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Die
Erfindung betrifft ein Luftführungsgehäuse in einer
Klimaanlage mit einem Verstellelement, das im Luftführungsgehäuse schwenkbar
gelagert ist, für
die mittels Gebläse
bewirkte Luftzufuhr mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Ein
Luftführungsgehäuse der
angegebenen Art ist aus der
DE 197 33 052 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift
wird eine relativ aufwendige und umständliche Lagerung und Führung des
drehbaren Luftklappenkörpers
vorgeschlagen. Der glockenförmige
Luftklappenkörper
sitzt am unteren Rand auf dem Gebläsegehäuse auf. Um den Luftklappenkörper herum
befindet sich das Ansauggehäuse,
das die gleiche Glockenform aufweist, jedoch zwei Öffnungen
hat, eine für
Frischluft und eine für
Umluft. Die Luft verlässt
das Ansauggehäuse
nach unten, quasi durch den Glockenboden, um vom Gebläse angesaugt
zu werden. Der Luftklappenkörper
kann beide Öffnungen,
die für
Frischluft und die für
Umluft, gleichzeitig verschließen.
Dies kann nachteilig sein, denn in dem Fall wird dem Gebläse keine
Luft zugeführt
und dadurch wird die Luft im Fahrgastraum nicht umgewälzt. Unter
entsprechend ungünstigen
Verhältnissen,
z.B. im Winter, kann es zum Beschlagen der Frontscheibe und damit
einhergehend zu schlechter Sicht führen. Eine angenehme gleichbleibende
Temperatur im Fahrgastraum kann ebenfalls in diesem Fall nicht gewährleistet
werden, da keine Luft durch die Heizungs- oder Klimaanlage geführt wird.
Insgesamt handelt es sich hierbei um eine sehr aufwendige und im
Alltagsbetrieb eventuell eher unzuverlässige Konstruktion.
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In
der
DE 199 15 966
A1 wird eine Schwenkklappe oder eine halbzylindrische Trommelklappe beschrieben,
die dazu dient, dem Gebläse
Frischluft und/oder Umluft zuzuführen.
Erreicht wird dies mit Hilfe von Rippen, die im Gehäuse integriert
sind. Diese Rippen sollen den Luftstrom auf den Einlass des Gebläses lenken
und eine Mischung von Umluft und Frischluft vor dem Gebläse verhindern.
Der Nachteil dieser Bauart ist, dass bei langsamem Drehen der Schwenkklappe
oder der Trommelklappe zwischen den ausgewählten Positionen von Frischluft
zu Umluft die Rippe von der Frischluft umströmt werden kann, so dass Frischluft
direkt über
den Umlufteinlass in den Fahrgastraum strömen kann. Dies kann insbesondere
im Winter sehr von Nachteil sein.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, weitere funktionelle Verbesserungen
zu erreichen. Ferner soll das Luftführungsgehäuse kostengünstig herstellbar sein.
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Diese
Aufgabe wird bei einem dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden
Luftführungsgehäuse erfindungsgemäß durch
dessen Kennzeichen gelöst.
In den anhängigen
Ansprüchen
2–7 finden
sich weiterbildende Merkmale.
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Es
ist eine weitere Öffnung
in der Seitenwand des Luftführungsgehäuses vorhanden,
durch die die vom Gebläse
angesaugte Luft in dasselbe eintritt, und das Verstellelement ist
nach Art einer Drehtür
mit einem Verschlusselement ausgebildet, wobei das Verschlusselement
einen solchen Umfangsabschnitt des Luftführungsgehäuses umfasst, der kleiner ist
als die Summe der Querschnitte der Umluftöffnung und der Frischluftöffnung.
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Dadurch
stellt sich die erfindungsgemäße Wirkung
ein, wonach die Umluftöffnung
und die Frischluftöffnung
nicht gemeinsam verschlossen werden können, so dass in allen Betriebssituationen der
Klimaanlage eine Luftzuführung
in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges möglich ist.
