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Die Erfindung betrifft eine Luftleiteinrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Luftleiteinrichtung weist mindestens ein Verschlusselement, mindestens ein Luftvermischungselement und eine Drehachse auf.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zur Förderung, zur Kühlung und zur Erwärmung von Luft sowie mit der Luftleiteinrichtung.
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Bei Kraftfahrzeugen ist aufgrund der zunehmenden Anzahl an technischen Komponenten eine Optimierung hinsichtlich des Bauvolumens erforderlich, um die gewünschte Funktionsvielfalt durch Unterbringung der Komponenten überhaupt gewährleisten zu können. Aus diesem Grund sind auch großvolumige Komponenten zur Klimatisierung, wie sie aus stationären Klimaanlagen in Form von Mischkammern, Strömungsleit- und Verwirbelungseinrichtungen bekannt sind, in Kraftfahrzeugen wegen der geringen Platzverhältnisse nicht einsetzbar.
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Eine zusätzliche Anforderung an eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, welche einen zugeführten Luftmassenstrom konditioniert, gegebenenfalls aufteilt und die einzelnen Luftmassenströme in unterschiedliche Bereiche des Fahrzeugs leitet, besteht darin, verschiedene Luftauslässe der Klimaanlage je nach Lage und Funktion mit verschieden temperierten Luftmassenströmen zu beaufschlagen. Der zugeführte Luftmassenstrom wird dabei über unterschiedliche Wärmeübertrager geführt, sodass die Luft abgekühlt und entfeuchtet sowie, wenn notwendig, wieder aufgeheizt wird, bevor sie in den Fahrgastraum geleitet wird. Dabei wird die Luft beispielsweise in den Fußraum sowie über Öffnungen im Armaturenbrett in den Fahrgastraum eingeblasen und zudem über Auslässe unmittelbar an die Frontscheibe geführt, um diese beschlagfrei zu halten oder abzutauen. Bei gattungsgemäßen luftseitig geregelten Klimatisierungssystemen wird der dem Fahrgastraum zuzuführende Luftmassenstrom mittels einer Klappe, auch als Temperaturklappe bezeichnet, in zwei Teilluftmassenströme aufgeteilt. Mittels der Temperaturklappen und unterschiedlichen Regelmechanismen werden die erforderlichen Temperaturen der Luftströmungen eingestellt. Dabei wird der eine Teilluftmassenstrom durch einen im unteren Bereich des Systems angeordneten Heizwärmeübertrager geleitet und erwärmt. Gleichzeitig strömt der zweite Teilluftmassenstrom als Kaltluft am Heizwärmeübertrager vorbei. Beide unterschiedlich temperierten Teilluftmassenströme werden anschließend zum Erreichen der geforderten Zieltemperatur vermischt.
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Bei herkömmlichen Klimatisierungssystemen werden die Teilluftmassenströme nicht optimal vermischt. An den verschiedenen Auslässen der Luft in den Fahrgastraum treten bei Zwischenstellungen der Temperaturklappe unterschiedliche Temperaturen auf. Die voneinander abweichenden Temperaturen der Luftmassenströme an den unterschiedlichen Auslässen, wie Fußraum, Armaturenbrett und Scheibenbelüftung, werden als Temperaturschichtung bezeichnet.
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Zur Verringerung der Schichtung zwischen bestimmten Auslässen werden beispielsweise Warmluftkanäle, insbesondere zum Leiten warmer Luft zum Auslass an die Frontscheibe, vorgesehen, welche als zusätzliche Elemente zum einen den Luftdurchsatz und die Akustik beeinträchtigen und zum anderen höhere Kosten verursachen.
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Andere bekannte Klimatisierungssysteme weisen eine Temperaturklappe in Verbindung mit einer vergrößerten Mischzone auf, welche derart ausgebildet sind, den Kaltluftmassenstrom in Richtung des Warmluftmassenstroms zu leiten und die Luftmassenströme für eine ausreichende Vermischung durch die vergrößerte Mischzone zu führen. Die Güte der Vermischung wird dabei über die Größe der Mischzone erreicht. Alternativ oder zusätzlich werden die Klimatisierungssysteme, insbesondere im Bereich der Mischzone, mit Leitblechen beziehungsweise Prallblechen als Verengungselemente oder Drosselelemente ausgebildet, um innerhalb des sich zu vermischenden Luftmassenstroms Turbulenzen zu erzeugen. Mit den zusätzlichen, den Strömungsquerschnitt für den Luftmassenstrom verringernden Blechen wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Dabei steigt gleichermaßen der Druckverlust an.
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Aus dem Stand der Technik ist ebenfalls bekannt, das Klimatisierungssystem derart auszubilden, dass der Warmluftmassenstrom und der Kaltluftmassenstrom zur besseren Durchmischung frontal aufeinandertreffend geleitet werden und sich anschließend vermischen. Andere Ausführungen von herkömmlichen Systemen weisen Prallbleche auf, welche je nach Bedarf die unterschiedlichen Luftmassenströme an bestimmten Positionen innerhalb des Systems blockieren, den Durchgang versperren und damit ein Durchströmen der Luft verhindern. Die Leitbleche, Prallbleche, Verengungselemente oder Drosselelemente sind beispielsweise an der Temperaturklappe selbst ausgebildet.
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Im Stand der Technik sind auch Systeme mit mehr als zwei Strömungspfaden der Luft bekannt, bei denen die Luft innerhalb der Strömungspfade unterschiedliche Temperaturen aufweist.
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Aus der
EP 1 336 517 A1 geht eine Klimaanlage mit einem in einem Luftkanal angeordneten Verdampfer und einem in Strömungsrichtung der Luft anschließend angeordneten Heizwärmeübertrager hervor. Der im Verdampfer konditionierte Luftmassenstrom ist anschließend in drei unterschiedliche Strömungspfade aufteilbar, wobei ein Strömungspfad als Warmluftkanal die Luft durch den Heizwärmeübertrager hindurchleitet und die beiden anderen Strömungspfade als Kaltluftkanäle beziehungsweise Bypässe die Luft jeweils am Heizwärmeübertrager vorbeiführen. Die unterschiedlichen Strömungspfade dienen der Vermeidung einer starken Schichtung und damit einer verbesserten Temperaturverteilung im Luftmassenstrom.
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Allerdings weist die Klimaanlage mit den Schiebeklappen und/oder drehbaren Klappen sowie der dazugehörigen Antriebstechnik eine konstruktiv sehr aufwendige Steuerung der Luftmassenströme durch beziehungsweise um den Heizwärmeübertrager auf. Zudem ist die Klimaanlage mit einer Vielzahl von Mischkammern ausgebildet und erfordert einen großen Bauraum.
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Aus dem Stand der Technik sind Alternativen zur Ausbildung von Klimaanlagen mit einer Vielzahl von Schiebeklappen und/oder Drehklappen und der jeweils dazugehörigen Antriebstechnik bekannt.
