DE102009032599A1

DE102009032599A1 - Air conditioning module for motor vehicle, has air distributor arranged downstream to another air distributor, where temperature-controlled air flow is selectively fed into air duct or pair of air ducts by former air distributor

Info

Publication number: DE102009032599A1
Application number: DE200910032599
Authority: DE
Inventors: Ingo Blum
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The module (10) has an air distributor (18) arranged downstream to another air distributor (16). A heating unit (14) and a cooling unit (12) are provided within a housing (11). The heating unit is designed as a heater core and the cooling unit is designed as an evaporator. Supplied air flow (46) is selectively fed to the heating unit and/or the cooling unit via a cylindrical jacket-side air outlet (22) of the latter air distributor, and temperature-controlled air flow (48) is selectively fed into an air duct (30) or a pair of air ducts (40, 42) by the former air distributor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimamodul für Kraftfahrzeuge, welches sowohl zur Temperaturregelung als auch zur räumlichen Verteilung von dem Fahrzeuginnenraum oder der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges zuzuführender Luft ausgebildet ist.The The present invention relates to a climate module for motor vehicles. which both for temperature control as well as for spatial Distribution of the vehicle interior or the passenger compartment of the Motor vehicle is supplied to be supplied air.

Klimamodule für Kraftfahrzeuge weisen oftmals einen verhältnismäßig komplexen und daher in Herstellung und Montage kostenintensiv und aufwendig zu implementierenden Aufbau auf. Zur gezielten Beeinflussung eines Luftstroms hinsichtlich Temperatur und seines räumlichen bzw. geometrischen Ausströmverhaltens in den Fahrzeuginnenraum, weisen bekannte Klimamodule eine Vielzahl unterschiedlicher Luftleitkanäle auf, in denen verschwenkbare oder verschiebbare Luftleitklappen oder dergleichen mechanische Steuerungsmittel angeordnet sind.air module for motor vehicles often have a relative complex and therefore costly and expensive to manufacture and assemble complicated to implement construction on. For targeted influence an air flow in terms of temperature and its spatial or geometrical outflow behavior into the vehicle interior, have known climate modules a variety of different air ducts on, in which pivotable or movable louvers or the like mechanical control means are arranged.

Mittels solcher Luftleitklappen kann je nach Anforderung der Fahrzeuginsassen, erwärmte Luft von einem Heizerkern, einem etwa mit dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors in thermischem Kontakt stehenden Wärmetauscher und/oder mit kalter Luft von einem Verdampfer einer Klimaanlage vermischt und je nach gewünschter Einstellung unterschiedlichen Luftausströmern, etwa Auslassdüsen, die in unterschiedlichen Bereichen im Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, zugeführt werden.through such spoilers can, depending on the requirements of the vehicle occupants, heated air from a heater core, one about with the Cooling circuit of the internal combustion engine in thermal contact standing heat exchanger and / or with cold air from one Evaporator mixed air conditioning and depending on the desired Setting different air vents, such as outlet nozzles, the are arranged in different areas in the vehicle interior, be supplied.

Aus der DE 197 17 413 C1 ist beispielsweise eine Belüftungseinrichtung bekannt, welche mindestens zwei getrennte Luftführungskanäle und eine Luftverteilungsvorrichtung zur wählbaren Verteilung der von den Luftführungskanälen zugeführten Luft auf diverse, in der Fahrgastzelle angeordnete Luftausströmer aufweist. Die Luftverteilungsvorrichtung weist dabei zwei, jeweils in einem Verteilergehäuse koaxial angeordnete und darin drehbar aufgenommene Steuerorgane auf, die Öffnungen zu den zugeordneten Verteilergehäusen in einer durch deren räumliche Anordnung festgelegten Kombination miteinander verbinden, wobei die Luftausströmer auf die Auslassöffnungen beider Verteilergehäuse aufgeteilt sind.From the DE 197 17 413 C1 For example, a ventilation device is known, which has at least two separate air ducts and an air distribution device for selectively distributing the air supplied from the air ducts to various, arranged in the passenger compartment air vents. The air distribution device in this case has two, each coaxially arranged in a distributor housing and rotatably received therein control members which connect openings to the associated distributor housings in a fixed by their spatial arrangement combination, the air vents are divided into the outlet openings of the two distributor housing.

Die beiden Verteilergehäuse sind dabei zylinderförmig ausgebildet, wobei die beiden Steuerorgane miteinander zwangsgekoppelt sein können. Beide Verteilergehäuse sind dabei jeweils mit unterschiedlichen Luftauslassöffnungen versehen sowie an drei verschiedene luftzuführende Luftführungskanäle angeschlossen, sodass eine Vielzahl unterschiedlichster Konfigurationen und Luftströmungsverteilungen eingestellt werden können.The two distributor housing are cylindrical formed, wherein the two control members positively coupled together could be. Both distributor housings are included each provided with different air outlet openings as well as three different air supply ducts connected, so a variety of different configurations and air flow distributions can be adjusted.

Die strömungstechnische Kopplung von insgesamt drei luftzuführenden Luftführungskanälen mit einer Vielzahl von Luftauslässen mittels zweier im Wesentlichen parallel zueinander geschalteter Steuerorgane erweist sich zur Erzielung gewünschter Temperaturen und Luftverteilungen hinsichtlich Konfiguration und Ansteuerung der einzelnen Steuerorgane als relativ aufwendig.The Fluidic coupling of a total of three air-supplying Air ducts with a variety of air outlets by means of two substantially parallel to each other Controllers proves to achieve desired temperatures and air distribution with regard to configuration and control the individual control organs as relatively expensive.

