DE102018113175B4 - Heck-Klimagerät für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Heck-Klimagerät (1) für ein Fahrzeug, aufweisend einen Lüfter (2), einen Verdampfer (3) zur Kühlung und Entfeuchtung eines Gesamtluftstromes und einen Heizungswärmeübertrager (4) zur Erwärmung mindestens eines Teilluftstromes des Gesamtluftstromes sowie einen Bodenraumauslass (5), einen B-Säulenauslass (6) und einen Mittelkonsolenauslass (7) für konditionierte Luft, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warmluftkanal (12) und ein Mischraum (11) derart innerhalb eines Gehäuses (8) des Heck-Klimagerätes (1) ausgebildet sind, dass ein Teil des mindestens einen Teilluftstromes mit Warmluft (10), der den Heizungswärmeübertrager (4) durchströmt, über den Warmluftkanal (12) in den Mischraum (11) leitbar und mit einem Teilluftstrom Kaltluft (9) mischbar ist und ein verbleibender Teil des Teilluftstromes mit Warmluft (10) direkt dem Bodenraumauslass (5) zuführbar ist und dass der Mittelkonsolenauslass (7) und der B-Säulenauslass (6) mit dem Mischraum (11) verbunden und nur mit Luft aus dem Mischraum (11) beaufschlagbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Heck-Klimagerät für ein Fahrzeug zur Klimatisierung der Fahrzeugkabine, insbesondere zur Herstellung des gewünschten Klimakomforts im hinteren Bereich der Fahrzeugkabine.
  • Heck-Klimageräte werden zur Klimatisierung der zweiten und/oder dritten Sitzreihe in Fahrzeugen eingesetzt. Da Heck-Klimageräte in die Mittelkonsole des Fahrzeugs integriert werden, wo wenig Platz für technische Komponenten zur Verfügung steht, sind diese folglich starken Bauraumzwängen bei der Konstruktion unterworfen.
    Es besteht somit das starke Bedürfnis, derartige Komponenten zur Komforterhöhung im Fahrzeug mit möglichst geringem Bauraum zu konstruieren, wobei gleichzeitig höchste Anforderungen an die Effizienz und die Wirksamkeit der Komponenten gestellt werden.
  • Bei gattungsgemäßen Heck-Klimageräten ist die Position der Luftauslässe durch die Luftkanalführung vorgegeben. Es werden verschiedene Luftauslässe mit konditionierter Luft versorgt. Die Luftauslässe für den Fußraum, auch Bodenraumauslässe genannt, liegen im unteren Bereich des Heck-Klimagerätes am Rand des Fahrzeugtunnels und sind nach unten offen ausgeführt.
    Die Bodenraumauslässe liegen weiterhin, auf die Fahrtrichtung bezogen, in einer Linie mit den B-Säulenauslässen, deren Luftführungskanäle über den Fahrzeugboden quer zur Fahrtrichtung zu den B-Säulen des Kraftfahrzeuges geführt sind. Die B-Säulenauslässe liegen somit auch im unteren Bereich des Heckklimagerätes und sind gleichfalls nach unten offen ausgeführt.
    Die gleichfalls vom Heck-Klimagerät versorgten Mittelkonsolenauslässe sind nach oben/hinten orientiert und liegen im oberen Bereich des Heck-Klimagerätes.
    Die Anforderungen an die Temperaturverteilung in der Fahrzeugkabine fordern, dass die Luft aus den Mittelkonsolenauslässen und aus den B-Säulenauslässen die gleiche, beziehungsweise eine sehr ähnliche Temperatur haben, wohingegen die Luft aus den Bodenraumauslässen immer deutlich wärmer sein soll als die aus den Belüftungsauslässen der Mittelkonsole und der B-Säule. Dabei besteht die Anforderung, dass diese Parameter für alle Luftverteilungen gewährleistet sein soll, unabhängig davon, ob im Sommer wenig Luft zu den Bodenraumauslässen und viel Luft zu den Belüftungsauslässen strömen soll oder im Winter umgekehrt viel Luft zu den Bodenraumauslässen und wenig Luft zu den Belüftungsauslässen.
