DE10351641B3 - Frischluftzuführeinrichtung für die Kabinenbelüftung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frischluftzuführeinrichtung (1) für die Kabinenbelüftung eines Kraftfahrzeugs, bei welcher ein Hauptluftstrom der Frischluft von einem im oberen Bereich der Frischluftzuführeinrichtung (1) angeordneten Einlassquerschnitt (1.1) um eine nach unten verlaufende Schwallwand (4) herum zu einem ebenso im oberen Bereich der Frischluftzuführeinrichtung (1) angeordneten Durchgangsquerschnitt (1.5) geleitet wird. Um bei geringerem Bauraumbedarf den Druckabfall und die Geräuschentstehung in der Frischluftzuführeinrichtung zu verbessern und dabei einen hohen Wasserabscheidegrad beizubehalten, weist die Schwallwand (4) einen mit einem Nebenluftstrom beaufschlagten Durchlassbereich (4.1) auf, wobei der Druchlassbereich (4.1) einen netzartig aufgebauten Flächenbereich der Schwallwand bildet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Frischluftzuführeinrichtung für die Kabinenbelüftung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Die DE 43 03.664 C1 zeigt eine Frischluftzuführeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher Frischluft an einem Einlassschlitz an einer Motorhaube von oben in die Frischluftzuführeinrichtung eintritt. Zur Abscheidung von Wassertropfen aus der Frischluftströmung wird diese um die untere Kante einer in Einbaulage steil nach unten ragende Schwallwand umgelenkt. Zur Verringerung des durch Umlenkung und Luftführung erzeugten Druckwiderstandes der Frischluftzuführeinrichtung sind über die Fahrzeugbreite mehrere Einlassöffnungen der Frischluftzuführeinrichtung vorgesehen.
• Aufgabe der Erfindung ist es bei geringerem Bauraumbedarf der Frischluftzuführeinrichtung sowohl den Druckabfall, als auch die akustischen Eigenschaften der Frischluftzuführeinrichtung zu verbessern und dabei einen hohen Wasserabscheidegrad beizubehalten.
• Gelöst wird die Aufgabe durch eine Frischluftzuführeinrichtung für die Kabinenbelüftung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Die Frischluftzuführeinrichtung weist im seitlichen Schnitt im wesentlichen einen U-förmigen freien Luftführungsquerschnitt auf. Nach Eintritt in die Frischluftzuführeinrichtung wird die Luft zwischen einer ersten Gehäusewand und einer nach unten verlaufenden Schwallwand nach unten geführt und um die in Einbaulage untere Kante der Schwallwand von der ersten Gehäusewand weg und nach oben umgelenkt. Auf der der ersten Gehäusewand abgewandten Seite der Schwallwand wird die Luft zwischen der Schwallwand und einer auf dieser Seite der Schwallwand gegenüberliegend angeordneten Gehäusewand nach oben geführt und über einen im oberen Bereich der Frischluftzuführeinrichtung angeordneten Durchgangsquerschnitt hin zu einer Stirnwandöffnung der Fahrzeugkabine geführt. Durch die Umlenkung der Strömung von einer in Einbaulage in Richtung der Gewichtskraft ausgerichteten Strömung in Richtung einer entgegen der Gewichtskraft ausgerichteten Strömung werden mit der Frischluft mitgeführte Wassertropfen an der Gehäusewand der Frischluftzuführeinrichtung abgeschieden, so dass die der Stirnwandöffnung zugeführte Luft wasserfrei ist.
