DE102017114119A1 - Air conditioning device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Eine Klimatisierungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug, hat einen Wärmetauscher (7) sowie eine erste Steuerklappe (8) und eine zweite Steuerklappe (10), mit denen ein Anteil eines Gesamtvolumenstroms und dessen Temperatur eingestellt werden können, der einer Klimatisierungsmischzone (6) mit einem Luftabflusskanal (16) zugeführt wird. Der Luftabflusskanal (16) weist einen ersten Luftauslasskanal (11a) mit einer ersten Volumensteuerklappe (12a) und einen zweiten Luftauslasskanal (11b) mit einer zweiten Volumensteuerklappe (12b) auf. Die Klimatisierungseinrichtung (1) umfasst ferner ein Getriebe mit einem einzigen Aktuator, das derart ausgebildet ist, dass die erste Steuerklappe (8), die zweite Steuerklappe (10), die erste Volumensteuerklappe (12a) und die zweite Volumensteuerklappe (12b) durch das Getriebe gemeinsam steuerbar sind. An air conditioning device (1) for a vehicle, a heat exchanger (7) and a first control valve (8) and a second control valve (10), with which a proportion of a total volume flow and its temperature can be set, the air conditioning mixing zone (6) an air discharge channel (16) is supplied. The air discharge channel (16) has a first air outlet channel (11a) with a first volume control flap (12a) and a second air outlet channel (11b) with a second volume control flap (12b). The air conditioning device (1) further comprises a transmission with a single actuator, which is designed such that the first control flap (8), the second control flap (10), the first volume control flap (12a) and the second volume control flap (12b) through the transmission are jointly controllable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug.The invention relates to an air conditioning device for a vehicle.
Im Sinne der Erfindung wird als Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug eine Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges bezeichnet. Vorzugsweise ist das Fahrzeug dabei ein Kraftfahrzeug, wie ein Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug.For the purposes of the invention is referred to as air conditioning device for a vehicle, a heating, ventilation and / or air conditioning of a vehicle. Preferably, the vehicle is a motor vehicle, such as a passenger car or a commercial vehicle.
Klimatisierungseinrichtungen sollen in den verschiedensten Fahrzeugtypen zuverlässig ein angenehmes Raumklima schaffen. Dies soll sowohl im Frontbereich wie auch im Fondbereich eines Fahrzeugs der Fall sein, ebenso wie im jeweiligen Fußbereich und im Sitzbereich der Fahrzeuginsassen, im Folgenden auch als Belüftungsbereiche bezeichnet.Air-conditioning systems should reliably create a pleasant indoor climate in a wide variety of vehicle types. This should be the case both in the front area and in the rear area of a vehicle, as well as in the respective foot area and in the seating area of the vehicle occupants, hereinafter also referred to as ventilation areas.
Aus diesem Grund weisen bekannte Klimatisierungseinrichtungen verschiedene Klimatisierungsmischzonen für den Front- und den Fondbereich auf, also für den Bereich der Vordersitze und der Rücksitze eines Fahrzeugs, sowie für verschiedene Zonen in diesen Bereichen. Um einen Luftstrom mit einer gewünschten Temperatur sowie einem bestimmten Volumenstrom in einem Belüftungsbereich bereitzustellen, umfassen Klimatisierungseinrichtungen mehrere Misch- sowie Verteilerklappen, die mittels Aktuatoren gesteuert werden.For this reason, known air conditioning devices have different air conditioning mixing zones for the front and the rear area, ie for the area of the front seats and the rear seats of a vehicle, as well as for different zones in these areas. In order to provide airflow at a desired temperature as well as a given volume flow in a ventilation area, air conditioning devices include a plurality of mixing and distribution flaps controlled by actuators.
