DE102023201433A1

DE102023201433A1 - Verschlusssystem für einen Luftausströmer oder ein Druckentlastungsventil

Info

Publication number: DE102023201433A1
Application number: DE102023201433.5A
Authority: DE
Inventors: Eric Schmidt; Jan Großmann; Christoph DIEHL; Lothar SEYBOLD; Gregor Gattnar
Original assignee: Stellantis Auto SAS
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2024-08-22

Abstract

Die vorliegende Entwicklung betrifft ein Verschlusssystem (5) für einen Luftausströmer (24) oder ein Druckentlastungsventil (26) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Verschlusssystem folgendes umfasst:
- einen Schließmechanismus (10) mit einem in einem Strömungskanal (20) des Luftausströmers (24) oder des Druckentlastungsventils (26) angeordneten Verschlusselement (8), welches von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung überführbar ist, in welcher es einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt (22) des Strömungskanals (20) verschließt, und
- einen mittels einer Steuerung (34, 35) aktivierbaren und mit dem Verschlusselement (8) in Wirkverbindung stehenden Aktor (11), welcher dazu ausgestaltet ist, infolge eines von der Steuerung (34, 35) empfangbaren oder erzeugbaren Notfallsignals das Verschlusselement (8) in die Schließstellung zu überführen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Entwicklung betrifft ein Verschlusssystem für einen Luftausströmer und/oder für ein Druckentlastungsventil eines Kraftfahrzeugs. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung einen solchen Luftausströmer oder ein solches Druckentlastungsventil sowie ein hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Hintergrund
Im Betrieb eines Kraftfahrzeugs können mitunter kritische Betriebszustände entstehen, die eine Gesundheitsgefährdung für die Fahrzeuginsassen darstellen können. So können beispielsweise im oder am Kraftfahrzeug thermische Instabilitäten auftreten. Diese können beispielsweise im Bereich eines Motors oder eines Antriebs aber auch insbesondere im Bereich einer Batterie eines Elektrofahrzeugs entstehen. Bei Auftreten solch kritischer Betriebszustände ist es erstrebenswert, die Fahrgäste und/oder die Fahrgastzelle, mithin den Innenraum des Kraftfahrzeugs, möglichst gut gegen schädliche Umwelteinflüsse, etwa gegen eindringende Gase, zu schützen.
So ist es beispielsweise aus der US 11 260 725 B2 bekannt, mittels einer Batteriemanagementeinheit zu erfassen ob sich eine der Batterien des Kraftfahrzeugs in einem anormalen oder gefährlichen Zustand befindet und bei Erkennung des anormalen oder gefährlichen Zustands ein Signal an eine zentralen Steuereinheit zu übermitteln. Eine HVAC-Einheit wird alsdann in einem Umluftmodus geschaltet.
HVAC-Einheiten (Heizungs-, Lüftungs- und Air-Conditioning) sind jedoch nicht die einzige Komponente oder Einheit, über welche der Fahrzeuginnenraum luftaustauschend mit der Fahrzeugumgebung gekoppelt sein kann. So können auch über sogenannte Druckentlastungsventile, mittels derer infolge eines Überdrucks aus dem Innenraum Luft entweichen kann, mitunter schädliche Gase in den Innenraum eindringen.
Vor diesem Hintergrund ist es erstrebenswert, ein verbessertes und besonders robustes System zur Verfügung zu stellen, mittels welchem der Fahrzeuginnenraum vergleichsweise einfach und effizient gegen das Eindringen von insbesondere gasförmigen Schadstoffen aus dem Außenbereich geschützt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einem Verschlusssystem, mit einem Luftausströmer, einem Druckentlastungsventil sowie mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der jeweils unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Insoweit ist nach einem Aspekt ein Verschlusssystem für einen Luftausströmer oder für ein Druckentlastungsventil eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Verschlusssystem umfasst einen Schließmechanismus. Der Schließmechanismus weist ein in oder an einem Strömungskanal angeordnetes Verschlusselement auf. Der Strömungskanal ist hierbei der Strömungskanal eines Luftausströmers oder eines Druckentlastungsventils. Das Verschlusselement kann von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung überführt werden. In der Schließstellung verschließt das Verschlusselement einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Strömungskanals. Des Weiteren umfasst das Verschlusssystem einen mittels einer Steuerung aktivierbaren und mit dem Verschlusselement in Wirkverbindung stehenden Aktor. Der Aktor ist dazu ausgestaltet, infolge eines von der Steuerung empfangbaren oder von der Steuerung selbst erzeugbaren Notfallsignals das Verschlusselement in die Schließstellung zu überführen.
Das Verschlusssystem ist insbesondere als Not-Verschlusssystem ausgestaltet und dient dazu, den Strömungskanal eines Luftausströmers und/oder eines Druckentlastungsventils gesondert zu verschließen, um so nämlich zu verhindern, dass in der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs befindliche oder dort entstehende Schadstoffe über den Strömungskanal in den Fahrzeuginnenraum einströmen.
