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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere Kraftfahrzeug-Klimaanlage, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Herkömmliche
Klimaanlagen für
Kraftfahrzeuge weisen je nach Komfortanforderungen eine unterschiedliche
Anzahl von im Fahrzeuginnenraum möglichen Klimatisierungszonen
auf. Je nachdem wie viele solcher Zonen unterschiedlich konditioniert werden
können,
unterscheidet man im Wesentlichen ein-, zwei-, drei,- oder vierzonige
Klimaanlagen. Die Einteilung der Zonen des Fahrzeuginnenraums erfolgt
in jeweils vordere Zonen und hintere Zonen, sowie fahrer- und beifahrerseitige
Zonen, wodurch sich im Wesentlichen vier Zonen ergeben. Die Zonigkeit der
Klimaanlage ergibt sich aus der Anzahl der Klimazonen die mit unterschiedlich
konditionierter Luft der Klimaanlage versorgt werden können. In
der Regel ist für
jede Änderung
der Zonenanzahl eine neue Auslegung der Klimanalage, insbesondere
des Luftführungsgehäuses mit
den darin angeordneten Luftführungskanälen und
den diese in manchen Bereichen unterteilenden Trennwänden. So
ergibt sich, dass für
jede Variante, insbesondere auch in Hinblick auf die Varianten einzonige
Klimaanlage, zweizonige Klimaanlage und vierzonige Klimaanlage, die
gesamte Klimaanlage neu konstruiert werden muss und für jede Variante
spezielle Werkzeuge erforderlich sind.
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Die
EP 1 288 031 A1 offenbart
eine modular aufgebaute Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit Mitteln zur Verteilung
eines Haupt-Luftstroms und einem Heizkörper zum Erwärmen eines
zweiten Luftstroms. Die Klimaanlage ist in einem Gehäuse angeordnet. Den
modularen Aufbau der Klimaanlage gibt es in wenigstens drei Versionen,
nämlich
für eine
ein-, eine zwei- und eine dreizonige Klimaanlage, die für die Erzeugung
eines Luftstroms mit vorgegebener Temperatur in den entsprechenden
Zonen geeignet ist. Hierbei ist der äußere Aufbau der verschiedenen
Versionen der Klimaanlage identisch, unabhängig von der Zonenanzahl. Der
modulare Aufbau wird im Wesentlichen durch eine Vielzahl unterschiedlicher
Einlegeteile gebildet, welche das Gehäuse entsprechend der gewünschten
Zonenanzahl unterteilen. Hierbei werden, jeweils der gewünschten
Zonenanzahl entsprechend, Einlegeteile in das Luftführungsgehäuse eingebaut.
Eine derartigere Klimaanlage lässt
noch Wünsche
offen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimaanlage zur Verfügung zu
stellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine
Klimaanlage vorgesehen, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage,
mit einem Luftführungsgehäuse und
in demselben angeordneten Komponenten, wie einem Heizer, gegebenenfalls
einem Zuheizer und einem Einlegeteil zur Luftführung und/oder -mischung, wobei
das Einlegeteil und/oder das Luftführungsgehäuse miteinander direkt oder
indirekt, das heißt
beispielsweise über
ein Getriebe oder gegebenenfalls über eine gemeinsame elektrische
Steuerung, verbindbare und gemeinsam regelbare Elemente aufweist,
um eine mehrzonige Klimaanlage in eine wenigerzonige Klimaanlage
umzuwandeln. Gemäß dem Stand
der Technik sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Einsätzen bekannt,
wobei in der Regel ausgehend von einer wenigerzonigen Klimaanlage
durch das Einfügen
von zusätzlichen
Trennwänden
eine mehrzonige Klimaanlage gebildet wird. Dabei werden entsprechend
der gewünschten
Zonenanzahl Steuerelemente vorgesehen. Im Gegensatz hierzu wird
ausgehend von einer mehrzonigen Klimaanlage durch Vereinfachung
der Steuerung, bevorzugt durch das Vorsehen miteinander direkt oder
indirekt koppelbarer Klappen, eine wenigerzonige Klimaanlage gebildet,
wobei die Zonenanzahl nach dem Einbau üblicherweise nicht geändert wird.
Das Koppeln der Klappen erfolgt vorzugsweise von außerhalb
des Luftführungsgehäuses, so
dass das Innere des Luftführungsgehäuses, insbesondere
das Einlegeteil, bei unterschiedlichen Varianten zumindest im Wesentlichen
gleich ausgebildet ist. Somit ergibt sich eine mehrzonige Basisvariante
und eine zumindest im Inneren im Wesentlichen gleich ausgebildete
wenigerzonige Variante hierzu.