  • Im Stand der Technik sind Klimageräte für Fahrzeuge und insbesondere auch Heck-Klimageräte bekannt.
    Beispielsweise geht aus der WO 2006/080631 A1 ein Konsolenklimagerät für Fahrzeuge hervor, welches mit einem Mischraum für Warmluft und Kaltluft ausgestattet ist. Bei der offenbarten Ausführung sind jedoch eine parallele Kalt- und Warmluftpassage nicht realisierbar, da beide Luftpfade über eine zentrale Mischzone geführt und somit nicht separat oder teilweise mischbar sind. Weiterhin sind Bodenraumauslässe in dieser Ausgestaltung nicht vorgesehen, so dass eine Komforteinschränkung gegeben ist.
  • Im Stand der Technik ist weiterhin ein Heck-Klimagerät bekannt, welches gemäß 1 dargestellt ist. Die Lage des Verdampfers und des Heizungswärmeübertragers gestattet zwar eine separate Kaltluftführung und das Vorsehen von Bodenraumauslässen, jedoch besteht bei dieser Anordnung der Nachteil, dass die Kaltluft verstärkt zum Mittelkonsolenauslass geleitet wird. Bei der gezeigten Anordnung der Luftauslässe, aber auch durch die Positionierung von Verdampfer und Heizungswärmeübertrager im Heck-Klimagerät, ist es äußerst schwierig, dass die Temperatur an den Belüftungsauslässen der B-Säule und der Mittelkonsole nahezu gleich ist, wohingegen der Bodenraumauslass relativ wärmere Luft bekommt. Die B-Säulenauslässe bekommen auch relativ viel warme Luft in Relation zu den Bodenraumauslässen, da der Bodenraum- und der B-Säulenauslass in einer Reihe mit dem Heizungswärmeübertrager liegen. Der Mittelkonsolenauslass hingegen bekommt relativ viel kalte Luft, da dieser direkt am Ende des Kaltluftpfades positioniert ist. Somit ist, zusammengefasst, die Luft an den B-Säulenauslässen zu warm und an den Mittelkonsolenauslässen zu kalt.
  • Im Stand der Technik spielt bei herkömmlichen Konstruktionsformen für Warm- und/oder Kaltluftkanäle die Luftverteilung häufig eine untergeordnete Rolle, da als Hauptstellgröße für die Regelung lediglich die Luftmenge eingesetzt wird. Andere Luftverteilungen können mit den herkömmlichen Anordnungen von Warm- und/oder Kaltluftkanälen nicht realisiert und somit die geforderte Temperaturverteilung nicht erreicht werden.
  • In der DE 198 11 548 A1 werden Vorrichtungen zur Heizung und Belüftung des Fahrgastraums von Kraftfahrzeugen beschrieben.
  • In der US 2004 / 0 089 006 A1 wird eine Fahrzeugklimaanlage beschrieben, die Luftströme aus einer Innenwand eines Fahrzeugabteils erzeugt.
  • In der WO 2006 / 080 631 A1 wird eine Konsolen-Klimaanlage für ein Fahrzeug beschrieben.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Heck-Klimagerät zur Verfügung zu stellen, welches die Vorgaben für die Luft- und Temperaturverteilung für Bodenraum-, B-Säulen- und Mittelkonsolenauslass optimal realisieren kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine konstruktive Lösung zu schaffen, welche nicht mehr Bauraum als Lösungen für Heck-Klimageräte nach dem Stand der Technik erfordern.
  • Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch ein Heck-Klimagerät für ein Fahrzeug gelöst, welches zunächst die üblichen Komponenten eines Klimagerätes aufweist. Somit sind ein Lüfter zur Erzeugung eines zu konditionierenden Luftvolumenstromes, ein Verdampfer zur Kühlung und Entfeuchtung des Luftvolumenstromes und ein Heizungswärmeübertrager zur Erwärmung des Luftvolumenstromes vorgesehen.
    Weiterhin sind mindestens ein Bodenraumauslass, mindestens ein B-Säulenauslass und mindestens ein Mittelkonsolenauslass für die konditionierte Luft vorgesehen.