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So geht aus der
DE 196 03 126 A1 eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage zum selektiven Öffnen von mindestens drei Auslässen hervor. Die Klimaanlage umfasst neben einem Gehäuse, eine Drehwelle, welche im Gehäuse drehbar gelagert ist, und einen bogenförmigen Drehschieber, welcher mit der Drehwelle in Verbindung steht. Der Drehschieber weist mehrere Öffnungen und ein Antriebsmittel zum Drehen der Drehwelle auf. Das Gehäuse ist mit mehreren zu den Auslässen führenden Kanälen ausgebildet, deren Eintrittsöffnungen entlang der Umfangsfläche des Drehschiebers angeordnet sind. Mittels des Drehschiebers werden die Eintrittsöffnungen der Kanäle verschlossen und/oder geöffnet, sodass der Luftstrom mit einheitlicher Temperatur von einer Mischkammer ausgehend auf mehrere Kanäle aufgeteilt wird.
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Den im Stand der Technik bekannten Systemen ist zu eigen, dass sie entweder apparativ sehr aufwendig zusätzliche Elemente aufweisen, welche zusätzlichen Platz beanspruchen, Kosten und auch einen zusätzlichen Montageaufwand sowie einen entsprechenden Wartungsaufwand nach sich ziehen. Des Weiteren bewirken die zusätzlichen Einbauten Begrenzungen und Verengungen der Strömungskanäle und verursachen damit erhöhte Druckverluste in der Luftströmung, was wiederum zu einem erhöhten Leistungsbedarf und damit Energieverbrauch sowie einer Verringerung der Effizienz des Klimatisierungssystems und damit des gesamten Kraftfahrzeugs führt.
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Zudem bedingen die aus dem Stand der Technik bekannten Klappengeometrien neben den deutlichen Strömungsverlusten auch starke Strömungsgeräusche. Durch ein Schwingen der Klappen können Vibrationen erzeugt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Klimasystem zur Verfügung zu stellen, dass je nach Bedarf sowohl eine optimale Durchmischung mit möglichst geringer Schichtung bezüglich der Temperaturen des Luftmassenstroms als auch einen minimalen Aufwand zur Temperatursteuerung aufweist. Insbesondere soll ein Luftmassenstrom in einer der Hauptströmungsrichtungen, in welchen keine oder nur eine geringe Durchmischung der Luftmassenströme erforderlich ist, nicht oder lediglich minimal beeinflusst werden und gleichzeitig ein Kanal eines zweiten Luftmassenstroms zumindest teilweise geschlossen werden. Dabei sollte die Luft gezielt geführt werden und sowohl die Anzahl der einzusetzenden Komponenten als auch deren Bauraumbedarf minimal sein. Die anfallenden Kosten für Herstellung, Montage und Wartung sollen minimal sein.
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Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Die Luftleiteinrichtung weist mindestens ein Verschlusselement und mindestens ein Luftvermischungselement auf. Das Verschlusselement und das Luftvermischungselement weisen dabei eine gemeinsame Drehachse der Luftleiteinrichtung auf. Das Verschlusselement erstreckt sich in Richtung der Drehachse über die gesamte Tiefe eines zu verschließenden Querschnitts eines Strömungskanals des Klimatisierungssystems und ist mit Halteelementen ausgebildet.
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Nach der Konzeption der Erfindung sind das mindestens eine Verschlusselement sowie das mindestens eine Luftvermischungselement um die gemeinsame Drehachse drehbeweglich gehaltert angeordnet und starr miteinander verbunden. Das sich in Richtung der Drehachse erstreckende Luftvermischungselement ist erfindungsgemäß mit Durchströmöffnungen ausgebildet, sodass abhängig von der Stellung der Luftleiteinrichtung ein Querschnitt mindestens eines Strömungskanals des Klimatisierungssystems veränderbar, insbesondere reduzierbar, ist.
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Das Klimatisierungssystem weist beispielsweise vorteilhaft als Strömungskanäle mindestens einen Kaltluftpfad und mindestens einen Warmluftpfad auf, wobei abhängig von der Stellung der Luftleiteinrichtung der Querschnitt mindestens einer der Strömungskanäle Warmluftpfad und/oder Kaltluftpfad veränderbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Luftleiteinrichtung eine Vielzahl von Luftvermischungselementen auf. Die Luftvermischungselemente sind dabei in Richtung der Drehachse derart beabstandet zueinander angeordnet, dass zwischen den Luftvermischungselementen jeweils ein Freiraum als Durchströmöffnung für einen Luftmassenstrom ausgebildet ist. Unter einer Vielzahl von Luftvermischungselementen ist eine Anzahl von mehr als einem Luftvermischungselement, das heißt eine Anzahl von zwei oder mehr Luftvermischungselementen, zu verstehen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind das Verschlusselement und das Luftvermischungselement oder das Verschlusselement und die Luftvermischungselemente um die gemeinsame Drehachse der Luftleiteinrichtung um einen Winkel versetzt zueinander angeordnet. Bei einer Vielzahl ausgebildeter Luftvermischungselemente sind diese vorteilhaft in einer gemeinsamen Richtung ausgerichtet und in Richtung der Drehachse mit gleichen Längen ausgebildet.
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Von Vorteil ist, dass die Luftleiteinrichtung eine Welle mit einer Längsachse aufweist, wobei die Längsachse der Welle der Drehachse der Luftleiteinrichtung entspricht.
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Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Luftvermischungselement beziehungsweise sind die Luftvermischungselemente an der Welle angeordnet.
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Das Luftvermischungselement weist in Bezug auf die Drehachse der Luftleiteinrichtung vorteilhaft eine konvex ausgebildete Anströmfläche auf. Durch die Anordnung des Luftvermischungselementes in Strömungsrichtung der Luft vor der Drehachse ist die Anströmfläche für den ankommenden Luftmassenstrom konkav ausgebildet. Die Anströmfläche des Luftvermischungselementes weist zudem bevorzugt Strömungsprofile beziehungsweise Durchströmöffnungen auf.
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Von Vorteil ist, den die Anströmfläche ausbildenden Bereich des Luftvermischungselementes an den in Richtung der Drehachse ausgerichteten Enden mit senkrecht zur Drehachse angeordneten Halteelementen zu versehen. Dabei sind die Halteelemente starr mit dem die Anströmfläche ausbildenden Bereich des Luftvermischungselementes sowie starr mit der Welle verbunden.
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Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Luftvermischungselement beziehungsweise sind die Luftvermischungselemente jeweils mit einer geraden Ebene und vier Seitenkanten ausgebildet, wobei eine der Seitenkanten als Stirnseite direkt an der Welle angeordnet ist. Das Luftvermischungselement ist dabei starr mit der Welle verbunden.
