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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere eine Aufdachklimaanlage, für ein Fahrzeug mit einem Gehäuse, welches ein Oberteil und ein Unterteil umfasst, wobei das Oberteil und das Unterteil einen Innenraum des Gehäuses umschließen, in dem eine oder mehrere Komponenten der Klimaanlage angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Klimaanlage.
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Die Gehäuse solcher Klimaanlagen werden häufig aus geschäumtem Kunststoff hergestellt, um Gewicht einzusparen. Solche geschäumten Kunststoffe weisen allerdings eine geringe Festigkeit und Steifigkeit auf. Verformungen des Gehäuses, insbesondere durch Biegebelastungen stellen demnach ein Problem dar.
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Aus der
DE 10 2012 216 039 A1 eine Gehäusewanne für eine Aufdachklimaanlage eines Großfahrzeugs bekannt, die aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.
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Aus der
DE 198 02 055 A1 ein Gehäuse für eine Heizungs- oder Klimaanlage bekannt, das aus wenigstens zwei Teilen besteht, die aus Kunststoffpartikelschaum hergestellt sind, wobei wenigstens ein in einer Fuge zwischen den Teilen verlaufendes, schienenartiges Verbindungselement vorgesehen ist.
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Aus der
DE 10 2004 032 920 A1 ist ein Klimagerät bekannt, deren Komponenten wenigstens zum Teil von einer gemeinsamen Halterung in Form von Gehäuseschalen in ihrer Funktionsstellung gehalten werden. Die Gehäuseschalen bestehen aus einem geschäumten Kunststoffmaterial und sind durch eine Rasteinrichtung miteinander verbunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Steifigkeit eines aus zwei Teilen bestehenden Gehäuses einer Klimaanlage zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Relativbewegung eines Oberteils des Gehäuses zu einem Unterteil des Gehäuses der Klimaanlage zumindest einzuschränken, so dass Oberteil und Unterteil sich gegenseitig abstützen. Das Widerstandsmoment eines Bauteils gegen ein Biegemoment ist abhängig vom Quadrat der Höhe des Bauteils, so dass das Widerstandsmoment von dem Oberteil mit dem Unterteil zusammen größer ist als die Summe die beiden einzelnen Widerstandsmomente des Oberteils und des Unterteils. Zweckmäßig ist es, dass das Oberteil eine integral angeformte obere Versteifungsstruktur aufweist, und dass das Unterteil eine integral angeformte untere Versteifungsstruktur aufweist, die komplementär zu der oberen Versteifungsstruktur ausgebildet ist, und dass die obere Versteifungsstruktur und die untere Versteifungsstruktur ineinander greifen und die Relativbewegung des Oberteils zum Unterteil zumindest einschränken. Dadurch können sich Oberteil und Unterteil bei einer Biegung weniger stark oder gar nicht gegeneinander verschieben, folglich versteifen sich Oberteil und Unterteil gegenseitig. Ferner werden durch die Reduzierung der Relativbewegung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil auch störende Quietsch- und Knarzgeräusche, welche durch die Relativbewegung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil auftreten können, reduziert oder sogar verhindert.
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Eine günstige Alternative sieht vor, dass das Oberteil und das Unterteil eine Kontaktfläche aufweisen, wobei die Kontaktfläche des Oberteils an der Kontaktfläche des Unterteils anliegt, um das Gehäuse zu bilden, und dass die Versteifungsstrukturen an den Kontaktflächen des Oberteils und des Unterteils ausgebildet sind. Dadurch, dass die Versteifungsstrukturen an den Kontaktflächen ausgebildet sind, können die Versteifungsstrukturen die Relativbewegung des Oberteils zu dem Unterteil besonders wirkungsvoll einschränken.
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Eine weitere günstige Alternative sieht vor, dass die obere Versteifungsstruktur und die untere Versteifungsstruktur jeweils durch eine Verzahnung gebildet sind, die zumindest abschnittsweise an der jeweiligen Kontaktfläche gebildet ist. Eine Verzahnung ist eine besonders einfach herzustellende Möglichkeit, die Versteifungsstruktur zu bilden. Des Weiteren bietet der durch die Verzahnung gebildete Formschluss eine hohe Stabilität und somit eine effektive Versteifung des Gehäuses.