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Vorzugsweise
sind die Klappen am Einlegeteil angebracht, so dass eine einfache
Vormontage möglich
ist. Die Koppelung der Klappen erfolgt bevorzugt mechanisch, insbesondere
durch eine starre Verbindung der beiden Klappen, jedoch kann auch ein
Getriebe vorgesehen sein.
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Bevorzugt
ist das Luftführungsgehäuse für Klimaanlagen
mit unterschiedlicher Zonenanzahl zumindest im Einbaubereich des
Einlegeteils gleich ausgebildet. Dadurch lassen sich die Stückzahlen
erhöhen,
so dass die Herstellungskosten gesenkt werden können.
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Im
Luftführungsgehäuse ist
vorzugsweise mindestens ein Einlegeteil angeordnet, welches in einem
Bereich desselben mindestens eine Trennwand aufweist, welche zwei
Kanäle,
insbesondere zwei Warmluftkanäle,
die unter schiedlichen Klimazonen zugeordnet sind, voneinander trennt.
Die Kanäle können der
Innenraumbelüftung
und/oder dem Fußraum
zugeordnet sein.
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Bevorzugt
ist ein Heizer und/oder Zuheizer in einem Einlegeteil angeordnet,
das seinerseits im Luftführungsgehäuse angeordnet
ist. Dies ermöglicht eine
bedarfsgerechte Ausbildung der Kanäle. Ferner ermöglicht die
Anordnung im Einlegeteil die breitere Verwendung des Luftführungsgehäuses, da
spezielle Ausgestaltungen, beispielsweise für ein- und zweizonige und drei-
und vierzonige Klimaanlagen am Einlegeteil vorgenommen werden können, wie
beispielsweise das Vorsehen von Abdeckungen im ein- und zweizonigen
Anwendungsfall nicht benötigter
Kanäle.
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Bevorzugt
ist das Einlegeteil für
eine ein- und zweizonige und/oder eine drei- und vierzonige Klimaanlage in übereinstimmender
Weise ausgebildet. Hierbei gibt es konstruktionsbedingt in der Regel
Unterschiede zwischen den Einlegeteilen für ein- und zweizonige Klimaanlagen
und den Einlegeteilen für drei-
und vierzonige Klimaanlagen, so dass – abgesehen von einer Verbindung
der regelbaren Elemente des Einlegeteils – die ein- und die zweizonigen bzw.
die drei- und die vierzonigen Klimaanlagen identisch aufgebaut sind.
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Das
Luftführungsgehäuse für eine ein-
und zweizonige und/oder eine dreiund vierzonige Klimaanlage ist
bevorzugt gleich ausgebildet. Bei Unterschieden zwischen dem Aufbau
ein- und zweizoniger Klimaanlagen und dem Aufbau drei- und vierzoniger Klimaanlagen
können
diese durch die Verwendung unterschiedlicher Einlegeteile behoben
werden, so dass nur ein Luftführungsgehäuse erforderlich
und somit ein optimierter modularer Aufbau der Klimaanlage möglich ist.
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Das
Einlegeteil umfasst bevorzugt auch eine Luftverteilervorrichtung
zur Luftverteilung zu den Fußräumen. Dabei
kann diese an das Einlegeteil angespritzt sein.
