DE10121906B4 - Ventilation device for vehicles - Google Patents

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Abstract

Belüftungsvorrichtung (1) für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage (2), mit Luftströmungskanälen (3) und mindestens einem Luftausströmer (4) mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung (5, 6) und/oder zur Luftmengensteuerung (7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') im Luftströmungskanal (3) angeordnet ist, die als Haupt- oder Zusatzheizung eingesetzt werden kann, die als Modul ausgeführt ist, insbesondere zur Verknüpfung mit weiteren Modulen (5, 6, 7, 9) und zumindest ein Heizelement (10') aufweist, welches in die Einrichtung zur Luftmengensteuerung (7'). insbesondere in einer Luftmengensteuerungsklappe integrierbar ist.aeration device (1) for Vehicles, in particular in connection with a heating or air conditioning system (2), with air flow channels (3) and at least one air vent (4) with at least one device for controlling the direction of air (5, 6) and / or for air quantity control (7), characterized in that at least one decentralized heating device (8, 8 ') in the air flow channel (3) is arranged, which used as a main or auxiliary heating can be, which is designed as a module, in particular for linking with further modules (5, 6, 7, 9) and at least one heating element (10 ') which is in the device for air quantity control (7 '). in particular in an air flow control flap can be integrated.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage, mit Luftströmungskanälen und mindestens einem Luftausströmer mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung und/oder zur Luftmengensteuerung.The The invention relates to a ventilation device for vehicles, especially in connection with a heating or air conditioning system, with air flow channels and at least one air vent with at least one device for controlling the direction of air and / or air flow control.

Eine derartige Belüftungsvorrichtung ist bereits aus der DE 199 56 259 A1 bekannt. In herkömmlichen Heizungs- bzw. Klimaanlagen ist die Heizvorrichtung zentral angeordnet, so dass die Heizleistung bei kaltem Motor nicht sofort in vollem Umfang zur Verfügung steht. Teilweise Abhilfe hierfür bieten herkömmliche elektrisch betriebene Zuheizer, die schon bei kaltem Motor eine eingeschränkte Wärmeleistung zur Verfügung stellen. Diese sind zentral angeordnet und versorgen von dort aus die unterschiedlichen Luftausströmer. Im Bereich zwischen Zuheizer-Heizelement und Ausströmer treten durch lange Verteilwege in den Luftströmungskanälen Wärmeverluste auf, welche die Effizienz derartiger Einrichtungen weiter reduzieren. Darüber hinaus wird die Wärmemenge stets global zur Verfügung gestellt und allenfalls dort abgeblockt, wo sie nicht benötigt wird. Durch die in der Gesamtheit hohe Wärmekapazität aller beteiligten Einrichtungen ist die gewünschte schnelle Heizwirkung beeinträchtigt, besonders beim Kaltstart im Winter.Such a ventilation device is already out of the DE 199 56 259 A1 known. In conventional heating or air conditioning systems, the heater is centrally located, so that the heating power is not immediately available in full when the engine is cold. Partial remedy for this offer conventional electrically operated auxiliary heaters, which provide a limited heat output even with a cold engine. These are arranged centrally and supply the different air vents from there. In the area between the auxiliary heating element and the outlets, heat losses occur through long distribution paths in the air flow channels, which further reduce the efficiency of such devices. In addition, the amount of heat is always made available globally and blocked where it is not needed. Due to the overall high heat capacity of all participating facilities, the desired rapid heating effect is impaired, especially during cold starts in winter.