Stetig steigender Kostendruck sowie spezifische Anforderungen regionaler Absatzmärkte für Kraftfahrzeuge erfordern die Bereitstellung eines auf Basisfunktionen vereinfachten, möglichst kostengünstigen Klimamoduls.steady rising cost pressure and specific regional requirements Sales markets for motor vehicles require the Provide a simplified on basis functions, if possible cost-effective climate module.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes Klimamodul für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches in besonders kosteneinsparender Art und Weise herstellbar und am Kraftfahrzeug montierbar ist. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Klimamodul eine gegenüber herkömmlichen Klimamodulen geringere Anzahl von Bauteilen aufweisen und somit einen zuverlässigen und wartungsarmen Langzeitbetrieb ermöglichen.It is therefore an object of the present invention, a simplified Climate module for a motor vehicle available to put, which in a particularly cost-saving manner can be produced and mounted on the motor vehicle. About that In addition, the climate module according to the invention is a lower than conventional climate modules Number of components and thus have a reliable and allow low-maintenance long-term operation.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Klimamodul gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.The The problem underlying the invention is achieved with a climate module according to claim 1 and with a motor vehicle solved according to claim 13. Separate advantageous embodiments are the subject of dependent Claims.

Das erfindungsgemäße Klimamodul weist ein, vorzugsweise ein einziges Gehäuse mit zwei, einem ersten und einem zweiten, jeweils verstellbar angeordneten Luftverteiler auf. Des Weiteren umfasst das Klimamodul eine Heizeinheit und eine Kühleinheit zur Aufheizung und/oder Kühlung zugeführter Luft. Die Heizeinheit und die Kühleinheit sind ebenfalls innerhalb des Gehäuses des Klimamoduls angeordnet.The Climate module according to the invention comprises, preferably a single housing with two, a first and a second, each adjustable arranged air distributor on. Furthermore For example, the climate module includes a heating unit and a cooling unit for heating and / or cooling air supplied. The heating unit and the cooling unit are also inside arranged the housing of the air conditioning module.

Ferner ist vorgesehen, dass sowohl der erste als auch der zweite Luftverteiler jeweils zumindest einen Lufteinlass und zumindest einen Luftauslass aufweisen.Further It is envisaged that both the first and the second air distributor in each case at least one air inlet and at least one air outlet exhibit.

Dabei ist vorgesehen, dass die dem Gehäuse des Klimamoduls, etwa über ein externes Gebläse zuführbare Luft über den zumindest einen Auslass des ersten Luftverteilers wahlweise der Heizeinheit und/oder der Kühleinheit zuführbar ist. Die entsprechend temperierte Luft ist dabei mit Hilfe des stromabwärts von Kühleinheit und Heizeinheit angeordneten zweiten Luftverteilers wahlweise zumindest einem ersten und/oder einem zweiten Luftführungskanal zuführbar.there is provided that the housing of the climate module, about over an external blower supplied air over the at least one outlet of the first air distributor optional the heating unit and / or the cooling unit fed is. The appropriately tempered air is thereby using the downstream cooling unit and heating unit arranged second air distributor optionally at least a first and / or a second air duct fed.

Die einzelnen Luftführungskanäle münden in entsprechenden Luftausströmern, die verteilt in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs, ihrem jeweiligen Belüftungszweck entsprechend, angeordnet sind. Die diversen Luftführungskanäle können beispielsweise in zu den Fahrzeuginsassen richtbaren Belüftungsdüsen, in zur Windschutzscheibe gerichteten oder den Seitenscheiben zugeordneten Defrost-Düsen führen. Auch ist denkbar, die Luftführungskanäle mit großflächigen Luftaustrittsflächen zur Erzeugung diffuser, von den Fahrzeuginsassen kaum wahrnehmbarer Luftströmungen zu koppeln.The individual air ducts open into corresponding Luftausströmern distributed in the passenger compartment of the vehicle, their respective Belüf purpose are arranged accordingly. The various air ducts can lead, for example, to ventilation nozzles which can be directed to the vehicle occupants, into defrost nozzles directed toward the windscreen or to the side windows. It is also conceivable to couple the air ducts with large-area air outlet surfaces to produce diffuse, hardly perceivable by the vehicle occupants air currents.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Klimamoduls sieht vor, dass eine Luftzuführseite des Gehäuses über die Kühleinheit und/oder die Heizeinheit strömungstechnisch von einer Luftverteilungsseite getrennt ist. Dabei ist jeweils ein Luftverteiler der Luftzuführseite und ein Luftverteiler der Luftverteilungsseite zugeordnet und vorzugsweise, bezogen auf die Anordnung von Kühl- und Heizeinheit, auch in oder an jenen Seiten im Gehäuse des Klimamoduls angeordnet.Of the sees the construction of the climate module according to the invention before, that an air supply side of the housing over the cooling unit and / or the heating unit fluidly is separated from an air distribution side. There is one in each case Air distributor of the air supply side and an air distributor assigned to the air distribution side and preferably, based on the arrangement of cooling and heating unit, also in or on those pages arranged in the housing of the climate module.