• Durch den netzartig aufgebauten Durchlassbereich der Schwallwand der Frischluftzuführeinrichtung ist über diesen Durchlassbereich ein Nebenluftstrom parallel zu dem über den Umlenkquerschnitt im unteren Bereich der Frischluftzuführeinrichtung strömenden, mengenmäßig größeren Hauptluftstrom geführt und dadurch eine Absenkung des Druckwiderstandes der Frischluftzuführeinrichtung gegeben. Durch das Führen des Hauptluftstromes über die Umlenkung im unteren Bereich der Frischluftzuführeinrichtung bleibt der hohe Wasserabscheidungsgrad der Frischluftzuführeinrichtung erhalten, wobei der Nebenluftstrom am Durchlassbereich der Schwallwand den Hauptluftstrom in seiner Größe verringert und ungewünschte, mit großen Luftmengen verbundene Effekte, wie beispielsweise das Mitreissen von Wassertropfen in der Abströmung der Wasserabscheidung, reduziert.
• Das Mengenverhältnis des Nebenluftstromes bezogen auf die Größe des Hauptluftstromes ist über die Auswahl einer geeigneten Netzstruktur abstimmbar. In Versuchsreihen wird dabei ermittelt, ob bei einer vorgegebenen Beregnungsmenge am Fahrzeug und einem Nennluftstrom Wasser durch den Durchlaßbereich der Schwallwand dringt. Der Nennluftstrom soll dabei möglichst groß sein, ohne daß Wasser durch den Durchlaßbereich dringt. Dabei ist die Durchlässigkeit durch Auswahl einer geeigneten Draht- oder Stegdicke und der Maschenweite des Gittermaterials auf die Bauform der Frischluftzuführeinrichtung, also die dadurch gegebene Wasserführung und Luftströmung im Gehäuse weiterhin auf den Nennluftstrom beziehungsweise die maximale Luftleistung der Lüftungs- oder Klimatisierungsanlage der Fahrzeugkabine abzustimmen.
• Die netzartige Ausführung mindestens eines Wandbereiches der Schwallwand bietet die Möglichkeit die Schwallwand mit einem glatten Wandverlauf luftdurchlässig auszuführen. Bei strömungskanalartiger Ausbildung von Überströmungseinrichtungen in der Schwallwand beim Stand der Technik, wie sie beispielsweise bei durch Wasserabweiser überdeckten Öffnungen oder röhrchenförmigen Überströmungselementen gegeben ist, ist die Kontur der Schwallwand kantig unterbrochen. Bei einem erfindungsgemäss netzartig ausgeführtem Durchlassbereich erfolgt eine Durchströmung der Schwallwand ohne ein Überstreichen von Abrisskanten, wodurch die Geräuschentstehung in der Frischluftzuführeinrichtung reduziert ist.
• Die Dämpfungseigenschaften des netzartig ausgeführten Durchlassbereiches, welche durch die Luftdurchlässigkeit und den Strömungswiderstand des Netzes gegeben sind, verbessern die Geräuschabsorbtion im Gehäuse der Frischluftzuführeinrichtung.
• Treffen Wassertropfen der Frischluft im spitzen Winkel auf das Netz des Druchlassbereiches laufen diese an der Vorderseite der Schwallwand nach unten ab. Dringt Wasser durch das Netz auf die Rückseite der Schwallwand, wird es durch die großen Adhäsionskräfte am Netz gehalten und läuft dort nach unten ab. Zur Unterstützung der Adhäsionskräfte kann die Schwallwand in Einbaulage weiterhin so geneigt sein, dass die Tropfen an der Vorderseite der Schwallwand durch die Gewichtskraft abtropfen während das Wasser auf der Rückwand der Schwallwand von der Gewichtskraft auf dieser gehalten ist und an ihr abläuft.
• Um den Luftdurchsatz des Nebenluftstromes über die Höhe des Durchlassbereiches möglichst gleichmäßig zu verteilen und Rückströmungsbereiche zu vermeiden, ist bei einer besonderen Ausführung der Frischluftzuführeinrichtung der zwischen der Schwallwand und der ihrer Vorderseite gegenüberliegenden Gehäusewand der Frischluftzuführeinrichtung angeordnete Luftkanal so ausgebildet, dass sich sein Querschnitt in Einbaulage nach unten hin verringert, beispielsweise durch ein in dieser Richtung verringernden lichten Abstand zwischen der Schwallwand und der dort gegenüberliegenden Gehäusewand.