Nachteilig ist hierbei, dass die Luftströme in verschiedenen Bereichen voneinander abhängen. Beispielsweise kann das Öffnen einer Verteilerklappe zu einer Zunahme des Luftstroms in einem Bereich führen, während hierdurch gleichzeitig der Luftstrom in einem anderen Bereich abnimmt. Um diese Effekte auszugleichen, werden alle Misch- und Verteilerklappen über eigene Aktuatoren aufeinander abgestimmt gesteuert.The disadvantage here is that the air flows in different areas depend on each other. For example, opening a distributor door may result in an increase in airflow in one area, while at the same time decreasing airflow in another area. To compensate for these effects, all mixing and distribution flaps are controlled by their own actuators.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimatisierungseinrichtung bereitzustellen, die es insbesondere mit geringerem Aufwand ermöglicht, einen definierten Luftstrom in verschiedenen Belüftungsbereichen bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an improved air conditioning device, which makes it possible, in particular with less effort, to provide a defined air flow in different ventilation areas.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Wärmetauscher vorgesehen, durch den Luft geleitet werden kann, um sie zu temperieren, wobei die Luft anschließend zu einem ersten Bereich und/oder einem zweiten Bereich eines Kraftfahrzeugs geleitet werden kann. Die Klimatisierungseinrichtung hat eine erste Steuerklappe und eine zweite Steuerklappe, mit denen ein Anteil eines Gesamtvolumenstroms und dessen Temperatur eingestellt werden können, der einer Klimatisierungsmischzone mit einem Luftabflusskanal zugeführt wird. Der Luftabflusskanal weist einen ersten Luftauslasskanal mit einer ersten Volumensteuerklappe und einen zweiten Luftauslasskanal mit einer zweiten Volumensteuerklappe auf. Die Klimatisierungseinrichtung umfasst ferner ein Getriebe mit einem einzigen Aktuator, das derart ausgebildet ist, dass die erste Steuerklappe, die zweite Steuerklappe, die erste Volumensteuerklappe und die zweite Volumensteuerklappe durch das Getriebe gemeinsam steuerbar sind. Auf diese Weise kann der Volumenstrom und die Temperatur eines Luftstroms, der einem Bereich mittels des Luftabflusskanals bereitgestellt wird, mit einem einzelnen Bedienelement eingestellt werden, beispielsweise einem Drehregler. Indem nur ein einziger Aktuator für die obengenannten Klappen verwendet wird, kann die Klimatisierungseinrichtung einfacher gestaltet und kostengünstiger herstellbar sein.To achieve the object, an air conditioning device for a vehicle, provided with a heat exchanger, can be passed through the air to temper it, wherein the air can then be passed to a first area and / or a second area of a motor vehicle. The air conditioning device has a first control flap and a second control flap, with which a proportion of a total volume flow and its temperature can be adjusted, which is supplied to an air conditioning mixing zone with an air discharge channel. The air discharge channel has a first air outlet channel with a first volume control flap and a second air outlet channel with a second volume control flap. The air conditioning device further comprises a transmission with a single actuator, which is designed such that the first control flap, the second control flap, the first volume control flap and the second volume control flap are jointly controllable by the transmission. In this way, the volumetric flow and the temperature of an air flow provided to a region by means of the air discharge channel can be adjusted with a single control element, for example a rotary knob. By using only a single actuator for the aforementioned flaps, the air conditioning device can be simpler and less expensive to produce.
Das Getriebe kann wenigstens eine Nockenscheibe sowie vier Steuerarme umfassen, die jeweils mit einer der Klappen verbunden sind. Die wenigstens eine Nockenscheibe ist hierbei derart mit den vier Steuerarmen gekoppelt, dass die vier Klappen über die wenigstens eine Nockenscheibe steuerbar sind. Durch die Nockenscheibe können die Klappen in definierter Weise sowie aufeinander abgestimmt gesteuert werden. Anstelle der Nockenscheibe kann auch eine Kurvenscheibe vorgesehen sein. In einer Ausführungsform mit mehreren Scheiben kann eine beliebige Anzahl der Nockenscheiben durch Kurvenscheiben ersetzt sein.The transmission may comprise at least one cam and four control arms, which are each connected to one of the flaps. The at least one cam disk is in this case coupled to the four control arms such that the four flaps can be controlled via the at least one cam disk. Due to the cam plate, the flaps can be controlled in a defined manner and coordinated with each other. Instead of the cam can also be provided a cam. In an embodiment with multiple disks, any number of the cams may be replaced by cams.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Getriebe genau zwei Nockenscheiben umfassen. Die Nockenscheiben sind in diesem Fall derart mit den vier Steuerarmen gekoppelt, dass die vier Klappen über die beiden Nockenscheiben steuerbar sind. Indem die vier Steuerarme auf zwei Nockenscheiben verteilt sind, können diese einfacher und damit kostengünstiger gestaltet sein. In einer alternativen Ausführungsform können eine oder beide Nockenscheiben durch jeweils eine Kurvenscheibe ersetzt sein.According to another embodiment, the transmission may comprise exactly two cams. The cams are in this case coupled to the four control arms such that the four flaps are controllable via the two cams. By distributing the four control arms on two cams, they can be made simpler and therefore cheaper. In an alternative embodiment, one or both cams may be replaced by a respective cam.
Das Getriebe kann derart ausgebildet sein, dass zwischen einem Öffnungsgrad von 45% der ersten Volumensteuerklappe und einem Öffnungsgrad von 55% der zweiten Volumensteuerklappe eine konstante Luftverteilung mit einer veränderlichen Temperatur bereitgestellt werden kann. Insbesondere wird hierbei die wenigstens eine Nockenscheibe in diesem Bereich um einen Winkel zwischen 50° und 90°, insbesondere um 70°, verstellt.The transmission may be designed such that a constant air distribution with a variable temperature can be provided between an opening degree of 45% of the first volume control flap and an opening degree of 55% of the second volume control flap. In particular, in this case the at least one cam in this area by an angle between 50 ° and 90 °, in particular by 70 °, adjusted.
Ferner kann das Getriebe ein zweiteiliges Gehäuse haben, insbesondere mit einer ersten Gehäusehälfte und einer zweiten Gehäusehälfte. Vorzugsweise sind hierbei die erste Nockenscheibe in der ersten Gehäusehälfte und die zweite Nockenscheibe in der zweiten Gehäusehälfte angeordnet. Ein zweiteiliges Gehäuse hat den Vorteil, dass das Gehäuse kostengünstiger herstellbar ist und die Montage vereinfach wird.Furthermore, the transmission may have a two-part housing, in particular with a first housing half and a second housing half. Preferably, in this case, the first cam in the first housing half and the second cam in the second housing half are arranged. One Two-part housing has the advantage that the housing is cheaper to produce and assembly is easier.