Der erste und der zweite Luftverteiler können unabhängig voneinander betätigbar ausgebildet sein, sodass je nach Stellung und Positionierung des ersten Luftverteilers die Lufttemperatur und mit dem zweiten Luftverteiler die Zuführung der entsprechend temperierten Luft zu den einzelnen Luftausströmern unabhängig voneinander eingestellt werden können.Of the first and second air distributor can be independent be formed operable from each other, so depending on Position and positioning of the first air distributor the air temperature and with the second air distributor, the supply of the appropriately tempered Air to the individual air vents independently can be adjusted from each other.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Luftverteiler über ein Stellglied starr miteinander gekoppelt sind. Insoweit korreliert eine Stellung oder Positionierung des ersten Luftverteilers mit einer entsprechenden Stellung des zweiten Luftverteilers.To a first advantageous embodiment of the invention is provided that the first and the second air distributor via an actuator are rigidly coupled together. In that regard, a position correlates or positioning the first air distributor with a corresponding one Position of the second air distributor.

Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, dass das gesamte Klimamodul mit nur einem einzigen Regler betätigbar, regelbar bzw. einstellbar ist. Eine Temperaturwahl und luftverteilende Konfiguration der Luftausströmer ist somit systeminhärent festgelegt. Auf diese Art und Weise kann das Klimamodul in besonders einfacher, kosten- und bauteileinsparender Weise ausgebildet werden. So kann insbesondere nach der Erfindung vorgesehen werden, dass für extreme einstellbare Temperaturbereiche, etwa zur Erzeugung besonders kalter oder besonders warmer Luft lediglich ausgewählte, nicht aber sämtliche Luftausströmer mit der entsprechend temperierten Luft zu beaufschlagen sind.there can be provided in particular that the entire climate module operable, controllable or with only a single controller is adjustable. A temperature selection and air distribution configuration the air vent is thus systemically determined. In this way, the climate module can be used in a particularly simple, be formed cost and component saving manner. In particular be provided according to the invention that for extreme Adjustable temperature ranges, for example, to produce particularly cold or especially warm air only selected, but not all air vents with the appropriately tempered Air are to be applied.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Luftverteiler, strömungstechnisch gesehen dem ersten Luftverteiler nachgeschaltet bzw. stromabwärts hierzu angeordnet ist. Der erste und der zweite Luftverteiler werden somit sequenziell von zugeführter Luft durchströmt. Die dem Klimamodul zugeführte Luft strömt insbesondere zunächst durch den ersten Luftverteiler, verzweigt dann, je nach Stellung des ersten Luftverteilers, in die Heizeinheit und/oder in die Kühleinheit. Nach Durchströmen von Heiz- und/oder Kühleinheit werden beide Teilluftströme, der erwärmte bzw. der abgekühlte Teilluftstrom, dem zweiten Luftverteiler zugeführt, welcher diese je nach Einstellung den nachgeschalteten Luftführungskanälen und den damit in Strömungsverbindung stehenden Luftausströmern zuführt.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that the second air distributor, seen fluidically downstream of the first air distributor or downstream thereto is arranged. The first and the second air distributor are thus flows through sequentially supplied air. The air supplied to the air conditioning module flows in particular first through the first air distributor, then branches, Depending on the position of the first air distributor, in the heating unit and / or in the cooling unit. After flowing through heating and / or Cooling unit both partial air flows, the heated or the cooled partial air flow, the second air distributor fed, which these depending on the setting the downstream Air ducts and thus in flow communication supplies to stationary air vents.

Von Vorteil weisen der erste und der zweite Luftverteiler eine im Wesentlichen hohlzylindrische Geometrie auf, wobei an ihrer Zylindermantelfläche als auch an ihrer Stirnfläche angeordnete Lufteinlässe und/oder Luftauslässe ausgebildet sind. Durch Drehung der zylindrischen Luftverteiler können die entsprechenden Stirnflächen oder mantelflächenseitigen Lufteinlässe bzw. Luftauslässe strömungstechnisch mit unterschiedlichen Luftführungskanälen gekoppelt werden.From Advantageously, the first and the second air distributor have a substantially hollow cylindrical geometry, wherein on its cylinder surface as also arranged on their face air inlets and / or air outlets are formed. By turning the cylindrical air distributor can use the corresponding end faces or shell-side air inlets or air outlets fluidically with different air ducts be coupled.

Dabei ist insbesondere nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Luftverteiler einen stirnwandseitigen Lufteinlass und zumindest einen, vorzugsweise sogar mehrere zylindermantelseitige Luftauslässe aufweist.there is in particular according to a further embodiment of the invention provided that the first air distributor a front wall side Air inlet and at least one, preferably even a plurality of cylinder jacket side Has air outlets.

Dabei kann weiter vorgesehen werden, dass der zweite Luftverteiler zumindest einen, vorzugsweise mehrere zylindermantelseitige Lufteinlässe und zumindest einen stirnwandseitigen Luftauslass aufweist. Folglich findet eine Strömungsverbindung von erstem und zweitem Luftverteiler über deren in entsprechenden Zylindermantelflächen ausgebildeten Luftauslässen bzw. Lufteinlässen statt, wobei jeder Luftverteiler selbst in Axialrichtung von zugeführter Luft oder temperierter Luft durchströmt wird.there can be further provided that the second air distributor at least one, preferably a plurality of cylinder-chamber-side air inlets and at least one end wall-side air outlet. consequently finds a flow connection of first and second Air distributor over their in corresponding cylinder jacket surfaces trained air outlets or air inlets instead, each air manifold itself in the axial direction of supplied air or tempered air is flowed through.

