DE10117132C1

DE10117132C1 - Ventilation device for automobile passenger compartment has filter housing containing fan and 2 air filters with upper and lower bypass paths

Info

Publication number: DE10117132C1
Application number: DE2001117132
Authority: DE
Inventors: Klaus Arold
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2021-04-07

Abstract

The ventilation device has a filter housing (10) with a fan (16) positioned at its air entry (11) and 2 successive air filters (14,15) inserted in the air flow path between the air entry and the air exit (12). An upper bypass path (17), controlled by a valve flap (20) is provided between the top edge of each filter and the filter housing. A lower bypass path (18) is provided between the bottom edge of the second air filter and the filter housing, the first filter positioned immediately in front of the air entry and the air exit positioned at a level which is above the top edge of the first filter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ventilation device for Vehicles, especially in connection with heating or Air conditioning systems of motor vehicles, according to the preamble of Claim 1.

Bei einer bekannten Belüftungsvorrichtung dieser Art (DE 195 45 029 C1) ist zur Reduzierung des Luftwiderstands und Druckabfalls im Bypassbetrieb das Luftfiltergehäuse mit Gehäuseeingang und Gehäuseausgang so ausgebildet und sind die beiden parallel zueinander ausgerichteten Luftfilter im Luftfiltergehäuse so angeordnet, daß der zwischen den oberen Begrenzungswänden der Luftfilter und dem Filtergehäuse vorhandene Bypass sich geradlinig vom Gehäuseeingang zum Gehäuseausgang erstreckt. Für die direkte Belüftung unter Umgehung der Luftfilter (Bypassbetrieb) wird dadurch ein extrem kleiner Luftwiderstand im Filtergehäuse erzielt, so daß im Bypassbetrieb, in dem zur Durchlüftung des Fahrgastraums der Belüftungsvorrichtung eine hohe Gebläseleistung abgefordert wird, der Druckabfall im Gebläse niedrig gehalten werden kann. Allerdings sind im Bypassbetrieb nicht unerhebliche Strömungsgeräusche in Kauf zu nehmen.In a known ventilation device of this type (DE 195 45 029 C1) is used to reduce air resistance and Pressure drop in bypass operation with the air filter housing Housing input and housing output are designed and are the two parallel air filters in the Air filter housing arranged so that the between the upper Boundary walls of the air filter and the filter housing existing bypass is straight from the housing entrance to Housing outlet extends. For direct ventilation under Bypassing the air filter (bypass operation) becomes an extreme small air resistance achieved in the filter housing, so that in Bypass operation in which the ventilation of the passenger compartment Ventilation device demanded a high fan power the pressure drop in the blower can be kept low. However, in bypass operation are not insignificant To accept flow noises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Belüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art bei geringem Druckabfall im Gebläse die Geräuschentwicklung durch das Gebläse zu reduzieren.The invention has for its object in a Ventilation device of the type mentioned at the beginning Pressure drop in the blower the noise caused by the Reduce blower.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. The object of the invention is through the features of Claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung hat den Vorteil, daß durch die neuartige Ausbildung des Gehäuseeingangs des Luftfilters der Luftstrom im Bypassbetrieb am vorderen Luftfilter entlangstreicht, was sich geräuschdämpfend auf die Luftströmung auswirkt. Dabei hat sich als Optimum herausgestellt, den oberen Gehäuserand, der den dem vorderen Filter in dessen unteren Bereich mit Abstand gegenüberliegenden Gehäuseeingang nach oben begrenzt, so zu legen, daß ein vom Gehäuserand nach oben wegstrebender Gehäuseabschnitt des Luftfiltergehäuses den vorderen Luftfilter im Parallelabstand etwa zu einem Drittel der Filterhöhe überdeckt. Die Geräuschdämpfung im Bypassbetrieb wird dabei erreicht, ohne daß das Gebläse einen gegenüber der bekannten Belüftungsvorrichtung größeren Druckabfall erfährt.The ventilation device according to the invention has the advantage that through the novel design of the housing entrance of the Air filter bypassing the airflow at the front Air filter sweeps along, which reduces noise on the Air flow affects. It has turned out to be the optimum exposed, the upper edge of the case, the that of the front Filter in its lower area with a distance opposite The top of the housing entrance is limited, so that one of the Casing section of the housing striving upwards Air filter housing the front air filter in parallel spacing covers about a third of the filter height. The Noise reduction in bypass operation is achieved without the blower one compared to the known ventilation device experiences greater pressure drop.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention Ventilation device with appropriate training and Embodiments of the invention are in the further Claims specified.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bypassklappe zum Öffnen und Schließen des oberen Bypasses mit einer Schwenkachse an der oberen Begrenzungswand des hinteren Luftfilters festgelegt und liegt in ihrer Offenstellung mit ihrem von der Schwenkachse abgekehrten Klappenrand auf der oberen Begrenzungswand des vorderen Luftfilters auf. Die Bypassklappe ist dabei so angeordnet, daß sie in ihrer Offenstellung im Strömungsschatten des vorderen Luftfilters liegt. Dieses kann noch dadurch unterstützt werden, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf der oberen Begrenzungswand des vorderen Luftfilters ein dem aufliegenden Klappenrand der Bypassklappe abdeckender Luftabweiser angeordnet ist. Durch diese konstruktiven Gestaltungen werden die Strömungsgeräusche im Filtergehäuse zusätzlich gedämpft.According to an advantageous embodiment of the invention Bypass flap for opening and closing the upper bypass with a pivot axis on the upper boundary wall of the rear Air filter set and is in their open position with its flap edge facing away from the swivel axis on the upper boundary wall of the front air filter. The Bypass valve is arranged so that it is in its Open position in the flow shadow of the front air filter lies. This can be supported by the fact that according to another embodiment of the invention on the top Boundary wall of the front air filter on top of it Air deflector covering the edge of the bypass valve is arranged. Through these constructive designs the flow noise in the filter housing is additionally damped.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung ausschnittweise einen Längsschnitt einer Belüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention is based on one shown in the drawing Embodiment described in more detail below. there shows the drawing in a schematic representation sections of a longitudinal section of a ventilation device for a motor vehicle.

