DE102005047241B3 - Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem an einen Wärmetauscher (2) angeschlossenen Warmluftkanal (3), einem am Wärmetauscher (2) vorbeiführenden Kaltluftkanal (4), einem Luftmischraum (5) an den Warmluftkanal (3) und Kaltluftkanal (4) angeschlossen sind und einem Luftleitteil (6), welches zur bereichsweise getrennten Luftführung unterschiedlich temperierter Luft im Luftmischraum Kaltluft und Warmluft bereichsweise gegeneinander abschottet und zur Reduzierung des Temperaturunterschiedes mindestens ein Loch (61) aufweist. Um eine verbesserte Steuerung der Temperatur an einem Luftaustritt (51) des Luftmischraumes (5) zu ermöglichen ist das Loch (61) in Bezug auf die freie Querschnittsfläche seines Strömungsquerschnitts steuerbar.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
• Eine derartige Klimaanlage ist in der DE 3839270 A1 offenbart. Diese Klimaanlage mit einem an einen Wärmetauscher angeschlossenen Warmluftkanal, einem am Wärmetauscher vorbeiführenden Kaltluftkanal, einem Luftmischraum, an den Warmluftkanal und Kaltluftkanal angeschlossen sind weist ein Luftleitteil auf, das zur Reduzierung des Temperaturunterschiedes zwischen Kaltluft und Warmluft mit mindestens einem Loch versehen ist, wobei das Loch in Bezug auf die freie Querschnittsfläche seines Strömungsquerschnitts steuerbar ist. Bei dieser Luftaufbereitungsvorrichtung trennt das Luftleitelement den Kaltluftkanal einerseits, beziehungsweise den Warmluftkanal andererseits in Strömungsrichtung vor dem Luftmischraum voneinander ab, so dass dieses nicht im Luftmischraum angeordnet ist, sondern diesen stromauf begrenzt. Die Öffnungen der gezeigten Anlage dienen als Kaltluftbeziehungsweise Warmluftöffnungen des Luftmischraumes, so dass die Temperatur des Luftmischraumes an sich über die in ihrem Strömungsquerschnitt steuerbaren Löcher steuerbar ist. Die Öffnungen dienen somit der eigentlichen Temperaturregelung.
• Die DE 102 11 190 A1 zeigt eine Luftmischeinrichtung einer Klimaanlage, die als Rolljalousie gestaltet ist und als Lufteinlasssteuerung eines Luftmischraumes vorgesehen ist, also stromauf des Luftmischraumes angeordnet ist und diesen begrenzt.
• Die DE 19524200 C1 zeigt eine Klimaanlage, deren Luftmischsteuerelemente mit Öffnungen versehen sind, damit eine verbesserte Luftmischung im Luftmischraum stattfindet.
• Aufgabe der Erfindung ist es eine Klimaanlage zu schaffen, bei der ein Luftauslass eines Luftmischraumes abstimmbar mit zusätzlicher Kaltluft versorgt wird.
• Die Aufgabe wird durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1 gelöst. Eine derartige Klimaanlage weist einen an einem Wärmetauscher angeschlossenen Warmluftkanal und einen am Wärmetauscher vorbeiführenden Kaltluftkanal auf, welche in einen Luftmischraum münden. Des Weiteren ist im Luftmischraum ein Luftleitteil angeordnet, welches zur getrennten Luftführung unterschiedlich temperierter Luft im Luftmischraum bereichsweise Kaltluft und Warmluft gegeneinander abschottet.
• Um die Temperaturunterschiede der unterschiedlich temperierten Luftströme zu reduzieren, weist das Luftleitteil mindestens ein Loch auf, durch welches die gegeneinander abgeschotteten Kalt- beziehungsweise Warmluftströme sich in begrenztem Umfang miteinander vermischen können. Um diese Vermischung und damit die Reduzierung des vom Luftleitteil bewirkten Temperaturunterschiedes beziehungsweise der an einem im Abströmbereich des Luftleitteils angeordneten Luftaustritt des Luftmischraumes auftretenden Temperatur steuerbar zu machen, ist das Loch des Luftleitteiles in Bezug auf die freie Querschnittsfläche seines Strömungsquerschnittes steuerbar. Das Luftleitteil ist dabei in seiner Anordnung unbeweglich, so dass zur verbesserten Steuerung der Temperatur am Luftaustritt die wesentlichen Strömungsverhältnisse im Luftmischraum beibehalten werden. Zur Verstärkung des gewünschten Effektes können auch mehrere Löcher vorgesehen sein, oder das Luftleitteil als Lochblech ausgeführt sein.