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Eine besonders günstige Alternative sieht vor, dass die Verzahnung mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier oder noch bevorzugter mindestens acht Zähne und/oder Ausnehmungen aufweist. Dadurch kann die Verzahnung die Relativbewegung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil besonders gut einschränken.
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Eine weitere besonders günstige Alternative sieht vor, dass das Gehäuse der Klimaanlage an einem ersten Enden und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der Klimaanlage gehalten ist, und dass die Zähne und Ausnehmungen Flächen aufweisen, welche quer zu einer Verbindungslinie der beiden sich gegenüberliegenden Enden, an denen die Klimaanlage gehalten ist, verlaufen. Hierdurch ergibt sich eine hängende Anordnung der Klimaanlage an einer Tragstruktur des Fahrzeugs. Aufdachklimaanlagen oder Klimaanlagen mit ähnlichen Einbausituationen werden üblicherweise nur an zwei sich gegenüberliegenden Enden der Klimaanlage an dem Dach oder an einer anderen Tragstruktur des Fahrzeugs angebracht, so dass die Klimaanlage zwischen diesen beiden Haltepunkten frei hängt. Durch die Anordnung der Zähne und Ausnehmungen derart, dass die Flächen quer zu der Verbindungslinie der beiden sich gegenüberliegenden Enden, an denen die Klimaanlage gehalten ist, verlaufen, wird insbesondere das Widerstandsmoment gegen ein Durchhängen der Klimaanlage zwischen den zwei Haltepunkten verstärkt. Klimaanlagen mit einer derartigen hängenden Fahrzeuganbindung sind neben Aufdachklimaanlagen z.B. auch Frontklimaanlagen von Bussen.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die obere Versteifungsstruktur und die untere Versteifungsstruktur außerhalb eines Bereichs einer Frischluftöffnung der Klimaanlage angeordnet sind. Somit wird der Betrieb der Klimaanlage nicht durch die Versteifungsstrukturen gestört.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Oberteil und das Unterteil als Halbschalen ausgebildet sind. Die beiden Halbschalen können dann einen Innenraum der Klimaanlage umschließen, in welchem Komponenten der Klimaanlage, wie beispielsweise eine oder mehrere Gebläse und/oder ein oder mehrere Wärmetauscher untergebracht sein können.
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Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Oberteil und das Unterteil einen geschäumten Kunststoff aufweisen. Solche geschäumten Kunststoffe sind beispielsweise Expandiertes Polypropylen (EPP). Geschäumte Kunststoffe weisen eine geringe Dichte auf, so dass sie für den Einsatz in einer Aufdachklimaanlage bestens geeignet sind. Allerdings ist die Festigkeit und/oder Steifigkeit solcher geschäumten Kunststoffe geringer, so dass eine Klimaanlage mit einem Oberteil und einem Unterteil aus geschäumtem Kunststoff besonders von der erfindungsgemäßen Lösung profitiert.
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Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass die Klimaanlage mindestens einen Wärmetauscher und mindestens ein Gebläse aufweist, die zwischen dem Oberteil und dem Unterteil angeordnet sind.
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Ferner wird die oben genannte Aufgabe durch ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage gemäß der vorstehenden Beschreibung gelöst, wobei die Klimaanlage auf oder an einem Dach eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Vorteile der Klimaanlage übertragen sich somit auf das Fahrzeug auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird. Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass die Klimaanlage mindestens zwei Träger aufweist, in welchen das Gehäuse der Klimaanlage an dem Dach des Fahrzeugs gehalten ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Klimaanlage,
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2 ein horizontaler Schnitt quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch die erfindungsgemäße Klimaanlage,
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3 eine Detailansicht einer oberen Versteifungsstruktur an dem Oberteil des Gehäuses im Bereich A aus 2, und
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4 eine Detailansicht einer unteren Versteifungsstruktur an einem Unterteil des Gehäuses im Bereich B aus 2.