Der Schließmechanismus kann als irreversibler Schließmechanismus implementiert sein. D. h. der Aktor, respektive das hiermit in Wirkverbindung stehende Verschlusselement kann beispielsweise ausgehend von der Öffnungsstellung in die Schließstellung überführbar ausgestaltet sein. D. h. wenn das Verschlusselement einmal die Schließstellung erreicht hat kann es den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals dauerhaft blockieren und strömungstechnisch verschließen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Verschlusselement dazu ausgestaltet, den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals abdichtend zu verschließen. Abdichtend meint hierbei eine im Wesentlichen gasdichte Abdichtung des Strömungsquerschnitts des Strömungskanals. Auf diese Art und Weise kann eine besonders gute strömungstechnische Entkopplung des Kraftfahrzeuginnenraums gegenüber der Außenumgebung bereitgestellt werden. Ein Eindringen schädlicher Gase, wie etwa Rauch, in den Kraftfahrzeug-Innenraum kann auf diese Art und Weise besonders gut und effektiv unterbunden, respektive verhindert werden.
Das Verschlusssystem kann insbesondere bei Implementierung in einem Luftausströmer zusätzlich zu luftführenden oder luftsteuernden Lamellen oder Klappen vorgesehen sein. Das Verschlusselement ist typischerweise als reines Notfallelement ausgestaltet und implementiert. Im Normalbetrieb des Luftausströmers oder des Druckentlastungsventils hat es keinerlei Funktion. Ausschließlich im Notfall, etwa bei Auftreten einer thermischen Instabilität einer Kraftfahrzeugbatterie (thermal runaway) kann das Verschlusssystem den Schließmechanismus aktivieren, was zur zu einem unmittelbaren Verschließen des Strömungskanals führen kann.
Bei anderen Ausgestaltungen kann das Verschlusselement auch beispielsweise in einen bestehenden Luftausströmer integriert sein. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass das Verschlusselement von einer oder von mehreren ohnehin vorhandenen Klappen oder Lamellen eines bestehenden Luftausströmers gebildet wird. Diese sind mittels des Aktors typischerweise elektrisch, bzw. elektromechanisch ansteuerbar und können bei Detektion eines kritischen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, etwa bei Detektion einer thermischen Instabilität, etwa mittels der Steuerung und des hiermit verbundenen Aktors in die Schließstellung überführt werden, in welcher der Strömungsquerschnitt des betreffenden Strömungskanals verschlossen wird bzw. verschlossen ist. Dem Endanwender wird hierbei jedwede Möglichkeit genommen, etwa manuell auf die Stellung oder Konfiguration solcher Verschlusselement, etwa von Lamellen oder Klappen des Luftausströmers einzuwirken.
Nach einer Weiterbildung des Verschlusssystem weist das Verschlusselement eine oder mehrere schwenkbar im Strömungskanal angeordnete Lamellen auf. Die Lamellen können von einer Öffnungsstellung, in welcher der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals von Luft durchströmbar ist, in eine Schließstellung überführt werden, in welcher der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals weitgehend oder vollständig verschlossen ist. Die Lamelle oder die Lamellen können insoweit zur strömungstechnischen Verriegelung des Strömungsquerschnitt des Strömungskanals ausgestaltet sein. Die Lamellen sind typischerweise mittels des Aktors in die Schließstellung überführbar.
Auch können bei Implementierung mehrerer im Strömungskanal angeordneter Lamellen jene Lamellen bewegungstechnisch miteinander gekoppelt sein. Beispielsweise können mehrere Lamellen des Verschlusselements über ein Koppelgestänge oder dergleichen mechanischen Kopplungsmechanismen miteinander bewegungsgekoppelt sein, sodass der Aktor lediglich mit einer oder mit einigen wenigen Lamellen in unmittelbarer mechanischer Wirkverbindung stehen muss. Mittels des Aktors und einer kinematischen Kopplung der Lamellen untereinander können sämtliche Lamellen des Verschlusselement in die Schließstellung überführt werden, sobald die Steuerung ein entsprechendes Notfallsignal erzeugt oder empfängt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Verschlusselement eine einteilige oder mehrgliedrige, schwenkbar im Strömungskanal angeordnete Klappe auf. Bei der Klappe kann es sich um eine gesonderte Klappe handeln, die etwa zusätzlich zu etwaigen Lamellen oder Klappen des Luftausströmers oder des Druckentlastungsventils vorgesehen ist. Eine gesonderte Klappe ist besonders einfach zu implementieren und kann sich unter Umständen auch zum Nachrüsten bestehender Luftausströmer oder Druckentlastungsventile eignen. Die einteilige oder mehrgliedrig schwenkbar im oder am Strömungskanal angeordnete Klappe ist gleichermaßen mit dem Aktor mechanisch verbunden, sodass der Aktor bei entsprechender Aktivierung seitens der Steuerung die Klappe in die geforderte Schließstellung überführen kann, in welcher die Klappe den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals verschließt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verschlusssystems weist das Verschlusselement eine entlang einer Führung von der Öffnungsstellung in die Schließstellung relativ zum Strömungskanal verschiebbar gelagerte Jalousie auf. Diese erstreckt sich in ihrer Schließstellung über den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals. Die Jalousie kann in einer Ausgangsstellung außerhalb des Strömungskanals angeordnet sein. Sie kann in ihrer Ausgangsstellung beispielsweise in einem aufgewickelten Zustand angrenzend an eine Kanalwand des Strömungskanals angeordnet oder in diese integriert sein.