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Alternativ kann das Luftvermischungselement auch an den Halteelementen des Verschlusselementes angeordnet sein. Das Luftvermischungselement ist dabei starr mit den Halteelementen des Verschlusselementes verbunden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Luftvermischungselement an einer von der Welle abgewandten Stirnseite mit einem Wandelement ausgebildet. Das Wandelement weist dabei vorteilhaft eine Länge auf, welche der Breite des Luftvermischungselementes entspricht. Das Wandelement ist bevorzugt senkrecht zum Luftvermischungselement angeordnet. Alternativ zur Ausbildung der Wandelemente an der Stirnseite der Luftvermischungselemente können die Wandelemente auch am Gehäuse angeordnet sein. Die Wandelemente sind dabei in Richtung der Drehachse der Luftleiteinrichtung vorteilhaft derart beabstandet zueinander angeordnet, dass der Querschnitt des Strömungskanals des Klimatisierungssystems reduziert wird.
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Die mit einer geraden Ebene ausgebildeten Luftvermischungselemente sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Alternativ können die mit einer geraden Ebene ausgebildeten Luftvermischungselemente auch derart zueinander angeordnet sein, dass in Bezug auf die Drehachse der Luftleiteinrichtung eine konvex ausgebildete Anströmfläche entsteht.
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Die Aufgabe wird zudem durch ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Klimatisierungssystem umfasst Mittel zur Förderung und zur Konditionierung, insbesondere zur Kühlung, zur Erwärmung und zur Entfeuchtung, von Luft und weist ein Gehäuse mit Luftauslässen und zwei Strömungspfaden auf. Die Strömungspfade münden in eine gemeinsame Mischkammer.
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Ein durch den ersten Strömungspfad geführter Luftmassenstrom als Teilluftmassenstrom beziehungsweise Anteil des gesamten im Klimatisierungssystem geförderten Luftmassenstroms weist eine erste Temperatur und ein durch den zweiten Strömungspfad geführter Teilluftmassenstrom weist eine zweite Temperatur auf. Die Luftmassenströme sind durch die Strömungspfade und die Mischkammer zu den Luftauslässen leitbar.
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Nach der Konzeption der Erfindung ist innerhalb der Mischkammer eine voranstehend beschriebene erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung angeordnet.
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Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Drehachse der Luftleiteinrichtung und die Luftvermischungselemente am Rand oder außerhalb eines durch die Mischkammer geleiteten Luftmassenstroms angeordnet.
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Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Drehachse der Luftleiteinrichtung und die Luftvermischungselemente je nach Stellung der Luftleiteinrichtung innerhalb oder außerhalb eines durch die Mischkammer geleiteten Luftmassenstroms angeordnet. Die Luftvermischungselemente sind bei der Stellung der Luftleiteinrichtung, bei welcher die Luftvermischungselemente innerhalb des Luftmassenstroms angeordnet sind, parallel zur Richtung des Luftmassenstroms ausgerichtet.
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Bei der Anordnung der Luftvermischungselemente am Rand, außerhalb oder innerhalb eines durch die Mischkammer geleiteten Luftmassenstroms als Hauptluftmassenstrom ist der Luftwiderstand für den Hauptluftmassenstrom minimal und vernachlässgbar.
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Das Mittel zur Förderung der Luft ist bevorzugt als ein Lüfter, das Mittel zur Kühlung der Luft als ein Verdampfer eines Kältemittelkreislaufes und das Mittel zur Erwärmung der Luft als ein Heizwärmeübertrager ausgebildet. Der Lüfter, der Verdampfer und der Heizwärmeübertrager sind innerhalb des Gehäuses angeordnet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Heizwärmeübertrager innerhalb einer der beiden Strömungspfade angeordnet und füllt den Querschnitt des Strömungspfades aus. Die Berührungsflächen zwischen dem Heizwärmeübertrager und der Wandung des Strömungspfades sind technisch dicht verschlossen, sodass der durch den Strömungspfad geführte Teilluftmassenstrom vollständig über die Wärmeübertragerflächen des Heizwärmeübertragers geleitet wird. Der andere der beiden Strömungspfade ist bevorzugt als Bypass um den Heizwärmeübertrager ausgebildet. Der durch den Bypass geleitete Luftmassenstrome tritt folglich nicht mit den Wärmeübertragerflächen des Heizwärmeübertragers in Kontakt.
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Die erfindungsgemäße Lösung weist eine Luftleiteinrichtung mit Luftvermischungselementen zum Führen und Leiten oder zum mindestens teilweise Versperren von kalten beziehungsweise warmen Luftmassenströmen innerhalb des Klimatisierungssystems auf, mit dem Ziel, die Luftmassenströme optimal zu vermischen. Dabei dienen die Luftvermischungselemente dem Erzeugen von Turbulenzen im Bereich der Mischkammer und dem direkten oder frontalen Aufeinanderprallen der Luftmassenströme. Die Luftvermischungselemente sind beispielsweise als Leitbleche, Prallbleche, Verengungselemente, integrierte Strömungskanäle oder Drosselelemente oder aus Kombinationen davon in unterschiedlicher Anzahl und Anordnung ausgebildet.
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Die Luftleiteinrichtungen sind bevorzugt als Querschnittsverengungen eines Strömungskanals beziehungsweise als Luftleitbleche platzsparend an einer Luftklappe eines Luftauslasses derart angeordnet, dass die Luftströmungen beim Betrieb in den hauptsächlich verwendeten Modi, das heißt in den Richtungen der Hauptluftmassenströme, nicht oder nur sehr wenig beeinflusst werden. Der durch die Luftleiteinrichtung erzeugte Luftwiderstand ist vernachlässigbar. Die vom Lüfter aufzubringende zusätzliche Leistung wird folglich nicht oder nur wenig beeinflusst.
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Zu den hauptsächlichen Betriebsmodi zählen „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“, „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ sowie „Warmluft am Luftauslass Fußraum“.
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Das Luftvermischungselement der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung ist beim Betriebsmodus „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“ außerhalb oder parallel zum Kaltluftmassenstrom aus dem Kaltluftpfad und bei den Betriebsmodi „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ oder „Warmluft am Luftauslass Fußraum“ außerhalb oder parallel zum Warmluftmassenstrom aus dem Warmluftpfad angeordnet. Bei der Umstellung der Betriebsmodi wird die Luftleiteinrichtung und damit das Verschlusselement und das Luftvermischungselement in der Ausrichtung beziehungsweise in der Orientierung verändert.
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Mittels der gemeinsamen Drehachse von Luftvermischungselement und Verschlusselement ist die Wirkungsweise der Luftleiteinrichtung auf den Warmluftpfad und den Kaltluftpfad abhängig vom Luftauslass-Betriebsmodus in vorteilhafter Weise variierbar.
