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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlagen-Anordnung in einem Fahrzeug
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus
der
EP 0 818 337 A2 ist
ein Fahrzeug bekannt, mit einer Motor- und Fahrgastraum trennenden
Stirnwand und einer im Motorraum angeordneten Frischluftzuführvorrichtung
für den Fahrgastraum. Zur Schaffung einer Low-Cost-Lösung
für die Frischluftzuführvorrichtung ist eine Kunststoffschale randseitig
dicht an die Stirnwand aufgesetzt und an dieser lösbar
befestigt, so dass sie zusammen mit der Stirnwand einen Luftführungskasten
bildet. Eine in der Schale integrierte Öffnung bildet den
Lufteinlass und eine von der Schale überspannte Stirnwandöffnung
den Luftauslass des Luftführungskanals. In der Schale kann
ein Luftfilter angeordnet sein. In der Stirnwandöffnung
ist eine Frischluft-Umluft-Klappe angeordnet.
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Die
EP 1 526 016 A1 offenbart
eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
die im Bereich einer Stirnwand zwischen einer Antriebsmaschine und
einem Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, und die Luftführungskanäle,
wenigstens einen Wärmetauscher sowie wenigstens eine Heizeinrichtung
aufweist. Hierbei sind zumindest Teile der Luftführungskanäle
als integrierter Bestandteil der Stirnwand ausgebildet. Wärmetauscher
und Heizeinrichtung sind auf einer Seite der Stirnwand angeordnet.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimaanlagen-Anordnung
zur Verfügung zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlagen-Anordnung mit
den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist
eine Klimaanlagen-Anordnung mit einem Gebläse, einem Verdampfer
und einer Heizeinrichtung, welche im Bereich einer Stirnwand eines
Fahrzeugs angeordnet sind, wobei das Gebläse, der Verdampfer
auf einer Seite der Stirnwand und die Heizeinrichtung auf der anderen
Seite der Stirnwand angeordnet sind. Die Anordnung von Gebläse
und Verdampfer auf der Motorraumseite ermöglicht eine besonders
einfache Zugänglichkeit im Wartungsfall oder Austauschfall.
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Bevorzugt
ist die Stirnwand durch zwei voneinander beabstandete Stirnwandbereiche
gebildet. Besonders bevorzugt verlaufen die Stirnwandbereiche zumindest
in einem Teilbereich im Wesentlichen parallel zueinander. Eine sehr
kompakte Bauform der Klimaanlagen-Anordnung ergibt sich, wenn zumindest
ein Teil der Luftkanäle zu den Austritten in einen Zwischenraum
zwischen die zwei Stirnwandbereiche integriert ist. Das Gebläse,
der Verdampfer und die Heizeinrichtung sowie ggf. vorhandene Filter
sind bevorzugt im Bereich der Außenseiten der Stirnwand angeordnet,
so dass sie leicht zugänglich sind.
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Die
Stirnwand weist vorzugsweise mindestens eine Stirnwandöffnung
auf, durch welche ein Luftkanal verläuft, über
welchen Luft vom Verdampfer zur Heizeinrichtung oder einem Kaltluft-Bypass und
anschließend zu Austritten in den Fahrzeuginnenraum führbar
ist.
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Eine
Umlenkung des Luftstroms zwischen Gebläse und Heizeinrichtung
in der Mittellängsebene der Klimaanlage um mindestens 180°,
insbesondere um mindestens 270°, ermöglicht eine
Kompakte Anordnung von Gebläse, ggf. einem Filter, und
Verdampfer auf der motorraumseitigen Stirnwand und der Heizeinrichtung
samt zugehöriger Temperaturklappen auf der Innenraumseite
der Stirnwand oder im Falle einer doppelwandigen Stirnwand zumindest eines
Stirnwandbereichs. Hierbei ist bevorzugt der Luftstrom bis einschließlich
zum ggf. vorhandenen Filter im Wesentlichen parallel zur Stirnwand
geführt und wird anschließen durch den Verdampfer
in Richtung auf die Stirnwand zu geführt. Die Heizeinrichtung
wird bevorzugt von schräg unten her angeströmt – je
nach Ausgestaltung und Anordnung der Heizeinrichtung von der Stirnwand
her oder von der Innenraumseite her.
