DE102006050999A1 - Air vent for ventilation system of motor vehicle e.g. railway vehicle, has air duct, and device for influencing air flow, where common maximum cross section of air duct flows in all operation cases and has spherical or rectangular shape - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an air vent, in particular for a motor vehicle, according to the generic term of claim 1.
Aus
der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Luftausströmer für mehrere Betriebsfälle zur Verfügung zu stellen, um die aerodynamischen und akustischen Eigenschaften zu verbessern sowie durch vereinfachten Aufbau die Herstellungskosten zu reduzieren.Of the The invention is therefore based on the object, an improved Luftausströmer for several operating cases to disposal to provide the aerodynamic and acoustic properties to improve as well as simplified construction, the manufacturing cost to reduce.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Luftausströmer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These The object is achieved by an air vent with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Luftausströmer mit einem Luft führenden Luftkanal und einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung vorgesehen, die die Charakteristik des Luftaustritts zwischen mindestens zwei Betriebsfällen – „Spotförmiger Luftaustritt" einerseits und „Diffuser Luftaustritt" andererseits – stetig verstellen kann, wobei für alle Betriebsfälle der gleiche Querschnitt des Luftkanals durchströmbar ist.According to the invention is a air vents with an air guide Air duct and a device for influencing the air flow provided the characteristic of the air outlet between at least two Operating cases - "Spot-shaped air outlet" on the one hand and "Diffuser Air leakage "on the other hand - steadily can adjust, where for all operating cases the same cross section of the air channel can be flowed through.
Neben der einfacheren Fertigungsmöglichkeit durch den einkanaligen Aufbau ergeben sich weitere Vorteile. Durch die Nutzung des maximalen Querschnitts in allen Betriebsfällen ergeben sich, verglichen mit einem mehrkanaligen Aufbau, geringere benetzte Flächen und geringere Strömungsgeschwindigkeiten und dadurch geringere Druckverluste sowie ein besseres akustisches Verhalten.Next the simpler manufacturing possibility Due to the single-channel design, there are further advantages. By the use of the maximum cross section in all operating cases compared to a multichannel construction, lower wetted surfaces and lower flow rates and thus lower pressure losses and a better acoustic Behavior.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Luftausströmer mindestens zwei Luftkanäle mit jeweils mindestens einer Vorrichtung zur Beeinflussung einer Luftströmung, wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie in einem ersten Betriebsfall einen gerichteten, strahlförmigen Luftaustritt und in einem zweiten Betriebsfall einen diffusen Luftaustritt und stetig verstellbar alle zwischen diesen beiden Betriebsfällen liegenden Betriebsfälle an dem ihr zugehörigen Luftkanal ermöglicht. Mindestens einer der Luftkanäle ist in einem anderen der Luftkanäle angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht mehr Betriebsfälle, die sich aus den Kombinationen der Betriebsfälle der einzelnen Luftkanäle ergeben, insbesondere wenn die Vorrichtungen ver schiedener Luftkanäle unabhängig voneinander verstellbar sind. Insbesondere sind die hydraulischen Durchmesser zweier, ineinander angeordneter Luftkanäle einander gleich. Der hydraulische Durchmesser ist der Quotient aus dem vierfachen Strömungsquerschnitt und dem von der Luftströmung benetzten Umfang des Luftkanals. Bei gleichem hydraulischem Durchmesser kann von gleichen Druckverlusten in beiden Kanälen ausgegangen werden. So ist es beispielsweise auf einfache Weise möglich beim Umschalten der Durchströmung zwischen den Luftkanälen den Durchsatz konstant zu halten.In a further embodiment includes the air vent at least two air channels each with at least one device for influencing a Air flow, wherein the device is designed such that they are in one first operating case a directed, jet-shaped air outlet and in a second case of operation a diffuse air outlet and steady adjustable all lying between these two operating cases operating cases on the one associated with it Air duct allows. At least one of the air ducts is in another of the air channels arranged. This embodiment allows more operating cases, which result from the combinations of the operating cases of the individual air ducts, in particular, when the devices ver different air ducts independently are adjustable. In particular, the hydraulic diameters of two, nested air channels equal to each other. The hydraulic diameter is the quotient the fourfold flow cross section and that of the airflow wetted circumference of the air duct. With the same hydraulic diameter can be assumed to equal pressure losses in both channels. So For example, it is possible in a simple way when switching the flow between the air channels to keep the throughput constant.
Zweckmäßigerweise ist der Querschnitt des Luftkanals kreisförmig, da dies der aerodynamisch günstigste Querschnitt ist.Conveniently, the cross section of the air duct is circular, since this is the aerodynamically most favorable Cross section is.