    Der Luftvolumenstrom wird vollständig als Gesamtluftvolumenstrom über den Verdampfer zur Kühlung und Entfeuchtung der Luft geführt, wonach eine Aufteilung in Teilvolumenströme erfolgen kann. Ein Teilvolumenstrom, beziehungsweise ein Teilluftstrom des Gesamtluftstromes, wird über den Heizungswärmeübertrager zur Erwärmung geführt. Parallel dazu kann ein Teilvolumenstrom am Heizungswärmeübertrager vorbei als Kaltluftstrom weitergeführt werden.
    Das Heck-Klimagerät ist in besonderer Weise dahingehend ausgebildet, dass ein Warmluftkanal und ein Mischraum innerhalb des Gehäuses des Heck-Klimagerätes derart ausgebildet sind, dass ein Teil des Teilluftstromes mit Warmluft über den Warmluftkanal in den Mischraum geleitet wird. Im Mischraum wird der Teilluftstrom aus Warmluft mit einem Teilluftstrom aus Kaltluft gemischt. Mit der im Mischraum gemischten Luft wird der Mittelkonsolenauslass und der B-Säulenauslass versorgt, welche mit dem Mischraum verbunden sind. Der Mittelkonsolenauslass und der B-Säulenauslass wird dabei nur mit Luft aus dem Mischraum versorgt. In besonders vorteilhafter Weise wird damit erreicht, dass die beiden Typen von Luftauslässen, der Mittelkonsolenauslass und der B-Säulenauslass, mit Luft gleicher Parameter beaufschlagbar sind.
  • Insbesondere wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Heck-Klimagerät für ein Fahrzeug gelöst, das einen Lüfter, einen Verdampfer zur Kühlung und Entfeuchtung eines Gesamtluftstromes und einen Heizungswärmeübertrager zur Erwärmung mindestens eines Teilluftstromes des Gesamtluftstromes sowie einen Bodenraumauslass, einen B-Säulenauslass und einen Mittelkonsolenauslass für konditionierte Luft aufweist, bei dem ein Warmluftkanal und ein Mischraum derart innerhalb eines Gehäuses des Heck-Klimagerätes ausgebildet sind, dass ein Teil des mindestens einen Teilluftstromes mit Warmluft, der den Heizungswärmeübertrager durchströmt, über den Warmluftkanal in den Mischraum leitbar und mit einem Teilluftstrom Kaltluft mischbar ist und ein verbleibender Teil des Teilluftstroms mit Warmluft direkt dem Bodenraumauslass zuführbar ist und dass der Mittelkonsolenauslass und der B-Säulenauslass mit dem Mischraum verbunden und nur mit Luft aus dem Mischraum beaufschlagbar sind.
  • Vorteilhaft ist eine Mischraumeinlaufführung am Gehäuse vorgesehen, die den Teilluftstrom der Kaltluft, welcher nicht über den Heizungswärmeübertrager geführt wird, in den Mischraum führt, wobei die Mischraumeinlaufführung eine Abtrennung der Kaltluft zum Mittelkonsolenauslass bildet. Dadurch wird verhindert, dass der Teilluftstrom der Kaltluft ohne weitere Konditionierung direkt über den Mittelkonsolenauslass in die Fahrzeugkabine gelangt. Durch die Umsetzung der Mischung der Kaltluft mit Warmluft im Mischraum und die gemeinsame Versorgung von Mittelkonsolenauslass und B-Säulenauslass ist eine einheitliche Konditionierung der Luft gesichert, welche unabhängig von der Luft an den Bodenraumauslässen ist.
  • Bevorzugt wird der Mischraum konstruktiv nach dem Warmluftkanal und zwischen dem Mittelkonsolenauslass und dem B-Säulenauslass angeordnet. Die Mischraumeinlaufführung ist nach ihrer Funktion als Prallwand oder als Führungswand ausgebildet, welche den Kaltluftstrom nach unten ablenkt und eine direkte Strömung der kalten Luft zum Mittelkonsolenauslass verhindert. Der Mischraum stellt somit einen funktionalen Raumbereich dar, der im Anschluss an den Warmluftkanal ausgebildet ist. Dabei wird als Mischraum der Raum verstanden, der in Strömungsrichtung hinter dem Eintritt der Kaltluft in den Warmluftkanal liegt und welcher funktionsgemäß als Mischraum der Durchmischung von Kaltluft und Warmluft dient, bevor die gemischte Luft durch die verschiedenen Luftauslässe, nämlich die B-Säulenauslässe und die Mittelkonsolenauslässe, den Mischraum verlässt.