Die in der Zeichnung im Längsschnitt schematisch und nur ausschnittweise dargestellte Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge kann in Verbindung mit einer Heizungsanlage oder einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs betrieben werden. Die Belüftungsvorrichtung weist ein Filtergehäuse 10 mit einem Gehäuseeingang 11 und einem Gehäuseausgang 12 auf, in dem eine Filteranordnung 13 aus zwei Luftfiltern 14, 15 aufgenommen ist. Der Gehäuseeingang 11 ist an einem Gebläseauslaß eines Gebläses 16 angeschlossen. Der Gehäuseausgang 12 ist mit einem hier nicht dargestellten Luftleitkanal einer Heizungs- oder Klimaanlage verbindbar. In der einfachsten Ausführung kann der Gehäuseausgang 12 auch an einen zu Luftauslaßdüsen im Fahrzeuginnenraum führenden Luftkanal angeschlossen werden.The ventilation device for motor vehicles, shown schematically in longitudinal section in the drawing and only in sections, can be operated in conjunction with a heating system or an air conditioning system of the motor vehicle. The ventilation device has a filter housing 10 with a housing inlet 11 and a housing outlet 12 , in which a filter arrangement 13 comprising two air filters 14 , 15 is accommodated. The housing input 11 is connected to a blower outlet of a blower 16 . The housing outlet 12 can be connected to an air duct of a heating or air conditioning system, not shown here. In the simplest version, the housing outlet 12 can also be connected to an air duct leading to air outlet nozzles in the vehicle interior.

