DE1284317C2 - Heiz- und belueftungsvorrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Belüftungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich des zu beheizenden Raumes, mit einem Warmluftkanal und einem in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher in den Warmluftkanal einmündenden Kaltluftbypass sowie mit einem einzigen Stellglied für eine im Frischluft-Stauraum angeordnete Klappe, die den Austrittsöffnungen in einer Endlage nicht erwärmte Luft, in Zwischenstellungen teilweise erwärmte Mischluft und in der anderen Endlage erwärmte Luft entströmen läßt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Bauart wird mittels des einzigen Stellgliedes der Mischungsanteil aus dem Warmluftkanal und aus dem Kaltluftbypass bestimmt. Die Mischluft wird von einem Gebläse angesaugt und nach dem Gebläse zu den Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich verteilt. Dabei entströmt den Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich stets Luft mit übereinstimmender Temperatur. Der für eine Heiz- und Belüftungsvorrichtung anzustrebenden Gesetzmäßigkeit nach dem Schlagwort »kühler Kopf und warme Beine« wird nicht entsprochen.

Bei einer weiteren bekannten Heiz- und Belüftungsvorrichi'.mg ist zwar diese Gesetzmäßigkeit erfüllbar, jedoch wird sie dort mit erheblichem baulichem Aufwand durch Aufteilune des Wärme-

tauschers in mehrere Kammern mit mehreren Regel- angrenzenden Bauteilen eines Kraftfahrzeuges im

klappen und mehreren Stellgliedern erzielt. Die Be- Schnitt sowie ein Stellglied in Form eines Kulissen-

dienung ist für den Laien schwierig. schiebeis zur Wahl der Heizlufttemperatur und deren

Bei einer anderen bekannten Heiz- und Belüf- Verteilung gemäß der Erfindung,

tungsvorrichtung ist es mittels meh erer Steuerklap- 5 F i g. 2 ein Schaubild über die Lufterwärmung an pen zwar möglich, den zum Kopfbereich führenden den Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich Austrittsöffnungen Kalt-, Misch- oder Warmluft zu- in Abhängigkeit von der Einstellung des Temperaturzuführen, den zum Fußbereich führenden Austritts- Stellgliedes in Prozent,

öffnungen kann jedoch nur Warmluft in vsränder- Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch eine Heiz-

licher Menge entnommen werden. io und Belüftungsvorrichtung zum Einbau unter das

Schließlich ist noch eine Heiz- und Belüftungs- Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen,

vorrichtung bekannt, bei der zur Verstellung der Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch

Lufttemperatur an den Austrittsöffnungen jeweils die Vorrichtung nach F i g. 3,

mehrere Regeiklappen zu betätigen sind. Auch kann Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V durch

dabei die Verteilung der Luftströmungen im an- 15 die Vorrichtung nach Fig. 3.

gezeigten Sinn nicht erreicht werden, weil sich da- F i g. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VT bei verschiedene Luftströme kreuzen und hindern, durch die Vorrichtung nach F i g. 3,
so daß nur der eine oder der andere den vorgese- F i g. 7 einen Teilschnitt entsprechend F i g. 6 mit henen Strömungsweg einhalten kan^, während sich veränderter Stellung der Verschlußorgane in vereiner der beiden dem anderen beimischt. Die anzu- ao größerter Darstellung und

strebende Gesetzmäßigkeit kann also auch hierbei Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VTIl-VTII in

nicht oder nur mit erheblichem Aufwand an Bau- Fig. 3.

teilen und Bedienungsanforderungen erreicht werden. Bei der Ausführung nach F i g. 1 steht die erfin-

