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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere
Omnibusse, zur Montage auf einem Dach des Kraftfahrzeugs, mit einem in
einem Tragwerk angeordneten Verflüssiger und einem in einem ersten
Gehäuse
angeordneten ersten Verdampfer und einem in einem zweiten Gehäuse angeordneten
zweiten Verdampfer, wobei der Verflüssiger und die Verdampfer quer
zur Fahrtrichtung nebeneinander angeordnet sind und das Tragwerk und
die Gehäuse
durch Verbindungselemente miteinander verbunden sind.
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Zum
Beispiel ist aus der Druckschrift
DE 41 13 246 A1 eine Klimaanlage zum Anbau
am oder im Dach eines Kraftfahrzeugs bekannt. Diese Klimaanlage
besteht aus einer einzigen kompakten Einheit für Kraftfahrzeuge mit gekrümmten Dächern und
gekrümmten
Karosserieträgern.
Es wird jedoch als nachteilig empfunden, dass Klimaanlagen nach
dem Stand der Technik wenig flexibel einsetzbar sind. Dächer von
Kraftfahrzeugen, insbesondere Omnibussen, unterscheiden sich sowohl
in der Breite als auch im Radius in einem sehr weiten Bereich. Eine
Klimaanlage zur Montage auf einem Dach eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
eines Omnibusses, kann nur auf bestimmte Fahrzeuge hin optimal angepasst
werden, während
bei anderen Fahrzeugen, die abweichende Dachkonturen aufweisen,
Hilfskonstruktionen erforderlich sind, um eine gute und sichere
mechanische Befestigung dieser Klimaanlagen auf dem Fahrzeugdach
zu erreichen. Dazu werden im Stand der Technik zum Beispiel keilförmige Dichtrahmen oder
unterschiedlich beschnittene Abdeckhauben verwendet. Da jedoch auf
der anderen Seite die Ansprüche
an das ästhetische
Erscheinungsbild von Kraftfahrzeugen ständig steigt, müssen verschiedene
Varianten von Klimaanlagen mit einem sehr hohen Aufwand hergestellt
werden. Dies erfordert, dass viele verschiedene Komponenten vorgehalten
werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung derartiger
Klimaanlagen in Frage gestellt ist.
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Klimaanlagen
zur Montage auf einem Dach eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines
Omnibusses, können
einteilig ausgeführt
sein oder aus mehreren Modulen bestehen. Im ersten Fall wird durch das
hohe Gewicht die Handhabbarkeit der Anlage erheblich erschwert,
im zweiten Fall müssen
die Module separat auf das Fahrzeug gehoben und dort montiert werden,
wobei die fahrzeugseitige Montage deutlich aufwendiger ist. In beiden
Fällen
besteht weiterhin die Gefahr, dass insbesondere außenliegende
Komponente, wie Verrohrung, Halter usw. bei der Montage beschädigt werden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung dies zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 dadurch gelöst,
dass die Verbindungselemente die relativen Stellungen des Tragwerks
und der Gehäuse
zueinander so festlegen, dass die Klimaanlage einer gekrümmten Form
des Dachs angepasst ist.
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Die
Grundidee der Erfindung besteht darin, dass die Module Verflüssiger und
Verdampfer mit dem Tragwerk und den Gehäusen jeweils in einer Grundausführung gefertigt
werden und diese Module dann so zusammengesetzt werden, dass eine
Vielzahl von Varianten von Klimaanlagen wirtschaftlich hergestellt
werden kann. Da die Verbindungselemente die relativen Stellungen
des Tragwerks und der Gehäuse
zueinander festlegen, ist es möglich,
dass sich die Klimaanlage jeder beliebigen Dachbreite und jedem
beliebigen Dachradius anpassen lässt.
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Vorteilhafterweise
ist der Verflüssiger
zwischen den Verdampfern angeordnet. Besonders vorteilhaft ist,
wenn das Tragwerk ein Trägerelement aufweist,
das eine Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse bildet.
Dies erlaubt, jeweils in Abhängigkeit
von den relativen Stellungen des Tragwerks und der Gehäuse zueinander, durch
das Trägerelement
eine feste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuse auszubilden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist zwischen dem Tragwerk und dem jeweils benachbarten Gehäuse jeweils
eine Lufteintrittsöffnung angeordnet,
wobei durch jede der Lufteintrittsöffnungen jeweils ein erster
Teilluftstrom zum Verflüssiger und
ein zweiter Teilluftstrom zum jeweils zugeordneten Verdampfer gelangt.