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An einem in 1 dargestellten Fahrzeug 10 wird eine erfindungsgemäße Klimaanlage 12 verwendet. Insbesondere ist die Klimaanlage 12 auf einem Dach 14 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Es handelt sich bei der Klimaanlage 12 also beispielsweise um eine Aufdachklimaanlage. Alternativ kann es sich z.B. auch um eine Frontklimaanlage beispielsweise eines Busses handeln. Die Klimaanlage 12 weist ein Gehäuse 16 mit einem Oberteil 18 und einem Unterteil 20 auf. Das Oberteil 18 und das Unterteil 20 umschließen einen Innenraum des Gehäuses 16 der Klimaanlage 12, in welchem weitere Komponenten der Klimaanlage 12 angeordnet sind. Solche Komponenten der Klimaanlage 12 können beispielsweise Gebläse, Wärmetauscher, Kompressoren, Verdampfer und/oder Kondensatoren sein.
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Das Gehäuse 16, insbesondere das Oberteil 18 und das Unterteil 20, weist einen geschäumten Kunststoff auf, beispielsweise Expandiertes Polypropylen (EPP). Geschäumte Kunststoffe weisen eine geringe Dichte auf, so dass das Gesamtgewicht der Klimaanlage reduziert werden kann, was sich insbesondere bei dem Einsatz der Klimaanlage 12 auf dem Dach 14 des Fahrzeugs 10 als vorteilhaft erweist.
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Die Klimaanlage 12 ist mit zwei Trägern 22, welche an sich gegenüberliegenden, bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10, und seitlich liegenden ersten Ende 24 und zweiten Ende 26 der Klimaanlage 12 angeordnet sind. Die Klimaanlage 12 ist durch die Träger 22 an dem Dach 14 des Fahrzeugs 10 gehalten.
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Folglich sind nur das seitlich angeordnete erste Ende 24 und das seitlich angeordnete zweite Ende 26 der Klimaanlage 12 gehalten, während der Bereich zwischen den beiden Enden 24 und 26 frei hängt. Somit sollte die Klimaanlage 12 eine ausreichende Stabilität, insbesondere gegen ein Durchbiegen also ein Durchhängen zwischen den beiden Enden 24 und 26, aufweisen.
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Diese Stabilität kann zum einen durch zusätzliche Stützbalken, welche sich von dem einen Ende 24 bis zu dem anderen Ende 26 der Klimaanlage 12 erstrecken, erzielt werden. Zum anderen wird die Biegesteifigkeit durch das Oberteil 18 und das Unterteil 20 erzeugt. Um die Biegesteifigkeit des Oberteils 18 und des Unterteils 20 zu erhöhen, weist das Oberteil 18 eine obere Versteifungsstruktur 28 und das Unterteil 20 eine untere Versteifungsstruktur 30 auf. Die obere Versteifungsstruktur 28 und die untere Versteifungsstruktur 30 sind komplementär zueinander ausgebildet und wirken zusammen. Die beiden Versteifungsstrukturen 28, 30 schränken die Relativbewegung des Oberteils 18 zu dem Unterteil 20 ein. Insbesondere in einer Richtung 32, die durch den Abstand zwischen dem ersten Ende 24 und dem zweiten Ende 26 der Klimaanlage 12 definiert ist.
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Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die obere Versteifungsstruktur 28 und die untere Versteifungsstruktur 30 jeweils eine komplementäre Verzahnung 32 aufweisen. Die Verzahnung 32 weist dabei Zähne 34 und Ausnehmungen 36 auf. Für jeden Zahn 34, den die obere Versteifungsstruktur 28 aufweist, besitzt die untere Versteifungsstruktur 30 eine zugehörige Ausnehmung 36 und umgekehrt.
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Beispielsweise weist die untere Versteifungsstruktur 30 zwölf Zähne 34 und zwölf Ausnehmungen 36 auf, von denen in der Schnittdarstellung aus 2 nur jeweils sechs zu sehen sind. Die übrigen sechs Zähne 34 und Ausnehmungen 36 liegen im hinteren Bereich des Gehäuses 16 der Klimaanlage 12. Die Zähne 34 und Ausnehmungen 36 sind in Gruppen zu je drei Zähnen 34 und drei Ausnehmungen 36 angeordnet, wobei die Gruppen an einer Vorderseite der Klimaanlage 12 durch eine Frischluftöffnung 38 voneinander getrennt sind. Die Zähne 34 und Ausnehmungen 36 sind in der Richtung 31, in der die beiden Enden 24, 26 zueinander beabstandet sind, abwechselnd hintereinander angeordnet.
