drehstellung ersichtlich, bei der die Führungselemente 8 sichtbar
sind. Durch Drehen des Stellrades 2 ist in 2 eine
Drehstellung eingenommen, in der völlig andere drehlagenbedingte Schrägstellungen
der Luftableitscheiben 3 zu verzeichnen sind.
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- 1
- bogenförmige Luftdüse
- 2
- Drehantrieb/Stellrad
- 3
- Luftableitscheiben
- 4
- Welle
- 5
- bogenförmiger Luftaustrittskanal
- 6
- Abdeckung
- 7
- Rippen
- 8
- Führungselement
- 10
- Rastansätze
- 11
- Rastzungen
- 13
- Lagerzapfen
- 14
- Führungsaussparung
- 15
- Lagerschale
- 16
- Lagerungsnut