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Die
Stirnwand weist, wenn sie durch zwei voneinander beabstandete Stirnwandbereiche
gebildet ist, welche einen Zwischenraum bilden, besonders bevorzugt
mindestens ein in den Zwischenraum integrierten Luftkanal, insbesondere
den Defrost-Luftkanal oder Front-Fußraum-Luftkanäle,
ggf. auch Luftkanäle zum Fondbereich oder die Front-Belüftungsluftkanäle,
auf, so dass sich eine bauraumsparende Bauweise ergibt. Ferner sind
die Komponenten, welche im Bedarfsfall häufiger ausgetauscht
werden müssen, wie Heizeinrichtung, Verdampfer, Gebläse
oder ggf. vorhandene Filter, gut zugänglich an der doppelwandigen
Stirnwand angeordnet, so dass sie von der Motorraumseite bzw. von
der Innenraumseite her einfach austauschbar sind.
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Der
motorraumseitig der Stirnwand angeordnete Verdampfer ist bevorzugt
in einem Winkel von 0° bis 30°, insbesondere 10° bis
25°, zur Stirnwand geneigt angeordnet, wobei die gebläseseitige
Seite des Verdampfers näher an der Stirnwand angeordnet
ist als die vom Gebläse abgewandte Seite.
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Die
innenraumseitig der Stirnwand oder mindestens eines Stirnwandbereichs
angeordnete Heizeinrichtung ist bevorzugt in einem Winkel von 0° bis 30° bei
einer Anströmung von der Innenraumseite her oder in einem
Winkel von 40° bis 60° bei einer Anströmung
von der Motorraumseite her zur Stirnwand geneigt angeordnet. Hierbei
sind bevorzugt jeweils die Seiten, die näher am Verdampfer
angeordnet sind, auch näher an der Stirnwand angeordnet.
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Gemäß einer
besonders kompakten Ausführungsform ist die Stirnwand durch
zwei voneinander beabstandete Stirnwandbereiche gebildet, und die Heizeinrichtung
ist auf der Innenraumseite der Stirnwand benachbart und parallel
zum innenraumseitigen Stirnwandbereich angeordnet. Dies ermöglicht insbesondere
eine geneigte Anordnung der Heizeinrichtung in Bezug auf die Stirnwand,
so dass sich die Anströmung durch die vom Verdampfer kommende Luft
verbessert, gleichzeitig aber eine direkte Weiterleitung der Luft
in den Defrost-Luftkanal, welcher bevorzugt in die Stirnwand integriert
ist, ermöglicht.
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Besonders
bevorzugt ist die Heizeinrichtung zwischen Gebläse und
Verdampfer oder in Höhe des Verdampfers und leicht in Richtung
des Gebläses verschoben auf der dem Gebläse und
Verdampfer gegenüberliegenden Seite der Stirnwand angeordnet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt entlang der Mittellängsebene eines
Fahrzeugs im Bereich der Stirnwand samt Klimaanlagen-Anordnung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2 einen
Schnitt entlang Linie A-A von 1,
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3 einen
schematischen Schnitt entlang der Mittellängsebene eines
Fahrzeugs im Bereich der Stirnwand samt Klimaanlagen-Anordnung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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4 einen
schematischen Schnitt entlang der Mittellängsebene eines
Fahrzeugs im Bereich der Stirnwand samt Klimaanlagen-Anordnung gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel, und
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5 einen
schematischen Schnitt entlang der Mittellängsebene eines
Fahrzeugs im Bereich der Stirnwand samt Klimaanlagen-Anordnung gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel.