Während für den ersten Luftverteiler ein in Axialrichtung gerichtetes Einströmen und ein in Radialrichtung gerichtetes Ausströmen von zugeführter Luft vorgesehen ist, weist der zweite Luftverteiler eine demgegenüber diametral entgegengesetzte Luftführung auf, in dem zugeführte Luft in Radialrichtung über die Zylindermantelfläche in den zweiten Luftverteiler einströmt und axial, über zumindest eine Zylinderstirnfläche den auslassseitigen Luftführungskanälen zugeführt wird.While for the first air distributor a directed in the axial direction Inflow and a radially directed outflow provided by supplied air, the second air distributor has a In contrast, diametrically opposite air flow in, in the supplied air in the radial direction over the cylinder jacket surface flows into the second air distributor and axially, over at least one cylinder face fed to the outlet side air ducts becomes.

Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, dass der erste und der zweite Luftverteiler eine im Wesentlichen identische Geometrie aufweisen. Auf diese Art und Weise kann die Anzahl unterschiedlicher bzw. separat zu konfigurierender Bauteile für das Klimamodul auf ein Minimum reduziert werden. Erster und zweiter Luftverteiler können somit als identische Bauteile ausgebildet werden. Allein durch ihre Anordnung auf der Luftzufuhr- bzw. Luftverteilerseite des Klimamodulgehäuses erfüllen diese ihre für die Lufttemperierung bzw. geometrische Luftverteilung vorgesehene Funktion.It can be provided in particular that the first and the second air distributor have a substantially identical geometry. In this way, the number of different or separately configured components for the air conditioning module can be reduced to a minimum. First and second air distributor can thus be formed as identical components. Just by their arrangement on the air supply or air distribution side of the air conditioning module housing meet this for the air temperature or geometric Luftvertei function provided.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass zumindest einige der Luftführungskanäle nahezu unmittelbar aneinander angrenzend in das Gehäuse des Klimamoduls münden. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Luftauslass oder wenn die Luftauslässe des zweiten Luftverteilers stirnwandseitig angeordnet sind. Es erweist sich dabei ferner von Vorteil, wenn der luftverteilerseitige Luftauslass eine kreissegmentartige Kontur und Geometrie aufweist, die mit entsprechend kreissegmentartig ausgebildeten Luftführungskanälen korrespondiert.To a development of the invention is further provided that at least some of the air ducts almost immediately adjacent to each other in the housing of the climate module. A Such a configuration is particularly advantageous if the air outlet or if the air outlets of the second Air distributor are arranged front wall side. It turns out It is furthermore advantageous if the air distributor-side air outlet has a circular segment-like contour and geometry with the corresponding circular segment-shaped air ducts corresponds.

Auch ist hierbei von Vorteil, wenn der stirnwandseitige Luftauslass des zweiten Luftverteilers unmittelbar angrenzend, ggf. sogar abdichtend an einer Innenfläche des Klimamodulgehäuses zu liegen kommt, sodass sich die über den Luftauslass des zweiten Luftverteilers ausströmende Luft nicht innerhalb des Gehäuses verteilt sondern möglichst vollständig in die vorgesehenen Luftführungskanäle strömt.Also In this case, it is advantageous if the end wall-side air outlet of the second air distributor immediately adjacent, possibly even sealing on an inner surface of the air conditioning module housing lie down so that the over the air outlet of the second Air distributor outflowing air not within the housing distributed as completely as possible in the provided air ducts flows.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Luftverteiler in eine Stellposition überführbar, in welcher sein zumindest einer Luftauslass zumindest mit zwei Luftführungskanälen in Strömungsverbindung steht. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, mehrere, an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeuginnenraum angeordnete, Luftausströmer gleichzeitig mit einer Luftströmung zu beaufschlagen.To a further advantageous embodiment of the invention is the second air distributor can be transferred to a parking position, in which at least one air outlet at least with two air ducts is in flow communication. In this way you can be achieved, several, at different positions in the vehicle interior arranged, air vents simultaneously with an air flow to act on.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der erste und der zweite Luftverteiler mit Hilfe eines einzigen Stellglieds gemeinsam verstellbar sind. Als mögliche Stellglieder kommen sämtliche mechanisch wirkenden Kraftübertragungsmittel, wie etwa Zug-Druckgestänge oder Betätigungszüge, aber auch Riemenkopplungen sowie einander kämmende Zahnradverbindungen infrage.To a development of the invention is further provided that the first and second air distributors by means of a single actuator are adjustable together. As possible actuators come all mechanically acting power transmission means, such as train-push rods or control cables, but also belt couplings and meshing gear connections question.

Nach weiterführender Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, das Stellglied als drehbar gelagertes Stellrad oder Stellscheibe auszubilden, wobei diese über radial außenliegende Stellsegmente, die vorzugsweise eine Außenverzahnung aufweisen, mit korrespondierenden Stellelementen von erstem und/oder zweitem Luftverteiler in Eingriff stehen. Es erweist sich dabei insbesondere von Vorteil, wenn die Stellelemente von erstem und zweitem Luftverteiler in Axialrichtung versetzt zu den eigentlichen hohlzylindrischen luftführenden Abschnitten der Luftverteiler, vorzugsweise sogar außerhalb des Klimamodulgehäuses zu liegen kommen.To further embodiment is provided in particular the actuator as a rotatably mounted adjusting wheel or adjusting disc form, with these over radially outer Stellsegmente, which preferably have an outer toothing, with corresponding actuating elements of the first and / or second Air distributors are engaged. It turns out in particular advantageous if the control elements of the first and second air distributor offset in the axial direction to the actual hollow cylindrical air-conducting sections of the air distributor, preferably even to lie outside of the climate module housing come.