    Der Bodenraumauslass ist direkt mit Warmluft aus dem Heizungswärmeübertrager beaufschlagbar, wobei die Warmluft nicht durch den Mischraum geführt wird. Damit kann am Bodenraumauslass eine abweichende Konditionierung der Luft im Vergleich zum Mittelkonsolen- und B-Säulenauslass realisiert werden.
    Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht nunmehr darin, dass der Bodenraumauslass mit Warmluft und zusätzlich mit Kaltluft beaufschlagbar ausgebildet ist, wodurch auch Luftzustände zwischen Warmluft und Kaltluft regelungstechnisch realisierbar sind.
  • Vorteilhaft sind, auch im Hinblick auf die Regelungs- und Steuerungsmöglichkeiten des Heck-Klimagerätes, am Eingang des Warmluftkanals eine Warmluftkanaleingangsklappe und am Bodenraumauslass eine Bodenraumauslassklappe angeordnet. Mit diesen genannten Klappen wird der Warmluftstrom nach dem Heizungswärmeübertrager in Teilluftströme für warme Luft direkt für den Bodenraumauslass und warme Luft für den Warmluftkanal geteilt.
  • Besonders bevorzugt sind die Warmluftkanaleingangsklappe und die Bodenraumauslassklappe für die gemeinsame Betätigung der Klappen miteinander gekoppelt.
  • Vorteilhaft werden die Warmluftkanaleingangsklappe und die Bodenraumauslassklappe durch ein Klappenkoppelelement mechanisch miteinander gekoppelt. Auf diese Weise lässt sich ein zusätzlicher Antrieb beispielsweise für die Warmluftkanaleingangsklappe einsparen, indem nur die Bodenraumauslassklappe angesteuert und entsprechend über ein mechanisches Klappenkoppelelement die Warmluftkanaleingangsklappe mit gestellt wird. Selbstverständlich kann analog auch die Warmluftkanaleingangsklappe aktiv angetrieben und über das Koppelelement die Bodenraumauslassklappe mit gestellt werden.
  • Alternativ dazu sind die Warmluftkanaleingangsklappe und die Bodenraumauslassklappe über eine Klappensteuerung miteinander gekoppelt, wobei dafür dann jeweils ein separater Antrieb der Klappen erforderlich ist.
  • Das Klappenkoppelelement kann bevorzugt durch einen Drehhebel jedoch auch durch beispielsweise ein Zahnradkoppelgetriebe realisiert sein.
  • Vorteilhaft wird die Warmluftkanaleingangsklappe so dimensioniert, dass sie den Warmluftkanal nicht vollständig verschließt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Mischraum immer zumindest mit einem minimalen Teilvolumenstrom Warmluft versorgt wird. Dies führt letztlich dazu, dass an den Luftauslässen, den B-Säulenauslässen und den Mittelkonsolenauslässen immer relativ trockene Luft in die Fahrzeugkabine abgegeben wird, da immer ein relativ trockener Warmluftanteil in der gemischten Luft enthalten ist, was die relative Feuchte der ausströmenden Luft herabsetzt.
  • Die Konzeption der Erfindung besteht zusammengefasst darin, dass in einem ersten Lösungsschritt ein separater Mischraum für die beiden Belüftungsauslässe, den B-Säulenauslass und den Mittelkonsolenauslass geschaffen wird. Dies erfolgt durch einen Warmluftkanal, der direkt stromabwärts des Heizungswärmeübertragers warme Luft abgreift und in einen separaten Mischraum für die beiden Belüftungsauslasstypen führt. Der separate Mischraum wird zum einen durch die Wände und den Auslass des Warmluftkanals gebildet und zum anderen durch eine Wand am Ende des Kaltluftpfades, die den Mittelkonsolenauslass gegen die direkte Zuströmung von kalter Luft abschottet und gleichzeitig eine Begrenzung des separaten Mischraumes, als sogenannte Mischraumeinlaufführung, ausbildet.