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Alternativ
können
getrennt ausgebildete Einlegeteile für die Luftverteilung zu den
Fußräumen und Einlegeteile
für die
Lufttemperierung vorgesehen sein. Dies ist insbesondere aus herstellungstechnischen
Gründen
der Fall bei vier- und
mehrzonigen Klimaanlagen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Varianten
unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der zentral angeordneten Warmluftkanäle einer
vierzonigen Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
(Basisversion),
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2 eine 1 entsprechende
schematische Darstellung der zentral angeordneten Warmluftkanäle der dreizonigen
Variante der Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
mit schematisch dargestellter Klappenkoppelung,
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3 einen
Schnitt durch eine mehrzonige Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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4 einen
Schnitt senkrecht zum in 3 dargestellten Schnitt durch
eine mehrzonige Klimaanlage gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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5 eine
erste perspektivische Darstellung des Einlegeteils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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6 eine
zweite perspektivische Darstellung des Einlegeteils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Einlegeteils für die Fußräume gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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8 eine
andere perspektivische Ansicht des Einlegeteils von 7,
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9 eine
perspektivische Ansicht eines Einlegeteils für die Fußräume gemäß einer Variante des ersten
Ausführungsbeispiels,
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10 eine
andere perspektivische Ansicht des Einlegeteils von 9,
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11 eine
Seitenansicht des Einlegeteils von 9,
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12 eine
schematische Darstellung der zentral angeordneten Warmluftkanäle einer
zwei Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
(Basisversion),
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13 eine 12 entsprechende
schematische Darstellung der zentral angeordneten Warmluftkanäle der einzonigen
Variante der Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
mit schematisch dargestellter Klappenkoppelung,
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14 einen
Schnitt durch eine mehrzonige Klimaanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
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15 einen
Schnitt senkrecht zum in 14 dargestellten
Schnitt durch eine mehrzonige Klimaanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
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16 eine
erste perspektivische Darstellung des Einlegeteils gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
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17 eine
zweite perspektivische Darstellung des Einlegeteils von 16,
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18 ein
Seitenansicht des Einlegeteils von 16,
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19 eine
perspektivische Darstellung eines Einlegeteils mit angespritztem
Einlegeteil für
die Fußräume gemäß einer
Variante des zweiten Ausführungsbeispiels,
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20 eine
andere perspektivische Darstellung des Einlegeteils von 19,
und
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21 eine
Seitenansicht des Einlegeteils von 19.
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Eine
Kraftfahrzeug-Klimaanlage weist ein Luftführungsgehäuse 1, wie in 3 dargestellt,
mit in demselben angeordnetem Heizer H, Zuheizer h und Verdampfer
V auf, wobei das Luftführungsgehäuse 1 aus
fertigungs- und montagetechnischen Gründen mehrteilig als Kunststoff-Spritzgussteil
ausgebildet ist. Zu klimatisierende Luft wird über ein nicht dargestelltes
Gebläse
durch die Klimaanlage gefördert
und gegebenenfalls über
einen Luftfilter geleitet. In dem Luftführungsgehäuse 1 sind eine Mehrzahl von
Luftkanälen 2 und Klappen 3 zur
Steuerung der Luftströmung
mit Hilfe von Einlegeteilen E ausgebildet bzw. angeordnet.
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Gemäß dem in
den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
mit Variante ist als Basisversion eine vierzonige Klimaanlage vorgesehen,
welche jeweils den vier Klimazonen zugeordnete, durch zwei sich
kreuzende Trennwände 4,
die Teil des Einlegeteils E sind, voneinander getrennte, zentral
angeordnete Warmluftkanäle
W und seitlich hiervon angeordnete Kaltluftkanäle K (nicht in den 1 und 2 dargestellt)
aufweist. Jeder der Klimazonen ist zur Regelung der Lufttemperatur
eine Klappe 3 zugeordnet, die direkt über eine Steuerungsvorrichtung
ansteuerbar ist, von einem Stellmotor angetrieben wird, und die
unabhängig
von den anderen Klappen 3 bewegt werden kann.
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Die
Klappen 3 sind schwenk- und verschiebbar am Einlegeteil
E angebracht. Sie weisen auf einer Seite Zapfen 31 auf,
welche in Langlöchern 32 geführt sind
(siehe 5), und sind auf ihrer anderen Seite mit einem
Scharnier 33 gelagert, welches an einem Ende eines Arms 34 angeordnet
ist, der sich von einer Welle 35 aus erstreckt (siehe 6),
so dass die Klappen 3 die erforderliche Schwenk-Verschiebe-Bewegung
durchführen
können.
Die Anordnung der Klappen 3 ist spiegelbildlich bezüglich der
Mittelebene, welche parallel zu den Wellen 35 verläuft.
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Vorliegend
sind die dem Frontbereich des Kraftfahrzeugs zugeordneten Klappen 3 doppelt
so hoch wie die den unterhalb hiervon und dem Fondbereich zugeordneten
Klappen 3 ausgebildet, jedoch sind auch einander entsprechende
Klappengrößen möglich. Die
Klappen 3 sind über
die Wellen 35, welche bis über das Luftführungsgehäuse 1 hinaus
ragen, mit je einem Stellmotor verbunden. Hierbei können auch
schaltbare Getriebe vorgesehen sein, so dass ein Stellmotor verschiedene
Klappen 3 unabhängig
voneinander betätigen
kann.