Durch die Verwendung solcher Lufteintrittsöffnungen für die Luftströme durch den
Verflüssiger
und den Verdampfer können
die Lufteintrittsöffnungen
sehr viel kompakter ausgeführt werden
als bei getrennter Luftzufuhr. Bei hoher Verflüssigerleistung, das heißt bei hohen
Außentemperaturen,
wird dem jeweiligen Verdampfer nur ein kleiner zweiter Teilluftstrom
zugeführt,
der Verdampfer wird überwiegend
mit Umluft beaufschlagt. Damit steht fast der volle Querschnitt
der Lufteintrittsöffnung
für die
Ansaugung des ersten Teilluftstroms zum Verflüssiger hin zur Verfügung.
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Besonders
vorteilhaft ist auch, wenn zwischen dem Tragwerk und dem jeweils
zugeordneten Gehäuse
jeweils ein Dichtelement und ein Frischluftraum angeordnet sind,
wobei jedes Dichtelement den jeweils zugeordneten Frischluftraum
nach oben hin abdichtet. Legt des weiteren die Lufteintrittsöffnung, das
Tragwerk, das Dichtelement und der Frischluftraum einen Luftströmungsweg
fest, wobei erster und zweiter Teilluftstrom über den Luftströmungsweg
von der Lufteintrittsöffnung
im Tragwerk nach unten gelangen und der zweite Teilluftstrom über den
Frischluftraum nach oben in das dem jeweiligen Frischluftraum zugeordnete
Gehäuse
gelangt, so können
damit die Wassertröpfchen
besonders gut aus der Frischluft abgeschieden werden. Die Teilluftströme werden
nämlich
zuerst im Tragwerk stark nach unten beschleunigt und dann nach oben
umgelenkt, wodurch bereits die meisten Wassertröpfchen aus den beiden Teilluftströmen entfernt
werden. Die schwereren Wassertropfen fallen auf das Dach des Busses und
können
von dort aus ablaufen.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei
auf Zeichnungen Bezug genommen wird. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Klimaanlage für
Kraftfahrzeuge,
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2 einen
Querschnitt durch eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge in Richtung
auf die Linie II-II der 1, und
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2a einen
Ausschnitt IIa aus der 2.
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In 1 ist
eine Klimaanlage 10 für
Kraftfahrzeuge, insbesondere Omnibusse, zur Montage auf einem Dach 11 (2)
des Kraftfahrzeugs in Aufsicht gezeigt, mit einem zentral angeordneten
Verflüssiger 12,
einem ersten Verdampfer 14 und einem zweiten Verdampfer 16,
wobei der zweite Verdampfer bezüglich
einer Zentralachse A symmetrisch zum ersten Verdampfer 14 angeordnet
ist. Der Verflüssiger 12 ist
in einem Tragwerk 18 aufgenommen, der erste Verdampfer 14 ist
in einem ersten Gehäuse 20 und
der zweite Verdampfer 16 ist in einem zweiten Gehäuse 22 untergebracht.
Von dem ersten Gehäuse 20 und
dem zweiten Gehäuse 22 sind
hier nur Teile dargestellt, um auch die Anordnung der Verdampfer 14, 16 in
den Gehäusen 20, 22 zeigen
zu können. Die
Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ist durch den Pfeil F beschrieben.
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In 2 ist
ein Querschnitt durch die Klimaanlage 10 in Richtung auf
die Linie II-II von 1 gezeigt. Aus zeichnerischen
Gründen
ist dabei nur die rechte Hälfte
der Klimaanlage 10 mit dem im Tragwerk 18 angeordneten
Verflüssiger 12 und
dem im zweiten Gehäuse 22 untergebrachten
zweiten Verdampfer 16 dargestellt. Die hier nicht dargestellte
linke Hälfte
mit dem ersten Verdampfer 14 im ersten Gehäuse 20 ist
spiegelsymmetrisch zur Achse B-B aufgebaut und ansonsten mit der
im folgenden beschriebenen rechten Hälfte der Klimaanlage 10 identisch.
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Der
liegend ausgeführte
Verflüssiger 12 ist
in dem Tragwerk 18 angeordnet, der auch einen über dem
Verflüssiger 12 befindlichen
Ventilator 23 aufnimmt. Unter dem Tragwerk 18 ist
ein Trägerelement 24 angeordnet,
durch welches das erste Gehäuse 20 und
das zweite Gehäuse 22 miteinander
verbunden sind sowie die Breite der gesamten Klimaanlage 10 festgelegt
ist. Der Verflüssiger 12 hat
nach unten keine Begrenzung durch eine Wanne, die Luft streicht direkt über das
Dach 11 des Busses. Damit kann der Verflüssiger 12 mit
dem Tragwerk 18 sehr schmal und leicht ausgeführt werden.