Die beiden Luftfilter 14, 15 der Luftfilteranordnung 13 erstrecken sich jeweils über die gesamte Breite des Filtergehäuses 10 und sind in Luftströmungsrichtung gesehen hintereinander versetzt mit etwa parallel zueinander verlaufenden Filterflächen angeordnet. Die Luftfilter 14, 15 sind dabei jeweils mit einer oberen Begrenzungswand 141 bzw. 151 und einer unteren Begrenzungswand 142 bzw. 152 festgelegt, wobei die Begrenzungswände 141, 142, 151, 152 Teil einer im Filtergehäuse 10 festgelegten Filteraufnahme zur wechselbaren Halterung der Luftfilter 14, 15 sind. Die Filterhöhen der beiden Luftfilter 14, 15, also der lichte Abstand zwischen jeweils der oberen und unteren Begrenzungswand 141, 142 bzw. 151, 152, sind im wesentlichen gleich groß ausgebildet. Der nahe dem Gehäuseeingang 11 stromaufwärts liegende, vordere Luftfilter 14 reicht dabei bis zur unteren Wand des Filtergehäuses 10, während der stromabwärts liegende, hintere Luftfilter 15 eine größeren Abstand von dieser Gehäusewand einhält, so daß sich zwischen der unteren Begrenzungswand 152 und dem Filtergehäuse 10 ein unterer Bypass 18 bildet, der noch durch eine Trennwand 19 vervollständigt ist, die sich zwischen den beiden Luftfiltern 14, 15 von der oberen Begrenzungswand 141 des vorderen Luftfilters 14 bis zur unteren Begrenzungswand 152 des hinteren Luftfilters 15 erstreckt. Der untere Bypass 18 ermöglicht eine Luftströmung durch den vorderen Luftfilter 14 unter Umgehung des hinteren Luftfilters 15 hin zum Gehäuseausgang 12.The two air filters 14 , 15 of the air filter arrangement 13 each extend over the entire width of the filter housing 10 and, viewed in the air flow direction, are arranged one behind the other with filter surfaces running approximately parallel to one another. The air filters 14 , 15 are each fixed with an upper boundary wall 141 or 151 and a lower boundary wall 142 or 152 , the boundary walls 141 , 142 , 151 , 152 being part of a filter holder fixed in the filter housing 10 for exchangeable mounting of the air filters 14 , 15 are. The filter heights of the two air filters 14 , 15 , that is to say the clear distance between the upper and lower boundary walls 141 , 142 and 151 , 152 , are essentially of the same size. The upstream, front air filter 14 near the housing entrance 11 extends to the lower wall of the filter housing 10 , while the downstream, rear air filter 15 maintains a greater distance from this housing wall, so that there is between the lower boundary wall 152 and the filter housing 10 forms lower bypass 18 , which is completed by a partition 19 which extends between the two air filters 14 , 15 from the upper boundary wall 141 of the front air filter 14 to the lower boundary wall 152 of the rear air filter 15 . The lower bypass 18 enables air to flow through the front air filter 14 bypassing the rear air filter 15 to the housing outlet 12 .

Die oberen Begrenzungswände 141, 151 der beiden Luftfilter 14, 15 sind im Filtergehäuse 10 so angeordnet, daß oberhalb dieser oberen Begrenzungswände 141, 151 hin zum Filtergehäuse 10 ein oberer Bypass 17 entsteht, der einen an der Vorderseite des vorderen Luftfilters 14 liegenden Bypasseingang 171 und einen an der Rückseite des hinteren Luftfilters 15 liegenden Bypassausgang 172 sowie eine zwischen den Luftfiltern 14, 15 liegende Bypassöffnung 173 aufweist. Der obere Bypass 17 ermöglicht bei geschlossener Bypassöffnung 173 eine direkte Luftströmung zwischen dem Gehäuseeingang 11 und dem Gehäuseausgang 12 unter Umgehung der Filteranordnung 13. Die geöffnete Bypassöffnung 173 ermöglicht bei geschlossenem Bypass 17 eine Luftströmung entlang der Trennwand 19 zwischen den beiden Luftfiltern 14, 15 durch den hinteren Luftfilter 15.The upper boundary walls 141 , 151 of the two air filters 14 , 15 are arranged in the filter housing 10 in such a way that an upper bypass 17 is formed above these upper boundary walls 141 , 151 towards the filter housing 10 , which bypass entrance 171 and lies at the front of the front air filter 14 has a bypass outlet 172 located at the rear of the rear air filter 15 and a bypass opening 173 located between the air filters 14 , 15 . When the bypass opening 173 is closed, the upper bypass 17 enables a direct air flow between the housing inlet 11 and the housing outlet 12 bypassing the filter arrangement 13 . When the bypass 17 is closed, the open bypass opening 173 enables air to flow along the partition 19 between the two air filters 14 , 15 through the rear air filter 15 .