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Die erfindungsgemäße Lösung weist weitere diverse Vorteile auf:
- – Einstellung einer Temperatur des Luftmassenstroms mittels einer einzelnen Luftleiteinrichtung mit minimalem Aufwand zur Temperatursteuerung und Verzicht auf zusätzliche Komponenten und Einbauten, wie beispielsweise Warmluftkanäle,
- – Reduktion der Komponenten und damit neben geringeren Materialkosten sowie Fertigungskosten auch Minimierung des Wartungsaufwandes und des Reparaturaufwandes,
- – Reduktion des Bauraums durch Minimierung der Anzahl an Komponenten,
- – Steigerung der Effizienz des Klimatisierungssystems, da die den Querschnitt der Strömungspfade verringernden Komponenten innerhalb der Strömungspfade gezielt angeordnet sind, sowie
- – Verringerung der Temperaturschichtung durch optimale Durchmischung des Luftmassenstroms und damit maximaler Komfort für die Insassen des Fahrgastraums.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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1: Klimatisierungssystem mit einer Luftklappe aus dem Stand der Technik;
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2: Klimatisierungssystem mit einer Luftleiteinrichtung mit einem Luftvermischungselement im Betriebsmodus „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“ in Stellung Luftmassenstrom aus Kaltluftpfad in Hauptströmungsrichtung und Zumischen des Luftmassenstroms aus Warmluftpfad;
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3: Klimatisierungssystem mit einer Luftleiteinrichtung mit Luftvermischungselement im Betriebsmodus „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ in Stellung Luftmassenstrom aus Warmluftpfad in Hauptströmungsrichtung und Zumischen des Luftmassenstroms aus Kaltluftpfad;
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4: Klimatisierungssystem mit einer Luftleiteinrichtung und einem zusätzlichen Wandelement als Teil des Gehäuses;
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5a bis 5c: Luftleiteinrichtung in Seitenansicht und perspektivischer Ansicht mit Verschlusselement und Elementen zur Luftvermischung;
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6: alternative Ausführungsform einer Luftleiteinrichtung in perspektivischer Ansicht mit Verschlusselement und Elementen zur Luftvermischung;
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7: Mischkammer und Luftauslässe eines Klimatisierungssystems mit einer Luftleiteinrichtung mit Luftvermischungselementen im Betriebsmodus „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“ in Stellung Luftmassenstrom aus Kaltluftpfad in Hauptströmungsrichtung und Zumischen des Luftmassenstroms aus Warmluftpfad;
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8: Mischkammer und Luftauslässe eines Klimatisierungssystems mit einer Luftleiteinrichtung mit Luftvermischungselementen im Betriebsmodus „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ in Stellung Luftmassenstrom aus Warmluftpfad in Hauptströmungsrichtung und Zumischen des Luftmassenstroms aus Kaltluftpfad, sowie
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9: Luftleiteinrichtung in perspektivischer Ansicht mit Verschlusselement und Elementen zur Luftvermischung.
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1 zeigt ein Klimatisierungssystem 1 mit einer Luftklappe 12 aus dem Stand der Technik. Das Klimatisierungssystem 1 weist einen nicht dargestellten Lüfter zum Ansaugen und Fördern der Luft in Strömungsrichtung 13 durch das Klimatisierungssystem 1, einen Verdampfer 4 und einen Heizwärmeübertrager 5 auf, welche in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Das Gehäuse 2 umfasst drei Luftauslässe 3a, 3b, 3c und eine Mischkammer 8.
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Der vom Lüfter angesaugte und in Strömungsrichtung 13 zum Verdampfer 4 hingeführte Luftmassenstrom wird vollständig über die Wärmeübertragerflächen des Verdampfers 4 geleitet und anschließend anteilig auf zwei Strömungspfade 6, 7 aufgeteilt. Der erste Strömungspfad 6, auch als Kaltluftpfad 6 bezeichnet, führt die im Verdampfer 4 abgekühlte und/oder entfeuchtete Luft als Teilluftmassenstrom um den Heizwärmeübertrager 5 herum. Dabei ist erste Strömungspfad 6 in vertikaler Richtung y des Klimatisierungssystems 1 oberhalb des Heizwärmeübertragers 4 angeordnet, welcher innerhalb des zweiten Strömungspfades 7 angeordnet ist. Der durch den zweiten Strömungspfad 7 geführte Teilluftmassenstrom wird vollständig über die Wärmeübertragerflächen des Heizwärmeübertragers 5 geleitet und erwärmt. Der Strömungspfad 7 wird folglich auch als Warmluftpfad 7 bezeichnet.
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Die Strömungspfade 6, 7 münden jeweils in die Mischkammer 8. Die auf die Strömungspfade 6, 7 aufgeteilten Teilluftmassenströme werden in der Mischkammer 8 wieder zusammengeführt und vermischt bevor die nunmehr konditionierte Luft durch die einzelnen Luftauslässe 3a, 3b, 3c dem Fahrgastraum zugeführt wird.
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Der über den Verdampfer 4 geführte Luftmassenstrom wird mittels der Temperaturklappe 9, welche vorliegend als Schiebeelement ausgebildet ist, in die Teilluftmassenströme auf die Strömungspfade 6, 7 aufgeteilt. Mittels der Stellung der Temperaturklappe 9 sind die Teilluftmassenströme durch die Strömungspfade 6, 7, das heißt die Anteile am gesamten durch das Klimatisierungssystem 1 geführten Luftmassenstroms, und damit die Temperatur an den Luftauslässen 3a, 3b, 3c, steuerbar.
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Der Luftauslass 3a zur Frontscheibe und der Luftauslass 3b zum Fußraum können mittels Luftklappen 10, 11 verschlossen beziehungsweise geöffnet werden. Nach 1 sind die Luftklappen 10, 11 derart ausgerichtet, dass der Luftauslass 3a zur Frontscheibe geöffnet ist, während der Luftauslass 3b zum Fußraum verschlossen ist.
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Die Luftklappe 12 zum Öffnen und Verschließen des Luftauslasses 3c zum Armaturenbrett ist derart angeordnet, dass der Luftauslass 3c geöffnet ist, während der Luftauslass 3a zur Frontscheibe verschlossen ist. Der Luftauslass 3c wird auch als Insassen- oder Fahrer-Anströmer bezeichnet, da der durch den Luftauslass 3c geleitete Luftmassenstrom die Insassen direkt anströmen kann.
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Die im Querschnitt, welcher sich durch die in horizontaler Richtung x und in vertikaler Richtung y aufgespannten Ebene ergibt, kreisbogenförmige Luftklappe 12 ist um eine Drehachse 15 drehbar gelagert und erstreckt sich in Tiefenrichtung z.
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Bei der in 1 dargestellten Anordnung mit geöffneter Temperaturklappe 9 wird der Luftmassenstrom auf die Strömungspfade 6, 7 aufgeteilt. Der durch den Kaltluftpfad 6 geleitete erste Teilluftmassenstrom und der in Strömungsrichtung 14 durch den Warmluftpfad 7 geleitete zweite Teilluftmassenstrom werden in der Mischkammer 8 vermischt und durch den Luftauslass 3c in den Fahrgastraum geleitet.