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Der
Verflüssiger 12 ist
durch eine Verflüssigerabdeckung 26 nach
oben hin geschützt.
Die Verflüssigerabdeckung 26 ist
in geeigneter Weise am Tragwerk 18 und am Trägerelement 24 befestigt.
Neben der Abdeckfunktion hat die Verflüssigerabdeckung 26,
die genauso wie das Trägerelement 24 ein einfaches
Blechelement ist, die Aufgabe, das erste Gehäuse 20 und das zweite
Gehäuse 22 miteinander zu
verbinden und die Breite der gesamten Klimaanlage 10 festzulegen,
wie unten noch genauer beschrieben wird.
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In
der Verflüssigerabdeckung 26 ist
eine Lufteintrittsöffnung 28 angeordnet,
die als gemeinsame Öffnung
sowohl Luft für
den Verflüssiger 12 als
auch für
den zweiten Verdampfer 16 ansaugt. Dabei wird ein erster
Teilluftstrom 30 zum Verflüssiger 12, ein zweiter
Teilluftstrom 32 zum zweiten Verdampfer 16 geführt.
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Das
den zweiten Verdampfer 16 aufnehmende zweite Gehäuse 22 besteht
aus einer Wanne 34 und einer Haube 36, die durch
ein Kopplungselement 50 miteinander verbunden sind. Das
Kopplungselement 50 ist als Verschraubung ausgeführt, jedoch sind
hier auch andere bekannte Verbindungsmechanismen einsetzbar. Zur
wasserdichten Abdichtung dienen die Dichtelemente 38a und 38b.
Das Dichtelement 38a ist zwischen Haube 36 und
Verflüssigerabdeckung 26,
das Dichtelement 38b zwischen Haube 36 und Wanne 34 auf
der dem Tragwerk 18 zugewandten Seite des zweiten Gehäuses 22 angeordnet.
Im Inneren 40 des zweiten Gehäuses 22 ist weiter
eine Luftklappe 42 mit einem Stellantrieb 44 an geordnet.
In die Wanne 34 ist weiter ein Kondenswasserraum 46 eingeformt,
der sich unmittelbar unter dem zweiten Verdampfer 16 befindet.
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Im
Folgenden soll unter besonderer Beachtung von 2a der
Bereich zwischen dem zweiten Gehäuse 22 und
dem Tragwerk 18 genauer beschrieben werden. Zwischen der
Haube 36 und der Verflüssigerabdeckung 26 ist
ein Verbindungselement 48 angeordnet, das hier als Scharnier
ausgebildet ist. Da die Schwenkachse 56 des als Scharnier ausgebildeten
Verbindungselements 48 außen liegt, kann das Dichtelement 38a bei
geeigneter geometrischer Gestaltung abrollen anstatt, wie sonst üblich, über die
Verflüssigerabdeckung 26 zu
gleiten. Durch das als Scharnier mit einer Schwenkachse 56 ausgeführte Verbindungselement 48 Lässt sich
das zweite Gehäuse 22 gegenüber dem
Tragwerk 18 verschwenken und damit an den Radius des Dachs 11 des
Kraftfahrzeugs anpassen. Das in der Länge variable beziehungsweise
verstellbare Trägerelement 24 und
die Verflüssigerabdeckung 26 ermöglichen
dann die feste Positionierung der Gehäuse 20, 22 und
des Tragwerks 18 auf eine besonders einfache und flexible
Methode. Dazu werden das Trägerelement 24 und
die Verflüssigerabdeckung 26 so
zugerichtet, dass sie die entsprechenden Abstände zwischen den Gehäusen 20 und 22 überbrücken, um
jeweils an diesen befestigt zu werden, um so die Breite der Klimaanlage 10 und
die Stellung des Tragwerks 18 und der Gehäuse 20, 22 zueinander
zu fixieren.
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Durch
das unterhalb des Verbindungselements 48 zur Abdichtung
nach oben angeordnete Dichtelement 38a wird ein darunter
liegender Frischluftraum 52 vor äußeren Einflüssen, insbesondere Regenwasser,
geschützt.
Die Lufteintrittsöffnung 28, das
Tragwerk 18, das Dichtelement 38a und der Frischluftraum 52 legen
einen Luftströmungsweg 54 fest,
dessen Funktion weiter unten noch genauer beschrieben werden soll.