In einer möglichen Ausführungsart ist die Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung so ausgeführt, dass sie im Betriebsfall „Diffuser Luftaustritt" Luftwirbel generiert, die am Austritt oder nach einer bestimmten Lauflänge durch Aufplatzen für die Auffächerung des Luftstrahls und so für einen diffusen Luftaustritt sorgen. Hierdurch wird der Klimakomfort verbessert, indem ein möglichst weit aufgefächerter und rasch zerfallender Luftstrom in den Fahrzeuginnenraum geführt wird, so dass eine gute Durchmischung bei Vermeidung von unangenehmen Zugerscheinungen ermöglicht ist.In a possible embodiment the device for influencing the air flow is designed so that in the operating case "Diffuser Air outlet "air vortex generated at the exit or after a certain run length through Bursting for the fanning of the air jet and so on provide a diffused air outlet. This is the climate comfort improved by one as possible far fanned out and rapidly decaying airflow is conducted into the vehicle interior, allowing a good mixing while avoiding unpleasant drafts allows is.
In einer weiteren Ausführungsart ist die Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung so ausgeführt, dass sie im Betriebsfall „Diffuser Luftaustritt" einen Drall generiert, der am Austritt des Luftkanals für ein radiales Aufplatzen der Strömung und so für einen diffusen Luftaustritt sorgt.In a further embodiment, the device for influencing the air flow is designed so that it in the operating case "Diffuser air outlet" generates a swirl, which at the outlet of the air channel for a radial bursting of the flow and thus ensures a diffuse air outlet.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung mehrere im Luftstrom drehbar angeordnete Luftleitelemente, um durch deren synchrones Verdrehen einen Drall zu erzeugen. Dabei werden die Luftleitelemente mit jeweils gleichem Drehsinn angestellt.Preferably The device for influencing the air flow comprises several in the air flow rotatably arranged air guide elements to pass through their synchronous twisting to create a twist. In this case, the air guide elements employed with the same direction of rotation.
Zweckmäßigerweise liegen die Achsen der Luftleitelemente in einer gemeinsamen Querschnittsebene des Luftkanals. Mit anderen Worten: Mehrere Luftleitelemente, z. B. Umlenkklappen, sind in Umfangsrichtung des Luftka nals angeordnet. Hierdurch kann eine vorgegebene Strömungscharakteristik erzielt werden. Bevorzugt ergibt sich dadurch auch eine Reduktion der Baulänge.Conveniently, The axes of the air guide elements lie in a common cross-sectional plane of the air duct. In other words: Several air guide elements, eg. B. Umlenkklappen are arranged in the circumferential direction of the Luftka nals. As a result, a predetermined flow characteristic can be achieved become. Preferably, this results in a reduction of the overall length.
Bei der Verwendung steifer Luftleitelemente werden diese vorzugsweise als dünne deltaförmige Leitbleche ausgeführt. Hierdurch erfolgt eine kontrollierte Strömungsablösung an deren schrägen Vorderkanten, wie vom Deltaflügel her bekannt. Diese Strömungsablösung erzeugt Längswirbel, die, abhängig vom Anstellwinkel, nach einer gewissen Lauflänge aufplatzen und so für eine verstärkte Auffächerung des Luftstrahls sorgen. Mit zusätzlichen halbdeltaförmigen Elementen, die im maximal angestellten Zustand an der Wandung des Luftkanals anliegen, lässt sich dieser Effekt zusätzlich verbessern. Bevorzugt wird der Luftströmung bei gleichsinniger und/oder synchroner Anstellung der Leitbleche auch ein Drall aufgeprägt.at The use of rigid air guide elements, these are preferably as a thin one delta-shaped baffles executed. This results in a controlled flow separation at the oblique front edges, as from the delta wing known here. This flow separation generates Longitudinal vortices, which, depending on Angle of attack, burst after a certain run length and so for an increased fanning of the Air jet worry. With additional semi deltoid Elements that are in the maximum salary state on the wall of the Air ducts lie, can be this effect in addition improve. Preferably, the air flow in the same direction and / or synchronous Employment of baffles also imparted a twist.