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In 2 ist ein Klimatisierungssystem 1 mit einer Luftleiteinrichtung 16 mit einem Luftvermischungselement 16b im Betriebsmodus „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“ in einer Stellung gezeigt, in welcher der durch den Kaltluftpfad 6 geleitete Luftmassenstrom unter Zumischen des Luftmassenstroms aus dem Warmluftpfad 7 in Hauptströmungsrichtung, das heißt Strömungsrichtung 17, zum Luftauslass 3c des Armaturenbretts geführt wird. Der Luftauslass 3a zur Frontscheibe ist durch die Luftleiteinrichtung 16 und der Luftauslass 3b zum Fußraum ist durch die Luftklappe 11 verschlossen. Das Luftvermischungselement 16b dient der Verengung des Querschnitts des Strömungskanals.
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Die Luftleiteinrichtung 16 weist ein Verschlusselement 16a sowie Luftvermischungselemente 16b auf, welche um eine gemeinsame Drehachse 15 gehaltert angeordnet sind. Das Verschlusselement 16a und die Luftvermischungselemente 16b sind starr miteinander verbunden. Die Luftvermischungselemente 16b sind als Strömungswiderstände innerhalb des Luftmassenstroms angeordnet, sodass diese im Weiteren auch als Luftwiderstandselemente 16b bezeichnet werden.
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Die im Querschnitt, welcher sich durch die in horizontaler Richtung x und in vertikaler Richtung y aufgespannten Ebene ergibt, kreisbogenförmigen Verschlusselement 16a sowie Luftwiderstandselemente 16b erstrecken sich jeweils in Tiefenrichtung z, wobei sich das Verschlusselement 16a über die gesamte Tiefe des jeweils zu verschließenden Strömungskanals erstreckt und die Luftwiderstandselemente 16b derart beabstandet zueinander angeordnet sind, dass der Querschnitt des jeweiligen Kanals lediglich verengt wird. In Bezug auf die Drehachse 15 sind das Verschlusselement 16a konkav und die Luftwiderstandselemente 16b konvex ausgebildet. Die Angabe der konkaven beziehungsweise der konvexen Ausbildung des Verschlusselementes 16a und der Luftwiderstandselemente 16b beziehen sich auf die jeweiligen Anströmflächen. Aus der Strömungsrichtung der Luft 13, 17, 18 durch die Mischkammer 8 betrachtet, sind die Luftwiderstandselemente 16b vor der Drehachse 15 und das Verschlusselement 16a nach der Drehachse 15 angeordnet, sodass die Anströmflächen aus Strömungsrichtung der Luft 13, 17, 18 jeweils konkav ausgebildet sind.
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Während das Verschlusselement 16a gemäß der Anordnung nach 2 somit den Strömungskanal in Richtung des Luftauslasses 3a vollständig verschließt, verringern die Luftwiderstandselemente 16b den Strömungsquerschnitt des Warmluftpfades 7, sodass der in Strömungsrichtung 18 durch den Warmluftpfad 7 strömende Luftmassenstrom beim Eintritt in die Mischkammer 8 verwirbelt und damit optimal mit dem durch den Kaltluftpfad 6 strömenden Luftmassenstrom vermischt wird. In Strömungsrichtung 17 der Kaltluft ist kein Strömungshindernis in Form von Luftleitelementen ausgebildet. Die Drehachse 15 der Luftleiteinrichtung 16 ist am Rand der mit strichpunktierten Linien dargestellten Hauptströmung der Luft vom Kaltluftpfad 6 zum Luftauslass 3c angeordnet und beeinflusst die Luftströmung nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise.
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In der in 2 gezeigten Stellung der Luftleiteinrichtung 16 mit geöffneten Luftauslass 3c zum Armaturenbrett sind die Luftvermischungselemente 16b außerhalb des Kaltluftpfades 6 im Übergangsbereich vom Warmluftpfad 7 zur Mischkammer 8 angeordnet.
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Nach einer alternativen, nicht dargestellten Anordnung ist die Temperaturklappe 9 in vertikaler Richtung y unten, den Warmluftpfad 7 verschließend angeordnet, sodass der gesamte, durch das Gehäuse 2 geförderte Luftmassenstrom im Wesentlichen ohne Strömungswiderstand durch den Kaltluftpfad 6 zum Luftauslass 3c geleitet wird. Diese Anordnung entspricht dem hauptsächlichen Betriebsmodus zur schnellen Abkühlung des Fahrgastraumes. Dabei wird eine hohe Förderleistung der Kaltluft durch einen möglichst freien Kaltluftpfad 6 angestrebt.
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3 zeigt das Klimatisierungssystem 1 nach 2 mit der Luftleiteinrichtung 16 mit einem Luftvermischungselement 16b im Betriebsmodus „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ in einer Stellung, in welcher der durch den Warmluftpfad 7 geleitete Luftmassenstrom unter Zumischen des Luftmassenstroms aus dem Kaltluftpfad 6 in Hauptströmungsrichtung zum Luftauslass 3a der Frontscheibe geführt wird. Die durch den Luftauslass 3a geleitete Luft wird beispielsweise zum Abtauen einer vereisten oder zum Trocknen einer Beschlagenen Frontscheibe verwendet. Der Luftauslass 3c zum Armaturenbrett ist durch das Verschlusselement 16a der Luftleiteinrichtung 16 und der Luftauslass 3b zum Fußraum ist durch die Luftklappe 11 verschlossen. Das Luftvermischungselement 16b dient der Verengung des Querschnitts des Strömungskanals.
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Während das Verschlusselement 16a den Strömungskanal in Richtung des Luftauslasses 3c vollständig verschließt, verringern die Luftwiderstandselemente 16b den Strömungsquerschnitt des Kaltluftpfades 6, sodass der in Strömungsrichtung 17 durch den Kaltluftpfad 6 strömende Luftmassenstrom beim Eintritt in die Mischkammer 8 verwirbelt und damit optimal mit dem durch den Warmluftpfad 7 strömenden Luftmassenstrom vermischt wird. Die Drehachse 15 der Luftleiteinrichtung 16 ist wiederum in Randnähe der mit strichpunktierten Linien dargestellten Hauptströmung der Luft vom Warmluftpfad 7 zum Luftauslass 3a angeordnet und beeinflusst die Luftströmung damit lediglich in vernachlässigbarer Weise.
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In der in 3 gezeigten Stellung der Luftleiteinrichtung 16 mit geschlossenem Luftauslass 3c zum Armaturenbrett sind die Luftvermischungselemente 16b außerhalb des Warmluftpfades 7 im Übergangsbereich vom Kaltluftpfad 6 zur Mischkammer 8 angeordnet.
