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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verdampfer und einen Heizer, deren Luftströme über eine Mischklappe entweder getrennt oder gemeinsam in einen Mischraum leitbar sind.
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Klimaanlagen, wie sie in Fahrzeugen verwendet werden, sollen heute sehr kompakt ausgebildet sein. Im Allgemeinen sind die Klimaanlagen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges unterhalb des Cockpits und einem das Cockpit abstützenden Querträger des Kraftfahrzeuges angeordnet. Der Querträger erstreckt sich von einer A-Säule auf der einen Seite des Kraftfahrzeuges zu der auf der anderen Seite befindlichen A-Säule. Die Klimaanlage ist über eine einfache Flanschverbindung mit dem Querträger verbunden und wird von dem Querträger gehalten. Dabei überspannt der Querträger die Klimaanlage, wobei sehr viel Raum ungenutzt bleibt, da die Klimaanlage eine andere Außenformgebung als der Querträger aufweist.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei welchem der von Klimaanlage und Querträger eingenommene Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeuges besser ausgenutzt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Mischraum mindestens teilweise aus einem Hohlraum eines Querträgers des Kraftfahrzeuges gebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Schnittstelle zwischen Querträger und Klimaanlage gebildet wird, welche den Bauraum des Querträgers voll ausgenutzt, da der Querträger in die Klimaanlage integriert ist. Des Weiteren ist die Klimaanlage kompakter ausgebildet, da der sich in der Klimaanlage selbst befindliche Mischraum verkleinert werden kann, indem der Hohlraum des Querträgers einen Teil des Mischraumes bildet, in welchem die von Heizer bzw. Verdampfer gelieferten Luftströme gemischt werden.
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Vorteilhafterweise ist der oberhalb der Klimaanlage angeordnete Querträger des Kraftfahrzeuges mit einem Durchlass des Mischraumes der Klimaanlage über eine, an der Längserstreckung des Querträgers ausgebildeten Öffnung verbunden. Mit Hilfe sehr einfacher Mittel können die Öffnung in den Querträger und der Durchbruch in den Mischraum der Klimaanlage ausgebildet werden, durch welche die Luft aus der Klimaanlage den Hohlraum des Querträgers strömt.
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In einer Ausgestaltung überspannt der Querträger des Kraftfahrzeuges den Mischraum der Klimaanlage, wobei die Luft innerhalb des Querträgers umlenkbar ist und den Querträger wenigstens entlang seiner Längserstreckung durchströmt. Der Querträger wird somit gleichzeitig als Förderkanal für die Luft genutzt, welche mit Hilfe nur eines Bauteiles über die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges verteilt wird.
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In einer Variante ist an den Querträger mindestens ein Luftaustrittskanal zur Förderung der Luft aus der Klimaanlage ausgebildet. Dieser Luftaustrittskanal, welcher insbesondere mit einer Belüftungsklappe verschließbar ist, kann auch zu Stützzwecken, beispielsweise für das Cockpit, genutzt werden. Der Ort des Luftaustrittskanals am Querträger richtet sich danach, wo im Kraftfahrzeug ein Luftaustritt gewünscht wird.
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In einer Weiterbildung sind an dem Querträger als Luftaustrittskanal mindestens ein Entfrosterkanal und/oder ein Belüftungskanal und/oder ein Fußraumkanal ausgebildet. Der Entfrosterkanal ist dabei in Richtung Windschutzscheibe gerichtet, während der Belüftungskanal auf die Fahrzeuginnenraum weist. Der Fußraumkanal weist dabei in Richtung der Pedalerie unterhalb der Klimaanlage. Dadurch, dass der Luftaustrittskanal am Querträger angeordnet ist, wird die Klimaanlage als solche in ihrem Abmaßen kleiner. Dadurch verringern sich die Toleranzen zwischen dem Querträger und der Klimaanlage.
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In einer Weiterbildung sind der Entfrosterkanal und/oder der Belüftungskanal annähernd mittig am Querträger ausgebildet und erstrecken sich nach außen vom Querträger weg, während vorzugsweise nahe mindestens einem Ende des Querträgers ein Seitenluftaustrittskanal ausgebildet ist. Durch diese Anordnung können der Entfrosterkanal, der Belüftungskanal und/oder der Seitenaustrittskanal in ihrer Bauform sehr kurz gehalten werden, da sie direkt in der Nähe des gewünschten Luftaustrittes am Querträger selbst ausgestaltet sind. Diese Ausgestaltung unterstützt die optimale Ausnutzung des im Kraftfahrzeug vorhandenen Bauraumes optimal.