Bei der Verwendung von Luftleitelementen aus flexiblem Material bietet sich bei entsprechender Formgebung die Möglichkeit, den Luftkanal durch maximales Anstellen in eine Endstellung derart zu verschließen, dass der Luftstrom ganz unterbrochen werden kann. Hierdurch kann eine zusätzliche, vorgeschaltete Luftklappe entfallen. Als flexible Materialien finden beispielsweise Gummi oder Kunststoffe, insbesondere Thermoplastische Elastomere, bevorzugt EPDM, SEBS oder ähnliches Verwendung. Als weitere Variante sind als flexible Materialien für die Luftleitelemente dünne Bleche aus Metall oder Federstahl vorgesehen.at the use of air guide elements made of flexible material offers with appropriate shaping, the possibility of the air duct by a maximum Stop closing in an end position such that the air flow can be interrupted completely. This can be a additional upstream air damper omitted. As flexible materials find For example, rubber or plastics, in particular thermoplastic Elastomers, preferably EPDM, SEBS or similar use. As another Variant are thin sheets as flexible materials for the spoiler elements made of metal or spring steel.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung mehrere flexible, in ihrer äußeren Lagerung drehbar gelagerte und auf diese Weise verwindbare Luftleitelemente, die an einer in Richtung des Luftstroms liegenden Längsachse des Luftkanals oder an einem der anderen, innerhalb angeordneten Luftkanäle fixiert sind. In nicht verwundener Stellung sind diese Luftleitelemente in Hauptströmungsrichtung ausgerichtet, so dass sie die geringstmögliche Querschnittsfläche benötigen und die Strömung nicht beeinflussen, was dem Betriebsfall „Spotförmiger Luftaustritt" entspricht. Um den Luftstrahl für den Betriebsfall „Diffuser Luftaustritt" aufzufächern, werden alle Luftleitelemente bezüglich der Hauptströmungsrichtung durch Drehen der äußeren Lagerung synchron verwunden. Im Luftstrom bildet sich so ein starker Wirbel bzw. Drall aus, der am Austritt aufplatzt und so den Luftstrahl stark auffächert. Durch die Variation der Anstellwinkel der Luftleitelemente kann eine gewünschte Aufweitung des Luftstrahls zwischen den Betriebsfällen „Spotförmiger Luftaustritt" und „Diffuser Luftaustritt" erreicht werden. Die durch Verwinden der Luftleitelemente entstehenden abgerundeten, gebogenen oder gewölbten Konturen verbessern darüber hinaus die akustischen Eigenschaften zusätzlich, da kein Strömungsabriss an eckigen Kanten entsteht, insbesondere bei gerader Anströmung der Kanten.Preferably The device comprises several flexible, in their outer storage rotatably mounted and thus twistable air guide elements, at a lying in the direction of the air flow longitudinal axis the air duct or at one of the other, arranged inside air ducts are fixed. In non-twisted position, these air guide elements in the main flow direction aligned so that they require the least possible cross-sectional area and the flow do not affect what corresponds to the operating case "spot - shaped air leakage" Air jet for the operating case "Diffuser Air outlet "fan out, all Air guide elements with respect the main flow direction by synchronizing the outer bearing wound. In the air flow, such a strong vortex or swirl is formed out, which bursts at the outlet and so fanned the air jet strong. By the variation of the angle of attack of the air guiding elements can be a desired widening the air jet between the operating cases "Spot-shaped air outlet" and "Diffuser Air outlet "reached become. The rounded, caused by twisting of the air guide elements rounded, curved or arched Contours improve over it In addition, the acoustic properties in addition, since no stall arises on angular edges, especially in straight flow of Edge.
Ferner kann der Luftausströmer in der Konsole eines Fahrzeugs insbesondere mittels Kugelgelenk oder kardanischer Aufhängung gelagert sein, um einen höheren Komfort durch Schwenkbarkeit des Luftausströmers und damit verbunden des austretenden Luftstrahls zu erzielen.Further can the air vent in the console of a vehicle, in particular by means of a ball joint or cardan suspension be stored to a higher Comfort by pivoting the Luftausströmers and associated with the To achieve exiting air jet.
Werden zwei oder mehrere ineinander angeordnete Luftkanäle verwendet, kommt zur Steuerung des Luftausströmers vorzugsweise ein Verfahren in Betracht, bei dem mittels jeweils mindestens einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung pro Luftkanal die Luftströmung in jedem der Luftkanäle in einem ersten Betriebsfall mit einem gerichteten, strahlförmigen Luftaustritt und in einem zweiten Betriebsfall mit einem diffusen Luftaustritt in einen Fahrzeuginnenraum geführt wird. Die Vorrichtung kann stetig in weitere zwischen diesen beiden Betriebsfällen liegende Betriebsfälle verstellt werden. Die Vorrichtungen verschiedener Luftkanäle können unabhängig voneinander verstellt werden. Mittels Kombination verschiedener Betriebsfälle der Luftkanäle ist eine größere Variabilität der Ausströmcharakteristik des Luftausströmers realisierbar. Insbesondere werden folgende Kombinationen von Betriebsfällen verwendet:
- – Nur dem inneren von zwei ineinander angeordneten Luftkanäle wird Luft zugeführt und die Luftströmung gerichtet aus diesem ausgeströmt. Der äußere Luftkanal erhält keine Luft. Die Luft strömt „spotförmig" in den Fahrzeuginnenraum aus.