• Bei einer besonderen Ausführungsform der Frischluftzuführeinrichtung ist die Schwallwand in Einbaulage mindestens bereichsweise steil nach unten verlaufend entlang der in Fahrtrichtung hinteren Kante der Einlassöffnung angeordnet. Durch die in Fahrtrichtung im Wesentlichen hintereinander angeord neten Zuströmungs- und Abströmungsquerschnitte ergibt sich eine besonders kompakte Bauform der Luftzuführeinrichtung mit einer relativ großen Schwallwand- beziehungsweise Durchlassbereichsfläche. Weiterhin ergibt sich durch diese Anordnung, dass der wasserführende Frischluftstrom in der in Richtung der Gewichtskraft nach unten gerichteten Zuströmung der Wasserabscheidung weitestgehend entlang des Netzes des Durchlassbereiches geführt ist und damit der Durchtritt von Wassertropfen durch den netzartigen Durchlassbereich weitgehend verhindert ist.
• Bei einer Ausführungsform der Frischluftzuführeinrichtung umschließen flächig ausgebildete Wandbereiche der Schwallwand den Durchlassbereich und bilden auf diese Weise einen Rahmen zur Versteifung oder zur Aufnahme beziehungsweise Befestigung des Netzes des Durchlassbereiches. Beispielsweise kann bei einer mehrteilig ausgeführten Schwallwand das Netz des Durchlassbereiches am Rahmen angeschweißt oder angeklebt werden.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Frischluftzuführeinrichtung ergeben sich aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung.
• 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Frischluftzuführeinrichtung mit einer in Einbaulage horizontalen Sicht quer zur Fahrtrichtung.
• Die 1 zeigt einen Schnitt quer zur Fahrtrichtung durch eine Frischluftzuführeinrichtung 1. Die der Fahrzeugkabine des Kraftwagens zuzuführende Frischluft gelangt über einen mit einem Grobgitter 2 versehenen Einlassquerschnitt 1.1 in einen Zuströmluftkanal 1.2. Der Zuströmkanal 1.2 wird von einer ersten Gehäusewand 3.1 und einer gegenüberliegend angeordneten Vorderseite der Schwallwand 4 begrenzt, wobei beide Wände steil nach unten verlaufen und sich der gegenseitige lichte Abstand in dieser Richtung verringert. Die Gehäusewand 3.1 bildet die in Fahrtrichtung gesehen vordere Begrenzung des Gehäuses 3 der Frischluftzuführeinrichtung 1. Im Zuströmluftkanal 1.2 wird die Luft in einer in Einbaulage nach unten gerichteten Zuströmung bis zu einer die Schwallwand 4 an ihrem unteren Ende begrenzenden Kante geführt und um diese herum in einem Umlenktopf 1.3 von der ersten Gehäusewand 3 weg und weiter in eine in Einbaulage nach oben gerichtete Abströmung umgelenkt. Durch die Umlenkung von einer in Richtung der Gewichtskraft gerichteten Zuströmung zu einer entgegen der Gewichtskraft gerichteten Abströmung erfolgt eine Abscheidung von Wassertropfen, welche mit dem Frischluftstrom durch den Einlassquerschnitt 1.1 in die Frischluftzuführeinrichtung 1 mitgeführt sind. Das abgeschiedene flüssige Wasser sammelt sich am Boden des Gehäuses 3 der Frischluftzuführeinrichtung 1 und läuft über einen Wasserablauf 5 ab. Nach der Wasserabscheidung wird die Frischluft über die nach oben gerichtete Abströmung im Abströmluftkanal 1.4 durch einen Durchgangsquerschnitt 1.5 und die Stirnwandöffnung 6.6 der Fahrzeugkabine zugeführt. Der Abströmluftkanal 1.4 ist von einer der Zuströmung abgewandten Rückseite der Schwallwand 4 und von einer dieser gegenüberliegend angeordneten Gehäusewand 3.2 begrenzt.