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Das
Verbindungselement 48 weist auch (nicht dargestellte) Führungselemente
auf, die eine Bewegung des zweiten Gehäuses 22 in Bezug auf das
Tragwerk 18 ermöglichen.
Damit ist eine Ausrichtung zwischen der Haube 36 und der
Verflüssigerabdeckung 26 in
Fahrtrichtung F möglich.
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Die
Führungselemente
sind so ausgebildet, dass eine Bewegung des zweiten Gehäuses 22 in Bezug
auf das Tragwerk 18 quer zur Fahrtrichtung F möglich ist.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Führungselemente
Langlöcher
quer zur Fahrtrichtung F aufweisen. Damit kann die Haube 36 gegenüber der
Verflüssigerabdeckung 26 so
verstellt werden, dass über
die gesamte Länge
der Klimaanlage 10 in Fahrtrichtung F ein konstanter Spalt
für das Dichtelement 38a hergestellt
wird. Da die Verflüssigerabdeckung 26 vorne
und hinten am Dach 11 des Kraftfahrzeugs heruntergezogen
ist, wird auch dort eine einfache Anpassung eines konstanten Spalts zwischen
der Haube 36 und der Verflüssigerabdeckung 26 erreicht.
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Die
Klimaanlage 10 ist durch den gezeigten Aufbau besonders
stabil, weil zum einen die Wannen 34 untereinander durch
die Verflüssigerabdeckung 26 miteinander
verbunden sind und die Gehäuse 20, 22 jeweils
einen geschlossenen Kasten bilden. Damit werden Gewichtskräfte, die
etwa über
ein Hebezeug auf das Trägerelement 24 wirken, über die
Wanne 34, das Kopplungselement 50, die Haube 36 und
das Verbindungselement 48 in die Verflüssigerabdeckung 26 eingeleitet.
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Im
Folgenden soll die Entfernung von Wassertröpfchen aus der Frischluft im
Luftströmungsweg 54 der
Klimaanlage 10 anhand 2 im Detail
beschrieben werden.
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Die
durch die Lufteintrittsöffnung 28 vom Ventilator 23 und
ein Gebläse 58 angesaugte
Luft wird zuerst im Tragwerk 18 stark nach unten hin beschleunigt.
Der Luftstrom teilt sich nun in den ersten Teilluftstrom 30 und
den zweiten Teilluftstrom 32 auf. Nun findet eine Umkehrung
der Luftströmung
statt und die Teilluftströme 30, 32 werden
nach oben gelenkt. Schwerere Wassertropfen folgen der Schwerkraft
nach unten zum Dach 11 des Kraftfahrzeugs und können ablaufen.
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Die
Frischluft weist nun nur noch kleine Wassertröpfchen auf. In der dargestellten
Position der Luftklappe (Frischluftbetrieb) wird der zweite Teilluftstrom 32 über die
Klappe 42 hinweg in das Innere 40 des zweiten
Gehäuses 22 geleitet.
Hier eventuell noch im zweiten Teilluftstrom 32 mitgeführte Wassertröpfchen fallen
herunter und werden über
die Luftklappe 42 in den Kondenswasserraum 46 geleitet,
wo sie über
die (nicht gezeigte) Kondenswasserabführung abfließen können, ohne
den Innenraum des Fahrzeugs zu erreichen.
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Zusammenfassend
lässt sich
feststellen, dass die erfindungsgemäße Klimaanlage die wirtschaftliche
Herstellung einer großen
Zahl von verschiedenen Varianten erlaubt, dabei ein geringes Gewicht
und eine kompakte Bauweise aufweist und darüber hinaus eine optimale Entfernung
von Wassertröpfchen
aus der Frischluft ermöglicht.
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- 10
- Klimaanlage
- 11
- Dach
- 12
- Verflüssiger
- 14
- erster
Verdampfer
- 16
- zweiter
Verdampfer
- 18
- Tragwerk
- 20
- erstes
Gehäuse
- 22
- zweites
Gehäuse
- 23
- Ventilator
- 24
- Trägerelement
- 26
- Verflüssigerabdeckung
- 28
- Lufteintrittsöffnung
- 30
- erster
Teilluftstrom
- 32
- zweiter
Teilluftstrom
- 34
- Wanne
- 36
- Haube
- 38a,
b
- Dichtelement
- 40
- Inneres
des Gehäuses
- 42
- Luftklappe
- 44
- Stellantrieb
- 46
- Kondenswasserraum
- 48
- Verbindungselement
- 50
- Kopplungselement
- 52
- Frischluftraum
- 54
- Luftströmungsweg
- 56
- Schwenkachse
des Verbindungselements
- 58
- Gebläse