• Um eine möglichst einfache und kostengünstige Einrichtung zur Steuerung der freien Querschnittsfläche des Loches des Luftleitteils bereitzustellen, weist eine besondere Ausführungsform der Klimaanlage eine im Strömungsquerschnitt des Loches angeordnete Klappe auf. Die Klappe ist dabei in ihrer Lage schwenkbar, so dass die freie Querschnittsfläche des Loches verringert beziehungsweise versperrt werden kann. Die Anordnung einer Klappe im Strömungsquerschnitt des Loches ermöglicht die Steuerung der freien Querschnittsfläche mit einer besonders geringe Betriebskräfte erfordernden Einrichtung.
• Bei einer besonderen Ausführungsform der Klimaanlage ist ein Schieber vorgesehen, der entlang der das Loch aufweisenden Fläche des Luftleitteils verschiebebeweglich angeordnet ist. Der Schieber ist die zugehörige Anlagefläche des Luftleitteils umgreifend oder von Schiebeführungen des Luftleitteils umgriffen an der das Loch aufweisenden Anlagefläche angebracht. Durch die flache, am Luftleitteil im Wesentlichen anliegende Anordnung des Schiebers ist eine besonders Platz sparende und robuste Einrichtung zur Steuerung des freien Strömungsquerschnittes des Loches bereitgestellt.
• Um einen besonderen Luftaustritt des Luftmischraumes gezielt zu beeinflussen und eine gute Steuerbarkeit der dortigen Ausströmtemperatur zu ermöglichen, weist eine Ausführungsform der Klimaanlage ein Luftleitteil auf, welches von einer einen Mündungsbereich des Warmluftkanals im Luftmischraum von einem Mündungsbereich des Kaltluftkanals im Luftmischraum trennenden Kante bis zu einem Ausströmquerschnitt des Luftaustrittes verläuft.
• Zur Bereitstellung besonders frischer Luft an der die Insassen direkt anströmenden Mitteldüse der Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs weist eine besondere Ausgestaltung der Klimaanlage ein Luftleitteil auf, welches den die Mitteldüse bedienenden Ausströmquerschnittes des Luftmischraumes im Wesentlichen entgegen einer dortigen Zuströmrichtung von Warmluft abschottet. Dadurch ist es möglich, dass ein besonders großer Anteil von Kaltluft durch den Ausströmquerschnitt der Mitteldüse strömt, wobei das in seiner freien Querschnittsfläche steuerbare Loch des Luftleitteils eine besonders feinfühlige Anpassung der Temperatur der an der Mitteldüse austretenden Luft ermöglicht.
• Eine besondere Ausführungsform der Klimaanlage weist ein Luftleitteil auf, welches als C-Schiene ausgebildet ist. Diese C-Schiene ist dabei über ihre Anordnung im Luftmischraum beziehungsweise den dort auftretenden Strömungen sowie über Abstimmung ihrer Querschnittsfläche besonders einfach auf gewünschte Belüftungstemperaturen an den verschiedenen Auslässen der Klimaanlage abstimmbar. Eine derartige C-Schiene ist aus einer Rückenfläche und zwei Schenkelflächen gebildet, wobei die Schenkelflächen entlang zwei sich gegenüberliegenden, die Rückenfläche begrenzenden Kanten quer zur Rückenfläche angeordneten.
• Um eine gezielte Zuführung von Kaltluft zu einem Luftaustritt des Luftmischraumes zu ermöglichen, ist bei einer besonderen Ausführungsform der Klimaanlage die C-Schiene mit ihrer Rückenfläche im Wesentlichen quer zur Anströmrichtung der Warmluft im dortigen Bereich des Luftmischraumes angeordnet. So kann in dem durch die beiden Schenkelflächen der C-Schiene abgedeckten Windschatten der C-Schiene Kaltluft quer durch eine Warmluftströmung geführt werden. Das in seiner Querschnittsfläche steuerbare Loch des Luftleitteils kann dabei in der Rückenfläche angeordnet werden, so dass eine Steuerung der dadurch bewirkten Luftvermischung in einem besonders Weiten Bereich steuerbar ist.
• Um eine besonders feinfühlig steuerbare Beimischung von Luft durch das Loch des Luftleitteiles zu erreichen, ist das in seiner Querschnittsfläche steuerbare Loch nicht an der staudruckbelasteten Rückenfläche der C-Schiene, sondern in einer an die Rückenfläche angrenzenden Schenkelfläche angeordnet.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch Kombination oben genannter Ausführungsformen sowie aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung. In der Zeichnung sind verschiedene Ansichten von Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
• Dabei zeigen:
• 1 eine bereichsweise Darstellung eines Schnittes durch eine Klimaanlage quer zur flächigen Erstreckung ihres Heizkörpers,
• 2 eine bereichsweise Schnittdarstellung entlang des Schnittes II-II der 1,
• 3 eine bereichsweise Schnittdarstellung entlang des Schnittes III-III der 1 einer Ausführungsform mit einer das Loch steuernden Klappe und
• 4 eine Schnittdarstellung entsprechend 3 mit einem das Loch steuernden Schieber.