  • Der Warmluftkanal erstreckt sich dabei nicht über die gesamte Längsausdehnung des Heck-Klimagerätes, sodass am Warmluftkanal vorbei auch noch Kaltluft vom Kaltluftpfad zum Bodenraumauslass gelangen kann, da ansonsten die Temperatur am Fußauslass deutlich zu hoch wäre.
  • Ergänzt wird die vorbeschriebene Lösung zur Umsetzung der Vorgaben bezüglich der Temperaturverteilung für alle Luftverteilungen und die Angleichungen der Temperaturen an den B-Säulen- und den Mittelkonsolenauslässen durch weitere technische Maßnahmen zur Beeinflussung des Luftvolumenstroms an den Auslässen.
    Die vom Warmluftkanal in die separate Mischzone beförderte Warmluft ist vom Luftvolumenstrom her schlecht beziehungsweise nicht regelbar. Somit wird immer eine gleichgroße Luftmenge warmer Luft zu den Belüftungsauslässen der B-Säule und der Mittelkonsole strömen. Wenn insgesamt, also nicht nur durch den Warmluftkanal, eine hohe Luftmenge zu den Belüftungsauslässen der B-Säulen und der Mittelkonsole strömen soll und wenig Luftstrom zum Bodenraumauslass, dann würde die Temperaturdifferenz zwischen den Belüftungs- und den Bodenraumauslässen kleiner im Vergleich zu einem Betriebszustand, wo wenig Luft zu den Belüftungsauslässen der B-Säule und der Mittelkonsole im Vergleich zum Bodenraumauslass strömt.
  • Die Temperaturdifferenz zwischen Bodenraumauslass und den Belüftungsauslässen für die B-Säule und die Mittelkonsole soll aber bei allen Luftverteilungen gleich sein. Somit muss die Menge an warmer Luft, die durch den Warmluftkanal in den separaten Mischraum strömt, regelbar sein in Abhängigkeit von der Luftverteilung. Dies wird konzeptionsgemäß durch eine Klappe im Warmluftkanal realisiert. Wenn viel Luft zu den Belüftungsauslässen an der B-Säule und der Mittelkonsole und wenig Luft zum Bodenraumauslass strömen soll, muss der Warmluftkanal die maximale Menge an warmer Luft in die separate Mischzone liefern. Bei dieser Anforderung ist die Klappe im Warmluftkanal offen. Außerdem muss der Querschnitt des Warmluftkanals auf diesen Fall ausgelegt werden. Soll nun weniger Luft zu den Belüftungsauslässen strömen und mehr Luft zum Fußauslass, dann muss die Menge an warmer Luft durch den Warmluftkanal gedrosselt werden und die Klappe zum Teil zugefahren werden. Der Querschnitt des Warmluftkanals wird also künstlich verengt. Damit für die zusätzliche Klappe am Eingang des Warmluftkanals nicht ein weiterer Stellmotor zum Antrieb der Klappe notwendig ist, wird die Klappe im Warmluftkanal mit der Klappe im Bodenraumauslass gekoppelt. Öffnet sich die Klappe im Bodenraumauslass wird automatisch die Klappe im Warmluftkanal teilweise zugefahren und umgekehrt. Dies erfolgt durch ein mechanisches Klappenkoppelelement.
  • In besonders vorteilhafter Weise werden mit dieser konstruktiv relativ einfachen aber sehr wirkungsvollen Kombination von Maßnahmen die Vorgaben bezüglich der Temperaturverteilung und der Temperaturregelkurven bei verschiedenen Luftverteilungen erreicht. Vorteilhaft ist weiterhin zu nennen, dass kein zusätzlicher Bauraum für das Heck-Klimagerät zur Sicherstellung dieser vorteilhaften Wirkungen notwendig ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1: Heck-Klimagerät nach dem Stand der Technik im Längsschnitt,
    • 2: Heck-Klimagerät mit Mischraum,
    • 3: Detailschnitt Mischraum und
    • 4: Detailschnitt Mischraum in Drosselstellung.