• In Fahrtrichtung hinter der Stirnwand 6.5 ist an die Stirnwandöffnung 6.6 eine Klimaanlage 7 zur Klimatisierung der Fahrzeugkabine des Kraftwagens angeschlossen. Das Gebläse 7.1 der Klimatisierungsanlage 7 saugt die durch die Frischluftzuführeinrichtung 1 zur Stirnwandöffnung 6.6 geführte Frischluft über ein Filter 7.2 an. Um Fäulnis und Pilzbildung auf dem Filter 7.2 der Klimatisierungsanlage 7 des Kraftwagens zu vermeiden, darf über die Stirnwandöffnung 6.6 kein Wasser auf das Vlies des Filters 7.2 gelangen.
• Die Frischluftzuführeinrichtung 1 ist in ihrer Einbaulage vor der die Fahrzeugkabine in Fahrtrichtung nach vorne begrenzende Stirnwand 6.5 in einem Motorraum oder einem vom Motorraum getrennten Aggregateraum untergebracht. Die Frischluftzufuhr erfolgt über einen mit einem Gitter versehen Motorhaubenschlitz 6.2 in der Motorhaube 6.1. In Fahrtrichtung hinter der Motorhaube anschließend ist eine an die Windschutzscheibe 6.4 angrenzende Wasserabführrinne 6.3 angeordnet, durch welche das von der Windschutzscheibe 6.4 ablaufende Wasser abgeführt wird.
• Das Gehäuse 3 der Frischluftzuführeinrichtung 1 weist im gezeigten seitlichen Schnitt einen in Einbaulage sich von beiden Seiten nach unten verengenden Querschnitt auf, wobei die Einlassöffnung 1.1 mit dem Grobgitter 2 in der vorderen Hälfte der das Gehäuse 3 nach oben begrenzenden Fläche angeordnet ist. Die den Zuströmluftkanal 1.2 begrenzende Schwallwand 4 und erste Gehäusewand 3.1 sind mit einem in Einbaulage nach unten verringernden lichten Abstand zueinander angeordnet, so dass der in Einbaulage unter der Einlassöffnung angeordnete Zuströmluftkanal 1.2 einen sich in dieser Richtung verringernden Querschnitt aufweist. Dadurch ergibt sich eine über die Höhe gleichmäßig starke Durchströmung des Durchlassbereiches durch den Nebenstrom.
• Die Schwallwand 4 ist mit einem leicht durchgebogenen aber im wesentlichen senkrechten Verlauf in Einbaulage unterhalb des in Fahrtrichtung hinteren Randes der Einlassöffnung 1.1 angeordnet. Dabei ist mindestens die untere Hälfte der Schwallwand 4 in Einbaulage leicht derart geneigt, dass der untere Endbereich gegenüber dem oberen Endbereich der Schwallwand aus der Senkrechten in Richtung des Abströmkanals 1.4 versetzt ist, sodass Wassertropfen, welche auf die Rückseite der Schwallwand 4 gelangt sind, in diesem Bereich nicht abtropfen und mit der Abströmung nach oben gerissen werden, sondern auf der schrägen Wand nach unten ablaufen. Die Schwallwand 4 bildet weiterhin mit den flächig geschlossen Wandbereichen und dem netzartig ausgeführten Durchlassbereich eine gemeinsame stetige und bis auf den unteren Endbereich kantenfreie Freiformfläche. Dadurch ist die Möglichkeit der Geräuschentstehung minimiert.
• Die Schwallwand 4 weist flächig geschlossen ausgebildete Wandbereiche 4.2 auf. Die flächig geschlossen ausgebildeten Wandbereiche 4.2 bilden einen steifen Rahmen, welcher um einen netzartig ausgeführten Durchlassbereich 4.1 herum angeordnet ist. Die flächig geschlossenen Wandbereiche 4.2 werden durch eine Gehäuseinnenwand gebildet. Der Durchlassbereich 4.1 wird von einem an den vorher benannten Wandbereichen 4.2 befestigten Netz gebildet, welches eine geringere Materialstärke als die Gehäusewand aufweist.