In einer weiteren Ausführungsform kann die erste Steuerklappe einen Bypasskanal gesteuert freigeben, durch den Luft am Wärmetauscher vorbei zur Klimatisierungsmischzone geleitet werden kann. Insbesondere ist dabei die erste Steuerklappe derart ausgebildet, dass sie bis zu 100% des Gesamtvolumenstroms am Wärmetauscher vorbei zur Klimatisierungsmischzone leiten kann. Hierdurch kann ein Luftstrom in der Klimatisierungsmischzone bereitgestellt werden, der im Wesentlichen nicht durch den Wärmetauscher erwärmt wurde, von sekundären Effekten wie Wärmestrahlung abgesehen.In a further embodiment, the first control flap can release a bypass channel in a controlled manner, through which air can be conducted past the heat exchanger to the air-conditioning mixing zone. In particular, the first control flap is designed such that it can conduct up to 100% of the total volume flow past the heat exchanger to the air-conditioning mixing zone. As a result, an air flow in the air-conditioning mixing zone, which has not been heated substantially by the heat exchanger, can be provided, apart from secondary effects such as heat radiation.
Die zweite Steuerklappe kann dazu vorgesehen sein, erwärmte Luft entweder zum ersten Bereich oder zum zweiten Bereich eines Fahrzeugs zu leiten oder im Falle von Zwischenstellungen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich aufzuteilen. Somit kann mittels der zweiten Steuerklappe der Anteil an erwärmter Luft gesteuert werden, der dem ersten bzw. dem zweiten Bereich zugeführt wird.The second control flap may be provided to direct heated air either to the first region or to the second region of a vehicle or, in the case of intermediate positions, to divide it between the first region and the second region. Thus, by means of the second control flap the proportion of heated air can be controlled, which is supplied to the first and the second region.
Wenigstens eine der Volumensteuerklappen kann derart ausgebildet sein, dass ein sie passierender Luftstrom zwischen 0% und 100% einstellbar ist. Somit lässt sich mittels der jeweiligen Volumensteuerklappe der entsprechende Luftstrom beliebig drosseln.At least one of the volume control flaps may be configured such that an air flow passing through it is adjustable between 0% and 100%. Thus, by means of the respective volume control flap, the corresponding air flow can be throttled as desired.
Es kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher eine Heizvorrichtung zum Erwärmen der durch einen Luftzuflusskanal strömenden Luft ist.It can be provided that the heat exchanger is a heating device for heating the air flowing through an air inlet channel.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- -
1 in einer schematischen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung, - -
2 in einer perspektivischen Darstellung ein Getriebe der Klimatisierungseinrichtung aus1 , und - -
3 ein Funktionsdiagramm der Klimatisierungseinrichtung aus1 .
- -
1 in a schematic sectional view of an air conditioning device according to the invention, - -
2 in a perspective view of a transmission of the air conditioning device1 , and - -
3 a functional diagram of the air conditioning from1 ,
In
Über den Luftzuflussbereich
Es kann ein Gebläse
Im Luftzuflussbereich
Zwischen der ersten Klimatisierungsmischzone
Die Heizvorrichtung
In
Zwischen dem Kaltluftzuflussbereich
Zwischen dem Kaltluftzuflussbereich
Der Heizvorrichtung
Die Hauptklappe
Die Mischklappe
Von der zweiten Klimatisierungsmischzone
Im ersten Luftauslasskanal
Die Volumensteuerklappen
In
Die Mischklappe
Das Getriebe
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Die erste Nockenscheibe
Ferner sind die Nockenscheiben
Der erste Steuerarm
Der erste Steuerarm
In einer alternativen Ausführungsform kann das Getriebe
In
Bei einem Rotationswinkel zwischen 0° und 5° sind die Mischklappe
Die Mischklappe
Die Hauptklappe
Die erste Volumensteuerklappe
Die zweite Volumensteuerklappe
Hierdurch ergeben sich die folgenden Nutzungsbereiche:This results in the following areas of use:
In Bereich A, d.h. bei einem Rotationswinkel zwischen 0° und 5°, wird der gesamte Luftstrom über den Bypasskanal
Im Bereich B, d.h. bei einem Rotationswinkel zwischen 40° und 110°, sind die erste Volumensteuerklappe
In Bereich C, d.h. bei einem Rotationswinkel zwischen 140° und 150°, wird der gesamte Luftstrom über den zweiten Luftzuflusskanal
In Bereich D, d.h. bei einem Rotationswinkel zwischen 205° und 210°, wird der gesamte Luftstrom über den zweiten Luftzuflusskanal
Wie anhand des Diagramms in
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerfunktion andere Klappenpositionen bei verschiedenen Rotationswinkeln der Nockenscheiben
Auf diese Weise kann der Volumenstrom und die Temperatur des Luftstroms, der über den ersten Luftauslasskanal
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