Mittels des Aktors kann die Jalousie abgewickelt, mithin in die Schließstellung überführt werden, in welcher sie sich über den Strömungsquerschnitt erstreckt und den Strömungskanal strömungstechnisch verschließt. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Jalousie mehrgliedrig, etwa in Form eines Rollladens ausgestaltet sein. Bei anderen Ausführungsformen ist denkbar, dass die Jalousie ein flexibles luftundurchlässige Flächengebilde, etwa in Form eines biegsamen luftundurchlässigen Bands aufweist, welches mit Erreichen der Verschlussstellung den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals des Luftausströmers oder des Druckentlastungsventils effektiv verschließt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verschlusssystem weist der Aktor einen mit dem Verschlusselement mechanisch gekoppelten Stellmotor auf. Dieser kann mittels der Steuerung betätigbar oder steuerbar implementiert sein. Der Stellmotor ist dazu ausgestaltet, dass Verschlusselement von seiner Ausgangs- oder Öffnungsstellung in die Schließstellung zu überführen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Aktor auch dazu ausgestaltet sein, dass Verschlusselement etwa reversibel von der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu überführen. Es ist hierbei jedoch denkbar, dass eine entsprechende Betätigung oder Ansteuerung des Aktors nicht vom Fahrzeuginsassen sondern ausschließlich von Servicepersonal, etwa von einem entsprechend geschulten Servicetechniker durchführbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Aktor auch als mechanischer Kraftspeicher, etwa als Federkraftspeicher implementiert sein, welcher mit einem Auslösemechanismus versehen ist, welcher Mechanismus wiederum von der Steuerung an steuerbar oder aktivierbar ist. Bei einer entsprechenden Aktivierung des Aktors kann die Steuerung dazu ausgestaltet sein, den Auslösemechanismus zu aktivieren, infolgedessen die mechanisch im Aktor gespeicherte Kraft entfaltet und auf das Verschlusselement übertragen wird, welches infolge der Aktivierung des Aktors in die Schließstellung übergeht.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verschlusssystem weist dieses eine Steuerung auf, welche mit dem Aktor elektrisch gekoppelt ist. Die Steuerung kann zur Erzeugung des Notfallsignals mit einem Notfallsensor gekoppelt sein und insoweit das Notfallsignal auf Basis von Signalen des Notfallsensor generieren oder erzeugen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung als lokale Steuerung des Verschlusssystem implementiert sein und mit weitere, etwa einer zentralen Steuerung, etwa der zentralen Kraftfahrzeugsteuerung signaltechnisch gekoppelt sein, um das von der zentralen Steuerung erzeugbare Notfallsignal zu verarbeiten. Der Notfallsensor kann in diesem Fall insbesondere mit der zentralen Steuerung signaltechnisch gekoppelt sein. Die zentrale Steuerung, etwa die zentrale Kraftfahrzeugsteuerung kann insoweit zur Erzeugung des Notfallsignals ausgestaltet sein und durch eine mittelbare oder unmittelbare datentechnische Kopplung mit dem Verschlusssystem zur Aktivierung oder Steuerung des Aktors ausgestaltet sein. Mit anderen Worten kann der Aktor des Verschlusssystems entweder direkt von einer zentralen Steuerung des Kraftfahrzeugs betätigt oder aktiviert werden. Alternativ kann das Verschlusssystem eine eigene lokale Steuerung aufweisen, welcher signaltechnisch mit der zentralen Kraftfahrzeugsteuerung oder mit einem gesonderten Notfallsensor gekoppelt ist.