Dem oberen Bypass 17 ist eine Bypassklappe 20 zugeordnet, die mit einer Schwenkachse 21 an der oberen Begrenzungswand 151 des hinteren Luftilters 15 festgelegt ist und in ihrer Schließstellung den Bypassausgang 172 absperrt und die Bypassöffnung 173 freigibt und ihrer Offenstellung den Bypassausgang 172 freigibt und die Bypassöffnung 173 verschließt. In der Zeichnung ist die Bypassklappe 20 in ihrer Offenstellung ausgezogen und in ihrer Schließstellung strichliniert dargestellt. In ihrer Offenstellung liegt die Bypassklappe 20 mit ihrem von der Schwenkachse 21 abgekehrten Klappenrand auf der oberen Begrenzungswand 141 des vorderen Luftfilters 14 auf. The upper bypass 17 is assigned a bypass flap 20 , which is fixed with a pivot axis 21 to the upper boundary wall 151 of the rear air filter 15 and in its closed position shuts off the bypass outlet 172 and opens the bypass opening 173 and opens the bypass outlet 172 and the bypass opening 173 closes. In the drawing, the bypass flap 20 is extended in its open position and shown in dashed lines in its closed position. In its open position, the bypass flap 20 lies with its flap edge facing away from the pivot axis 21 on the upper boundary wall 141 of the front air filter 14 .

Der Gehäuseeingang 11 ist im Filtergehäuse 10 so angeordnet, daß er dem vorderen Luftfilter 14 mit Abstand gegenüberliegt und ein den Gehäuseeingang 12 nach oben begrenzender Gehäuserand 111 weit unterhalb der oberen Begrenzungswand 141 des vorderen Luftfilters 14 liegt, so daß ein vom Gehäuserand 111 nach oben wegstrebender Gehäuseabschnitt 101 den vorderen Luftfilter 14 etwa zu einem Drittel der Filterhöhe des vorderen Luftfilters 14 mit Abstand überdeckt. Der Gehäuseabschnitt 101 verläuft dabei etwa parallel zu der Filterfläche, also der Vorderfläche des vorderen Luftfilters 14. Das ein Spiralgehäuse 22 aufweisende Gebläse 16 ist in seinem Auslaßbereich 221 so ausgebildet, daß die über den Gehäuseeingang 11 in das Filtergehäuse 10 einströmende Gebläseluft unter einem spitzen Winkel in Richtung von der unteren zur oberen Begrenzungswand 141, 142 die Filterfläche des vorderen Luftfilters 14 anströmt und an der Filterfläche entlangströmt, bevor sie in den Bypasseingang 171 des oberen Bypasses 17 eintritt. Dieses Entlangströmen der Gebläseluft an dem vorderen Filter 14 bewirkt eine wesentliche Dämpfung der Strömungsgeräusche. Zusätzlich ist die bereits beschriebene Anordnung der Bypassklappe 20 so optimiert, daß sie in ihrer Offenstellung in dem Luft- oder Strömungsschatten des vorderen Luftfilters 14 liegt. Zum gleichen Zweck ist auf der oberen Begrenzungswand 141 ein Luftabweiser 23 angeordnet, der in der Offenstellung der Bypassklappe 20 deren auf der oberen Begrenzungswand 141 des Luftfilters 14 aufliegenden Klappenrand über die gesamte Breite des Filtergehäuses 10 abdeckt.The housing input 11 is arranged in the filter housing 10 so that it is at a distance from the front air filter 14 and a housing edge 111 which delimits the housing input 12 upwards is far below the upper boundary wall 141 of the front air filter 14 , so that one which strives upwards from the housing edge 111 housing portion 101 to the front air filter 14 is about 14 at a distance overlaps the front air filter to one-third of the filter height. The housing section 101 runs approximately parallel to the filter surface, that is to say the front surface of the front air filter 14 . The fan 16 having a spiral housing 22 is formed in its outlet region 221 in such a way that the fan air flowing into the filter housing 10 via the housing inlet 11 flows at an acute angle in the direction from the lower to the upper boundary wall 141 , 142 onto the filter surface of the front air filter 14 and flows along the filter surface before it enters the bypass inlet 171 of the upper bypass 17 . This flow of the fan air along the front filter 14 causes a substantial damping of the flow noise. In addition, the arrangement of the bypass flap 20 already described is optimized so that in its open position it lies in the air or flow shadow of the front air filter 14 . For the same purpose, an air deflector 23 is arranged on the upper boundary wall 141 , which in the open position of the bypass flap 20 covers its flap edge resting on the upper boundary wall 141 of the air filter 14 over the entire width of the filter housing 10 .

