DE10211927A1

DE10211927A1 - Fahrzeugdach mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10211927A1
Application number: DE2002111927
Authority: DE
Inventors: Werner Paetz; Michael Koelbl
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: DE10211927B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach (1) mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, wobei das Fahrzeugdach eine Dachaußenhaut (2) und einen sich im wesentlichen parallel dazu fahrzeuginnenseitig erstreckenden Dachhimmel (3) umfaßt und mindestens einen ersten Lüfter (8) zum Ansaugen von Luft aus einem Innenbereich mindestens einer A-Säule (5) des Fahrzeuges und zum Zuführen von Luft (13) in einen zwischen der Dachaußenhaut (2) und dem Dachhimmel (3) angeordneten Dachzwischenraum (4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In großräumigen Fahrzeugen, wie Schiffen, Flugzeugen oder Bussen wird Frischluft oder klimatisierte Luft zu den einzelnen Fahrgastplätzen befördert, wobei die Luft durch oberhalb der Sitze angeordnete Luftauslaßöffnungen individuell und direkt zu den Fahrzeuginsassen gelangt. Bei kleineren Kraftfahrzeugen hingegen sind lediglich in den Armaturenverkleidungen und bei Personenkraftfahrzeugen der Oberklasse zusätzlich in Wand- oder Bodenverkleidungen Austrittsöffnungen für Frischluft oder klimatisierte Luft vorhanden.

Sofern relativ hohe Luftvolumenströme zur Gesamtbelüftung bzw. Beheizung des Fahrzeuginnenraumes notwendig sind, müssen diese durch eine geringe Anzahl vorrangig in dem Armaturenbereich angeordneter Luftaustrittsöffnungen dem Fahrzeuginnenbereich zugeführt werden. Auf diese Weise treten insbesondere bei der Verwendung von Klimaanlagen Zuglufterscheinungen auf, die von den Fahrzeuginsassen im allgemeinen als sehr unangenehm empfunden werden und den Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges beeinträchtigen.

Hinzukommt, daß die Art der Zufuhr von Frischluft oder klimatisierter Luft unter klimatechnischen Gesichtspunkten bei kleineren Kraftfahrzeugen aufgrund der Tendenz warmer Luft, sich nach oben auszubreiten, unbefriedigend ist. Dies hat zur Folge, daß sich die warme Luft in dem Kopfbereich der Fahrzeuginsassen staut, während kühlere Frischluft oder klimatisierte Luft erst gar nicht in den Kopfbereich der Fahrzeuginsassen gelangen kann, sondern nach ihrem Austritt aus den Luftauslaßöffnungen auf den Bodenbereich absinkt. Es ist zwar denkbar, daß die Frischluft oder die klimatisierte Luft mit einer hohen Austrittsgeschwindigkeit aus den armaturenseitig angebrachten Luftauslaßöffnungen in den fahrzeuginnenseitigen Dachbereich geblasen wird, jedoch wird dies von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfundene Zugluft wahrgenommen.

In DE 42 22 508 C1 wird ein Fahrzeugdach beschrieben, das eine eine Lüfteranordnung umfassende Entlüftungseinrichtung beinhaltet. Zur Entlüftung eines Zwischenraums zwischen dem starren transparenten Deckel und einem Fahrzeughimmel wird an einem Rahmen, der eine durch den Deckel verschließbare Dachöffnung einfaßt, die Lüfteranordnung mittels einer Halterung befestigt. Diese Lüfteranordnung saugt dann Fahrzeuginnenluft über im vorderen Bereich des Fahrzeugdaches angeordnete fahrzeuginnenseitige Lüftungsöffnungen aus dem Fahrzeuginneren an und führt sie beispielweise über eine C-Säule der Fahrzeugkarosserie ab. Auf diese Weise findet eine Entlüftung in dem Zwischenraum mittels derjenigen Luft statt, die sich im fahrzeuginnenseitigen Dachbereich angestaut hat. Zwar kann somit die warme, im Kopfbereich der Fahrzeuginsassen angestaute Luft abgeführt werden, jedoch kann dies nicht das Auftreten von Zugluft vermeiden, die notwendig ist, um beispielsweise auch den hinteren fahrzeuginnenseitigen Dachbereich zu klimatisieren.