  • In 1 ist ein Heck-Klimagerät 1 zur Versorgung von mehreren Luftauslässen in einer Ausgestaltung nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Heck-Klimagerät 1 besteht im Wesentlichen aus den Bestandteilen Lüfter 2, Verdampfer 3 zur Kühlung und Entfeuchtung der zu konditionierenden Luft, dem Heizungswärmeübertrager 4 zur nachfolgenden Erwärmung der Luft sowie den Luftauslässen für den Heckteil der Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges. Die dargestellte Ausführung klimatisiert die Fahrzeugkabine über einen Bodenraumauslass 5 sowie einen Mittelkonsolenauslass 7 und einen B-Säulenauslass 6. Die Komponenten sind in einem Gehäuse 8 des Heckklimagerätes zusammengefasst und bilden eine Baueinheit aus. Die Luftauslässe 5, 6, 7 sind jeweils doppelt symmetrisch zur nicht näher bezeichneten Längsachse ausgeführt.
    Ergänzend zu den bereits beschriebenen Komponententeilen ist im Längsschnitt ein Kaltluftpfad für Kaltluft 9 sowie ein Warmluftpfad für Warmluft 10 dargestellt. Der Kaltluftpfad mit der Kaltluft 9 wird durch Luft gespeist, welche aus dem Verdampfer 3 austritt und dann im oberen Bereich des Gehäuses über den Heizungswärmeübertrager 4 hinweg an der oberen Gehäusewandung 17 entlang strömt. Da an der oberen Gehäusewandung 17 des Gehäuses 8 der Mittelkonsolenauslass 7 angeordnet ist, gelangt die Kaltluft 9 ungehindert und weitgehend geschichtet und unvermischt zum Mittelkonsolenauslass 7, sodass dort überwiegend zu kalte Luft das Heck-Klimagerät 1 verlässt. Die den Heizungswärmeübertrager 4 durchströmende Kaltluft 9 wird erwärmt und strömt als Warmluft 10 geschichtet den Luftauslässen des Bodenraumauslasses 5 und des B-Säulenauslasses 6 zu. Somit entsteht das Problem, dass die Temperatur der am B-Säulenauslass 6 ausströmenden Luft wärmer ist als die am Mittelkonsolenauslass 7 ausströmende Luft, was jedoch unerwünscht ist und nicht den Vorgaben hinsichtlich der Komfortanforderungen entspricht.
  • In 2 ist ein Heck-Klimagerät 1 nach der Erfindung dargestellt, welches in der Bauweise im Wesentlichen mit seinen äußeren Abmessungen dem Heck-Klimagerät 1 nach dem Stand der Technik gemäß der 1 entspricht.
    In der Seitenansicht, ähnlich einem Längsschnitt, nach der 2 ist die modifizierte Luftführung von Warmluft 10 und Kaltluft 9 dargestellt. Als wesentliche konstruktive Änderungen wurden ein Warmluftkanal 12 mit einem Mischraum 11 und eine Mischraumeinlaufführung 13 in das Gehäuse 8 des Heck-Klimagerätes 1 integriert. Der Mischraum 11 ist als gestrichelter Bereich innerhalb des Heck-Klimagerätes 1 als Zone fortfolgend in den Figuren dargestellt. Der Kaltluftpfad mit der Kaltluft 9 wird im Bereich der oberen Gehäusewandung 17 durch die Mischraumeinlaufführung 13 in der Art einer Prallwand nach unten abgelenkt. Die Kaltluft 9 kann deshalb nicht ungehindert aus dem Heck-Klimagerät 1 am Mittelkonsolenauslass 7 austreten, sondern strömt zunächst nach unten am Warmluftkanal 12 vorbei in den Mischraum 11, in welchem die Kaltluft 9 mit der Warmluft 10 des Warmluftpfades aus dem Heizungswärmeübertrager 4 gemischt wird. Die Kaltluft 9 strömt somit nach unten entlang der Prallwand, der