Eine weitere Heizungs- und Lüftungsanlage für Fahrzeuge ist in der DE 199 54 000 A1 offenbart. Die Anlage umfasst ein Strömungskanalsystem und eine Strömungsmaschine zum Erzeugen einer Luftströmung in dem Strömungskanalsystem. Das Strömungskanalsystem weist wenigstens einen Lufteinlass und wenigstens einen einem Fahrgastraum zugeordneten Luftauslass auf. Zwischen dem wenigstens einen Lufteinlass und dem wenigstens einen Luftauslass ist eine erste Heizeinrichtung zur Erwärmung der Luft angeordnet, die als Wärmequelle ein Kühlmedium eines Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs nutzt. Eine von wenigstens einem Heizelement gebildete zweite Heizeinrichtung ist zwischen der ersten Heizeinrichtung und dem wenigstens einen Luftauslass angeordnet. Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Heizelement unmittelbar in wenigstens einem Fahrzeugscheiben des Fahrzeugs zugeordneten Luftauslass angeordnet ist.Another heating and ventilation system for vehicles is in the DE 199 54 000 A1 disclosed. The plant comprises a flow channel system and a turbomachine for generating an air flow in the flow channel system. The flow channel system has at least one air inlet and at least one air outlet assigned to a passenger compartment. Between the at least one air inlet and the at least one air outlet, a first heating device for heating the air is arranged, which uses a cooling medium of a cooling system of an internal combustion engine of the vehicle as a heat source. A second heater formed by at least one heating element is disposed between the first heater and the at least one air outlet. The system is characterized in that the at least one heating element is arranged directly in at least one vehicle windows of the vehicle associated air outlet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug darzustellen, die eine geringe wirksame Wärmekapazität und einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.It Object of the present invention, a ventilation device for a motor vehicle represent a low effective heat capacity and increased efficiency having.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine dezentrale Heizvorrichtung im Luftströmungskanal angeordnet ist, die als Haupt- oder Zusatzheizung eingesetzt werden kann, die als Modul ausgeführt ist, insbesondere zur Verknüpfung mit weiteren Modulen und zumindest ein Heizelement aufweist, welches in die Einrichtung zur Luftmengensteuerung, insbesondere in einer Luftmengensteuerungsklappe integrierbar ist.These Task becomes in connection with the characteristics of the generic term of the Patent claim 1 according to the invention thereby solved, that at least one decentralized heating device in the air flow channel is arranged, which are used as a main or auxiliary heating can run as a module is, in particular for linking comprising further modules and at least one heating element, which in the device for air volume control, in particular in a Air quantity control flap is integrable.

Bei Einsatz als Hauptheizung kann die zentrale Heizungsanlage entfallen, was zu Gewichts-, Volumen- und Kosteneinsparungen führt. Darüber hinaus werden nur die tatsächlich benötigten Luftauslässe beheizt, so dass die Wärme nur punktuell, wo gewünscht erzeugt bzw. eingesetzt wird. Bei Einsatz als Zusatzheizung bleiben die Vorteile bei Kaltstart erhalten, wobei bei betriebswarmem Verbrennungsmotor dessen Abwärme zur Heizung des Innenraumes herangezogen wird. Vorteil des modularen Aufbaues ist, dass je nach Ausrüstungsgrad des Fahrzeuges nur die jeweils erforderlichen Funktionsmodule eingebaut und zur Verfügung gestellt werden. Dies führt zur Einsparung von Gewicht und Kosten in allen nicht voll ausgerüsteten Modulen. Außerdem wird ein evtl. späterer Service der Einheit im Falle einer Wartung oder Erweiterung erleichtert. Der modulare Aufbau wird durch die Verwendung gleichartiger Schnittstellen ermöglicht, welcher eine mechanische und elektrische Kompatibilität der Einzelmodule sicherstellt. Die Integration des Heizelements in eine Einrichtung zur Luftmengensteuerung, insbesondere in einer Luftmengensteuerungsklappe, und/oder in eine Einrichtung zur Luftrichtungssteuerung hat den Vorteil, dass räumlich kein separates Modul für die Heizfunktion erforderlich ist und somit auch eine verringerte Baulänge realisiert wird.at Use as main heating can be omitted the central heating system, which leads to weight, volume and cost savings. Furthermore only the actual ones required diffusers heated, so the heat only selectively, where desired is generated or used. When used as additional heating remain the benefits obtained at cold start, with operating warm combustion engine its waste heat used for heating the interior. Advantage of the modular Construction is that, depending on the degree of equipment the vehicle installed only the respective required function modules and available be put. this leads to to save weight and costs in all not fully equipped modules. In addition, will possibly later Service of the unit in case of maintenance or extension facilitates. The modular structure is achieved by using similar interfaces allows which is a mechanical and electrical compatibility of the individual modules ensures. The integration of the heating element in a device for air quantity control, in particular in an air flow control flap, and / or in a device for air-direction control has the advantage that spatially no separate module for the heating function is required and thus also a reduced overall length is realized.

Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt.further developments The invention are set forth in the subclaims.

