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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Lüftungs- bzw. Klimaanlage (welche eine Ansaugeinrichtung für Frischluft und Umluft aufweist) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer Lüftungs- bzw. Klimaanlage zu schaffen, deren Ansaugeinrichtung für Frischluft und Umluft einen möglichst geringen Druckverlust verursacht und bei der die Anströmung des Gebläses sowohl bei Frischluftbetrieb, als auch bei Umluftbetrieb und Mischbetrieb möglichst homogen ist bzw. bleibt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Lüftungs- bzw. Klimaanlage, die eine Ansaugeinrichtung mit einer ersten, öffenbaren/verschließbaren Ansaugöffnung für Frischluft und einer zweiten, öffenbaren/verschließbaren Ansaugöffnung für Umluft aufweist. Das Merkmal „öffenbare/verschließbare Ansaugöffnung” ist so zu verstehen, dass die betreffende Ansaugöffnung im Betrieb bedarfsgerecht oder entsprechend einer Vorgabe des Fahrers von einem geöffneten Zustand in einen geschlossen Zustand gebracht werden kann bzw. umgekehrt von einem verschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand oder in einen beliebigen, zwischen diesen beiden Extremstellungen liegenden, teilweise geöffneten Zustand.
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Die Ansaugeinrichtung weist ferner eine Ausströmöffnung auf, die mit einer Saugseite eines Gebläses der Lüftungs- bzw. Klimaanlage in Strömungsverbindung steht. Frischluft, welche aus der Umgebung über die erste Ansaugöffnung angesaugt wird und/oder Umluft, welche aus dem Fahrgastraum über die zweite Ansaugöffnung angesaugt wird, strömt über die Ausströmöffnung der Ansaugeinrichtung zur Saugseite des Gebläses.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die erste und/oder die zweite Ansaugöffnung (vorzugsweise beide Ansaugöffnungen) düsenartig gestaltet ist bzw. sind. Dadurch werden im Frischluftbetrieb, Umluftbetrieb bzw. im Mischbetrieb sehr günstige Strömungsverhältnisse erreicht. Mit anderen Worten weist eine derart gestaltet Ansaugeinrichtung einen vergleichsweise geringen Druckverlust auf.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Lüftungs- bzw. Klimaanalage ein Klimagerät auf, dessen Lufteingang mit einer Druckseite des Gebläses in Verbindung steht. Das Klimagerät ist somit stromabwärts des Gebläses angeordnet.
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Besonders günstige Strömungsverhältnisse und geringe Druckverluste lassen sich erreichen, wenn die erste und/oder die zweite Ansaugöffnung die Form einer Viertelkreiseinlaufdüse bzw. eine trompetenartige Form haben.
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Günstig wirkt sich ferner aus, wenn die erste und die zweite Ansaugöffnung möglichst symmetrisch gestaltet und angeordnet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Ansaugöffnung spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer Spiegelebene angeordnet ist, welche eine Mittelebene der Ausströmöffnung ist. Die beiden Ansaugöffnungen und die Ausströmöffnung können insbesondere sternartig angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ansaugöffnungen und die Ausstromöffnung in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind, d. h. dass sie einen Winkelabstand von etwa oder genau 120° voneinander aufweisen.
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Alternativ dazu können die beiden Ansaugöffnungen auch in einer Reihe hintereinander angeordnet sein. Vorzugsweise ist, in Strömungsrichtung der angesaugten Luft betrachtet, die Ansaugöffnung für Umluft (zweite Ansaugöffnung) stromabwärts in Bezug auf die Ansaugöffnung für Frischluft (erste Ansaugöffnung) angeordnet.
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Eine besonders günstige, gleichmäßige Strömung lässt sich erreichen, wenn die beiden Ansaugöffnungen koaxial zueinander hintereinander angeordnet sind.
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Bei den meisten Fahrzeugen ist der Motorraum von der Fahrgastzelle durch eine sogenannte Stirnwand getrennt. Üblicherweise wird Frischluft auf der Motorseite der Stirnwand angesaugt. Häufig erfolgt die Frischluftansaugung über ein auf der motorraumseitigen Seite der Stirnwand vorgesehenes Kompartiment, welches jedoch von dem eigentlichen Motorraum abgetrennt ist, um ein eventuelles Eindringen von Gerüchen oder Abgasen aus dem Motorraum in die Lüftungs- bzw. Klimaanlage zu verhindern.