• 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Klimaanlage 1 quer zur flächigen Erstreckung ihres Heizwärmetauschers 2. Die Klimaanlage verfügt dabei für jede zu belüftende Klimatisierungszone des Fahrzeugs über einen Warmluftkanal 3, welcher durch in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Elemente in seiner Luftmenge steuerbar ist, sowie über einen ebenso in seiner Luftmenge steuerbaren Kaltluftkanal 4, so dass in dem zu Warm- und Kaltluftkanal stromabliegenden Luftmischraum 5 durch Mischen der beiden Luftströme die Belüftungstemperatur der jeweiligen Belüftungszone steuerbar ist. Stromab des Luftmischraums 5 sind verschiedene Belüftungsdüsen der Klimaanlage an zugehörige Luftaustrittsquerschnitte des Luftmischraums 5 angeschlossen.
• In der gezeigten Darstellung der 1 ist ein Austrittsquerschnitt 51 des Luftmischraums 5 dargestellt, welcher zur Belüftung einer Mitteldüse des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Um an der Luftaustrittsöffnung 51 des Luftmischraums 5, welcher die Mitteldüse bedient besonders frische Luft bereitzustellen, ist im Luftmischraum 5 ein Luftleitteil 6 angeordnet, welches als S-förmig gebogene C-Profilschiene ausgebildet ist. Dieses Luftleitteil 6 erstreckt sich von einer den Mündungsbereich des Warmluftkanals 3 im Luftmischraum 5 vom Mündungsbereich des Kaltluftkanals 4 im Luftmischraum 5 trennenden Kante in der flächigen Erstreckung des Heizkörpers 2 der Klimaanlage in Höhe des Luftaustritts 51 der Mitteldüse bis zum Einlassquerschnitt des Luftaustritts 51. Dabei ist das Luftleitteil 6 mit der Rückenfläche des C-Profils im Wesentlichen entgegen der dortigen Strömungsrichtung A des Warmluftstromes ausgerichtet, so dass die entlang der Strömungsrichtung B in den Luftmischraum 5 eintretende Kaltluft entlang des Luftleitteils 6 gegen den dortigen Warmluftstrom abgedeckt zum Einlassquerschnitt des Luftaustrittsquerschnitts 51 geleitet wird.
• Um die Zuführung von zu kalter Luft aus dem Kaltluftkanal 4 der Klimaanlage zum Luftaustritt 51 zu vermeiden, weist das Luftleitteil 6 in der in Einbaulage nach unten gerichteten Schenkelwand des C-Profils mehrere Löcher 61 auf, welche jeweils in der freien Querschnittsfläche ihres Strömungsquerschnitts steuerbar sind. Somit können beispielsweise bei relativ warmer Kaltluftzufuhr, wie sie beispielsweise bei abgeschaltetem Kältekompressor der Klimaanlage vorkommt, die Löcher 61 des Luftführungsteils 6 verschlossen werden und bei Abkühlen der zugeführten Kaltluft, beispielsweise bei während der Fahrt absinkenden Temperaturen der Außenluft zum Ausgleich der niedrigeren Kaltlufttemperaturen langsam geöffnet werden. Vorteilhaft ist, dass die wesentlichen Strömungsverhältnisse im Luftmischraum und insbesondere entlang des Luftleitteiles 6 erhalten bleiben.
• 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Schnittes II-II der 1. Dabei ist die Klimaanlage nur ausschnittsweise im Bereich der als Luftleitteil 6 vorgesehenen C-Profilschiene dargestellt. Die Rückenfläche 64 der C-Profilschiene ist dabei im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung A der Warmluft ausgerichtet. Die durch die Rückenfläche 64 von der aus Strömungsrichtung A anströmenden Warmluft abgeschottete Kaltluft wird zusätzlich durch die Schenkelflächen 62 und 63 des C-Profils vor Vermischung mit der Warmluft geschützt und kann entlang der länglichen Erstreckung der C-Profilschiene geführt werden.
• In der in Einbaulage nach unten gerichteten Schenkelfläche 62 des Luftleitteils 6 ist ein lochförmiger Durchbruch 61 angeordnet. Durch diesen ist die Abschottung der Kaltluft von der Warmluft durch das Luftleitteil 6 bereichsweise unterbrochen. Durch das Loch 61 kann Warmluft zu der vom Luftleitteil geführten Kaltluft gelangen und sich mit dieser vermischen. Entlang der das Loch 61 aufweisenden Schenkelfläche 62 des C-Profils ist ein Schieber 66 vorgesehen, welcher das Loch 61 wahlweise freigeben, stetig vergrößernd, beziehungsweise verkleinernd oder vollständig absperrend überdecken kann. Durch den Schieber 66 ist der freie Strömungsquerschnitt des Loches 61 steuerbar. Dadurch ist des Weiteren das Vordringen von Warmluft durch das Loch 61 in die vom Luftleitteil 6 abgeschottete Kaltluftführung steuerbar, wodurch des Weiteren die am stromabseitigen Ende des Luftleitteils auftretenden Lufttemperaturen steuerbar sind.