So kann das integrierte Heizelement über flexible elektrische Leitungen und/oder schleifende Kontakte versorgt werden, welche die Relativbewegung zwischen dem beweglichen Heizelement und feststehenden elektrischen Anschlüssen ausgleichen. Um die Wegstrecke der Relativbewegung zu minimieren, sind die Leitungen bzw. Kontakte vorzugsweise nahe der zugeordneten Drehachse angeordnet, mit dem Ziel, durch geringen Verschleiß eine hohe Lebensdauer sicherzustellen. Da auch beheizte Luftmengensteuerungsklappen eine Dichtung zum sicheren Verschluss des Luftkanals erfordern, die Dichtung jedoch als Weichkomponente thermisch weniger stabil als die Hartkomponenten ist, wird vorgeschlagen, die Dichtung für die Luftmengensteuerungsklappe im zugeordneten Luftströmungskanal anzuordnen und hierdurch die thermische Belastung zu reduzieren. Diese Dichtung kann insbesondere ein im 2-Komponenten Spritzgießverfahren hergestelltes Teil sein.Thus, the integrated heating element can be supplied via flexible electrical lines and / or sliding contacts, which compensate for the relative movement between the movable heating element and fixed electrical connections. In order to minimize the distance of the relative movement, the lines or contacts are preferably arranged close to the associated axis of rotation, with the aim of ensuring a long service life through low wear. Also, since heated air flow control doors require a seal for securely closing the air duct, but the gasket is thermally less stable than the hard components as a soft component, it is proposed to place the air flow control door gasket in the associated air flow duct and thereby thermal stress to reduce. This seal may in particular be a part produced in a 2-component injection molding process.

Das Heizelement kann, zur Erhöhung der Heizleistung, zusätzliche Einrichtungen zur Vergrößerung der Wärme abgebenden Oberfläche aufweisen, insbesondere wärmeleitende Strukturen in Lamellen-, Wellen- oder Wabenform, welche dem Heizelement unmittelbar zugeordnet sind.The Heating element can, to increase the heating power, additional Facilities for enlarging the Give off heat surface have, in particular thermally conductive Structures in lamellar, wave or honeycomb shape, which the heating element are assigned directly.

Die dezentrale Heizvorrichtung ist vorzugsweise als elektrische Widerstandsheizung ausgeführt, um die Vorteile der schnellen und vom Verbrennungsmotor unabhängigen Heizwirkung voll entfalten zu können. Zur Erhöhung der Funktionssicherheit ist hierbei ein Schutzelement vorzusehen, wobei insbesondere ein PTC-Element beides, die Heiz- und die Schutzfunktion wahrnehmen kann.The decentralized heating device is preferably as electrical resistance heating executed to the benefits of fast and independent of the combustion engine heating effect to fully develop. To increase the functional safety is to provide a protective element, in particular, a PTC element both the heating and the protective function can perceive.

Um eine optimale Vielseitigkeit bei minimalem Verdrahtungsaufwand zu erreichen, ist die Belüftungsvorrichtung mit einer elektronischen Busansteuerung ausrüstbar, insbesondere, wenn die dezentrale Heizvorrichtung eine Versorgung auf Basis einer erhöhten Bordnetzspannung aufweist, z.B. 42 V. Hierdurch lassen sich die erforderlichen Leitungsquerschnitte gegenüber dem herkömmlichen 12/14 V Bordnetz drastisch reduzieren.Around optimal versatility with minimal wiring reach, is the ventilation device equipped with an electronic bus control, in particular, if the decentralized heating device a supply based on an increased vehicle electrical system voltage has, e.g. 42 V. This allows the required cable cross-sections across from the conventional one Drastically reduce 12/14 V vehicle electrical system.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt.embodiments The invention will be illustrated below with reference to the drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine 3D-Prinzipdarstellung einer Belüftungsvorrichtung, 1 a 3D schematic diagram of a ventilation device,

2 eine schematische Darstellung eines Teiles der Belüftungsvorrichtung, 2 a schematic representation of a part of the ventilation device,

3a bis 3d schematische Darstellungen einer Einrichtung zur Steuerung der Luftmenge mit integriertem Heizelement und 3a to 3d schematic representations of a device for controlling the amount of air with integrated heating element and

4a bis 4d schematische Darstellungen einer Einrichtung zur Steuerung der Luftmenge mit integriertem Heizelement und wärmeleitenden Strukturen. 4a to 4d schematic representations of a device for controlling the amount of air with integrated heating element and thermally conductive structures.