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Eine
Klimaanlage 1 für ein Kraftfahrzeug weist ein
Gebläse 2, einen Filter 3, einen Verdampfer 4 und
eine Heizeinrichtung 5 auf. Sämtliche Teile der Klimaanlage 1 sind
im Bereich einer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zumindest bereichsweise doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 (motorraumseitiger
Stirnwandbereich 6' und innenraumseitiger Stirnwandbereich 6'')
des Kraftfahrzeugs angeordnet, wie aus 1 ersichtlich
ist, wobei die doppelt ausgebildete Stirnwand 6 einen Zwischenraum 7 aufweist, welcher
der Luftführung dient. Die doppelte Ausgestaltung dient
neben der Bildung des Zwischenraums 7 auch der Versteifung
der Stirnwand.
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Das
Gebläse 2, der Filter 3 und der Verdampfer 4 sind
auf der motorseitigen Außenseite der doppelt ausgebildeten
Stirnwand 6, die in 1 links dargestellt
ist, angeordnet, während die Heizeinrichtung 5 auf
der innenraumseitigen Seite der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 angeordnet
ist. Die doppelt ausgebildete Stirnwand 6 weist eine Stirnwandöffnung 8 auf,
durch welche ein Luftkanal verläuft, welcher die vom Gebläse 2 aus
durch den Filter 3 und den Verdampfer 4 geleitete
Luft auf die innenraumseitige Seite der Stirnwand 6 zur
Heizeinrichtung 5 führt. Im Bereich der Heizeinrichtung 5 ist
ein Kaltluft-Bypass (nicht dargestellt) vorgesehen, so dass zur
Temperierung der Luft, die durch den Verdampfer 4 gekühlt
ist, dieselbe auf an sich bekannte Weise geregelt in Abhängigkeit
der Anforderung seitens der Insassen des Fahrzeugs ganz oder teilweise an
der Heizeinrichtung 5 vorbeigeleitet oder durch die Heizeinrichtung 5 geleitet
werden kann. Vorliegend erfolgt hierbei – ausgehend vom
Gebläse 2 – eine Umlenkung des Luftstroms
um ca. 270°, bevor eine Verteilung auf Luftkanäle
erfolgt, welche zu Ausströmern o.ä. im Fahrzeuginnenraum
führen. Hierbei erfolgt die Umlenkung des Luftstroms ausgehend
vom Filter 3, welcher im Wesentlichen parallel zur Stirnwand 6 durchströmt
wird, durch eine Schrägstellung des Verdampfers 4,
welcher vorliegend in einem Winkel von ca. 30° zur Stirnwand 6 geneigt
angeordnet ist, in Verbindung mit einer entsprechenden, schrägen
Anströmung des Verdampfers 4, nachfolgend durch
eine im Wesentlichen senkrecht zur Stirnwand 6 durch die
Stirnwandöffnung verlaufende Führung des Luftstroms
sowie einer innenraumseitig der Stirnwand 6 erfolgenden
nachfolgenden Umlenkung nach oben in Richtung Heizeinrichtung 5,
welche vorliegend in einem Winkel von ca. 20° zur Stirnwand 6 schräggestellt
ist.
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Hinter
der Heizeinrichtung 5 und dem Kaltluft-Bypass ist ein Mischraum 9 ausgebildet,
welcher teilweise in den Zwischenraum 7 der doppelt ausgebildeten
Stirnwand 6 integriert ist. Ausgehend vom Mischraum 9 sind – in
den Zwischenraum 7 der Stirnwand 6 integriert – verschiedene
Luftkanäle ausgebildet, welche innerhalb der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 zum
entsprechenden Austritt verlaufen. So sind, wie in 1 schematisch
angedeutet, ein Defrost-Luftkanal 11 zum Defrost-Austritt 12,
verschiedene Front-Belüftungs-Luftkanäle 13 zu
den Mittel- und Seitenaustritten 14 und Front-Fußraum-Luftkanäle 15 zu
den Front-Fußraum-Austritten 16 vorgesehen.
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Weitere
Luftkanäle zu den Austritten des Fondbereichs sind vom
Zwischenraum 7 ausgehend fortgeführt.