Aus der DE 100 50 168 C1 ist ein Dachmodul für ein Kraftfahrzeug mit einer äußeren Dachhaut und einem darunter angeordneten Dachhimmel bekannt, welches zwischen Dachhaut und einer Schaumpolsterung des Dachhimmels angeordnete plattenförmige Hohlkörper aufweist, die dazu dienen, dem Fahrzeuginnenraum Luft zuzuführen. Die in den Dachhimmel integrierten Hohlkörper erfordern die Anfertigung eines speziellen Dachhimmels, dem eine aufwendige Konstruktion zugrunde liegt.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugdach mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das auf einfache und kostengünstige und für die Fahrzeuginsassen angenehme Weise das Be- und Entlüften des Fahrzeuginnenraums ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß ein Fahrzeugdach mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung, das sich aus einer Dachaußenhaut und einem sich im wesentlichen parallel dazu fahrzeuginnenseitig erstreckenden Dachhimmel zusammensetzt, mit mindestens einem ersten Lüfter ausgestattet wird, der dazu dient, Luft aus einem Innenbereich mindestens einer A-Säule in den zwischen Dachhimmel und Dachaußenhaut angeordneten Dachzwischenraum zuzuführen. Auf diese Weise kann auf einfache und kostengünstige Weise klimatisierte Luft oder Frischluft aus dem Armaturenbereich über die A-Säulen und über zusätzliche im Dachhimmel angeordnete Luftein- und -auslaßöffnungen in den Kopfbereich der Fahrzeuginsassen geleitet werden. Das Zuführen von Luft mit hoher Austrittsgeschwindigkeit von den Luftauslaßöffnungen im Armaturenbereich in den hinteren Fahrzeuginnenraumbereich erübrigt sich somit, da die Luft über die Luftauslaßöffnungen im Dachhimmel mit langsamer Austrittsgeschwindigkeit über den gesamten Fahrzeuginnenraum verteilt werden kann.

Mit der Anordnung mindestens eines zweiten Lüfters zum Abführen der in dem Dachzwischenraum vorhandenen Luft über einen Innenbereich mindestens einer C-Säule des Fahrzeuges wird erreicht, daß ein stetiger Luftstrom über den gesamten Dachzwischenraum des Fahrzeuges verteilt werden kann. Eine derartige gleichmäßige Verteilung hat zur Folge, daß Warm- oder Kaltluft über gleichmäßig verteilte Luftein- und -auslaßöffnungen mit derselben Geschwindigkeit gleichmäßig dem gesamten Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann. Auf diese Weise ist eine zeitgleiche, schnelle und einfache Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes möglich.

Alternativ kann statt einer Belüftung eine Entlüftung des Fahrzeuginnenraumes durchgeführt werden, indem über die Luftein- und -auslaßöffnungen, die im übrigen auch in mindestens einer B-Säule, die luftdurchlässig mit dem Dachzwischenraum verbunden ist, angeordnet sein können, Luft aus dem Fahrzeuginnenraum mittels des zweiten Lüfters angesaugt wird und über die C-Säule abgeführt wird. Zusätzlich wird von der Sonne aufgewärmte Luft innerhalb des Dachzwischenraumes abgeführt, wodurch eine Kühlung des Fahrzeuginnenraumes eintritt. Eine derartige Entlüftung des Dachzwischenraumes kann insbesondere bei stehenden Fahrzeugen angewendet werden, um eine angenehme Temperierung auch bei nicht vorhandenem Fahrtwind, beispielsweise mittels geöffneter Fenster, zu erhalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lüfter im Innenbereich der Säule oder nahe des Innenbereiches angeordnet und werden mittels von in der Dachaußenhaut integrierten Solarzellen solarstrombetrieben.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Be- und Entlüftungsvorrichtung eine Einrichtung zum Steuern eines Luftstroms im Bereich des fahrzeuginnenseitigen Dachbereichs durch Betätigung des ersten und/oder zweiten Lüfters und von Schließvorrichtungen, die an den Luftein- und -auslaßöffnungen angebracht sind, auf. Somit ist eine Koordination zwischen einem Be- und einem Entlüftungsvorgang und dem Be- und Entlüftungsort, nämlich den zu belüftenden Abschnitten des Fahrzeuginnenraums und dem zu entlüftenden Dachzwischenraum, möglich. Beispielsweise kann Frischluft in den vorderen Abschnitt des Fahrzeuginnenraumes eingeführt werden, während die in dem hinteren Bereich des Dachzwischenraumes vorhandene Stauwärmeluft über die C-Säule mittels des zweiten Lüfters abgesaugt wird.

Um zusätzlich die Erwärmung und die Abkühlung der in dem Dachzwischenraum vorhandenen Luft mit der Betätigung der Schließvorrichtungen und den Zu- und Abführvorgängen der Luft zu koordinieren, weist die Einrichtung zum Steuern des Luftstroms zusätzlich eine Steuerschaltung zum wahlweisen Ansteuern von Vorrichtungen zum Erwärmen und/oder Abkühlen der Luft auf.

Jeder der ersten und zweiten Lüfter ist derart ausgebildet, daß er durch Umkehr der Drehrichtung seines Lüfterrads oder durch Verschwenken des Lüfters um beispielsweise 180° Luft entweder in das Fahrzeuginnere bläst oder aus dem Fahrzeuginneren absaugt. Auf diese Weise kann eine Reduzierung der Lüfteranzahl erreicht werden, da ein gemeinsamer Lüfter für das Zu- und Abführen von Luft in bzw. aus dem Dachzwischenraum verwendet werden kann.