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Das
Einlegeteil E ist im Luftführungsgehäuse 1 angeordnet
und wird bei der Montage in dasselbe eingesetzt. Hierbei ist das
Einlegeteil E derart im Luftführungsgehäuse 1 aufgenommen,
dass der Strömungsverlauf
der Luft geringstmöglich
negativ beeinflusst wird, wofür
das Luftführungsgehäuse 1 entsprechend
erweitert ist, so dass möglichst
keine Kanten im Bereich der Übergänge in den
Luftströmungsweg
hineinragen. Das Einlegeteil E nimmt zudem den Heizer H und den
Zuheizer h auf (vgl. 3). Es ist aus fertigungstechnischen
Gründen
mehrteilig ausgebildet, wie insbesondere 6 entnommen
werden kann, wobei gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
eine Teilung in horizontaler Richtung in Höhe der horizontal verlaufenden
Trennwand 4 vorgesehen ist und die beiden Teile mittels
Clipsverbindungen miteinander verbunden sind, so dass bei der Montage
der Heizer H und der Zuheizer h im Einlegeteil E positioniert werden.
Für die
optimale Positionierung von Heizer H und Zuheizer h weist das Einlegeteil
E jeweils einen mit Hilfe von in Einführrichtung verlaufenden Rippen
entsprechend ausgebildeten Einführschacht
auf (vgl. 6) sowie gegebenenfalls weiterer
Positionierungselemente, wie beispielsweise weitere als Stopp dienende
Rippen, so dass diese Elemente im Einlegeteil E beim Einführen automatisch
richtig positioniert und wackelsicher gehalten werden.
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Um
bei der Fertigung aus einer vierzonigen Klimaanlage, eine dreizonige
Klimaanlage mit vereinfachter Steuerung zu machen, ist eine in 2 schematisch
dargestellte mechanische Klappenkoppelung 5 vorgesehen,
welche die den Zonen drei und vier zugeordneten Klappen 3 verbindet,
so dass sie über
eine gemeinsame Steuervorrichtung steuerbar sind. Somit sind anstelle
von vier Steuervorrichtungen nur drei Steuervorrichtungen erforderlich.
Hierbei werden vorliegend die beiden Klappen 3, die dem Fondbereich
zugeordnet sind, gekoppelt. Dabei erfolgt gemäß der vorliegenden Variante
des ersten Ausführungsbeispiels
die Koppelung außerhalb
des Luftführungsgehäuses 1,
so dass zumindest der Innenraum des Einlegeteils E bei der Basisva riante (Ausführungsbeispiel
1) und der Variante hierzu identisch ausgebildet sind. Unterschiede
zwischen Basisvariante und Variante ergeben sich erst außerhalb des
Luftführungsgehäuses 1 auf
Grund der hier vorgesehenen Verbindung mit den Stellmotoren, wobei im
Falle der Basisvariante vier Stellmotoren und im Falle der Variante
lediglich drei Stellmotoren vorgesehen sind, da im Falle der Variante
zwei Klappen 3 mit Hilfe eines außerhalb des Luftführungsgehäuses angeordneten
Getriebes (nicht dargestellt) gekoppelt sind, so dass die gekoppelten
Klappen 3 synchron betätigbar
sind.
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Prinzipiell
kann aus der vierzonigen Klimaanlage durch entsprechende Koppelungen
auch eine zwei- oder gar einzonige Klimaanlage mit entsprechend
vereinfachter Steuerung gemacht werden, so dass sehr große Stückzahlen
zumindest für
Teile des Luftführungsgehäuses und
das Einlegeteil möglich sind,
wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. So lassen sich beispielsweise
der Front- und der Fondbereich oder die rechte Seite und die linke
Seite jeweils untereinander koppeln.
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Auf
Grund von in der Regel vorhandenen grundsätzlichen Unterschieden bei
der Luftführung, wie
dass bei ein- und zweizonigen Klimaanlagen üblicherweise kein B-Säulen-Abgang
vorgesehen ist, kommen in der Regel Module, insbesondere auch in Hinblick
auf das Luftführungsgehäuse, für ein- und zweizonige
Klimaanlagen sowie abweichend hiervon ausgestaltete Module für drei-
und vierzonige Klimaanlagen in Frage, wobei jeweils die zwei- bzw.
vierzonige Klimaanlage die Basisvariante bildet. Die ein- bzw. dreizonige
Klimaanlage werden hieraus als Varianten durch Koppeln der Klappen
und gegebenenfalls anderen leichten konstruktiven Veränderungen, wie
beispielsweise Verschließen
von Öffnungen,
z.B. einem B-Säulen-Abgang
des Luftführungsgehäuses, gebildet.