Die Steuerung und ihrer Kopplung mit dem Aktor ermöglicht eine situationsabhängige, insbesondere im detektierten Notfall vorgesehene Betätigung des Schließmechanismus, sodass im detektierten Notfall der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals des Luftausströmers und/oder des Druckentlastungsventils strömungstechnisch verriegelt, etwa hermetisch verschlossen werden kann.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung ferner einen Luftausströmer zur Belüftung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs. Der Luftausströmer weist einen Strömungskanal mit einer Kanalwand auf. Die Kanalwand umfasst den Strömungskanal insbesondere in Umfangsrichtung und gibt eine Strömungsrichtung für zuzuführende Luft durch den Strömungskanal vor. Die Kanalwand umschließt einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Strömungskanals. Der Luftausströmer ist dabei ferner mit einem zuvor beschriebenen Verschlusssystem versehen oder ausgestattet. Das Verschlusselement des Verschlusssystems ist dabei im Strömungskanal und/oder an der Kanalwand angeordnet. Da der Luftausströmer ein zuvor beschriebenes Verschlusssystem aufweist, gelten sämtliche zuvor im Hinblick auf das Verschlusssystem beschriebenen Merkmale, Vorteile und Wirkungen auch gleichermaßen für den Luftausströmer; und umgekehrt.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung ein Druckentlastungsventil, insbesondere zur lufttechnischen Druckentlastung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs. Das Druckentlastungsventil weist einen Strömungskanal mit einer Kanalwand auf, welche einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt umschließt. Das Druckentlastungsventil ist mit einem zuvor beschriebenen Verschlusssystem versehen, bzw. das Druckentlastungsventil weist ein zuvor beschriebenes Verschlusssystem auf, dessen Verschlusselement im Strömungskanal und/oder an der Kanalwand angeordnet ist. Da das Druckentlastungsventil ein zuvor beschriebenes Verschlusssystem aufweist, gelten sämtliche zuvor im Hinblick auf das Verschlusssystem beschriebenen Merkmale, Vorteile und Wirkungen auch gleichermaßen für den Luftausströmer; und umgekehrt.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung schließlich ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie und mit einem Innenraum. Der Innenraum fungiert typischerweise als Fahrgastzelle. Der Innenraum ist dabei über einen zuvor beschriebenen Luftausströmer und/oder über ein zuvor beschriebenes Druckentlastungsventil mit einer Fahrzeugumgebung luftaustauschend koppelbar.
Alternativ kann der Innenraum über das Druckentlastungsventil mit einem an den Innenraum angrenzenden und baulich hiervon separierten Fahrzeugbereich luftaustauschend gekoppelt sein. Insbesondere bei einem Transporter oder Kleintransporter kann der Innenraum z.B. über eine Trennwand von einem Laderaum separiert sein. Hier kann das Druckentlastungsventil z.B. in der Trennwand zwischen dem Fahrzeuginnenraum oder der Fahrgastzelle und dem hieran über die Trennwand angrenzenden Laderaum angeordnet sein. Der Laderaum kann alsdann über ein oder mehrere weitere hier beschriebene Druckentlastungsventile luftaustauschend mit der Fahrzeugumgebung gekoppelt sein.
Insoweit weist das Kraftfahrzeug zumindest ein zuvor beschriebenes Verschlusssystem für einen Luftausströmer und/oder für ein Druckentlastungsventil auf. Insoweit gelten sämtliche zuvor und im Hinblick auf das Verschlusssystem beschriebenen Merkmale, Ausgestaltungen Vorteile und Wirkungen gleichermaßen für das Fahrzeug; und umgekehrt. Mittels des Verschlusssystems, welches in einen oder in sämtliche Luftausströmer des Kraftfahrzeugs und/oder in ein oder in sämtliche Druckentlastungsventile des Kraftfahrzeugs implementierbar ist, kann der Innenraum des Kraftfahrzeugs effektiv gegen das Eindringen von Schadstoffen aus der Fahrzeugumgebung geschützt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Kraftfahrzeug eine Fahrzeugbatterie und einen hiermit gekoppelten Sensor, welcher zum Beispiel als Notfallsensor implementiert sein kann. Das Kraftfahrzeug weist ferner eine mit dem Sensor signaltechnisch verbundene Steuerung auf. Diese ist dazu ausgestaltet, einen kritischen Betriebszustand des Fahrzeugs, typischerweise einen kritischen Betriebszustand der Fahrzeugbatterie zu detektieren und infolge einer Detektion des kritischen Betriebszustands, beispielsweise bei Detektion einer thermischen Instabilität der Kraftfahrzeugbatterie das Verschlusselement des Verschlusssystems in die Schließstellung zu überführen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Entwicklung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Schließmechanismus,
3 eine weitere Ausführungsform des Verschlusssystems mit dem Verschlusselement in einer Öffnungsstellung,
4 das Verschlusssystem nach 3 mit dem Verschlusselement in seiner Schließstellung,
5 eine weitere Ausführungsform des Verschlusssystems mit dem Verschlusselement in Öffnungsstellung,
6 das Verschlusssystem gemäß 5 mit dem Verschlusselement in Schließstellung,
7 das Verschlusselement gemäß 6 im Querschnitt von oben betrachtet,
8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Verschlusssystems,
9 eine weitere Ausführungsform des Verschlusssystems,
10 eine weitere Ausführungsform des Verschlusssystems,
11 ein Blockdiagramm der miteinander wechselwirkenden Komponenten des Verschlusssystems und
12 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schutz des KraftfahrzeugInnenraums gegen Kontamination.