So kann insbesondere vorgesehen sein, jeden der hohlzylindrisch ausgebildeten Luftverteiler in axialer Verlängerung zu seiner Zylinderachse mit einem vom Klimamodulgehäuse vorstehenden Zapfen zu versehen, auf welchem ein mit dem Stellrad oder der Stellscheibe kämmendes Zahnrad angeordnet ist.So may be provided in particular, each of the hollow cylindrical trained Air distributor in axial extension to its cylinder axis with a pin protruding from the climate module housing provided on which one with the thumbwheel or the adjusting disc intermeshing gear is arranged.

Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Klimamodul, welches insbesondere als Heiz-, Ventilations- und/oder Klimaanlagen-Modul (HVAC)-Modul ausgebildet sein kann.To Another independent aspect relates to the invention Furthermore, a motor vehicle with an inventively designed Climate module, which in particular as heating, ventilation and / or Air conditioning module (HVAC) module can be designed.

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachfolgend, anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei bilden sämtliche im Text beschriebenen als auch in den Figuren bildlich dargestellten Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in jeglicher sinnvollen Kombination untereinander den Gegenstand der Erfindung. Es zeigen:Further Objectives, features and advantageous embodiments of the invention are in the following, with reference to the figures described embodiments shown. All are described in the text as well as figuratively depicted in the figures both in Unique position as well as in any meaningful combination with each other the subject of the invention. Show it:

1 das Klimamodul in einem schematischen Querschnitt mit einem auf eine Heizeinheit gerichteten Luftstrom, 1 the climate module in a schematic cross section with a directed to a heating air flow,

2 das Klimamodul mit geringfügig gegenüber der Konfiguration nach 1 verstellten Luftverteiler, 2 the climate module with slightly opposite to the configuration 1 displaced air distributor,

3 das Klimamodul gemäß 1, bei welchem der Luftstrom maximal erwärmt, aber einem im Vergleich zur Konfiguration gemäß 1 anderen Luftführungskanal zugeführt wird, 3 the climate module according to 1 , in which the air flow is maximally heated, but one compared to the configuration according to 1 is supplied to another air duct,

4 eine Konfiguration des Klimamoduls zur Erzeugung eines mittleren Temperaturlevels, 4 a configuration of the climate module for generating a mean temperature level,

5 eine Konfiguration des Klimamoduls zur Erzeugung möglichst kalter Luft, 5 a configuration of the climate module for generating the coldest possible air,

6 die beiden Luftverteilerwalzen des Klimamoduls in perspektivischer Darstellung. 6 the two air distributor rollers of the climate module in perspective view.

Das in den 1 bis 5 dargestellte Klimamodul 10 weist ein Modulgehäuse 11 auf, in welchem eine Heizeinheit 14 als auch eine Kühleinheit 12 angeordnet sind. Die Heizeinheit 14 ist dabei beispielsweise als Heizerkern und die Kühleinheit 12 als Verdampfer einer Klimaanlage ausgebildet.That in the 1 to 5 illustrated climate module 10 has a module housing 11 in which a heating unit 14 as well as a cooling unit 12 are arranged. The heating unit 14 is for example as a heater core and the cooling unit 12 designed as an evaporator of an air conditioner.

In der Darstellung gemäß der 1 bis 5 strömt die dem Klimamodul und seinem Gehäuse 11 von einem externen Gebläse zuzuführende Luft 46 in Axialrichtung, also senkrecht zur Papierebene in einen ersten, drehbar innerhalb des Gehäuses 11 angeordneten Luftverteiler 16 hinein.In the illustration according to the 1 to 5 which flows to the climate module and its housing 11 air to be supplied by an external blower 46 in the axial direction, that is perpendicular to the plane of the paper into a first, rotatable within the housing 11 arranged air distributor 16 into it.

Diese, in 6 separat dargestellte hohlzylindrische Luftverteilerwalze 16 weist eine als Einlassöffnung 23 fungierende Stirnseite sowie zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete, in der Zylindermantelwand 27 ausgebildete Luftauslässe 22 auf. Die dem Einlass 23 gegenüberliegende Stirnwand 26 der Walze 16 ist vorliegend geschlossen ausgebildet.This, in 6 separately shown hohlzy lindrische air distributor roll 16 has one as an inlet opening 23 acting end face and two spaced apart in the axial direction, in the cylinder jacket wall 27 trained air outlets 22 on. The inlet 23 opposite end wall 26 the roller 16 is formed closed here.

Der zweite, in 6 ebenfalls perspektivisch dargestellte Luftverteiler 18 weist mit Ausnahme seiner stirnwandseitigen kreissegmentartigen Auslassöffnung 25 eine, dem ersten Luftverteiler 16 nahezu identische Geometrie auf. Der zweite Luftverteiler 18 weist dementsprechend zwei axial voneinander beabstandete Lufteinlässe 24 und an einer Stirnwand einen axialen Luftauslass 25 auf.The second, in 6 also shown in perspective air distributor 18 has with the exception of its end wall side circular segment-like outlet opening 25 one, the first air distributor 16 almost identical geometry. The second air distributor 18 has accordingly two axially spaced air inlets 24 and on an end wall an axial air outlet 25 on.

Wenngleich der zweite Luftverteiler 18 an seiner, der Luftauslassöffnung 25 gegenüberliegenden Stirnfläche eine geschlossene Stirnwand 28 aufweist, ist in Abwandlung hiervon auch denkbar, in der Stirnwand 28 eine oder mehrere weitere Luftauslassöffnungen zur strömungstechnischen Verbindung mit korrespondierend und in Einbaulage fluchtend bzw. gegenüberliegend angeordneten Luftführungskanälen 30, 40, 42 vorzusehen.Although the second air distributor 18 at its, the air outlet 25 opposite end face a closed end wall 28 has, in a modification thereof, also conceivable in the front wall 28 one or more further air outlet openings for fluidic connection with corresponding and in installation position aligned or oppositely disposed air ducts 30 . 40 . 42 provided.