Für den Filterbetrieb wird die Bypassklappe 20 in ihre in der Zeichnung strichliniert dargestellte Schließstellung überführt, in der der Bypassausgang 172 gesperrt und die Bypassöffnung 173 zu dem hinteren Luftfilter 15 geöffnet ist. Die in den oberen Bypass 17 einströmende Gebläseluft strömt nunmehr durch den hinteren Luftfilter 15 hindurch zum Gehäuseausgang 12. Damit im Filterbetrieb auch eine ausreichende Luftmenge durch den vorderen Luftfilter 14 hindurchströmt, ist auf der Vorderseite des vorderen Luftfilters 14 an der oberen Begrenzungswand 141 eine Luftabschöpfklappe 24 mit einer Schwenkachse 25 festgelegt. Im Bypassbetrieb ist diese Luftabschöpfklappe 24 auf die Vorderfläche des vorderen Luftfilters 14 abgeschwenkt und überdeckt einen kleinen Teil der Filterfläche. Im Filterbetrieb wird diese Luftabschöpfklappe 24 von der Filterfläche des vorderen Luftfilters 14 abgeschwenkt und ragt teilweise in die Bypassöffnung 173 hinein, so daß ein Teil der in den Bypasseingang 171 einströmenden Gebläseluft von der Luftabschöpfklappe 24 abgeschöpft und dem vorderen Luftfilter 14 zugeführt wird, um durch das vordere Luftfilter 14 hindurch über den unteren Bypass 18 zu dem Gehäuseausgang 12 zu gelangen.For filter operation, the bypass flap 20 is transferred to its closed position, shown in broken lines in the drawing, in which the bypass outlet 172 is blocked and the bypass opening 173 to the rear air filter 15 is open. The blown air flowing into the upper bypass 17 now flows through the rear air filter 15 to the housing outlet 12 . So that a sufficient amount of air also flows through the front air filter 14 during filter operation, an air skimmer flap 24 with a pivot axis 25 is fixed on the front of the front air filter 14 on the upper boundary wall 141 . In the bypass operation, this Luftabschöpfklappe is pivoted to the front surface of the front air filter 14, 24 and covers a small part of the filter surface. In the filter operation, this Luftabschöpfklappe is pivoted away 24 from the filter surface of the front air filter 14 and projects partially into the bypass opening 173 in, so that a part of air flowing into the bypass input 171 forced air skimmed from the Luftabschöpfklappe 24 and the front air filter 14 is fed to pass through the front air filter 14 to reach the housing outlet 12 through the lower bypass 18 .