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Um die Relativbewegung des Oberteils 18 zu dem Unterteil 20 in der Richtung 31, in der das erste Ende 24 und das zweite Ende 26 der Klimaanlage 12 zueinander beabstandet sind, einzuschränken, weisen die Zähne 34 und die Ausnehmungen 36 jeweils mindestens eine Fläche 40 auf, die quer zu dieser Richtung 31 verlaufen. Vorzugsweise weisen zumindest manche der, insbesondere alle, Zähne 34 und Ausnehmungen 36 jeweils zwei Flächen 40 auf, welche entgegengesetzt gerichtet sind.
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Die Flächen 40 können insbesondere durch die Flanken der Zähne 34 gebildet sein. Die Flächen 40 der oberen Versteifungsstruktur 28 und die Flächen 40 der unteren Versteifungsstruktur 30 liegen aufeinander, wenn das Oberteil 18 und das Unterteil 20 aufeinanderliegen, um das Gehäuse 16 zu bilden. Dadurch ist die Bewegung zwischen Oberteil 18 und Unterteil 20 durch Formschluss, insbesondere in der Richtung 31, in der das erste Ende 24 und das zweite Ende 26 der Klimaanlage 12 zueinander beabstandet sind, eingeschränkt.
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Die obere Versteifungsstruktur 28 ist an einer Kontaktfläche 42 des Oberteils 18 angeordnet und die untere Versteifungsstruktur 30 ist an einer Kontaktfläche 44 des Unterteils 20 angeordnet. Die beiden Kontaktflächen 42 und 44 liegen aufeinander auf, wenn das Oberteil 18 auf dem Unterteil 20 aufliegt. Somit kommen die obere Versteifungsstruktur 28 und die untere Versteifungsstruktur 30 in Eingriff, wenn das Oberteil 18 auf dem Unterteil 20 aufliegt.
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Um zu verstehen, wie die beiden Versteifungsstrukturen 28 und 30 die Biegesteifigkeit des Gehäuses 16 der Klimaanlage 12 verbessern, muss zunächst das Verhalten des Gehäuses 16 ohne Versteifungsstrukturen betrachtet werden. Ohne die Versteifungsstrukturen 28, 30 können das Oberteil 18 und das Unterteil 20 sich gegeneinander verschieben. Wenn nun ein Biegemoment auf das Gehäuse 16, beispielsweise durch die Schwerkraft, wirkt, werden sowohl das Oberteil 18 als auch das Unterteil 20 verformt, indem sie in der Mitte zwischen dem ersten Ende 24 und dem zweiten Ende 26 durchhängen. Dabei können insbesondere die Außenbereiche des Oberteils 18 und des Unterteils 20 sich gegeneinander verschieben, wodurch sich die Biegungen des Oberteils 18 und des Unterteils 20 nicht gegenseitig beeinflussen.
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Durch die Versteifungsstrukturen 28, 30 ist die Verschiebung zwischen Oberteil 18 und Unterteil 20 nicht mehr möglich. Wenn sich nun das Gehäuse 16 verformt, indem es durchhängt, müsste dazu das Unterteil 20 gestreckt und das Oberteil 18 gestaucht werden. Dadurch erhöht sich das Widerstandsmoment gegen das Durchhängen.
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Durch die Gesamtdicke des Oberteils 18 und des Unterteils 20, welche größer ist als die jeweiligen Dicken des Oberteils 18 und des Unterteils 20, ist auch die Hebelwirkung, mit welcher die Spannung innerhalb des Materials des Gehäuses 16 dem Biegemoment entgegenwirken kann, größer als ohne die Versteifungsstrukturen 28, 30. Folglich wird zum einen das Gehäuse 16 steifer, als auch die in dem Material des Unterteils 20 und des Oberteils 18 durch die Schwerkraft verursachte Spannung verringert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012216039 A1 [0003]
- DE 19802055 A1 [0004]
- DE 102004032920 A1 [0005]