Der bzw. die Lüfter ist bzw. sind als Axiallüfter mit einem Lüfterrad, welches sich um eine in Längsrichtung der A-Säule bzw. der C-Säule verlaufende Drehachse dreht oder als Radiallüfter mit einem um eine in Querrichtung der Säulen verlaufende Drehachse drehbaren Lüfterrad ausgebildet.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten ergeben sich zudem aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnittes des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung in einem ersten Betriebszustand, und
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches mit der Be- und Entlüftungsvorrichtung in einem zweiten Betriebszustand.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Fahrzeugdach 1 setzt sich aus einer Dachhaut 2, die aus einem Metallblech oder aus Kunststoff oder aus einer Kombination derjenigen besteht, und einem Dachhimmel 3 zusammen. Zwischen Dachhaut 2 und Dachhimmel 3 ist ein Dachzwischenraum 4 angeordnet, der in luftdurchlässiger Verbindung mit den A-Säulen 5, den B-Säulen 6 und den C- Säulen 7 des Kraftfahrzeuges steht.
Nahe des oberen Ausganges eines Innenbereiches der A-Säule 5 ist ein erster Lüfter 8 angeordnet, der dazu dient, Luft aus dem Innenbereich der A-Säule 5, bei der es sich um klimatisierte Luft oder Frischluft handeln kann, in den Dachzwischenraum 4 einzuleiten. Ausgangsseitig ist ein zweiter Lüfter 9 am oberen Ende der C-Säule angeordnet, um ein Abführen der in dem Dachzwischenraum 4 vorhandenen Luft über die C-Säule 7 zu ermöglichen.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten ersten Betriebszustand des Fahrzeugdaches mit der Be- und Entlüftungsvorrichtung saugt der erste Lüfter 8 vom Motorblock über die A-Säule 5 kommende Warmluft an und leitet sie in den Dachzwischenraum 4. Um die Warmluft gleichmäßig über den gesamten Fahrzeuginnenraum zu verteilen, sind in regelmäßigen Abständen Luftein- und -auslaßöffnungen 10, 11 in dem Dachhimmel 3 angeordnet, die mittels hier nicht gezeigter Schließvorrichtungen einzeln oder zusammen verschlossen bzw. geöffnet werden können. Über diese Luftein- und -auslaßöffnungen 10, 11 und über eine in der B-Säule 6 angeordnete Luftein- und -auslaßöffnung 12 wird die in dem Dachzwischenraum 4 vorhandene Luft 13 in den Fahrzeuginnenraum gleichmäßig verteilt, wie es durch die Pfeile 14, 15, 16 und 17 angedeutet ist.
In dem ersten Betriebszustand gemäß Fig. 1 ist der zweite Lüfter 9 abgeschaltet, um ein vorzeitiges Abführen der mittels des ersten Lüfters 8 eingeführten Warmluft 13 aus dem Dachzwischenraum 4 zu vermeiden. Auf diese Weise ist ausreichend Zeit vorhanden, die Warmluft 13 über die Luftein- und -auslaßöffnungen 10-12 mit einer langsamen Austrittsgeschwindigkeit in den Fahrzeuginnenraum einzuleiten.
Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches mit der Be- und Entlüftungsvorrichtung gemäß eines zweiten Betriebszustands. Gleiche und gleichwirkende Teile weisen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 auf.
Gemäß dem zweiten Betriebszustand findet keine Belüftung, sondern eine Entlüftung des Fahrzeuginnenraumes und auch des Dachzwischenraumes 4 statt. Hierfür sind sowohl der erste als auch der zweite Lüfter 8, 9 mittels von Solarzellen 8 gelieferten Solarstrom in Betrieb.
Durch die von der Sonne 19 bewirkte Sonneneinstrahlung findet eine Erwärmung der Dachaußenhaut 2 statt, was dazu führt, daß eine an den Dachzwischenraum abgegebene Strahlungswärme zur Aufwärmung des Dachzwischenraumes führt. Eine hier nicht gezeigte Steuereinrichtung erkennt eine derartige Aufwärmung des Dachzwischenraumes 4 mittels darin angebrachter, hier nicht gezeigter Sensoren und schaltet den ersten und zweiten Lüfter 8, 9 zur Entlüftung des Dachzwischenraumes 4 an. Der erste Lüfter 8 sorgt für Zufuhr von Frischluft, während der zweite Lüfter 9 für das Abführen der warmen Luft 13 aus dem Dachzwischenraum 4 sorgt.
Da sich der Fahrzeuginnenraum durch die Sonneneinstrahlung erwärmt hat, findet eine zusätzliche Entlüftung des Fahrzeuginnenraumes über die Luftein- und -auslaßöffnungen 10-12 durch Öffnen der hier nicht gezeigten Schließvorrichtungen statt, wie es durch die Pfeile 20, 21, 22, 23 und 24 angedeutet wird.
Die im fahrzeuginnenseitigen Dachbereich angestaute Wärme kann durch die Verteilung mehrerer Luftein- und -auslaßöffnungen 10-12 über den gesamten Dachhimmel 3 und die B-Säulen 6 hinweg mit einer geringen Sogwirkung von dem Lüfter 9 angesaugt werden, so daß eine schnelle Klimatisierung des aufgeheizten Fahrzeuginnenraumes möglich ist, ohne die von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfundene Zugluft auftreten zu lassen. Auf diese Weise ist ein hoher Aufenthaltskomfort für den Fahrzeuginsassen sichergestellt.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Bezugszeichenliste 1 Fahrzeugdach
2 Dachaußenhaut
3 Dachhimmel
4 Dachzwischenraum
5 A-Säule
6 B-Säule
7 C-Säule
8 erster Lüfter
9 zweiter Lüfter
10, 11, 12 Luftein- und -auslaßöffnungen
13 Luft
14-17 in den Fahrzeuginnenraum eintretende Luft
18 Solarzellen
19 Sonne
20-24 aus dem Fahrzeuginnenraum austretende Luft