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Vorteilhafterweise ist der Querträger zweiteilig ausgebildet. Diese zweiteilige Ausbildung vereinfacht die Herstellung des Querträgers sowie den Einbau im Kraftfahrzeug, wobei eine Hälfte des Querträgers am Cockpit und die zweite Hälfte des Querträgers an der Klimaanlage befestigt werden können.
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In einer weiteren Ausführungsform besteht der zweiteilige Querträger aus zwei Halbschalen, die insbesondere annähernd rechtwinklig ausgebildet sind. Durch diese rechtwinklige Ausbildung werden die beiden Halbschalen über eine Diagonale zu einander angeordnet und verbunden. Durch diese Anordnung entsteht eine sehr kompakte und platzsparende Anordnung, die einfach in das Kraftfahrzeug einzusetzen ist.
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Um die Integration der einzelnen Bestandteile der Klimaanlage zu erhöhen und die Herstellung einer solchen Klimaanlage zu vereinfachen, ist in der ersten Halbschale des Querträgers des Kraftfahrzeuges die Öffnung zum Mischraum der Klimaanlage ausgebildet, während in der zweiten Halbschale der mindestens eine Luftaustrittskanal ausgearbeitet ist.
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In einer weiteren Variante greift die Öffnung des Querträgers deckungsgleich in den Durchlass des Mischraumes ein. Dabei wird die Luft für die Luftaustrittskanäle, wie Entfrosterkanal, Belüftungskanal und/oder Seitenluftaustrittkanal, von unten aus der Klimaanlage in den Querträger eingeführt. Durch die kongruente Ausbildung der Öffnung des Querträgers und des Durchlasses des Mischraumes wird zuverlässig verhindert, dass die Luft an dieser Stelle aus der Klimaanlage entweicht. Um ein Ausströmen der Luft zu verhindern, kann zusätzlich noch eine Dichtung eingefügt werden.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigt:
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1: Querschnitt durch eine Klimaanlage mit Querträger,
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2: Schnitt durch den Querträger gemäß 1,
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3: Luftverteilung in der Klimaanlage mit Querträger nach 1.
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist eine Klimaanlage 1 dargestellt, bei welcher ein Mischraum 2 der Klimaanlage 1 um einen Hohlraum 3 innerhalb des Querträgers 4 erweitert ist. Der Querträger 4 erstreckt sich oberhalb der Klimaanlage 1 zwischen den beiden A-Säulen des Kraftfahrzeuges. Oberhalb des Querträgers 4 ist ein nicht weiter dargestelltes Cockpit des Kraftfahrzeuges angeordnet.
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Die Klimaanlage 1 besteht dabei aus einem Verdampfer 5, welcher die zugeführte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum kühlt. Weiterhin ist ein Heizer 6 Bestandteil der Klimaanlage 1. Dem Heizer 6 vorgelagert sind zwei Kaltluftbypassausgänge 7a bzw. 7b. Die vom Verdampfer 5 und/oder dem Heizer 6 und/oder den Kaltluftbypassausgängen 7a, 7b geförderte Luft wird durch eine Mischklappe 8 in den Mischraum 2 der Klimaanlage 1 durchgelassen. Die Mischklappe 8 ist dabei schwenkbar ausgebildet, so dass je nach Stellung der Mischklappe 8 die Warmluft des Heizers 6 und/oder die Kaltluft des Verdampfers 5 und/oder die Luft aus den Kaltluftbypässen 7a bzw. 7b in den Mischraum 2 durchgelassen wird.
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Über dem Mischraum 2 der Klimaanlage 1 ist der Querträger 4 des Kraftfahrzeuges angeordnet. Außen an dem Querträger 4 zweigt ein Belüftungskanal 9 ab, der vom Querträger 4 weg geführt ist. Die Luft, die im Mischraum 2 über die Mischklappe 8 eingeleitet wurde, verteilt sich nun auch in dem Hohlraum 3 des Querträgers 4. Dadurch vergrößert sich der Mischraum 2 der Klimaanlage 1, wobei der, der Mischklappe 8 nachgelagerte Mischraum 2 in der Klimaanlage 1 verkleinert werden kann. Es ist aber auch vorstellbar, dass dieser Mischraum 2 vollständig nur von dem Hohlraum 3 des Querträgers 4 gebildet wird.