Mischraumeinlaufführung 13, und kann dann entweder in den Mischraum 11 abknicken, im Sinne von abgelenkt werden, oder weiter nach unten zum Bodenraumauslass 5 strömen. Die Warmluft 10 aus dem Heizungswärmeübertrager 4 wird in Teilluftströme geteilt, wovon ein oberer Teilluftstrom in den Warmluftkanal 12 einströmt und ein unterer Teilluftstrom direkt in den Bodenraumauslass 5 geleitet wird. Dem Warmluftkanal 12 ist der Mischraum 11 nachgeschaltet, in welchem die Kaltluft 9 von oben auf den Warmluftpfad mit der Warmluft 10 trifft und sich die Teilluftströme mischen. Aus dem Mischraum 11 tritt der gemischte Luftstrom dann aus und wird nach oben und/oder unten zu dem Mittelkonsolenauslass 7 und dem B-Säulenauslass 6 geleitet und verlässt über diese Auslässe das Heck-Klimagerät 1 in die Fahrzeugkabine hinein. Der Mischluftstrom mit seiner einheitlichen Temperaturverteilung versorgt somit anforderungsgemäß den Mittelkonsolenauslass 7 und den B-Säulenauslass 6 mit Luft gleicher Temperaturverteilung.
    Der Bodenraumauslass 5 erhält Warmluft 10 direkt nach dem Heizungswärmeübertrager 4 und wird somit überwiegend mit Warmluft 10 beaufschlagt. Zusätzlich wird, wenn erforderlich, ein Teilvolumenstrom Kaltluft 9 aus dem oberen Bereich des Kaltluftpfades durch die Mischraumeinlaufführung 13 nach unten in den Bodenraumauslass 5 geleitet, um die gewünschte Bodenraumauslasstemperatur der Luft herzustellen.
  • In 3 ist der Mischraum 11 im Längsschnitt im Detail vergrößert dargestellt. Insbesondere ist gezeigt, dass der Warmluftkanal 12 an seinem Eingang mit einer Warmluftkanaleingangsklappe 16 ausgestattet ist, welche es ermöglicht, den Warmluftvolumenstrom in den Warmluftkanal 12 hinein durch ein zusätzliches Stellglied zu regeln. Der Warmluftstrom aus dem Heizungswärmeübertrager 4 wird aufgeteilt in einen Teilluftstrom für den Warmluftkanal 12 und in einen Teilluftstrom für den Bodenraumauslass 5. Die Bodenraumauslassklappe 14 regelt den Luftvolumenstrom zu dem Bodenraumauslass 5 entsprechend.
    Die Aufteilung des Warmluftstromes in den Warmluftkanal 12 und den Bodenraumauslass 5 erfolgt durch die Klappenstellungen der Bodenraumauslassklappe 14 und der Warmluftkanaleingangsklappe 16. Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Kopplung der Bodenraumauslassklappe 14 und der Warmluftkanaleingangsklappe 16. In der Ausgestaltung gemäß 3 sind die Klappen 14, 16 über ein Klappenkoppelelement 15 mechanisch miteinander verbunden und in ihrer Bewegung gekoppelt. Dabei ist eine indirekte Volumenstromkopplung realisiert, sodass anforderungsgemäß bei einem hohen Luftvolumenstrom in den Warmluftkanal 12 der Warmluftstrom in den Bodenraumauslass 5 reduziert ist und anders herum.
  • In 4 ist wiederum der Mischraum 11 im Detail vergrößert im Längsschnitt dargestellt und es ist die Drosselstellung der Warmluftkanaleingangsklappe 16 im geschlossenen Zustand gezeigt. In der Drosselstellung erhält der Warmluftkanal 12 beinah keine Warmluft vom Heizungswärmeübertrager 4 und fast die gesamte Warmluft 10 aus dem Heizungswärmeübertrager 4 strömt dem Bodenraumauslass 5 zu. Die Bodenraumauslassklappe 14 soll in dieser Stellung voll geöffnet sein.