Detaillierte Beschreibung
Das in 1 schematisch gezeigte Kraftfahrzeug 1 weist eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einem als Fahrgastzelle fungierenden Innenraum 3 auf. Der Innenraum 3 kann über eine etwa HVAC-Einheit 4 Frischluft und/oder mit Umluft versorgt werden. Die HVAC-Einheit 4 kann dazu ausgestaltet sein, etwa mittels eines regulierbares Gebläses eine dem Innenraum zuzuführende Luftmenge zu regulieren als auch deren Temperatur bedarfsgerecht einzustellen. Die HVAC-Einheit 4 ist typischerweise mit einem oder mit mehreren luftführenden Strömungskanälen 20 versehen, mittels derer die etwa von einem Gebläse geförderte Luft über sogenannte Luftausströmer 24 in den Innenraum 3 einströmen kann.
Der Fahrzeuginnenraum 3 ist ferner über zumindest ein Druckentlastungsventil 26 mit der Fahrzeugumgebung strömungstechnisch gekoppelt. Das Druckentlastungsventil 26 bewirkt einen Druckausgleich zwischen dem in der Fahrzeugumgebung herrschenden Außendruck und einem Innendruck im Inneren des Innenraums 3. Insbesondere kann über das Druckentlastungsventil 26 innenseitiger Überdruck aus dem Innenraum 3 entweichen, welcher beispielsweise zumindest kurzfristig beim Zuschlagen einer Fahrzeugtür entstehen kann.
Der oder die Luftausströmer 24 und/oder das Druckentlastungsventil 26 können mit einem in unterschiedlichen Ausführungsformen denkbaren Verschlusssystem 5 gemäß der 2 bis 10 versehen sein.
Das Verschlusssystem 5 weist einen Schließmechanismus 10 mit einem Verschlusselement 8 auf, welches von einer zum Beispiel in 3 gezeigten Öffnungsstellung in eine in 4 gezeigte Schließstellung überführbar ist. Das Überführen von der Öffnungsstellung in die Schließstellung erfolgt hierbei mittels eines Aktors 11. Der Aktor 11 ist insbesondere von einer Steuerung 35, 34 betätigbar oder aktivierbar, gegebenenfalls kontrollierbar. Mittels des Aktors 11 kann das Verschlusselement 8 in die zum Beispiel in den 4 und 6 gezeigte Schließstellung überführt werden, in welcher das Verschlusselement 8 einen Strömungsquerschnitt 22 des Strömungskanals 20 des Luftausströmers 24 und/oder des Entlastungsventils 26 strömungstechnisch verschließt.
Mittels des Verschlusselements 8 ist insbesondere ein bidirektional wirkender Verschluss des Strömungskanals 20 herbeiführbar. Das heißt der Strömungskanal 20 ist bei einem in Schließstellung befindlichen Verschlusselement 8 weder in der einen noch in der anderen Richtung von Luft durchströmbar. Er ist strömungstechnisch in beide Richtungen blockiert.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 weist das Verschlusselement 8 mehrere schwenkbar im Strömungskanal 20 angeordnete Lamellen 16, 16', 16" auf. Diese sind parallel zueinander angeordnet. Sie sind jeweils bezüglich einer Schwenkachse 15 zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung beweglich gelagert.
Der Aktor 11 kann hierbei in Form eines Stellmotors oder Elektromotors 12 implementiert sein, welche dazu ausgestaltet ist, die Winkelstellung der einzelnen Lamellen 16, 16', 16" gezielt einzustellen. Bei entsprechender Beaufschlagung mit etwa einem Notfallsignal ist der Aktor 11, bzw. der Stellmotor 12 dazu ausgestaltet, sämtliche Lamellen 16, 16', 16" in eine Schließstellung zu überführen, in welcher die Lamellen 16, 16', 16" den Strömungsquerschnitt 22 des Strömungskanals 20 effektiv blockieren.