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2 zeigt einen Schnitt durch den Querträger 4, welcher aus zwei Halbschalen 4a bzw. 4b ausgebildet ist. Jede Halbschale 4a, 4b ist dabei annähernd rechtwinklig gebogen, wobei die Schenkel zur Biegelinie annähernd gleich lang ausgebildet sind. Der Querschnitt der Halbschalen 4a bzw. 4b ähnelt dabei einem gleichschenkligen Dreieck. Die Schenkel der Halbschalen 4a bzw. 4b werden zur Bildung des Querträgers 4 auf einander gelegt und mit einander (verschweißt) verbunden, wodurch der Hohlraum 3 des Querträgers 4 in einfacher Art und Weise gebildet wird.
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Die Halbschale 4b ist mit ihrem parallel zum Boden des Kraftfahrzeuges ausgebildeten Schenkel auf einer Strebe 11 befestigt, welche sich zum nicht weiter dargestellten Fahrzeugtunnel hin abstützt. In dieser Halbschale 4b ist eine Öffnung 10 ausgebildet, welche mit dem Mischraum 2 der Klimaanlage 1 verbunden ist. Dazu weist der Mischraum 2 einen nicht weiter dargestellten Durchbruch auf, wobei der nicht weiter dargestellte Durchbruch und die Öffnung 10 der Halbschale 4b annähernd deckungsgleich über einander geführt sind, wodurch die Luft aus der unterhalb des Querträgers 4 angeordneten Klimaanlage 1 in den Hohlraum 3 des Querträgers 4 eintreten kann.
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In einer weiteren Ausführung kann auch wahlweise Kalt- oder Warmluft aus den Öffnungen 7a/7b über die Strebe 11 in den Querträger beigemischt werden.
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Wie aus 3 ersichtlich, sind an den Querträger 4 zwei Belüftungskanäle 9a bzw. 9b als Stutzen ausgebildet. Des Weiteren umfasst der Querträger 4 an dem oberen Schenkel der Halbschale 4a einen Entfrosterkanal 12, der von dem Querträger 4 weg weist und die Luft in Richtung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges strömen lässt. Die durch die Verbindungsöffnung 10 aus dem Mischraum 2 der Klimaanlage 1 in den Hohlraum 3 des Querträgers 4 eintretende Luft kann dabei durch weitere Luftleitelemente im Querträger 4, die nicht weiter dargestellt werden, umgelenkt werden. Solche Bauelemente veranlassen die Luftströmung gerichtet in Richtung des Belüftungskanals 9a bzw. 9b oder des Entfrosterkanals 12 zu strömen. Darüber hinaus wird durch ein weiteres zusätzliches Bauelement die Luftströmung um annähernd 90° aus der Verbindungsöffnung 10 ausgelenkt, so dass die Luftströmung parallel zur Längserstreckung des Querträgers 4 bewegt wird, an dessen Ende sich ein nicht weiter dargestellter Seitenluftkanal befindet, aus welchem die Luft ebenfalls aus dem Querträger 4 austreten kann. Gemäß 3 ist der Fußraumkanal 13 an der Klimaanlage 1 ausgebildet, wobei sich der Fußraumkanal 13 an den Mischraum 2 der Klimaanlage 1 anschließt. Dadurch wird zuverlässig erreicht, dass auch der Fußraum des Kraftfahrzeuges auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt bzw. gekühlt werden kann.
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Aufgrund der vorliegenden Erfindung wird der Hohlraum 3 des Querträgers entweder als zusätzlicher oder vergrößerter Mischraum 2 der Klimaanlage 1 genutzt. Die Belüftungsklappen sowie die Klappen für die Seitendüsen, welche den Belüftungskanal 9 bzw. den Seitenluftaustrittskanal verschließen, sind ebenfalls im Querträger 4 angeordnet. Der Querträger ist dabei so ausgeführt, dass die Luft für die Seitenkanäle durch getrennte Kammern in den Querträger 4 in Richtung A-Säule geführt wird.