  • Alternativ zur mechanischen Kopplung der Bodenraumauslassklappe 14 und der Warmluftkanaleingangsklappe 16 über ein in 4 nicht dargestelltes Klappenkoppelelement 15 können die Klappen 14, 16 über mechanische Koppelgetriebe in ihrer Bewegung verbunden werden.
    Die Kopplung der Klappen 14, 16 hat den Vorteil, dass ein Klappenantrieb eingespart werden kann, was Kosten-, Bauraum- und Gewichtsvorteile bringt.
  • Alternativ zur vorgenannten Kopplung mit Einsparung eines Antriebes ist die Kopplung von zwei separat angetriebenen Klappen 14, 16 auch über eine Kopplung mittels Steuerung eine mögliche Ausgestaltung.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Heck-Klimagerät
    2
    Lüfter
    3
    Verdampfer
    4
    Heizungswärmeübertrager
    5
    Bodenraumauslass
    6
    B-Säulenauslass
    7
    Mittelkonsolenauslass
    8
    Gehäuse
    9
    Kaltluft
    10
    Warmluft
    11
    Mischraum
    12
    Warmluftkanal
    13
    Mischraumeinlaufführung
    14
    Bodenraumauslassklappe
    15
    Klappenkoppelelement
    16
    Warmluftkanaleingangsklappe
    17
    Obere Gehäusewandung

Claims (9)

  1. Heck-Klimagerät (1) für ein Fahrzeug, aufweisend einen Lüfter (2), einen Verdampfer (3) zur Kühlung und Entfeuchtung eines Gesamtluftstromes und einen Heizungswärmeübertrager (4) zur Erwärmung mindestens eines Teilluftstromes des Gesamtluftstromes sowie einen Bodenraumauslass (5), einen B-Säulenauslass (6) und einen Mittelkonsolenauslass (7) für konditionierte Luft, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warmluftkanal (12) und ein Mischraum (11) derart innerhalb eines Gehäuses (8) des Heck-Klimagerätes (1) ausgebildet sind, dass ein Teil des mindestens einen Teilluftstromes mit Warmluft (10), der den Heizungswärmeübertrager (4) durchströmt, über den Warmluftkanal (12) in den Mischraum (11) leitbar und mit einem Teilluftstrom Kaltluft (9) mischbar ist und ein verbleibender Teil des Teilluftstromes mit Warmluft (10) direkt dem Bodenraumauslass (5) zuführbar ist und dass der Mittelkonsolenauslass (7) und der B-Säulenauslass (6) mit dem Mischraum (11) verbunden und nur mit Luft aus dem Mischraum (11) beaufschlagbar sind.
  2. Heck-Klimagerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischraumeinlaufführung (13) am Gehäuse (8) vorgesehen ist, die den Teilluftstrom der Kaltluft (9) in den Mischraum (11) führt und eine Abtrennung der Kaltluft (9) zum Mittelkonsolenauslass (7) bildet.
  3. Heck-Klimagerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischraum (11) nach dem Warmluftkanal (12) und zwischen dem Mittelkonsolenauslass (7) und dem B-Säulenauslass (6) angeordnet ist.
  4. Heck-Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenraumauslass (5) mit Warmluft (10) und zusätzlich mit Kaltluft (9) beaufschlagbar ausgebildet ist.
  5. Heck-Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang des Warmluftkanals (12) eine Warmluftkanaleingangsklappe (16) und am Bodenraumauslass (5) eine Bodenraumauslassklappe (14) angeordnet sind.
  6. Heck-Klimagerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftkanaleingangsklappe (16) und die Bodenraumauslassklappe (14) für die gemeinsame Betätigung miteinander gekoppelt sind.
  7. Heck-Klimagerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftkanaleingangsklappe (16) und die Bodenraumauslassklappe (14) durch ein Klappenkoppelelement (15) mechanisch miteinander gekoppelt sind.
  8. Heck-Klimagerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftkanaleingangsklappe (16) und die Bodenraumauslassklappe (14) über eine Klappensteuerung miteinander gekoppelt sind.
  9. Heck-Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftkanaleingangsklappe (16) den Warmluftkanal (12) nicht vollständig verschließbar ausgebildet ist.
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