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Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ansaugöffnung für Frischluft (erste Ansaugöffnung) auf der motorraumseitigen Seite der Stirnwand und die Ansaugöffnung für Umluft (zweite Ansaugöffnung) auf der fahrgastzellenseitigen Seite der Stirnwand angeordnet ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Ansaugöffnung jeweils durch ein trompetenartiges Element und einen relativ dazu verschieblichen Ventilkörper gebildet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste oder die zweite Ansaugöffnung durch ein fahrzeugfest angeordnetes trompetenartiges Element und einen relativ dazu verschieblich angeordneten Ventilkörper gebildet ist, wobei durch die Relativstellung des Ventilkörpers in Bezug auf das trompetenartige Element der momentane Strömungsquerschnitt definiert ist. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Ansaugöffnung durch einen fahrzeugfest angeordneten Ventilkörper und ein relativ dazu verschieblich angeordnetes trompetenartiges Element gebildet ist, wobei ganz analog durch die Relativstellung des Ventilkörpers in Bezug auf das trompetenartige Element der momentane Strömungsquerschnitt der Ansaugöffnung definiert ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Ansaugöffnung durch ein auf der motorraumseitigen Seite der Stirnwand fahrzeugfest angeordnetes trompetenartiges Element und einen relativ dazu verschieblich angeordneten Ventilkörper gebildet ist. Ein solcher Ventilkörper kann beispielsweise durch ein plattenartiges Element gebildet sein, welches durch einen Ventilschaft bewegbar ist, ähnlich wie ein aus dem Bereich von Verbrennungsmotoren bekanntes Ventil.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ansaugöffnung für Umluft (zweite Ansaugöffnung) durch ein auf der fahrgastzellenseitigen Seite der Stirnwand verschieblich angeordnetes trompetenartiges Element und einen fahrzeugfest angeordneten Ventilkörper gebildet ist. Der fahrzeugfest angeordnete Ventilkörper kann beispielsweise durch die Stirnwand oder durch ein an der Stirnwand befestigtes bzw. mit der Stirnwand verbundenes ventilsitzartiges Element gebildet sein.
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Vorzugsweise sind der verschiebliche Ventilkörper der einen Ansaugöffnung und das verschiebliche trompetenartige Element der anderen Ansaugöffnung koaxial zueinander angeordnet.
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Zusammenfassend werden mit der Erfindung folgende Vorteile erreicht:
- – Minimaler Druckverlust sowohl bei Frischluftbetrieb als auch bei Umluftbetrieb und Mischbetrieb.
- – Sehr homogene Anströmung des Gebläses aufgrund der düsenartigen Gestaltung der Ansaugöffnungen.
- – Keine Absperrklappen im Luftstrom erforderlich.
- – Strömungstechnisch „geschmeidiger Übergang” von Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb bzw. umgekehrt.
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Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbespiel einer Ansaugeinrichtung gemäß der Erfindung;
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2, 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ansaugeinrichtung gemäß der Erfindung in verschiedenen Schaltstellungen;
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung; und
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5 ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansaugeinrichtung 1 einer Lüftungs- bzw. Klimaanlage eines Fahrzeugs. Außer der Ansaugeinrichtung 1 ist von der Lüftungs- bzw. Klimaanlage lediglich ein Gebläse 2 dargestellt. Durch eine Stirnwand 3 des Fahrzeugs ist ein Motorraum 4 von einer Fahrgastzelle 5 getrennt.
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Die Ansaugeinrichtung 1 weist eine erste Ansaugöffnung 6 auf, die zum Ansaugen von Frischluft vorgesehen ist, und eine zweite Ansaugöffnung 7, die zum Ansaugen von Umluft vorgesehen ist. Unter „Umluft” wird aus dem Fahrgastraum des Fahrzeugs anzusaugende Luft verstanden.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die erste Ansaugöffnung 6 ein fest mit der Stirnwand 3 verbundenes bzw. fest an der Stirnwand 3 angeordnetes trompetenartiges Element 8 auf, das ein Stück weit von der Stirnwand 3 absteht und in den Motorraum 4 ragt.
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Die zweite Ansaugöffnung 7 weist ein verschieblich im Bezug auf die Stirnwand 3 und in Bezug auf das Gebläse 2 angeordnetes trompetenartiges Element 9 auf, das in der in 1 gezeigten Stellung von der fahrgastzellenseitigen Rückseite der Stirnwand 3 beabstandet ist, so dass Umluft 10 aus der Fahrgastzelle angesaugt werden kann.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die beiden trompetenartigen Elemente 8, 9 und das Gebläse 2 bzw. ein Rotor 11 des Gebläses 2 koaxial bezüglich einer Achse 12 angeordnet.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ansaugeinrichtung 1 gemäß der Erfindung. Die erste Ansaugöffnung 6 für Frischluft 13 ist hier durch ein mit der Stirnwand 3 fest verbundenes, trompetenartiges Element 8 und ein damit zusammenwirkendes, verschieblich entlang der Achse 12 angeordnetes Ventilelement 14 gebildet. Das Ventilelement 14 ist vergleichbar mit einem von Verbrennungsmotoren bekannten Ventil ausgebildet. Es weist einen tellerartigen Ventilkörper auf, von dem ein Ventilschaft absteht, über den das Ventilelement 14 translatorisch verschoben werden kann (z. B. mittels eines elektrischen Stellaktuators). In der in 2 gezeigten Stellung ist die erste Ansaugöffnung 6 geöffnet, d. h. Frischluft 13 kann über die erste Ansaugöffnung 6 angesaugt werden.