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Für die Fußräume der
einzelnen Zonen ist gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
im Luftführungsgehäuse 1 ein
weiteres Einlegeteil F mit hierin integ rierten Klappen 6 vorgesehen,
wobei wiederum die einzelnen Klappen 6 im Falle einer vierzonigen Klimaanlage
getrennt und im Falle einer dreizonigen Klimaanlage gekoppelt sein
können.
Das Einlegeteil F bildet eine Luftverteilungsvorrichtung zu den
Fußräumen und
ist vorliegend aus fertigungstechnischen Gründen getrennt vom Einlegeteil
E ausgebildet.
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Das
in den 7 und 8 dargestellte Einlegeteil F
weist vier Klappen 6 auf, die in zwei Reihen zu je zwei
Klappen 6 angeordnet sind. Die Klappen 6 jeder
Reihe schwenken um die gleiche Schwenkachse 61. Die Steuerung
kann – je
nach Verwendungszweck – unabhängig voneinander,
teilweise gekoppelt oder miteinander gekoppelt erfolgen. Die Betätigung erfolgt
auf an sich bekannte Weise.
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In
den 9 bis 11 ist eine Variante des Einlegeteils
F mit vier nebeneinander angeordneten Klappen 6 dargestellt,
wobei alle Klappen 6 um die gleiche Schwenkachse 61 schwenkbar
sind. Die Steuerung kann, wie unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben,
erfolgen. Zur unabhängigen
Steuerung der Klappen 6 kann eine Klappe 6 eine
Hohlwelle aufweisen, durch welche die Welle einer anderen Klappe 6 geführt ist.
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Gemäß einer
weiteren Variante ist im Einlegeteil lediglich eine durchgehende
Klappe für
alle Fußräume vorgesehen,
so dass keine zonenabhängige
Steuerung der Fußraum-Temperierung
und -Belüftung
erfolgt.
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Das
zweite, in den 12 bis 21 dargestellte
Ausführungsbeispiel
mit Varianten entspricht vom Prinzip her dem ersten Ausführungsbeispiel
mit Variante, jedoch ist als Basisvariante eine zweizonige Kraftfahrzeug-Klimaanlage vorgesehen,
welche zwei durch eine Trennwand 4 voneinander getrennte Warmluftkanäle W und
zwei seitlich hiervon angeordnete Kaltluftkanäle K aufweist. Bei der Basisvariante ist
jeder der beiden Klimazonen zur Regelung der Lufttemperatur je eine
Klappe 3 zugeordnet, die direkt über eine außerhalb des Luftführungsgehäuses 1 angeordnete
Steuerungsvorrichtung ansteuerbar ist und die unabhängig von
der anderen Klappe 3 bewegt werden kann.
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Im
Falle der einzonigen Variante erfolgt, vergleichbar mit der Variante
des ersten Ausführungsbeispiels,
außerhalb
des Luftführungsgehäuses 1 eine
Koppelung der beiden Klappen 3 mittels einer mechanischen
Klappenkoppelung 5, so dass nur eine Steuervorrichtung
erforderlich ist.
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Gemäß den in
den 16 bis 18 dargestellten
Variante ist, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ein zweites
Einlegeteil vorgesehen, welches für die Luftverteilervorrichtung
für die
Fußräume der
einzelnen Zonen bildet. Hierbei kann im Falle einer zweizonigen
Klimaanlage ein Einlegeteil mit zwei Klappen und im Falle einer
einzonigen Klimaanlage ein anderes Einlegeteil mit einer großen Klappe
verwendet werden, jedoch ist auch ein Koppeln der beiden Klappen
des Zweizonen-Einlegeteils möglich.
Prinzipiell kann auch im Falle einer zweizonigen Klimaanlage eine
einzonige Ausgestaltung der Fußraumbelüftung vorgesehen
sein, so dass in diesem Fall eine durchgehende Klappe verwendet
werden kann.
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Gemäß der in
den 19 bis 21 dargestellten
Variante ist das Einlegeteil F angespritzt an und somit einstückig mit
dem Einlegeteil E ausgebildet, wodurch sich die Montage etwas vereinfacht. Das
Einlegeteil F weist zwei unabhängig
voneinander steuerbare Klappen 6 auf, welche im Falle einer einzonigen
Klimaanlage miteinander gekoppelt werden.
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Ein
Anspritzen des Einlegeteils F im Falle der drei- oder vierzonigen
Ausgestaltung ist aus fertigungstechnischen Gründen nur bedingt möglich, so dass
in diesem Fall die mehrteilige Ausgestaltung bevorzugt wird.