• Im Bereich des in Fahrtrichtung vorderen Zuströmluftkanales 1.2 der Luftzuführeinrichtung 1 erfolgt durch den dort angeordneten Durchlassbereich 4.1 der Schwallwand eine Überströmung des Hauptluftstromes, welcher über die Umlenkung um den in Einbaulage unteren Rand der Schwallwand 4 herum geführt ist. Die Überströmung erfolgt durch einen strömungsmäßig parallel zum Hauptluftstrom geschalteten Nebenluftstrom durch den Durchlassbereich 4.1 und bewirkt eine Reduzierung des Druckabfalls der Frischluftzuführeinrichtung. Weiterhin verringert sich der Hauptluftstrom, so dass durch hohe Luftgeschwindigkeiten auftretende unerwünschte Effekte in der Wasserabscheidung, wie beispielsweise das Mitreissen von Wasser oder Geräuschbildung an dort vorhandenen Kanten reduziert werden. Auf dem netzartig aufgebauten Durchlassbereich 4.1 der Schwallwand 4 auftreffende Wassertropfen laufen auf der in Fahrtrichtung vorderen Seite oder falls sie durch überströmende Luft durch das Netz gelangt sind, auf der Rückseite der Schwallwand, gehalten durch die Adhäsionskräfte am Netz, nach unten ab.
• Die in einer Richtung hintereinander vorgesehene Anordnung eines sich nach unten verschmälernden Zuströmkanals 1.2, eines relativ tiefen Umlenkbeckens 1.3 und eines sich nach oben erweiternden Abströmkanals 1.4 ermöglicht eine sehr kompakte Bauform der Frischluftzuführeinrichtung 1. Der durch den Durchlassbereich 4.1 der Schwallwand 4 reduzierte Druckabfall erübrigt eine besonders breite Ausführung der Frischluftzuführeinrichtung 1 quer zur gezeigten Schnittebene und ermöglicht somit auch in dieser Richtung eine besonders kompakte Bauform.

Claims (6)

1. Frischluftzuführeinrichtung für die Kabinenbelüftung eines Kraftfahrzeugs, bei welcher die Frischluft von einem im oberen Bereich der Fischluftzuführeinrichtung angeordneten Einlassquerschnitt zu einem ebenso im oberen Bereich der Fischluftzuführeinrichtung angeordneten Durchgangsquerschnitt geleitet wird, wobei zur Abscheidung von flüssigem Wasser ein Hauptluftstrom von einer in Einbaulage nach unten gerichteten Zuströmung an einer Vorderseite einer in Einbaulage steil nach unten verlaufenden Schwallwand, um den unteren Rand der Schwallwand herum, zu einer in Einbaulage nach oben gerichteten Abströmung entlang einer Rückseite der Schwallwand umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwallwand (4) einen mit einem Nebenluftstrom beaufschlagten Durchlassbereich (4.1) aufweist, wobei der Durchlassbereich (4.1) einen netzartig aufgebauten Flächenbereich der Schwallwand bildet.
2. Frischluftzuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der lichte Abstand zwischen einer einer Vorderseite der Schwallwand (4) gegenüberliegend angeordneten Gehäusewand (3.1) der Frischluftzuführeinrichtung (1) und der Schwallwand (4) in Einbaulage von oben nach unten verringert.
3. Frischluftzuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwallwand (4) in Einbaulage steil nach unten verlaufend entlang der in Fahrtrichtung hinteren Kante des Einlassquerschnittes (1.1) angeordnet ist.
4. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass flächig ausgebildete Wandbereiche (4.2) der Schwallwand (4) den Durchlassbereich (4.1) umrahmen.
5. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmaterial aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropylen besteht.
6. Frischluftzuführeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite des Netzes zwischen 4 und 0,3 mm und die Stegbreite des Netzes zwischen 3 bis 0,3 mm beträgt.