- – Die Luftströmung wird aus dem inneren Luftkanal gerichtet und aus dem äußeren Luftkanal diffus ausgeströmt. Damit ergibt sich eine Mischcharakteristik zwischen „spotförmig" und diffus.
- – Nur dem äußeren Luftkanal wird Luft zugeführt und die Luftströmung diffus aus diesem ausgeströmt. Die Gesamtcharakteristik der ausgeströmten Luftströmung ist diffus.
- – Die Luftströmung wird aus dem inneren Luftkanal und aus dem äußeren Luftkanal diffus und mit einem gleichsinnigen Drall behaftet ausgeströmt. Die Gesamtcharakteristik der Luftausströmung ist diffus jedoch mit einem höheren Durchsatz.
- – Die Luftströmung wird aus dem inneren Luftkanal und aus dem äußeren Luftkanal diffus und mit einem gegensinnigen Drall behaftet ausgeströmt. Durch den gegenläufigen Drall wird der Strahl der ausgeströmten Luft zusätzlich aufgeweitet, so dass die Gesamtcharakteristik der Luftausströmung besonders diffus ist.
- – Die Luftströmung wird aus dem inneren Luftkanal und aus dem äußeren Luftkanal direkt ausgeströmt. Die Gesamtcharakteristik ist „spotförmig", jedoch mit weniger scharfem Luftstrahl. Druckverluste und akustische Beeinträchtigungen sind geringer. Die „Schärfe" des Luftstrahls kann mittels Zugabe von Luft oder Drosselung der Luftzufuhr in den äußeren Luftkanal gesteuert werden.
- – Eine Vielzahl weiterer Kombinationen der Betriebsfälle der Luftkanäle ist denkbar.
- - Only the inner of two nested air channels air is supplied and directed the air flow directed out of this. The outer air duct receives no air. The air flows "spot-shaped" into the vehicle interior.
- - The air flow is directed out of the inner air duct and diffused out of the outer air duct. This results in a mixing characteristic between "spot-shaped" and diffuse.
- - Only the outer air duct air is supplied and the air flow diffused out of this. The overall characteristic of the outflowed air flow is diffuse.
- - The air flow is diffused from the inner air duct and the outer air duct and with emanating in the same direction spin. The overall characteristic of the air outflow is diffuse but with a higher throughput.
- - The air flow is diffused out of the inner air duct and out of the outer air duct and flowed with an opposite twist. Due to the opposite twist, the jet of the outflowing air is additionally widened so that the overall characteristic of the air outflow is particularly diffuse.
- - The air flow is discharged directly from the inner air duct and from the outer air duct. The overall characteristic is "spot-shaped", but with less sharp air jet, and there is less pressure loss and acoustic disturbances.The "sharpness" of the air jet can be controlled by adding air or throttling the air supply into the outer air duct.
- - A variety of other combinations of operating cases of the air ducts is conceivable.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
In
Die
Achsen
Der
Luftausströmer
L dient in Art einer Düse in
dem in einen Fahrzeuginnenraum mündenden Luftkanal
Nachfolgend wird die Erfindung für den Betriebsfall „Spotförmiger Luftaustritt" für eine schnelle Klimatisierung, z. B. eine schnelle Kühlung, und den Betriebsfall „Diffuser Luftaustritt" für eine angenehme Klimatisierung ohne Luftzugerscheinungen näher erläutert.following the invention is for the operating case "Spot-shaped air outlet" for rapid air conditioning, z. B. a quick cooling, and the operating case "Diffuser Air outlet "for a pleasant air conditioning closer without drafts explained.
In
den
In
den
In
In
den
In
den
In
In
den
Die
in
Darüber hinaus
kann der Luftkanal
Darüber hinaus kann der in verschiedenen Ausführungsformen gezeigte Luftausströmer L mittels eines Kugelgelenks oder einer kardanischen Aufhängung schwenkbar gelagert werden.Furthermore can be in different embodiments shown air vents L pivotable by means of a ball joint or gimbal be stored.
In
einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens können
die Luftwirbel und/oder Drall durch Injektion tangentialer Luftströmungen in
den Luftkanal
Die
In
In
In
In
Weitere
Charakteristiken der Luftausströmung
sind durch eine beliebige Kombination der Betriebsfälle der
Luftkanäle
Auch
der in den
In
einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens können
die Luftwirbel und/oder Drall durch Injektion tangentialer Luftströmungen in
die Luftkanäle
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DE102005052934 | 2005-11-03 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=37950114
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2006
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