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Im
Detail handelt es sich um eine einfache Form des Luftführungsgehäuses einer
Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges. Durch den praktischen, zweiteiligen
Aufbau des fassförmigen
Luftführungsgehäuses, ist
es bei der Montage leicht zu handhaben. Durch die geschickte Wahl
von nur einem Verstellelement innerhalb des Luftführungsgehäuses wird
nur ein Stellmotor oder dergleichen benötigt. Es werden sogar mit einem
Stellmotor zwei spiegelsymmetrisch angeordnete Verstellelemente
in zwei Luftführungsgehäusen gegengleich
durch eine Kopplungseinheit bewegt. Das Verstellelement ist in Form
einer Drehtüre
mit einem Verschlusselement, das in einem Ausführungsbeispiel eine Ausdehnung
von etwas mehr als 1/3 des Umfangs des Luftführungsgehäuses besitzt, ausgebildet.
Dadurch wird einerseits die bei höheren Fahrgeschwindigkeiten
notwendige Staudruckkompensation garantiert und andererseits die optimale
Versorgung des Fahrgastraumes mit Frischluft bzw. Umluft ermöglicht.
Im Boden und im Deckel des fassförmigen
Luftführungsgehäuses befindet sich
eine Nut mit einer Labyrinthdichtung, die ein zuverlässiges Gleiten
der Drehtüre
im Luftführungsgehäuse gewährleistet
und auch die möglicherweise auftretenden
Geräusche
verhindert. Vorzugsweise wird das Luftführungsgehäuse und die Drehtüre aus Kunststoff
gefertigt. Um eventuelle Störungen
beseitigen zu können,
sind die beiden Teile des Luftführungsgehäuses lösbar mittels
Befestigungselementen miteinander verbunden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Die Beschreibung enthält
weitere Merkmale und Vorteile, die sich gegebenenfalls als besonders
bedeutsam herausstellen können.
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1 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der Frischluftposition;
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2 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der Frischluftposition in einem Schnitt;
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3 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der 80% Staudruckkompensation der Frischluft;
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4 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der 80% Staudruckkompensation der Frischluft in einem Schnitt;
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5 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der Umluftposition;
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6 zeigt
die Stellung der Drehtür
in der Umluftposition in einem Schnitt;
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7 zeigt
die Anordnung der Luftführungsgehäuse im Fahrzeug;
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8 zeigt
die Kopplung der Drehtüren
in den Luftführungsgehäusen.
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Die 1 zeigt
das Luftführungsgehäuse 28 mit
der Drehtür 1 und
ihrem Verschlusselement 5 in der Stellung, in der nur Frischluft
durch die Öffnung 4 und
den Frischluftanschlussstutzen 33 im Seitenteil 35 in
das Luftführungsgehäuse 28 gelangt.
Der Frischluftanschlussstutzen 33 wird direkt mit der Dichtung 26 an
eine Öffnung
in der Trennwand zwischen Motorraum und Fahrgastraum angeflanscht. Die
Frischluft kann anschließend über die Öffnung 2 in
der nach außen
gewölbten
Seitenwand 35 und den Anschlussstutzen 34 in das
in 7 gezeigte Gebläse 50 strömen. Das
Luftführungsgehäuse 28 ist
zweiteilig aus dem oberen Gehäuseteil 28a und
dem unteren Gehäuseteil 28b aufgebaut.
Die Gehäuseteile 28a, 28b bestehen
ihrerseits aus einem Boden 31b bzw. Deckel 31a und
Seitenwänden 35.