Das Ausführungsbeispiel der 2 kann sowohl für einen Luftausströmer 24 als auch für ein Druckentlastungsventil 26 implementiert sein. Hierbei können die einzelnen Lamellen 16, 16', 16" auch in einem normalen Betriebszustand der HVAC-Einheit 4 etwa zur Regulierung oder zur Einstellung von Luftmasse und/oder Luftrichtung entweder manuell oder mittels des Stellmotors 12 angesteuert werden. Wird jedoch seitens der Steuerung 34, 35 ein Notfallsignal erzeugt oder verarbeitet führt die signaltechnische Kopplung des Aktors 11 mit der Steuerung 34, 35 dazu, dass sämtliche Lamellen 16, 16', 16" unmittelbar in die Schließstellung überführt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 sind im Bereich des Luftausströmers 24 und/oder des Druckentlastungsventils 26 ebenfalls einzelne Lamellen 16, 16', 16" vorgesehen, die jeweils bezüglich einer Schwenkachse 15 schwenkbar im oder am Strömungskanal 20 gelagert sind. Die Lamellen 16, 16', 16" können hierbei als passive Lamellen implementiert sein. Bei der Ausgestaltung eines Luftausströmers 24 können die Lamellen 16, 16', 16" beispielsweise von einem Fahrzeuginsassen manuell bewegt oder verschwenkt werden.
Bei Ausgestaltung eines Druckentlastungsventils 26 können die einzelnen Lamellen 16, 16', 16" auch als passive Lamellen implementiert sein, welche lediglich bei Auftreten eines Überdrucks im Innenraum 3 einen Luftaustritt aus dem Fahrzeuginnenraum 3 in Richtung Fahrzeugumgebung ermöglichen. Das heißt, die einzelnen Lamellen 16, 16', 16" können beispielsweise aufgrund ihrer Gewichtskraft oder aufgrund ihrer Elastizität in einem geschlossenen Ausgangszustand und lediglich dazu ausgestaltet sein, bei Auftreten eines Überdruck im Innenraum 3 etwa durch ein Verschwenken oder Verformen ein gewisses Maß an Luft aus dem Innenraum 3 entweichen zu lassen.
Bei der Ausgestaltung des Verschlusssystems 5 gemäß der 3 und 4 ist ein gesondertes Verschlusselement 8 zusätzlich zu den luftführenden oder luftleitenden Lamellen 16, 16', 16" vorgesehen. Das Verschlusselement kann hierbei eine schwenkbar gelagerte Klappe 14 aufweisen. Es kann im gezeigten Ausführungsbeispiel ferner mit einem elektromechanischen Aktor 11, etwa in Form eines Stellmotors 12 versehen sein. Dieser kann über eine Steuerleitung 17 mit der Steuerung 35, 34 signaltechnisch gekoppelt sein. Infolge Erkennung eines kritischen Betriebszustands des Kraftfahrzeugs kann die Steuerung 34, 35 einen entsprechenden Steuerbefehl an den Aktor 11 übertragen, welcher demzufolge dazu in der Lage ist, das Verschlusselement 8 in die in 4 gezeigte Schließstellung zu überführen, in welcher das als gesonderte Klappe 14' ausgestaltete Verschlusselement 8 den Strömungsquerschnitt 22 des Strömungskanals 20 vollständig, bzw. hermetisch verschließt. Auf diese Art und Weise kann das Eindringen von schädlichen Gasen durch den Strömungskanal 20 effektiv verhindert werden.
Die Ausgestaltung des weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der 5 bis 7 sieht anstelle einer schwenkbar gelagerten Klappe 14 eine beweglich gelagerte Jalousie 18 vor. Diese kann an der Kanalwand 21 angeordnet sein. Die Jalousie 18 kann im zusammengerollten oder aufgewickelten Zustand 18 im Wesentlichen außerhalb des Strömungsquerschnitt 22 gelagert sein. Infolge einer signaltechnischen Aktivierung, etwa über die Steuerleitung 17 kann der ebenfalls als Stellmotors 12 implementierte Aktor 11 dazu ausgestaltet sein, die Jalousie 18 abzuwickeln oder derart zu bewegen, dass sich die Jalousie 18' über den gesamten Strömungsquerschnitt 22 des Strömungskanals 20 erstreckt. Die Jalousie 18 kann insbesondere luftundurchlässig ausgestaltet sein. Sie kann, wie in 7 gezeigt, insbesondere in einer seitlichen Führung 19 geführt sein, wodurch ein definiertes und leichtgängiges Schließen des Jalousie 18 ermöglicht wird.
Bei den Ausführungsformen der 3 bis 7 befindet sich das Verschlusselement 8 jeweils in Strömungsrichtung betrachtet den Lamellen 16, 16', 16" nachgelagert bzw. stromabwärts jener Lamellen 16, 16', 16". Bei den weiteren Ausführungsbeispielen der 8 bis 10 kann das Verschlusselement 8 jeweils stromaufwärts der Lamellen 16, 16', 16" implementiert sein. Hierbei kann das Verschlusselement 8 zum Beispiel als Drosselklappe 14 implementiert sein, welche etwa im Ausführungsbeispiel der 8 schwenkbar bezüglich einer Schwenkachse 13 im Inneren des Strömungskanals 20 gelagert ist. In der gestrichelten Darstellung der Klappe 14 in 8 ist die Schließstellung gezeigt. Auch hier kann ein in Form eines Stellmotors 12 implementierter Aktor dazu ausgestaltet sein, die Klappe 14 gegebenenfalls auch irreversibel in die geschlossene, strichliniert dargestellte Stellung zu überführen.