Je nach Stellung des ersten Luftverteilers 16 wird die zugeführte Luft 46 entweder der Heizseite oder der Kühlseite des Klimamodulgehäuses 11 zugeführt. Je nach Einstellung eines Umluftreglers kann es sich bei der dem Klimamodul zugeführten Luft entweder um Frischluft oder Umluft oder um eine Mischung aus Frisch- und Umluft handeln. In den 1 bis 5 ist die Heizseite rechts angeordnet, sie wird von zugeführter Luft 46 entgegen dem Uhrzeigersinn und unter Durch- oder Umströmen des Heizmoduls 14 dem zweiten Luftverteiler 18 zugeführt.Depending on the position of the first air distributor 16 becomes the supplied air 46 either the heating side or the cooling side of the climate module housing 11 fed. Depending on the setting of a recirculating air regulator, the air supplied to the air conditioning module can either be fresh air or recirculated air or a mixture of fresh air and recirculated air. In the 1 to 5 the heating side is on the right, it is supplied by air 46 counterclockwise and under flow or flow around the heating module 14 the second air distributor 18 fed.

Die Kühlseite des Klimamoduls ist von der Heizseite durch eine Trennwand 44 getrennt. Die Kühlseite wird beispielsweise in der Darstellung gemäß 4 teilweise und in 5 vollständig mit zugeführter Luft 46 beaufschlagt. In diesem Fall durchströmt die zugeführte Luft 46 den Verdampfer 12 und wird im Uhrzeigersinn strömend dem zweiten Luftverteiler 18 zugeführt.The cooling side of the climate module is from the heating side through a partition wall 44 separated. The cooling side is, for example, in the illustration according to 4 partly and in 5 completely with supplied air 46 applied. In this case, the supplied air flows through 46 the evaporator 12 and will flow clockwise to the second air distributor 18 fed.

Lediglich die Strömungsverhältnisse der beiden Luftverteiler 16, 18 sind diametral entgegengesetzt. Die im zweiten Luftverteiler 18 axial zueinander versetzt angeordneten Öffnungen 24 in der Zylinderwand 29 sind als Lufteinlässe 24 ausgebildet. Die in Radialrichtung dem zweiten Luftverteiler 18 zugeführte Luft 48 wird somit innerhalb der Luftverteilerwalze 18 in Axialrichtung umgelenkt und verlässt den Luftverteiler 18 über die kreissegmentartig ausgebildete stirnseitige Auslassöffnung 25.Only the flow conditions of the two air distributors 16 . 18 are diametrically opposed. The second air distributor 18 axially offset from each other arranged openings 24 in the cylinder wall 29 are as air inlets 24 educated. The radial direction of the second air distributor 18 supplied air 48 thus becomes inside the air distributor roll 18 deflected in the axial direction and leaves the air manifold 18 via the circular segment-like design of the front outlet opening 25 ,

Diese kommt in der Darstellung gemäß 1 mit einem Luftführungskanal 30, in der Darstellung gemäß 3 mit einem Luftführungskanal 40 und in der Darstellung gemäß 5 mit einem weiteren Luftführungskanal 42 jeweils vollständig überdeckend zu liegen. Die beiden Konfigurationen gemäß 2 und 4 zeigen Ausgestaltungen, bei welchen die luftverteilerseitige Auslassöffnung 25 jeweils zwei benachbart zueinander liegen kommende Luftführungskanäle, nämlich in 2 die Kanäle 30 und 40 und in 4 die Kanäle 40 und 42 jeweils partiell beaufschlagt.This comes in the presentation according to 1 with an air duct 30 , in the representation according to 3 with an air duct 40 and in the illustration according to 5 with another air duct 42 each completely overlapping to lie. The two configurations according to 2 and 4 show embodiments in which the air distribution side outlet opening 25 each two adjacent to each other coming air ducts, namely in 2 the channels 30 and 40 and in 4 the channels 40 and 42 each partially applied.

Dadurch dass die dem zweiten Luftverteiler 18 zugeführte Luft 48 innerhalb des Luftverteilers 18 in Radialrichtung zugeführt, aber in Axialrichtung abgeführt und somit umgelenkt wird, kann eine erwünschte Verwirbelung und Durchmischung, insbesondere unterschiedlich temperierter, etwa von Heizmodul 14 und Kühlmodul 12 aus unterschiedlichen Richtungen zugeführter Luftströme 48 erfolgen.By doing that the second air distributor 18 supplied air 48 inside the air distributor 18 supplied in the radial direction, but discharged in the axial direction and thus deflected, a desired turbulence and mixing, in particular different tempered, such as heating module 14 and cooling module 12 from different directions of supplied air streams 48 respectively.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der zweite Luftverteiler 18 mit seiner Außenkontur nahezu abdichtend zum Gehäuse 11 des Klimamoduls 10 zu liegen kommt. Insbesondere bei einer Konfiguration gemäß 4, bei welcher mäßig erwärmte Luft erzeugt wird, indem sowohl dem Kühlmodul 12 als auch dem Heizmodul 14 Frischluft 46 zugeführt und von diesen Modulen 12, 14 aus unterschiedlichen Richtungen der Luftverteiler 18 beaufschlagt wird, erweist sich eine derartige Anordnung als vorteilhaft.Furthermore, it can be provided that the second air distributor 18 with its outer contour almost sealing to the housing 11 of the climate module 10 to come to rest. In particular, in a configuration according to 4 in which moderately heated air is generated by both the cooling module 12 as well as the heating module 14 fresh air 46 fed and from these modules 12 . 14 from different directions of the air distributor 18 is applied, such an arrangement proves to be advantageous.