Die Drehtür 1 besteht
aus einem dem Boden 31b und einem dem Deckel 31a benachbarten
Arm, die in der Form eines Kreissegments ausgestaltet sein können. Zwischen den
beiden Armen ist das Verschlusselement 5 angeordnet. Nach
dem Einsetzen der Drehtür 1 in
das untere Gehäuseteil 28a wird
das obere Gehäuseteil 28b aufgesetzt
und beide Gehäuseteile
werden mittels der Befestigungsmittel 29 miteinander verschraubt oder anderweitig
vorzugsweise lösbar
verbunden. Die Gehäuseteile 28b, 28a lassen
sich günstig
mittels Spritzgussverfahren aus Kunststoff herstellen. Zwischen
den Gehäuseteilen
bildet sich die Naht 27, die gegebenenfalls abgedichtet
werden muss. Zentrisch im Boden 31b des fassförmigen Luftführungsgehäuses 28 befindet
sich eine Aufnahme für
das Lager 30 der Drehtür 1,
ebenso im Deckel 31a. Außerdem befindet sich am Rand
des Bodens 31b und des Deckels 31a eine Nut 24 mit
Labyrinthdichtung. Diese Nut 24 soll Klappergeräusche der
Drehtür 1 verhindern.
Durch die Labyrinthdichtung in der Nut 24 wird die Drehtür 1 gegenüber der
durchströmenden und
der sich aufstauenden Luft abgedichtet. Durch das Verschließen der Öffnung 3 für Umluft
staut sich die Umluft vor dem Verschlusselement 5 der Drehtür 1. Über das
Ritzel 25 wird die Drehtür 1 mit einem in 8 prinzipiell
gezeigten Stellmotor 56 oder dergleichen über ein
Kopplungselement 55 bewegt. An das Lager 30 schließt sich
im Innern des fassförmigen
Luftführungsgehäuses 28 eine
Auflagescheibe 32 an, die gleichzeitig dazu dient, das
Verschlusselement 5 der Drehtür 1 mit dem Lager 30 zu
verbinden. Nur so kann die Drehtür 1 mit
dem Verschlusselement 5 durch einen Stellmotor 56 oder
dergleichen Antriebselement bewegt werden.
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In
der 2 ist dieselbe Situation wie in 1 zu
sehen, jedoch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 25a.
Die Frischluft, dargestellt durch die Pfeile 42 kann ungehindert
den Frischluftanschlussstutzen 33 und die Öffnung 4 passieren
und durch das Luftführungsgehäuses 28 und
den Anschlussstutzen 34 zum Gebläse 50 strömen. Die Frischluft 42 wird
dabei umgelenkt. Das Verschlusselement 5 der Drehtür 1 verschließt währenddessen die Öffnung 3 für die Umluft.
Die Umluft, dargestellt durch die Pfeile 41, wird abgeblockt.
Die Drehtür 1 kann
bis zu den Anschlägen 6,
rechts und links von der Öffnung 2,
gedreht werden. Durch diese Anschläge 6 wird verhindert,
dass das Verschlusselement 5 der Drehtür 1 die Öffnung 2 verschließt, so dass
immer Luft vom Gebläse 50 angesaugt
werden kann. Weil gleichzeitig immer eine der Öffnungen 3, 4 teilweise
oder ganz geöffnet
ist.
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Die 3 zeigt
das Luftführungsgehäuse 28 in
der Stellung, in der bei starkem Fahrtwind der dadurch entstehende
Staudruck kompensiert wird. Hierzu wird die Öffnung 4 für Frischluft
durch das Verschlusselement 5 der Drehtür 1 derart verschlossen, dass
nur noch ein kleiner Spalt 8 offen bleibt, um Frischluft
in das Luftführungsgehäuse 28 einzulassen.
Gleichzeitig gewährleistet
die Ausbildung des Verschlusselementes 5 als Drehtür 1 mit
etwa 1/3 des Umfangs des Bodens 31b, 31a, dass
die Öffnung 3 für die Umluft
geschlossen bleibt. Die Drehtür 1 kann
in beide Richtungen gedreht werden. Dreht man die Drehtür 1 weiter,
wird durch das Verschlusselement 5 der Spalt 8 noch
kleiner. Dadurch können
Umluft und Frischluft ins Luftführungsgehäuse 28 strömen, ohne
dass die Frischluft über
die Öffnung 3 der Umluft
direkt in den Fahrgastraum eindringt. Dies wird dadurch erreicht,
dass der Staudruck der Frischluft bereits kompensiert ist und die
Saugkraft des Gebläses 50 die
Richtung vorgibt in welche die Luft strömen kann.