Im Ausführungsbeispiel der 9 ist das Verschlusselement 8 zweigliedrig ausgestaltet. Es weist ein erstes Klappensegment 36 und ein zweites Klappensegment 38 auf. In der in 9 gezeigten Öffnungsstellung erstrecken sich die Klappensegmente 36, 38 unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Längsrichtung des Strömungskanals 20. Sie sind bezüglich und/oder an einer gemeinsamen Schwenkachse 13 gelagert.
In der in 9 strichlinierten Schließstellung sind die Klappensegmente 36, 38, wie bereits zuvor beschriebenen, mittels des als Stellmotor 12 implementierten Aktors 11 in die Schließstellung überführt, in welcher die Gesamtheit der Klappensegmente 36, 38 mit der Innenseite der Kanalwand 21 abdichtend in Eingriff gelangt. Die luftundurchlässig ausgestalteten Klappensegmente 36, 38 verhindern dabei eine Luftströmung durch den Strömungskanal 20. Das Eindringen von schädlichen Gasen aus dem Außenbereich in den Innenraum 3 kann auf diese Art und Weise wirksam unterbunden und effektiv verhindert werden.
Bei der weiteren Ausgestaltung gemäß 10 weist das Verschlusselement 8 ebenfalls eine mehrgliedrige Klappe 14 auf. Hierbei sind die Klappensegmente 36, 38 an unterschiedlichen aber parallel zueinander verlaufenden Schwenkachsen 13 unmittelbar an einer Innenseite der Kanalwand 21 schwenkbar gelagert. In der in 10 gezeigten Öffnungsstellung kann zumindest ein Teilbereich des Strömungskanals, respektive des Strömungsquerschnitts 22 von zugeführter oder von rückströmender Luft durchströmt werden. In der strichliniert dargestellten Schließstellung schließen auch hier die beiden Klappensegmente 36, 38 den ansonsten frei durchströmbaren Strömungsquerschnitt 22 des Strömungskanals 20 fluidtechnisch ab.
In 11 ist schließlich ein Blockdiagramm eines beispielhaft implementierten Verschlusssystems 5 gezeigt. Das Verschlusssystem 5 weist eine zentrale Kraftfahrzeugsteuerung 34 und/oder eine lokale Verschlusssystem-Steuerung 35 auf. Die Steuerungen 34, 35 sind mit einem Notfallsensor 32 signaltechnisch gekoppelt. Der Notfallsensor 32 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel der Überwachung einer Fahrzeugbatterie 30.
Sollte im Bereich der Kraftfahrzeugbatterie 30 ein Notfall, etwa in Form einer thermischen Instabilität (thermal runaway) entstehen, welcher Notfall etwa fatale Konsequenzen für das Kraftfahrzeug und/oder für die Fahrzeuginsassen mit sich bringen könnte, wird jene Ereignis vom Notfallsensor 32 detektiert und unmittelbar, etwa über ein Kommunikationssystem an die zentrale Steuerung 34 und/oder an die lokale Steuerung 35 übergeben. Ein dementsprechendes Notfallsignal oder Sensorsignal kann von den Steuerungen 34, 35 zur Aktivierung des Aktors 11 des Schließmechanismus 10 genutzt werden.
Infolge der Detektion eines kritischen Betriebszustands kann sowohl die zentrale Steuerung 34 als auch die lokale Steuerung 35 ein entsprechendes Steuersignal generieren, welches den Aktor 11 dazu veranlasst, den Schließmechanismus 10 zu aktivieren und das Verschlusselement 8 in die Verschluss- oder Schließstellung zu überführen. Infolge Detektion des kritischen Fahrzeug-Betriebszustands kann alsdann der Strömungskanal des Luftausströmers 24 und/oder der Strömungskanal 20 des Druckentlastungsventils 26 effektiv verschlossen werden, sodass der Fahrzeuginnenraum 3 effektiv gegen das Eindringen von schädlichen Gasen geschützt werden kann.