Ferner ist eine Heiz- und Belüftungsvorrichtung dungsgemäße Heiz- und Belüftungsvorrichiang 1 für bekannt, bei der durch ein einziges Stellglied zwar as Personenkraftwagen, die in üblicher Weise unterhalb der anzustrebenden Gesetzmäßigkeit durch Mi- des Armaturenbrettes 2 befestigt ist und mittels eines schung wechselnder Kaltluftmengen und gleich- Temperaturstellgliedes 1' in Form eines Kulissenzeitig abnehmender Warmluftmengen an den Aus- Schiebers für die Temperaturwahl bedient werden trittsöffnungen zum Kopfbereich bei gleichzeitigem kann, mit der Außenluft über Öffnungen 3 vor Austritt von Warmluft im Fußbereich Genüge ge- 30 der Windschutzscheibe 4 für den Zutritt von Frischleistet wird, jedoch ist dabei nicht vorgesehen, daß luft in Verbindung. In die Heiz- und Belüftungsden Austritlsöffnungen zum Fußbereich ebenfalls vorrichtung 1 tritt die Frischluft von oben durch eine Misch- oder Kaltluft entströmen kann. Eine wirk- Eintriltsöffnung 5 ein und wird durch eine Wechselsame Belüftung des Wageninnenraumes auch im klappe 6 wahlweise steuerbar einem Warmluftkanal 7 Fußbereich ist dabei nicht möglich. 35 und, oder einem Kaltluftbypass 8 zugeleitet. Der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Warmluftkanal 7 enthält einen von heißem Motordas einzige Stellglied in Zwischenstellungen die kühlwasser durchströmten W ärmotauscher 9 zur ErZuführung einer kälteren Luftmischung _u den Aus- wärmung des durch ihn strömenden Frischlufttrittsstellen zum Kopfbereich und einer wärmeren anteiles. In der dargestellten Mittellage der Wechsel-Luftmischung zu den Austrittsstellen zum Fußbereich *° klappe 6 strömen dem Warmluftkanal 7 und dem des zu beheizenden Raumes zu erreichen. Kaltluftbypass 8 im wesentlichen gleiche^ Mengen

Ausgehend von der eingangs genannten Bauart Frischluft durch die öffnungen 6' und 6" zu. Die einer Heiz- und Belüftungsvorrichtung wird diese durch den Warmluftkanal 7 und den Wärme-Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die tauscher 9 strömende Luftmenge kann nach Verlas-Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich in be- 45 sen des Wärmetauschers 9 durch unmittelbar unter zug auf den Warmluftkanal und den Kaltluftbypass diesem liegende Austrittsöffnungen 10 in den Fußderart angeordnet sind, daß in Zwischenstellungen bereich 11 des Wageninnenraumes austreten und so der Klappe den Austrittsöffnungen zum Kopfbereich den Fußbereich wirksam beheizen. Die durch den ein? kältere Luftmischung zugeleitet wird als den Kaltluftbypass 8 strömende Luftmenge tritt dagegen Austrittsöffnungen zum Fußbereich, indem die Aus- so aus seitlich im Bypasskanal 8 angeordneten öflnuntrittsöffnungen zum Kopfbereich im Kaltluftbypass gen 12 in eine Verbindungsleitung 13 aus, die zu vor dessen Einmündung in den die Warmluft füh- Defrosterdüsen 14 führt und den Kopfbereich 15 des renden Kanal angeordnet sind. Wageninnenraumes mit Frischluft beschickt. Die öff-Auf diese Weise wird gleichzeitig mit der Verände- nungen 12 sind dabei im Kaltluftbypass vor dessen rung der Heizleistung durch das lverfür vorgesehene 55 Wiedereinmündung in den Strömungsbereich der den einzige Stellglied in dessen Zwischenstellungen zu- Wärmetauscher 9 verlassenden Luftmenge angeordgleich in völlig laiensicherer Weise auch die Tempe- net. so daß eine Mischung von Kalt- und Warmluft raturverteilung nach der Ijesetzmäßigkeit »kühler vor dem Austritt der Kaltluft aus den öffnungen 12 Kopf und warme Beipc« gesteuert. nicht oder in nur geringem Maße zustande kommt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ent- ^n Umgekehrt mischt sich aus dem Kaltluftbypass 8

halien die Patentansprüche 2 bis 8, für deren Merk- aucli kaum kalte Luft der aus den öffnungen 10 in

male Patentschutz nur in Verbindung mit dem An- den Fußbereich 11 des Wageninnenraumes aus-

spruch 1 begehrt wird. tretenden Warmluft bei. Diese Warm- und Kaltluft-

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand verteilung trifft nur für den Bereich der Mittelstel-

einer schematischen Darstellung, eines Schaubildes 6₅ lung der Wechselklappe 6 zu. Wird die Wechsel-

und eines Alisführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt klappe 6 in Richtung zum Verschließen des Kaltluft-