Sinnvollerweise führt der Luftführungskanal 40 zu einer zur Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges gerichteten Defrost-Düse, der Luftführungskanal 42 zu vorzugsweise einstellbaren, auf die Fahrzeuginsassen richtbaren Belüftungsdüsen und der Luftführungskanal 30zu den im Fußraum der Fahrgastzelle angeordneten Luftausströmern. Eine derartige Zuordnung von an das Klimamodul 10 angrenzenden Luftführungskanälen 30, 40, 42 ist jedoch keinesfalls zwingend.It makes sense to guide the air duct 40 to a directed to the windshield of the motor vehicle defrost nozzle, the air duct 42 to preferably adjustable, directed to the vehicle occupants ventilation nozzles and the air duct 30 to the arranged in the footwell of the passenger compartment Luftausströmern. Such an assignment to the climate module 10 adjacent air ducts 30 . 40 . 42 However, this is by no means mandatory.

Im Zuge der erfindungsgemäßen Kopplung von Temperaturwahl und räumlicher Luftverteilung erweist sich die beschriebene Konfiguration jedoch als vorteilhaft. So kann auf diese Art und Weise erreicht werden, dass in den Konfigurationen gemäß der 1 bis 3 ein dem Klimamodul 10 zugeführter Luftstrom vom ersten Verteiler 16 in den Heiztrakt 14 des Klimamoduls als Luftströmung 46 geleitet wird, diese den Wärmetauscher 14 durchströmend eine Erwärmung erfährt und anschließend als temperierte Luftströmung 48 über die in der Zylindermantelfläche 29 des zweiten Luftverteilers 18 angeordneten Lufteinlassöffnungen 24 in diesen einströmen und je nach Stellung des zweiten Verteilers 18 zum Beispiel vollständig in einen zum Fußraum führenden Luftführungskanal 30 geleitet werden kann, wie dies schematisch in 1 dargestellt ist.In the course of the coupling of temperature selection and spatial air distribution according to the invention, however, the described configuration proves to be advantageous. Thus it can be achieved in this way that in the configurations according to the 1 to 3 a the climate module 10 supplied air flow from the first distributor 16 in the heating system 14 of the climate module as air flow 46 is passed, this the heat exchanger 14 flows through a warming and then as tempered air flow 48 over in the cylinder surface 29 of the second air distributor 18 arranged air inlet openings 24 flow into these and depending on the position of the second distributor 18 for example, completely into an air duct leading to the footwell 30 can be directed, as shown schematically in 1 is shown.

In der Konfiguration gemäß 2, in welcher beide Verteiler 16, 18 gegenüber der Konfiguration gemäß 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht sind, wird nach wie vor der zugeführte Luftstrom vollständig dem Heizmodul 14 zugeführt. Aufgrund der wechselseitigen teilüberdeckenden Lage der luftverteilerwalzenseitigen Luftauslassöffnung 25 und der unmittelbar aneinander angrenzenden Luftführungskanäle 30, 40 kann hierbei erreicht werden, dass die auf diese Art und Weise maximal erwärmte Luft 48 sowohl dem Fußraum 30 als auch den auf die Windschutzscheibe gerichteten Defrost-Luftausströmern zugeführt wird.In the configuration according to 2 in which both distributors 16 . 18 opposite to the configuration according to 1 Turned counterclockwise, the supplied air flow is still completely the heating module 14 fed. Due to the mutual partially overlapping position of the air distributor roll side air outlet opening 25 and the directly adjacent air ducts 30 . 40 can be achieved here that the maximum in this way heated air 48 both the footwell 30 as well as the defrost air vents directed at the windshield.

In der Darstellung gemäß 3 ist es sogar möglich, den ausschließlich durch das Heizmodul 14 erwärmten und in seiner Temperatur veränderten Luftstrom 46 über den Luftführungskanal 40 ausschließlich den Defrost-Düsen zuzuführen.In the illustration according to 3 It is even possible to use only the heating module 14 heated and changed in its temperature airflow 46 over the air duct 40 exclusively to the defrost nozzles.

Die mechanische Kopplung beider Luftverteilerwalzen 16, 18 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels eines drehbar gelagerten Stellglieds 20, welches radial außenliegende, vorzugsweise verzahnte Stellsegmente 32, 34 aufweist, die mit entsprechend verzahnten Stellelementen 36, 38, die drehfest mit den Luftverteilerwalzen 16, 18 verbunden sind, kämmen.The mechanical coupling of both air distributor rollers 16 . 18 takes place in the present embodiment by means of a rotatably mounted actuator 20 which radially outer, preferably toothed control segments 32 . 34 having, with correspondingly toothed actuators 36 . 38 , which are non-rotatable with the air distributor rollers 16 . 18 are connected, comb.

Die Stellsegmente 32, 34 des Stellglieds 20 sind dabei über einen Steg oder mehrere Stege 31 starr miteinander verbunden. Auch kann in naheliegender Abwandlung des Stellglieds 20 vorgesehen sein, anstelle zweier gegenüberliegender Stellsegmente 32, 34 ein in Umlaufrichtung durchgehendes, eine Außenverzahnung aufweisendes Zahnrad vorzusehen.The control segments 32 . 34 of the actuator 20 are doing over a web or more webs 31 rigidly connected. Also, in obvious variation of the actuator 20 be provided, instead of two opposing control segments 32 . 34 to provide a circumferentially continuous, external teeth having gear.