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Die zweite Ansaugöffnung ist hier analog dem Ausführungsbeispiel der 1 durch ein verschieblich angeordnetes, trompetenartiges Element 9 gebildet. Das trompetenartige Element 9 liegt in der in 2 gezeigten Stellung an der fahrgastzellenseitigen Rückwand der Stirnwand 3 an, so dass die zweite Ansaugöffnung (Ansaugöffnung für Umluft) verschlossen ist.
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2 zeigt somit den Betriebszustand „reiner Frischluftbetrieb”. Über die erste Ansaugöffnung 6 angesaugte Frischluft 13 wird von dem in 2 nicht dargestellten Gebläse angesaugt und in das Luftkanalsystem der Lüftungs- bzw. Klimaanlage bzw. in das Klimagerät (nicht dargestellt) geblasen.
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3 zeigt dasselbe Ausführungsbeispiel im Betriebszustand „reiner Umluftbetrieb”. In diesem Betriebszustand ist die erste Ansaugöffnung vollständig verschlossen, d. h. der Ventilkörper liegt an dem von der Stirnwand 3 abstehenden trompetenartigen Element 8 an, wohingegen das trompetenartige Element 9 ein Stück weit in Richtung „stromabwärts” verschoben ist, so dass Umluft 10 über die zweite Ansaugöffnung 7 angesaugt werden kann.
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Aufgrund der koaxialen, symmetrischen Anordnung der beiden Ansaugöffnungen ergibt sich sowohl im reinen Frischluftbetrieb als auch im reinen Umluftbetrieb, wie auch in einem etwaigen Mischluftbetrieb, in den beide Ansaugöffnungen 6, 7 teilweise geöffnet sind, ein günstiges Strömungsbild mit einem relativ geringen Druckverlust. Dadurch wird erreicht, dass am Gebläse unabhängig von der Luftzufuhr in allen Betriebszuständen sehr ähnliche Strömungsverhältnisse vorliegen. Eine Gestaltung der trompetenartigen Elemente 8, 9 in der Form von Viertelkreiseinlaufdüsen stellt strömungstechnisch eine nahezu ideale Geometrie dar. Alternativ dazu können aber auch andere Querschnittsformen als „Einlaufgeometrien” verwendet werden.
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Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich ist, erfolgt ein Umschalten von Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb, bzw. umgekehrt, oder auf einem Mischbetrieb ausschließlich durch translatorisches Verschieben einzelner „Elemente” der Ansaugeinrichtung 1. In den 2, 3 sind dies das Ventilelement 14 bzw. das trompetenartige Element 9.
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Die Vorteile einer derartigen Anordnung treten sowohl bei Frischluftbetrieb als auch bei Umluftbetrieb oder Mischbetrieb auf. Der Übergang zwischen den einzelnen Betriebsstellungen ist strömungstechnisch sehr harmonisch, was den Vorteil hat, dass nahezu keine akustischen Veränderungen beim Umschalten von einem Betriebszustand auf einen anderen Betriebszustand wahrnehmbar sind. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen Absperrklappen im Luftstrom angeordnet sind, ergib sich ein wesentlich günstigeres, d. h. harmonischeres Strömungsbild.
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Alternativ zu den in den 1–3 gezeigten Ausführungsbeispielen, bei denen die beiden Ansaugöffnungen 6, 7 koaxial hintereinander angeordnet sind, können die beiden Ansaugöffnungen 6, 7 auch spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer Spiegelebene 15 angeordnet sein, welche gleichzeitig ein Mittelebene einer Ausströmöffnung 16 der Ansaugeinrichtung 1 bildet. Bei den in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die beiden Ansaugöffnungen 6, 7 und die Ausströmöffnung 16 sternförmig angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sie in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind, d. h. einen azimutalen Abstand von etwas oder genau 120° voneinander aufweisen.
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Beim Ausführungsbeispiel der 4 ist die erste Ansaugöffnung 6 durch eine fahrzeugfest angeordnete Ventilplatte 17 und ein damit zusammenwirkendes, translatorisch verschiebbares trompetenförmiges Element 8 gebildet. Die Ansaugöffnung 7 für Umluftbetrieb, welche hier verschlossen ist, weist ganz analog ein fahrzeugfest angeordnetes plattenartiges Ventilelement 18 und ein damit zusammenwirkendes trompetenartiges, translatorisch verschiebbares Element 9 auf. In der in 4 gezeigten Stellung befinden sich die Ansaugöffnungen 6, 7 im Betriebszustand „reiner Frischluftbetrieb”, d. h. die Ansaugöffnung 7 ist verschlossen, wohingegen die Ansaugöffnung 6 geöffnet ist. Über die Ansaugöffnung 6 angesaugte Frischluft wird über die Ausströmöffnung 16 z einem hier nicht näher dargestellten Gebläse gesaugt.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei denen die beiden Ansaugöffnungen jeweils ein fahrzeugfest angeordnetes trompetenartiges Element 8, 9 und jeweils ein damit zusammenwirkendes plattenartiges, translatorisch verschiebbares Ventilelement 17, 18 aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19805883 C2 [0002]
- DE 10053814 B4 [0002]