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Bei einer ersten alternativen, nicht dargestellten Anordnung wird die durch den Warmluftpfad 7 geleitete Luftmassenstrom unter Zumischen des Luftmassenstroms aus dem Kaltluftpfad 6 in Hauptströmungsrichtung zum Luftauslass 3b des Fußraumes geführt. Die Luftklappe 11 ist geöffnet. Der Luftauslass 3a zur Frontscheibe ist durch die Luftklappe 10 und der Luftauslass 3c zum Armaturenbrett ist durch das Verschlusselement 16a der Luftleiteinrichtung 16 verschlossen.
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Nach einer zweiten alternativen, nicht dargestellten Anordnung sind beide Luftklappen 10, 11 geöffnet, sodass der aus der Mischkammer 8 austretende Luftmassenstrom anteilig durch den Luftauslass 3a zur Frontscheibe und durch den Luftauslass 3b zum Fußraum geleitet wird.
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Unabhängig von den angegebenen Anordnungen kann die Temperaturklappe 9 in vertikaler Richtung y, beispielsweise den Kaltluftpfad 7 verschließend angeordnet sein, sodass der gesamte in das Gehäuse 2 angesaugte Luftmassenstrom durch den Warmluftpfad 7 geleitet wird. Diese beschriebenen Anordnungen stellen die Hauptbetriebsmodi zur schnellen Fahrzeugaufheizung dar. Eine hohe Warmluftförderleistung wird hier angestrebt, wobei ein freier Warmluftströmungspfad 18 von Vorteil ist.
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In 4 ist das Klimatisierungssystem 1 mit einer Luftleiteinrichtung 16 und im Vergleich zur Ausführungsform nach 3 mit zusätzlichen Wandelementen 19 als Teile des Gehäuses 2 dargestellt.
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Die zusätzlichen Wandelemente 19 dienen der Verbesserung der Durchmischung der durch den Warmluftpfad 7 und den Kaltluftpfad 6 geleiteten Luftmassenströme, insbesondere bei den Betriebsmodi des Klimatisierungssystems 1 mit mehreren geöffneten Luftauslässen 3a, 3b, 3c, wie Armaturenbrett und Fußraum nach 4 oder Frontscheibe und Armaturenbrett, das heißt mit zusätzlich geöffneter Luftklappe 10 und geschlossener Luftklappe 11, oder Armaturenbrett und Fußraum und Frontscheibe, das heißt mit zusätzlich geöffneten Luftklappen 10, 11. Die Wandelemente 19 sind in Tiefenrichtung z derart beabstandet zueinander angeordnet, dass der Querschnitt des Kaltluftpfades 6 verengt wird, und derart ausgebildet, dass die Luftwiderstandselemente 16b in der Anordnung nach 4 anliegen.
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Im Unterschied zum Klimatisierungssystem 1 nach 3 liegen die Luftwiderstandselemente 15b einerseits an den zusätzlichen Wandelementen 19 an. Infolge der geänderten Endstellung der Luftleiteinrichtung 16 ragen die Luftwiderstandselemente 16b andererseits in den Warmluftpfad 7 hinein und das Verschlusselement 16a verschließt den Luftauslass 3c zum Armaturenbrett nicht vollständig.
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Die 5a bis 5c zeigen die Luftleiteinrichtung 16 in Seitenansicht und perspektivischen Ansichten mit dem Verschlusselement 16a und den Luftwiderstandselementen 16b als Elemente zur Intensivierung der Luftvermischung. Das Verschlusselement 16a und die Luftwiderstandselemente 16b sind um eine gemeinsame Drehachse 15, um einen Winkel α versetzt zueinander, starr angeordnet. Die Luftwiderstandselemente 16b sind in Richtung der Drehachse 15 fluchtend zueinander angeordnet.
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Das als Schwenkklappe ausgeführte Verschlusselement 16a ist als Teilbereich einer Wandung eines Hohlkreiszylinders ausgebildet, welche als eine geeignete geschlossene Fläche um die Drehachse 15 rotierbar angeordnet ist. Die Geometrie des Verschlusselementes 16a richtet sich dabei nach der zu verschließenden Form des Luftauslasses.
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Bei dem Teilbereich der Wandung des Hohlkreiszylinders verlaufen die jeweils gegenüberliegenden Kanten geradlinig, parallel zueinander und sind im gleichen Abstand, das heißt mit gleichem Radius, von der Drehachse 15 beabstandet angeordnet. Das Verschlusselement 16a ist in Tiefenrichtung z als geschlossene Fläche und in Bezug auf die Drehachse 15 konkav gekrümmt ausgebildet.
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Das hohlkreiszylinderförmige Verschlusselement 16a ist an den in Richtung der Drehachse 15 ausgerichteten Enden mit kreissegmentförmigen Halteelementen 20 ausgebildet, welche senkrecht zur Drehachse 15 angeordnet sind. Die Halteelemente 20 weisen einen Mittelpunktswinkel auf, der jeweils dem Winkelbereich der hohlzylinderförmigen Wandung des Verschlusselementes 16a entspricht. Die Höhe der kreissegmentförmigen Halteelemente 20 ist gleich dem Radius des vom Verschlusselement 16a aufgeschlagenen Kreisbogens. Die Halteelemente 20 sind in Höhe der Drehachse 15 über eine in Richtung der Drehachse 15 ausgerichtete Welle 22 miteinander verbunden. Das Verschlusselement 16a ist folglich über die Halteelemente 20 an die Welle 22 gekoppelt.
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Die in Bezug auf die Drehachse 15 konvex und in Bezug auf die Strömungsrichtung 13, 17, 18 konkav gekrümmten Luftwiderstandselemente 16b sind in Tiefenrichtung z beabstandet zueinander angeordnet, sodass zwischen den Luftwiderstandselementen 16b Freiräume ausgebildet sind. Die Luftwiderstandselemente 16b weisen in Richtung der Drehachse 15 beziehungsweise in Tiefenrichtung z die gleiche Länge auf. Die von den Luftwiderstandselementen 16b definierten Winkelbereiche der gegen den jeweiligen Luftmassenstrom gerichteten Wandungen sind gleich groß und können mit zusätzlichen Profilen oder Öffnungen zum Ablenken beziehungsweise Durchlassen des Luftmassenstroms versehen sein.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können sich die Luftwiderstandselemente 16b beispielsweise in der Länge, dem definierten Winkelbereich und/oder den Profilen beziehungsweise Öffnungen unterscheiden.
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Die Luftwiderstandselemente 16b sind an den in Richtung der Drehachse 15 ausgerichteten Enden mit Halteelementen 21 ausgebildet, welche senkrecht zur Drehachse 15 angeordnet sind. Die Halteelemente 21 sind starr mit der Welle 22 verbunden.