Die drehfest mit den Luftverteilerwalzen 16, 18 verbundenen Stellelemente 36, 38 befinden sich vorzugsweise, ebenso wie das Stellglied 20 selbst, außerhalb des Klimamodulgehäuses 11. Mit Hilfe des Stellglieds 20 können durch ein einziges, manuell oder elektromotorisch unterstützt, betätigbares Betätigungselement sowohl die Temperatur als auch die räumliche Luftverteilung der der Fahrgastzelle zuzuführenden Luft eingestellt und geregelt werden. Die Temperatur bzw. die Heiz- oder Kühlleistung des Klimamoduls kann dabei ferner über den Luftdurchsatz bzw. die Menge der zugeführten Luft separat geregelt werden.The non-rotatable with the air distributor rollers 16 . 18 connected control elements 36 . 38 are preferably, as well as the actuator 20 itself, outside of the climate module housing 11 , With the help of the actuator 20 For example, the temperature and the spatial air distribution of the air to be supplied to the passenger compartment can be adjusted and regulated by a single, manually or electromotively supported, actuatable actuating element. The temperature or the heating or cooling capacity of the air conditioning module can also be controlled separately via the air flow or the amount of air supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Klimamodulair module
1111: Gehäusecasing
1212: Kühlmodulcooling module
1414: Heizmodulheating module
1616: Luftverteilerair distributor
1818: Luftverteilerair distributor
2020: Stellgliedactuator
2222: Auslassoutlet
2323: Einlassinlet
2424: Einlassinlet
2525: Auslassoutlet
2626: Stirnwandbulkhead
2727: Zylinderwandcylinder wall
2828: Stirnwandbulkhead
2929: Zylinderwandcylinder wall
3030: LuftführungskanalAir duct
3131: Stegweb
3232: Stellsegmentparking segment
3434: Stellsegmentparking segment
3636: Stellelementactuator
3838: Stellelementactuator
4040: LuftführungskanalAir duct
4242: LuftführungskanalAir duct
4444: Trennwandpartition wall
4646: Zugeführte LuftströmungInput airflow
4848: Temperierte Luftströmungtempered airflow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19717413 C1 [0004]

Claims

Climate module for a motor vehicle with a housing ( 11 ) and with a first air distributor (FIG. 16 ) and a second air distributor ( 18 ), whereby within the housing ( 11 ) a heating unit ( 14 ) and a cooling unit ( 12 ) for the heating and / or cooling of supplied air ( 46 ) are provided, wherein the first and the second air distributor ( 16 . 18 ) each at least one air inlet ( 23 . 24 ) and an air outlet ( 22 . 25 ), characterized in that the housing ( 11 ) deliverable air ( 46 ) via the at least one outlet ( 22 ) of the first air distributor ( 16 ) optionally the heating unit ( 14 ) and / or the cooling unit ( 12 ) and that of the heating unit ( 14 ) and / or cooling unit ( 16 ) tempered air ( 48 ) by means of the downstream second air distributor ( 18 ) optionally at least a first and / or second air duct ( 30 . 40 . 42 ) can be fed.

The climate module of claim 1, wherein the first and second air distributors ( 16 . 18 ) via an actuator ( 20 ) are rigidly coupled together.

Climate module according to one of the preceding claims, wherein for temperature control and adjustment of a spatial air distribution, a single actuator ( 20 ) is provided.

Climate module according to one of the preceding claims, wherein the second air distributor ( 18 ) the first air distributor ( 16 ) is arranged downstream.

Air conditioning module according to one of the preceding claims, wherein the first and the second air distributor ( 16 . 18 ) have a substantially hollow cylindrical geometry and on its cylinder jacket surface ( 27 . 29 ) and face ( 26 . 28 ) arranged air inlets ( 23 . 24 ) and / or air outlets ( 22 . 25 ) exhibit.

Climate module according to claim 5, wherein the first air distributor ( 16 ) a frontal air intake ( 23 ) and at least one cylinder-chamber-side air outlet ( 22 ) having.

Climate module according to claim 5 or 6, wherein the second air distributor ( 18 ) at least one cylinder jacket side air inlet ( 24 ) and at least one end wall-side air outlet ( 25 ) having.

Air conditioning module according to one of the preceding claims, wherein the first and the second air distributor ( 16 . 18 ) have a substantially identical geometry.

Climate module according to one of the preceding claims, wherein at least some of the air ducts ( 30 . 40 . 42 ) almost immediately adjacent to each other in the housing ( 11 ).

Climate module according to one of the preceding claims, wherein the second air distributor ( 18 ) can be converted into a parking position, in which at least one air outlet ( 25 ) at least with two air ducts ( 30 . 40 . 42 ) is in flow communication.

Climate module according to one of the preceding claims 2 to 10, wherein the first and second air distributor ( 16 . 18 ) with the aid of the actuator ( 20 ) are adjustable together.

Air conditioning module according to one of the preceding claims 2 to 11, wherein the actuator ( 20 ) is designed as a rotatably mounted adjusting wheel or adjusting disk and via radially outer actuating segments ( 32 . 34 ) with corresponding actuating elements ( 36 . 38 ) of first and / or second air distributor ( 16 . 18 ) is engaged.

Motor vehicle with a climate module according to one of previous claims.