• 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang des Schnittes III-III der 1, wobei entsprechend der 2 die Klimaanlage nur bereichsweise am Luftleitteil 6 dargestellt ist. 3 zeigt dabei ein Luftleitteil 6, welches entsprechend der 2 als C-Schiene ausgebildet ist, wobei eine im Wesentlichen kongruent zur Querschnittfläche des Loches 61 ausgebildete Klappe 65 schwenkbar im freien Strömungsquerschnitt des Loches 61 angeordnet ist. In der Darstellung der 3 ist die Klappe 65 in einer Stellung quer zur Querschnittsfläche des Loches 61 angeordnet und gibt somit den Querschnitt maximal frei. Durch eine nicht weiter dargestellte Verstelleinrichtung ist die Klappe 65 den freien Strömungsquerschnitt des Loches 61 zunehmend androsselnd bis zu einer Lage verschwenkbar, in welcher sie entlang des Strömungsquerschnitt des Loches 61 ausgerichtet ist und dadurch den Strömungsquerschnitt maximal versperrt. Dadurch ist das Loch 61 des Luftleitteils 6 in der freien Querschnittsfläche des Strömungsquerschnitts steuerbar.
• 4 zeigt eine Detaildarstellung eines Schnittes entsprechend der 3, wobei die freie Querschnittsfläche des Strömungsquerschnittes des Loches 61 entsprechend der Ausführungsform der 2 durch einen entlang der dortigen Fläche des C-Profils verschiebebeweglich angeordneten Schieber 66 steuerbar ist. 4 zeigt dabei ein Luftleitteil 6, welches entsprechend der 2 als C-Schiene ausgebildet ist, wobei ein Schieber 66, welcher ein mit dem Loch 61 der C-Schiene kongruentes Loch aufweist so angeordnet ist, dass das Loch des Schiebers und das des Luftleitteils eine maximale Überdeckung aufweisen. Somit ist in dieser Stellung die freie Querschnittsfläche des Strömungsquerschnitts maximal freigegeben. Durch Verschieben des Schiebers 66 entlang der das Loch aufweisenden Wand des Luftleitteils wird die gemeinsame Überdeckung der Löcher bis zu einer vollständigen Absperrung des Loches 61 des Luftleitteils 6 stetig verringert, so dass auf diese Weise das Loch 61 des Luftleitteils 6 in der freien Querschnittsfläche des Strömungsquerschnitts steuerbar ist.

Claims (7)

1. Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem an einen Wärmetauscher angeschlossenen Warmluftkanal, einem am Wärmetauscher vorbeiführenden Kaltluftkanal, einem Luftmischraum, an den Warmluftkanal und Kaltluftkanal angeschlossen sind und einem Luftleitteil, das zur Reduzierung des Temperaturunterschiedes zwischen Kaltluft und Warmluft mindestens ein Loch aufweist, wobei das Loch in Bezug auf die freie Querschnittsfläche seines Strömungsquerschnitts steuerbar ist dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitteil (6) im Luftmischraum (5) angeordnet ist und zur bereichsweise getrennten Luftführung unterschiedlich temperierter Luft im Luftmischraum (5) vorgesehen ist, wobei das Luftleitteil (6) Kaltluft und Warmluft bereichsweise gegeneinander abschottet und den eine Mitteldüse bedienenden Ausströmquerschnitt (51) des Luftmischraumes (5) im Wesentlichen entgegen einer dortigen Zuströmrichtung (A) von Warmluft abschottet.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (61) durch eine Klappe (65) in seiner Querschnittsfläche veränderbar ist.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (61) durch einen Schieber (66) in seiner Querschnittsfläche veränderbar ist.
4. Klimaanlage nach der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitteil (6) von einer einen Mündungsbereich des Warmluftkanals (3) im Luftmischraum (5) von einem Mündungsbereich des Kaltluftkanals (4) im Luftmischraum (5) trennenden Kante bis zu einem Ausströmquerschnitt (51) des Luftmischraumes (5) verläuft.
5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitteil (6) als C-Schiene ausgebildet ist.
6. Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die C-Schiene mit ihrer Rückenfläche im Wesentlichen quer zur Anströmrichtung (A) der Warmluft angeordnet ist.
7. Klimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die C-Schiene das Loch (61) in einer an die Rückenfläche angrenzenden Schenkelflächen aufweist.