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In
der 4 ist dieselbe Situation wie in 3 zu
sehen, jedoch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 25a.
Wie zu sehen ist, ist die Öffnung 4 für die Frischluft 42 bis
auf einen kleinen Spalt 8 durch das Verschlusselement 5 der
Drehtür 1 verschlossen.
Dies gewährleistet,
dass nicht die gesamte Frischluft 42 in das Luftführungsgehäuse 28 einströmen kann.
Denn bei höheren
Geschwindigkeiten erhöht
sich der Staudruck und deshalb muss die Öffnung 4 durch Verschließen derselben
den Staudruck kompensieren.
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In
der 5 ist der Fall aufgezeigt, der vorliegt, wenn
nur Umluft durch das Luftführungsgehäuse 28 hindurchströmen soll.
Hier verschließt
das Verschlusselement 5 der Drehtür 1 die Öffnung 4 für Frischluft
komplett, während
gleichzeitig die Öffnung 3 für Umluft
ganz geöffnet
ist. Die Labyrinthdichtung in der Nut 24 dient auch hier
dazu, ungewollte Geräusche,
die durch den Staudruck der Frischluft entstehen könnten, zu
verhindern.
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In 6 ist
dieselbe Situation wie in 5 zu sehen,
jedoch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 25a. In
diesem Fall staut sich die Frischluft 42 vor dem Verschlusselement 5 der
Drehtür 1. Die
Umluft 41 wird im Luftführungsgehäuse 28 umgelenkt.
Für die
Umluft 41 ist kein Anschlussstutzen notwendig, da sie ungehindert
aus dem Fahrgastraum in das Heiz/Klimagerät strömen kann und durch das Luftführungsgehäuse 28 vom
Gebläse
angesaugt wird, wenn die Regelung des Heiz/Klimagerätes ein Umschalten
auf Umluft erfordert. Das Gebläse 50 und
das Luftführungsgehäuse 28 sind
Teile des Heiz/Klimagerätes,
das zur Temperierung der Luft des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges
dient. Das Heiz/Klimagerät
als Ganzes ist von einem hier nicht gezeigten Gehäuse umgeben.
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Die 7 zeigt
die Anordnung der zwei Luftführungsgehäuse 28 im
Fahrzeug. Die Luftführungsgehäuse 28 werden
rechts und links spiegelsymmetrisch von einer Antriebseinheit 51,
die zwei Gebläse 50 antreibt,
jeweils direkt an das Gebläse 50 montiert.
Der Anschlussstutzen 34 besitzt Befestigungsmittel 52 um
das Gebläse 50 und
das Luftführungsgehäuse 28 miteinander
zu verbinden. Beide Drehtüren 1 werden
durch einen gemeinsamen in 8 prinzipiell
gezeigten Stellmotor 56 oder dergleichen bewegt.
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Die 8 zeigt
die prinzipielle Kopplung der beiden Luftführungsgehäuse 28 über ein
Kopplungselement 55 und einem Stellmotor 56 oder
dergleichen in der Draufsicht. Der Stellmotor 56 ist etwa
mittig an der Stellwelle angeordnet. Er könnte jedoch auch an einer anderen
geeigneten Stelle sitzen. Das Verschlusselement 5 der Drehtür 1 wird
in beiden Luftführungsgehäusen 28 mit
einem Stellmotor 56 über
das Kopplungselement 55 (Stellwelle) gegengleich gedreht.
Die Drehtüren 1 werden
spiegelsymmetrisch zueinander bewegt. Die Elemente 40 dienen
zur Befestigung der gesamten Einheit an der Zwischenwand zwischen
Motorraum und Fahrgastraum.