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Die
Montage der Klimaanlage 1 erfolgt derart, dass das Gebläse 2,
der Filter 3, der Verdampfer 4 samt den entsprechenden
Bereichen des Gehäuses einschließlich des Luftkanals,
welcher durch die Stirnwandöffnung 8 führt,
von der Motorraumseite her montiert werden, wobei vorliegend eine
vormontierte Baugruppe in einem durch dicke Linien in 1 dargestellten
Gehäuse vorgesehen ist, welche einfach an der Stirnwand 6 anbringbar
ist. Alternativ können auch einzelne Bauteile montiert
werden, wobei mit dem Luftkanal durch die Stirnwandöffnung 8 begonnen
wird und die weiteren Teile von unten nach oben angebaut werden.
Die Heizeinrichtung 5 samt Kaltluft-Bypass und der entsprechende
Gehäusebereich wird hingegen von der Innenraumseite her
montiert. Die Luftkanäle 11, 13 und 15 im
Zwischenraum 7 werden vorliegend vormontiert und hierfür
entweder zwischen die doppelt ausgebildete Stirnwand 6 eingeschoben
oder an einem der Seitenwandbereiche montiert bevor der zweite Seitenwandbereich hinzugefügt
wird.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer Klimaanlagen-Anordnung,
wobei jedoch das Gebläse nicht dargestellt ist. Gleiche
und gleichwirkende Elemente in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel
sind beim zweiten Ausführungsbeispiel mit den gleichen
Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel versehen.
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Bei
der Klimaanlage 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
gelangt die vom Gebläse kommende Luft in einen Filter 3,
der von oben her angeströmt wird, und einen nachfolgend,
also unterhalb des Filters 3 angeordneten Verdampfer 4.
Hierbei entspricht die Anordnung von Filter und Verdampfer im Wesentlichen
derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, der Verdampfer
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist jedoch in einem Winkel von ca. 15° gegenüber
der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 geneigt. Nachfolgend dem
Verdampfer 4 wird der Luftstrom im Wesentlichen senkrecht
durch die doppelt ausgebildete Stirnwand 6 zu einer vom
Luftstrom seitlich umströmten Heizeinrichtung 5 geführt,
um die oben und unten jeweils ein mittels Klappen 20 geregelter
Kaltluft-Bypass 21 führt. Die Heizeinrichtung 5 ist
im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel parallel
zur Stirnwand 6 angeordnet, wobei sie innenraumseitig des
Stirnwandbereichs 6'' angrenzend angeordnet ist. In Luftströmungsrichtung
hinter der Heizeinrichtung 5 und den Kaltluft-Bypässen 21 ist
in einem Zwischenraum 7 der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 ein
Mischraum 9 ausgebildet, von dem aus innerhalb der doppelt
ausgebildeten Stirnwand 6 klappengeregelte Luftkanäle 11, 13, 15 zu
den entsprechenden Austritten abzweigen.
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4 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel einer Klimaanlagen-Anordnung,
bei dem wiederum gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
bezeichnet sind. Bei der Klimaanlagen-Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels
entspricht die Motorraumseite der Anordnung soweit nachfolgend nicht
explizit erwähnt der Klimaanlage 1 derjenigen
des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei zusätzlich
ein Kondensatablauf 31 für die Abführung
des im Verdampfer 4 anfallenden Kondenswassers nach außerhalb
des Gehäuses vorgesehen ist. Die Innenraumseite der Anordnung
unterscheidet sich jedoch wesentlich von den zuvor beschriebenen
Klimaanlagen-Anordnungen.
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Im
Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
erfolgt innenraumseitig der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 mit
ihren Stirnwandbereichen 6' und 6'' das Durchströmen
der Heizeinrichtung 5 auf direktem Wege, d. h. auf eine
Umlenkung des Luftstroms um 270° wird verzichtet und der
Luftstrom wird bis zur Heizeinrichtung 5 um weniger als
180° umgelenkt. Hierbei ist die Heizeinrichtung 5 in
einem Winkel von ca. 50° schräg im Bereich des
innenraumseitigen Stirnwandbereichs 6'' und mit ihrer luftanström seitigen
oberen Ecke im Wesentlichen direkt angrenzend an den motorraumseitigen Stirnwandbereich 6' angeordnet.