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Die Welle 22 weist an den Enden, das heißt im Bereich der Halteelemente 20 des Verschlusselementes 16a jeweils ein Lagerelement 23 auf. Die Lagerelemente 23 sind als zylinderförmige Zapfen ausgebildet. Die Drehachse 15 und die Achsen der Lagerelemente 23 sind deckungsgleich.
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Beim Durchströmen der Luftleiteinrichtung 16 werden dem Luftmassenstrom in den Hauptströmungsrichtungen lediglich die als Zylinderstab ausgebildete Welle 22 sowie die Schmalseiten der Halteelemente 21 der Luftwiderstandselemente 16b entgegengestellt, wobei der Druckverlust beim Umströmen der Welle 22 und der Halteelemente 21 minimal ist.
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Alternativ kann eine stabilere Ausbildung der Halteelemente 20 und des Verschlusselementes 16a die Ausbildung der Welle 22 ersetzen. Die Luftwiderstandselemente 16b und die Lagerelemente 23 sind dabei an den Halteelementen 20 des Verschlusselementes 16a angeordnet.
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In 6 ist eine alternative Ausführungsform einer Luftleiteinrichtung 16’ in perspektivischer Ansicht mit einem Verschlusselement 16’a und Luftvermischungselementen 16’b dargestellt. Die Luftvermischungselemente 16’b sind, wie in der Ausführungsform gemäß der 5a bis 5c, als Luftwiderstandelemente 16’b ausgebildet.
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Im Unterschied zur Luftleiteinrichtung 16 aus den 5a bis 5c sind die Luftwiderstandelemente 16’b mit einer geraden Ebene und vier Seitenkanten ohne zusätzliche Halteelemente ausgebildet. Die Luftwiderstandelemente 16’b sind jeweils mit einer Stirnseite direkt an der Welle 22 angeordnet, weisen jedoch in der Gesamtheit in Bezug zur Drehachse 15 beziehungsweise im Querschnitt in der Ebene, welche durch die horizontale Richtung x und die vertikale Richtung y aufgespannt wird, ebenfalls eine konvexe Form auf und sind in Tiefenrichtung z beabstandet zueinander angeordnet, sodass zwischen den Luftwiderstandselementen 16’b Freiräume ausgebildet sind. Die Luftwiderstandselemente 16’b weisen in Tiefenrichtung z die gleiche Länge auf. Die von den Luftwiderstandselementen 16’b definierten Winkelbereiche der gegen den jeweiligen Luftmassenstrom gerichteten Wandungen sind gleich groß. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können sich die Luftwiderstandselemente 16’b beispielsweise in der Länge und/oder dem definierten Winkelbereich unterscheiden.
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Die im Wesentlichen in vertikaler Richtung y ausgerichteten Luftwiderstandselemente 16’b sind an der von der Welle 22 abgewandten Stirnseite mit Wandelementen 24 ausgebildet. Die Wandelemente 24 weisen eine Länge auf, welche der Breite der Luftwiderstandselemente 16’b entspricht und sind senkrecht zu den Luftwiderstandselementen 16’b, im Wesentlichen in Richtung x weisend, angeordnet.
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Mit dem Einsatz der Luftleiteinrichtungen 16’ nach 6 können die nach der Ausführungsform gemäß 4 am Gehäuse 2 angeordneten Wandelemente 19 entfallen.
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In den 7 und 8 werden jeweils eine Mischkammer 8’’ und Luftauslässe 3a’’, 3c’’ eines Klimatisierungssystems 1’’ mit einer Luftleiteinrichtung 16’’ mit Luftvermischungselementen 16’’b gezeigt. Die Drehachse 15’’ der Luftleiteinrichtung 16’’ ist, im Vergleich zur Ausführungsform nach den 2 bis 4, zentral innerhalb des Kaltluftpfades 6’’, und nicht am Rand des Kaltluftpfades 6’’, angeordnet. Die Luftvermischungselemente 16’’b sind, wie in 7 gezeigt, parallel zum Luftmassenstrom in Hauptströmungsrichtung ausgerichtet.
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Gemäß 7 ist die Luftleiteinrichtung 16’’ im Betriebsmodus „Kaltluft am Luftauslass Armaturenbrett“ derart ausgerichtet, dass der Luftmassenstrom aus dem Kaltluftpfad 6’’ in Strömungsrichtung 17’’ unter Zumischen des Luftmassenstroms aus dem Warmluftpfad 7’’ zum Luftauslass 3c’’ des Armaturenbretts durch das Gehäuse 2’’ strömt. In 8 ist die Luftleiteinrichtung 16’’ im Betriebsmodus „Warmluft am Luftauslass Frontscheibe“ derart ausgerichtet, dass der Luftmassenstrom aus dem Warmluftpfad 7’’ in Strömungsrichtung 18’’ unter Zumischen des Luftmassenstroms aus dem Kaltluftpfad 6’’ zu den Luftauslassen 3a’’’ der Frontscheibe geleitet wird.
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In der Stellung der Luftleiteinrichtung 16’’ nach 7 ist der Luftauslass 3a’’ zur Frontscheibe durch die Luftleiteinrichtung 16’’, insbesondere durch das Verschlusselement 16’’a, verschlossen. Der Luftauslass 3c’’ zum Armaturenbrett ist geöffnet.
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Neben dem Verschlusselement 16’’a weist die Luftleiteinrichtung 16’’ Luftvermischungselemente 16’’b auf, welche um eine gemeinsame Drehachse 15’’ gehaltert angeordnet sind. Das Verschlusselement 16’’a und die Luftvermischungselemente 16’’b sind starr miteinander verbunden. Die Luftvermischungselemente 16’’b sind als Leitelemente beziehungsweise Luftleitbleche innerhalb der Luftmassenstroms angeordnet, sodass diese im Weiteren auch als Luftleitelemente 16’’b bezeichnet werden.
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Die im Querschnitt, welcher sich durch die in horizontaler Richtung x und in vertikaler Richtung y aufgespannten Ebene ergibt, kreisbogenförmigen Verschlusselement 16’’a sowie Luftleitelemente 16’’b erstrecken sich jeweils in Tiefenrichtung z, wobei sich das Verschlusselement 16’’a und eines der Luftleitelemente 16’’b über die gesamte Tiefe des jeweiligen Strömungskanals erstrecken und andere Luftleitelemente 16’’b derart beabstandet zueinander angeordnet sind, dass der Querschnitt des jeweiligen Kanals lediglich verengt wird. In Bezug auf die Drehachse 15‘‘ ist das Verschlusselement 16’’a konkav ausgebildet und entspricht damit den voran beschriebenen Ausführungsformen.