1 zeigt eine 3D-Prinzipdarstellung einer Belüftungsvorrichtung mit einer Belüftungsvorrichtung 1 für Fahrzeuge, in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage 2, mit Luftströmungskanälen 3 und einem Luftausströmer 4 mit einer Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung 5, 6 und zur Luftmengensteuerung 7. 1 shows a 3D schematic diagram of a ventilation device with a ventilation device 1 for vehicles, in conjunction with a heating or air conditioning system 2 , with air flow channels 3 and an air vent 4 with a device for controlling the direction of air 5 . 6 and for air flow control 7 ,

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teiles der Belüftungsvorrichtung, mit einer Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung oben/unten 5, rechts/links 6, die Luftmengensteuerung 7, eine dezentrale Heizvorrichtung 8, ein Lüftermodul 9 und den Luftkanal 3. Wie ersichtlich befindet sich die Heizvorrichtung unmittelbar vor den Einrichtungen zur Steuerung der Luftrichtung. Darüber hinaus weist die Heizvorrichtung aufgrund ihrer geringen Größe nur eine geringe Wärmekapazität auf. Hierdurch ist eine schnelle Erwärmung und minimale Abkühlung der Luft sichergestellt, wodurch z.B. eine schnelle Enteisung der Fensterscheiben und Erwärmung des Innenraumes ermöglicht wird. 2 shows a schematic representation of a part of the ventilation device, with a device for controlling the direction of air up / down 5 , right left 6 , the air flow control 7 , a decentralized heating device 8th , a fan module 9 and the air duct 3 , As can be seen, the heater is located immediately in front of the means for controlling the direction of air. In addition, the heater has only a small heat capacity due to its small size. As a result, a rapid heating and minimal cooling of the air is ensured, which, for example, a rapid de-icing of the windows and heating of the interior is made possible.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer dezentralen Heizvorrichtung 7', 8'. 3a und 3b zeigen ein Heizelement integriert in eine Klappe zur Steuerung der Luftmenge. Vorzugsweise wird eine große Fläche der Klappe von dem aktiven Heizelement 10' bedeckt, um die Wärmeübertragung an die vorbeiströmende Luft zu erhöhen. Dieses integrierte Heizelement 10' kann, wie in 3c und 3d gezeigt, über flexible elektrische Leitungen 11 und/oder schleifende Kontakte 12 versorgt werden, welche die Relativbewegung zwischen dem beweglichen Heizelement 10' und feststehenden elektrischen Anschlüssen 13 ausgleichen. Um die Wegstrecke der Relativbewegung zu minimieren, sind die Leitungen 11 bzw. Kontakte 12 vorzugsweise nahe der zugeordneten Drehachse 14 angeordnet, mit dem Ziel, durch geringen Verschleiß eine hohe Lebensdauer sicherzustellen. 3 shows a schematic representation of a decentralized heating device 7 ' . 8th' , 3a and 3b show a heating element integrated in a flap to control the amount of air. Preferably, a large area of the flap becomes from the active heating element 10 ' covered in order to increase the heat transfer to the passing air. This integrated heating element 10 ' can, as in 3c and 3d shown over flexible electrical wires 11 and / or dragging contacts 12 be supplied, which shows the relative movement between the movable heating element 10 ' and fixed electrical connections 13 compensate. To minimize the distance of the relative movement, the lines are 11 or contacts 12 preferably near the associated axis of rotation 14 arranged with the aim to ensure a long service life by low wear.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer dezentralen Heizvorrichtung mit zusätzlichen Einrichtungen zur Vergrößerung der Wärme abgebenden Oberfläche. 4a bis 4d zeigen hierbei schacht- bzw. wellenförmige Strukturen 15, welche dem Heizelement 10' unmittelbar zugeordnet sind. 4 shows a schematic representation of a decentralized heating device with additional means for increasing the heat-emitting surface. 4a to 4d show here shaft-like or wavy structures 15 which the heating element 10 ' are assigned directly.