Auf der vom motorraumseitigen Stirnwandbereich 6' beabstandeten Seite
der Heizeinrichtung 5 ist ein klappengeregelter Kaltluft-Bypass 21 vorgesehen,
wobei zur Ermöglichung einer Temperaturschichtung ein Schichtungs-Luftkanal 21' parallel
zum Front-Belüftungskanal 13 zur Erhöhung
des Kaltluftmenge, die über die Mittel- und Seitenaustritte 14 dem
Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, vorgesehen ist.
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Die
Weiterführung der Luft vom Mischraum 9 aus erfolgt
im Falle des Defrost-Luftkanals 11 im Bereich des Zwischenraums 7 der
doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 nach oben zum Defrost-Austritt 12. Der
Front-Belüftungs-Luftkanal 13 zu den Mittel- und Seitenaustritten 14 verläuft
dagegen außerhalb der doppelt ausgebildeten Stirnwand 6 auf
der Innenraumseite derselben. Die Font-Fußraum-Luftkanäle zu
den Front-Fußraum-Austritten sehen eine Umlenkung im Wesentlichen
innerhalb des Zwischenraums 7 der doppelt ausgebildeten
Stirnwand 6 nach unten vor, wobei die Luftführung über
den größten Teil der Luftkanäle innerhalb
des Zwischenraums 7 erfolgt. Luftkanäle zum Fondbereich
verlaufen im Bereich der Stirnwand 6 ebenfalls im Wesentlichen
im Zwischenraum 7.
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5 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum gleiche
oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet
sind. Die Ausgestaltung der Motorraumseite entspricht im Wesentlichen
derjenigen des vierten Ausführungsbeispiels, abgesehen
davon, dass der Kondensatablauf 31 beabstandet von der
Stirnwand 6 angeordnet ist, so dass hierauf nicht näher
eingegangen wird.
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Wesentlicher
Unterschied zum zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel
ist, dass die Stirnwand 6 vorliegend nicht doppelt ausgebildet
ist, eine Abwandlung der Ausgestaltung der Stirnwand mit zwei Stirnwandbereichen
und der Integration eines Teils der Luftkanäle in den Zwischenraum
der Stirnwandbereiche entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel
ist jedoch möglich. Die Temperaturregelung erfolgt, wie
in der Zeichnung angedeutet, mittels einer Rollbandkassette 41 auf
an sich bekannte Weise anstelle von Klappen. In Verbindung mit der Rollbandkassette 41 ist
eine Trennwand 42 an Stelle der Klappe zwischen dem Warmluftweg
durch die Heizeinrichtung 5 und den Kaltluftweg durch den Kaltluft-Bypass 21 vorgesehen,
welche mittig an der Rollbandkassette 41 endet. Die Rollbandkassette 41 weist
hierbei einen leichten Knick in der Mitte auf, so dass die oben
angeordnete Hälfte der Rollbandkassette 41 im
Wesentlichen parallel zur Stirnwand 6 verläuft,
während die untere Hälfte schräg zur
Stirnwand 6 verlaufend angeordnet ist. Ferner entfällt
der Schichtungs-Luftkanal, welcher gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
in den Kaltluft-Bypass integriert ist. Der Verlauf der Luftkanäle
entspricht im Wesentlichen demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels, wobei
mangels Zwischenraum keine Integration in denselben möglich
ist, der Defrost-Luftkanal 11, die Luftkanäle
zu den Front-Fußraum-Austritten sowie zum Fondbereich (nicht
dargestellt) jedoch im entsprechenden Bereich direkt benachbart
zur Stirnwand 6 verlaufend angeordnet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0818337
A2 [0002]
- - EP 1526016 A1 [0003]