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Während das Verschlusselement 16’’a gemäß der Anordnung nach 7 den Strömungskanal in Richtung des Luftauslasses 3a’’ vollständig verschließt, sind die Luftleitelemente 16’’b in Strömungsrichtung 17’’ des Kaltluftpfades 6’’ ausgerichtet, sodass der in Strömungsrichtung 17’’ durch den Kaltluftpfad 6’’ strömende Luftmassenstrom nahezu unbeeinflusst durch die Mischkammer 8’’ zum Luftauslass 3c’’ strömt. In Strömungsrichtung 17’’ der Kaltluft ist bis auf die in Richtung der Drehachse 15’’ ausgerichtete, nicht dargestellte Welle der Luftleiteinrichtung 16’’ nahezu kein Strömungshindernis ausgebildet. Die Drehachse 15’’ ist dabei innerhalb der mit strichpunktierten Linien dargestellten Hauptströmung der Luft vom Kaltluftpfad 6’’ zum Luftauslass 3c’’, vorzugsweise mittig, angeordnet. Der Strömungswiderstand, insbesondere beim Betriebsmodus, bei welchem unvermischte Kaltluft durch den Luftauslass 3c’’ zum Armaturenbrett geleitet wird, ist minimal.
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In der in 7 gezeigten Stellung der Luftleiteinrichtung 16’’ mit geöffnetem Luftauslass 3c’’ zum Armaturenbrett sind die Luftvermischungselemente 16’’b parallel zur Strömungsrichtung 17’’ der Luft durch den Kaltluftpfad 6’’ ausgerichtet angeordnet.
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Der durch den Warmluftpfad 7’’ strömende Luftmassenstrom kann dem durch den Kaltluftpfad 6’’ strömenden Luftmassenstrom in der Mischkammer 8’’ zugemischt werden.
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In der Stellung der Luftleiteinrichtung 16’’ nach 8 ist der Luftauslass 3c’’ zum Armaturenbrett durch die Luftleiteinrichtung 16’’, insbesondere durch das Verschlusselement 16’’a, verschlossen. Der Luftauslass 3a’’ zur Frontscheibe ist geöffnet.
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Während das Verschlusselement 16’’a den Strömungskanal in Richtung des Luftauslasses 3c’’ vollständig verschließt, verringern die Luftleitelemente 16’’b den Strömungsquerschnitt des Kaltluftpfades 6’’, sodass der in Strömungsrichtung 17’’ durch den Kaltluftpfad 6’’ strömende Luftmassenstrom beim Eintritt in die Mischkammer 8’’ verwirbelt und damit optimal mit dem durch den Warmluftpfad 7’’ strömenden Luftmassenstrom vermischt werden kann. Sowohl die Drehachse 15’’ der Luftleiteinrichtung 16’’ als auch die Luftleitelemente 16’’b sind dabei außerhalb der mit strichpunktierten Linien dargestellten Hauptströmung der Luft vom Warmluftpfad 7’’ zum Luftauslass 3a’’ angeordnet und beeinflussen die Luftströmung in Strömungsrichtung 18’’ nicht oder lediglich in vernachlässigbarer Weise, was insbesondere auf den Betriebsmodus zutrifft, bei welchem unvermischte Warmluft durch den Luftauslass 3a’’ an die Frontscheibe geleitet wird.
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In der in 8 gezeigten Stellung der Luftleiteinrichtung 16’’ mit geschlossenem Luftauslass 3c’’ zum Armaturenbrett sind die Luftvermischungselemente 16’’b nicht parallel, das heißt in einem von 0° oder 180° abweichendem Winkel, zur Strömungsrichtung 17’’ der Luft durch den Kaltluftpfad 6’’ ausgerichtet angeordnet.
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Die zusätzlichen Wandelemente 19’’ zur Verbesserung der Durchmischung der durch den Warmluftpfad 7’’ und den Kaltluftpfad 6’’ geleiteten Luftmassenströme sind in Tiefenrichtung z derart beabstandet zueinander angeordnet, dass der Querschnitt des Kaltluftpfades 6’’ zusätzlich verengt wird.
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In 9 ist die Luftleiteinrichtung 16’’ aus den 7 und 8 in perspektivischer Ansicht mit dem Verschlusselement 16’’a und den Luftleitelementen 16’’b als Elemente zur Intensivierung der Luftvermischung dargestellt.
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Die Luftleitelemente 16’’b sind mit einer geraden Ebene und vier Seitenkanten ausgebildet. Während ein Luftleitelement 16’’b zwischen den Halteelementen 20 des Verschlusselementes 16’’a durchgängig und fest mit den Halteelementen 20 verbunden angeordnet ist, sind die mit einer Stirnseite direkt der Welle 22 verbunden ausgebildeten Luftleitelemente 16’’b in Tiefenrichtung z beabstandet zueinander angeordnet, sodass zwischen diesen Luftleitelementen 16’’b Freiräume ausgebildet sind. Die mit der Welle 22 verbundenen Luftleitelemente 16’’b weisen in Richtung der Drehachse 15‘‘ beziehungsweise in Tiefenrichtung z die gleiche Länge auf. Sämtliche Luftleitelemente 16’’b sind parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Luftleitelemente 16’’b sind je nach Stellung der Luftleiteinrichtung 16’’ entweder zum nahezu druckverlustfreiem Leiten oder zum Absperren beziehungsweise Verwirbeln des durch den Kaltluftpfad 6’’ strömenden Luftmassenstroms ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1’’
- Klimatisierungssystem
- 2, 2’’
- Gehäuse
- 3a, 3a’’
- Luftauslass Frontscheibe
- 3b
- Luftauslass Fußraum
- 3c, 3c’’
- Luftauslass Armaturenbrett
- 4
- Verdampfer
- 5
- Heizwärmeübertrager
- 6, 6’’
- Strömungspfad, Kaltluftpfad
- 7, 7’’
- Strömungspfad, Warmluftpfad
- 8, 8’’
- Mischkammer
- 9
- Temperaturklappe
- 10, 10’’
- Luftklappe Luftauslass Frontscheibe 3a
- 11
- Luftklappe Luftauslass Fußraum 3b
- 12
- Luftklappe Luftauslass Armaturenbrett 3c
- 13
- Strömungsrichtung der Luft
- 14
- Strömungsrichtung der Luft in Warmluftpfad 7
- 15, 15’’
- Drehachse
- 16, 16’, 16’’
- Luftleiteinrichtung
- 16a, 16’a, 16’’a
- Verschlusselement
- 16b, 16’b
- Luftvermischungselement, Luftwiderstandselement
- 16’’b
- Luftvermischungselement, Luftleitelement
- 17, 17’’
- Strömungsrichtung der Luft durch Kaltluftpfad 6
- 18
- Strömungsrichtung der Luft durch Warmluftpfad 7
- 19
- Wandelement
- 20
- Halteelement des Verschlusselementes 16a, 16’a, 16’’a
- 21
- Halteelement der Luftwiderstandselemente 16b
- 22
- Welle
- 23
- Lagerelement
- 24
- Wandelement
- x
- horizontale Richtung
- y
- vertikale Richtung
- z
- Tiefenrichtung
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1336517 A1 [0010]
- DE 19603126 A1 [0013]