11
Belüftungsvorrichtungaeration device
22
Heizungs-/KlimaanlageHeating / air conditioning
33
LuftströmungskanäleAirflow channels
44
Luftausströmerair vents
55
Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung (oben/unten)Facility for controlling the direction of air flow (up / down)
66
Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung (links/rechts)Facility for controlling the air direction (left / right)
7, 7'7, 7 '
Einrichtung zur Steuerung der LuftmengeFacility for controlling the amount of air
8, 8'8th, 8th'
dezentrale Heizvorrichtungdecentralized heater
99
weitere Module (Lüftermodul) (5, 6, 7, 9)further modules (fan module) ( 5 . 6 . 7 . 9 )
10, 10'10 10 '
Heizelementheating element
1111
Leitungencables
1212
schleifende Kontakteabrasive contacts
1313
festestehende elektrische Anschlüssesolid standing electrical connections
1414
Drehachseaxis of rotation
1515
wärme leitende Strukturenheat conductive structures

Claims (9)

Belüftungsvorrichtung (1) für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage (2), mit Luftströmungskanälen (3) und mindestens einem Luftausströmer (4) mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung der Luftrichtung (5, 6) und/oder zur Luftmengensteuerung (7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') im Luftströmungskanal (3) angeordnet ist, die als Haupt- oder Zusatzheizung eingesetzt werden kann, die als Modul ausgeführt ist, insbesondere zur Verknüpfung mit weiteren Modulen (5, 6, 7, 9) und zumindest ein Heizelement (10') aufweist, welches in die Einrichtung zur Luftmengensteuerung (7'). insbesondere in einer Luftmengensteuerungsklappe integrierbar ist.Ventilation device ( 1 ) for vehicles, in particular in connection with a heating or air conditioning system ( 2 ), with air flow channels ( 3 ) and at least one air vent ( 4 ) with at least one device for controlling the direction of air flow ( 5 . 6 ) and / or air flow control ( 7 ), characterized in that at least one decentralized heating device ( 8th . 8th' ) in the air flow channel ( 3 ) is arranged, which can be used as a main or auxiliary heating, which is designed as a module, in particular for linking with other modules ( 5 . 6 . 7 . 9 ) and at least one heating element ( 10 ' ), which in the device for air quantity control ( 7 ' ). in particular in an air flow control flap can be integrated. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung (8') zumindest ein Heizelement aufweist, welches über flexible elektrische Leitungen (11) und/oder schleifende Kontakte (12) versorgt wird, welche die Relativbewegung zwischen dem beweglichen Heizelement (10') und feststehenden elektrischen Anschlüssen (13) ausgleichen.Ventilation device according to claim 1, characterized in that the decentralized heating device ( 8th' ) has at least one heating element, which via flexible electrical lines ( 11 ) and / or sliding contacts ( 12 ), which controls the relative movement between the movable heating element ( 10 ' ) and fixed electrical connections ( 13 ). Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen elektrischen Leitungen (11) und/oder schleifende Kontakte (12) zur Verringerung der Wegstrecke der Relativbewegung nahe einer Drehachse (14) angeordnet sind.Ventilation device according to claim 2, characterized in that the flexible electrical lines ( 11 ) and / or sliding contacts ( 12 ) for reducing the distance of the relative movement near a rotation axis ( 14 ) are arranged. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung für die Luftmengensteuerungsklappe im zugeordneten Luftströmungskanal (3) angeordnet ist, wobei der Luftströmungskanal (3) mit der Dichtung insbesondere ein im 2-Komponenten Spritzgießverfahren hergestelltes Teil ist.Ventilation device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a seal for the air flow control flap in the associated air flow channel ( 3 ), wherein the air flow channel ( 3 ) is in particular a part produced in the two-component injection molding with the seal. Belüftungsvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung zusätzliche Einrichtungen zur Vergrößerung der Wärme abgebenden Oberfläche aufweist, insbesondere wärmeleitende Strukturen (15) in Lamellen-, Wellen- oder Wabenform.Ventilation device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decentralized heating device has additional means for increasing the heat-emitting surface, in particular thermally conductive structures ( 15 ) in lamellar, wave or honeycomb form. Belüftungsvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') als elektrische Widerstandsheizung ausgeführt ist.Ventilation device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decentralized heating device ( 8th . 8th' ) is designed as electrical resistance heating. Belüftungsvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') zumindest ein PTC-Element aufweist.Ventilation device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decentralized heating device ( 8th . 8th' ) has at least one PTC element. Belüftungsvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') eine elektronische Busansteuerung aufweist.Ventilation device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decentralized heating device ( 8th . 8th' ) has an electronic bus control. Belüftungsvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Heizvorrichtung (8, 8') eine Versorgung auf Basis einer erhöhten Bordnetzspannung aufweist, insbesondere 42 V.Ventilation device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decentralized heating device ( 8th . 8th' ) has a supply based on an increased vehicle electrical system voltage, in particular 42 V.
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