Claims

1. Ventilation device for vehicles, in particular in connection with heating or air conditioning systems in motor vehicles, with a housing inlet and outlet ( 11 , 12 ) having a filter housing ( 10 ), at the housing entrance ( 11 ) a blower ( 16 ) with a blower outlet is connected, with two air filters ( 14 , 15 ) which are accommodated in the filter housing ( 10 ) and each extend over the housing width and have a filter height defined by an upper and lower boundary wall ( 141 , 142 , 151 , 152 ) and which are in the air flow direction to one another are staggered so that above the upper boundary walls ( 141 , 151 ) of the air filter ( 14 , 15 ) an upper bypass ( 17 ), the one at the front of the upstream, front air filter ( 14 ) located bypass entrance ( 171 ) and one at the rear of the downstream rear air filter ( 15 ) lying bypass outlet ( 172 ) and a between de n air filter ( 14 , 15 ) has a bypass opening ( 173 ), and below the lower boundary wall ( 152 ) of the rear air filter ( 15 ) a lower bypass ( 18 ) remains, with one between the upper boundary wall ( 141 ) of the front air filter ( 14 ) and the lower boundary wall ( 152 ) of the rear air filter ( 15 ) extending partition ( 19 ), which extends over the width of the housing, and with a bypass flap ( 20 ) assigned to the upper bypass ( 17 ), which in its closed position, the bypass outlet ( 172 ) shuts off and releases the bypass opening ( 173 ) and in its open position releases the bypass outlet ( 172 ) and closes the bypass opening ( 173 ), characterized in that the housing inlet ( 11 ) is arranged in the filter housing ( 10 ) so that it is the front air filter ( 14 ) at a distance from one another and a housing edge ( 111 ) which delimits the housing entrance ( 11 ) upwards below the upper boundary wall ( 141 ) of the front air filter ( 14 ).

2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that the housing edge ( 111 ) is placed such that a housing section ( 101 ) striving upward from the housing edge ( 111 ) the front air filter ( 14 ) in its upper region to about a third of the filter height covered by far.

3. Ventilation device according to claim 2, characterized in that the housing section ( 101 ) extends approximately parallel to the filter surface of the front air filter ( 14 ).

4. Ventilation device according to one of claims 1-3, characterized in that the blower outlet ( 221 ) of the blower ( 16 ) attached to the housing inlet ( 11 ) is designed such that the blower air flowing into the filter housing ( 10 ) on the filter surface of the sweeps the front air filter ( 14 ) at an acute angle in the direction from the lower to the upper boundary wall ( 142 , 141 ).

5. Ventilation device according to one of claims 1-4, characterized in that on the upper boundary wall ( 141 ) of the front air filter ( 14 ) an air skimmer ( 24 ) is pivotally arranged so that it is a part of the closed upper bypass ( 17 ) bypass input (171) covers and is swung open, the upper bypass (17) from the bypass input (171).

6. Ventilation device according to one of claims 1-5, characterized in that the bypass flap ( 20 ) with a pivot axis ( 21 ) on the upper boundary wall ( 151 ) of the rear air filter ( 15 ) is fixed and in its open position with its from the pivot axis ( 21 ) facing flap edge rests on the upper boundary wall ( 141 ) of the front air filter ( 14 ).

7. Ventilation device according to claim 6, characterized in that the bypass flap ( 20 ) is arranged so that it is in its open position in the flow shadow of the front air filter ( 14 ).

8. Ventilation device according to claim 7, characterized in that on the upper boundary wall ( 141 ) of the front air filter ( 14 ) an overlying flap edge of the bypass flap ( 20 ) covering air deflector ( 23 ) is arranged.

9. Ventilation device according to one of claims 1-8, characterized in that the upper and lower boundary walls ( 141 , 142 , 151 , 152 ) of the air filter ( 14 , 15 ) from a filter holder fixed in the filter housing ( 10 ) for exchangeable mounting of the air filter ( 14 , 15 ) are formed.