Claims

1. Fahrzeugdach (1) mit einer Be- und Entlüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, wobei das Fahrzeugdach eine Dachaußenhaut (2) und einen sich im wesentlichen parallel dazu fahrzeuginnenseitig erstreckenden Dachhimmel (3) umfaßt, gekennzeichnet durch mindestens einen ersten Lüfter (8) zum Ansaugen von Luft aus einem Innenbereich mindestens einer A-Säule (5) des Fahrzeuges und zum Zuführen von Luft (13) in einen zwischen der Dachaußenhaut (2) und dem Dachhimmel (3) angeordneten Dachzwischenraum (4).

2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lüfter (8) im Innenbereich oder nahe des Innenbereichs der A-Säule (5) angeordnet ist.

3. Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens einen zweiten Lüfter (9) zum Abführen der in dem Dachzwischenraum (4) vorhandenen Luft (13) über einen Innenbereich mindestens einer C-Säule (7) des Fahrzeuges.

4. Fahrzeugdach nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lüfter (9) im Innenbereich oder nahe des Innenbereichs der C-Säule angeordnet ist.

5. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dachzwischenraum (4) mit einem Innenbereich mindestens einer B-Säule (6) luftdurchlässig verbunden ist.

6. Fahrzeugdach nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Dachhimmel (3) und/oder in der B-Säule (6) fahrzeuginnenseitig Luftein- und -auslaßöffnungen (10-12) angeordnet sind.

7. Fahrzeugdach nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftein- und -auslaßöffnung (10-12) mittels einer Schließvorrichtung verschließbar ist.

8. Fahrzeugdach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und Entlüftungsvorrichtung eine Einrichtung zum Steuern eines Luftstroms im Bereich des fahrzeuginnenseitigen Dachbereichs durch Betätigung des ersten und/oder zweiten Lüfters (8, 9) und der Schließvorrichtung beinhaltet.

9. Fahrzeugdach nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern eines Luftstroms eine Steuerschaltung zum wahlweisen Ansteuern von Vorrichtungen zum Erwärmen und/oder Abkühlen der Luft beinhaltet.

10. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Lüfter (8, 9) mittels in der Dachaußenhaut (2) integrierten Solarzellen (18) mit Solarstrom betreibbar ist bzw. sind.

11. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dachzwischenraum (4) Luftführungskanäle zum wahlweisen Zu- und Abführen von Luft in den fahrzeuginnenseitigen Dachbereich angeordnet sind.

12. Fahrzeugdach nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle mit den Luftein- und -auslaßöffnungen (10-12) luftdurchlässig verbunden sind.

13. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Lüfter (8, 9) als Radiallüfter mit einem um eine in Querrichtung der A-Säule (5) und/oder C-Säule (7) verlaufenden Drehachse drehbaren Lüfterrad ausgebildet ist bzw. sind.

14. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Lüfter (8, 9) als Axiallüfter mit einem um eine in Längsrichtung der A-Säule (5) und/oder C-Säule (7) verlaufenden Drehachse drehbaren Lüfterrad ausgebildet ist bzw. sind.

15. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Dachhaut (2) aus Metallblech und/oder Kunststoff oder einer Kombination derjenigen besteht.

16. Fahrzeugdach nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Dachzwischenraum (4) über die gesamte Fläche des Dachhimmels (3) erstreckt.