Verfahrenstechnisch ist der Betrieb des Verschlusssystem 5 nochmals im Flussdiagramm der 12 dargestellt. In einem ersten Schritt 100 wird etwa mittels des Sensors 32 ein kritischer Betriebszustand etwa einer Fahrzeugbatterie 30 detektiert. Im nachfolgenden Schritt 102 erfolgt eine entsprechende Signalverarbeitung seitens der zentralen Kraftfahrzeugsteuerung 34 und/oder seitens der lokalen elektronischen Steuerung 35 des Verschlusssystems 5. Demzufolge wird ein entsprechendes Steuersignal für den Aktor 11 erzeugt, welches den Aktor 11 dazu veranlasst, das Verschlusselement 8, gegebenenfalls auch irreversibel, in die Schließstellung zu überführen, um den Strömungskanal 20 des Luftausströmers 24 und/oder des Entlastungsventils 26 strömungstechnisch zu verschließen.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltungen der Entwicklung, zu welcher im Rahmen der Entwicklung weitere zahlreiche Varianten denkbar sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine oder einige mögliche Implementierung(en) eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Kraftfahrzeugkarosserie
3: Innenraum
4: HVAC-Einheit
5: Verschlusssystem
8: Verschlusselement
10: Schließmechanismus
11: Aktor
12: Stellmotor
13: Schwenkachse
14: Klappe
15: Schwenkachse
16: Lamelle
17: Steuerleitung
18: Jalousie
19: Führung
20: Strömungskanal
21: Kanalwand
22: Strömungsquerschnitt
24: Luftausströmer
26: Druckentlastungsventil
30: Fahrzeugbatterie
32: Sensor
34: Steuerung
35: Steuerung
36: Klappensegment
38: Klappensegment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 11260725 B2 [0003]

Claims

Verschlusssystem (5) für einen Luftausströmer (24) oder ein Druckentlastungsventil (26) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Verschlusssystem folgendes umfasst: - einen Schließmechanismus (10) mit einem in einem Strömungskanal (20) des Luftausströmers (24) oder des Druckentlastungsventils (26) angeordneten Verschlusselement (8), welches von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung überführbar ist, in welcher es einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt (22) des Strömungskanals (20) verschließt, und - einen mittels einer Steuerung (34, 35) aktivierbaren und mit dem Verschlusselement (8) in Wirkverbindung stehenden Aktor (11), welcher dazu ausgestaltet ist, infolge eines von der Steuerung (34, 35) empfangbaren oder erzeugbaren Notfallsignals das Verschlusselement (8) in die Schließstellung zu überführen.
Verschlusssystem (5) nach Anspruch 1, wobei das Verschlusselement (8) eine oder mehrere schwenkbar im Strömungskanal (20) angeordnete Lamellen (16, 16', 16") aufweist.
Verschlusssystem (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verschlusselement (8) eine einteilige oder mehrgliedrige schwenkbar im oder am Strömungskanal (20) angeordnete Klappe (14) aufweist.
Verschlusssystem (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (8) eine entlang einer Führung (19) von der Öffnungsstellung in die Schließstellung relativ zum Strömungskanal (20) verschiebbar gelagerte Jalousie (18) aufweist, welche sich in der Schließstellung über den Strömungsquerschnitt (22) erstreckt.
Verschlusssystem (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktor (11) einen mit dem Verschlusselement (8) mechanisch gekoppelten Stellmotor (12) aufweist, welcher mittels der Steuerung (34, 35) betätigbar oder steuerbar ist.
Verschlusssystem (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner die Steuerung (34, 35) aufweist, welche mit dem Aktor (11) elektrisch gekoppelt und: - zur Erzeugung des Notfallsignals mit einem Sensor (32) gekoppelt ist oder - mit einer zentralen Steuerung (34) gekoppelt ist, um das von der zentralen Steuerung (34) erzeugbare Notfallsignal zu verarbeiten.
Luftausströmer (24) zur Belüftung eines Innenraums (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei der Luftausströmer (24) einen Strömungskanal (20) mit einer Kanalwand (21) umfasst, welche einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt (22) umschließt und mit einem Verschlusssystem (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Verschlusselement (8) im Strömungskanal (20) oder an der Kanalwand (21) angeordnet ist.
Druckentlastungsventil (26) zur Druckentlastung eines Innenraums (3) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Druckentlastungsventil (26) einen Strömungskanal (20) mit einer Kanalwand (21) umfasst, welche einen von Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt (22) umschließt und mit einem Verschlusssystem (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Verschlusselement (8) im Strömungskanal (20) oder an der Kanalwand (21) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Kraftfahrzeugkarosserie (2) und mit einem Innenraum (3), wobei der Innenraum (3) über einen Luftausströmer (24) nach Anspruch 7 und/oder über ein Druckentlastungsventil (26) nach Anspruch 8 mit einer Fahrzeugumgebung oder einen an den Innenraum (3) angrenzenden und baulich hiervon separierten Fahrzeugbereich luftaustauschend koppelbar ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 9, welches ferner eine Fahrzeugbatterie (30), einen hiermit gekoppelten Sensor (32) und eine mit dem Sensor (32) signaltechnisch verbundene Steuerung (34, 35) umfasst, welche dazu ausgestaltet ist, einen kritischen Betriebszustand der Fahrzeugbatterie (30) zu detektieren und infolge einer Detektion des kritischen Betriebszustands das Verschlusselement (8) des Verschlusssystem (5) in die Schließstellung zu überführen.