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Heiz- und Belüf- bypasses 8 hin bewegt, so mengt sich ein Teil der

tungsvorrichtung in vereinfachter Ausbildung mit den Luftmenge aus dem Warmluftkanal 7 der Luft bei,

die über die öffnungen 12, die Leitung 13 und die Defrosterdüsen 14 zum Kopfbereich 15 des Wageninnenraumes austritt. Damit läßt sich auch durch die Defrosterdüsen 14 je nach Bedarf mehr oder weniger oder sogar nur erwärmte Luft fördern. Wird die Wechselklappe 6 in ihrer anderen Schwenkrichtung im Grenzfall bis zum Schließen der öffnung 6' für den Warmluftkanal 7 bewegt, so verringert sich die den Warmluftkansl 7 durchströmende Luftmenge, und es wird mehr und mehr Kaltluft aus dem Kaltluftbypass 8 den Austrittsöffnungen 10 zum Fußbereich 11 des Wageninnern zugeführt. Insbesondere bei wärmen Witterungsverhältnissen kann juf diese Weise sowohl aus den Defrosterdüsen 14 zum Kopfbereich 15 als auch aus den öffnungen 10 zum Fußbereich 11 nicht erwärmte Frischluft in das Wageninnere gefördert werden.

Diese Temperatursteuermöglichkeiten ergeben sich allein durch die Verstellung der einzigen Wechselklappe 6 und können daher durch Has einzige Stell- ao glied 1' getätigt werden, das in üblicher Weis*» an einer vorteilhaften Stelle des Armaturenbrettes 2 angeordnet ist.

Das Schaubild in F i g. 2 zeigt die Austrittstemperaturen der Luftinengen aus den zum Fußbereich 11 as ausmündenden öffnungen 10 in Abhängigkeit vom Weg des Stellgliedes!' für die Wcchsc'.klappe 6 in der ausgezogenen Kurve 16. Die gestrichelte Kurve 17 stellt die Temperatur des LuftanteileE dar. dtr durch die Defrosterdüsen 14 zum Kopfbereich 15 des Wageninnern austritt. Das Schaubild zeigt in anschaulicher Weise, daß beim Verstellen des Stellgliedes Γ von der »Warm«-Endlage (lOOprozentige Beheizung) — mit Warmluftaustritt sowohl zum Kopf- als auch zum Fußbereich — in Richtung zur »Kalt«-Endlage (nullprozentige Beheizung) — mit Kaitiuftausiritt sowohl /um Kopf- als auch zum Fußbereich — zunächst die Temperatur des Luftanteiles für den Kopfbereich 15 nach der Kurve 17 steil abfällt und bei Mittelstellung des Stellgliedes 1' (50-prozentige Beheizung) nur noch eine etwa 20prozentige Erwärmung dieses Luftanteiles gegeben ist. Die Erwärmung des Luftanteiles für den Fußbereich 11 wird dagegen nach der Kurve 16 bei Zurücknahme des Stellgliedes 1' zunächst nur unwesentlich verringert. so daß dieser Luftanteil bei der Mittelstellung des Stellgliedes noch eine 80prozentige Erwärmung aufweist. Dieses Verhältnis der Erwärmung der beiden Luftanteile ist über den gesamten Verslellweg des Stellgliedes 1' in seiner Tendenz gleichartig. In der Nullstellung (»Kalt«-Endlage) des Stellgliedes 1' erreichen beide Luftanteile den Nullpunkt der Erwärmung, wobei der Luftanteil für den Kopfbereich 11 von der Mittelstellung bis zur Nullstellung nur noch allmählich an Erwärmung abnimmt, während der Luftanteil für den Fußbereich 15 über diesen Verstellweg einen steilen Rückgang der Erwärmung verzeichnet.

Die Heiz- und Belüftungsvorrichtung 1 nach den F i g. 3 bis 8 enthält über die Ausbildung der Vorrichtung nach Fig. 1 hinaus alle die Bauteile, die für die Verwendung einer derartigen Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zusätzlich von Vorteil sind. Demgemäß ist die Eintrittsöffnung 5 mit einem Axialgebläse 18 mit Antriebsmotor 18' ausgestattet.

An Stelle einer Wechselklappe ist aus Raumsparerwägungen eine Steuerklappe 19 ungleichachsig zu dieser sowie mit deren Welle 19' gekuppelt ein Steuerventil 20 für die Wasserzufuhrleitung 20' zum Wärmetauscher 9 vorgesehen. Zum wahlweisen Abschließen der Austrittsöffnungen 10 und 17. und damit auch zum völligen Abschließen der Vorrichtung sind Verschlußkappen 21. 22 vorgesehen, die über Betätigungshebel 23, 24 und Übertragungselemente

25 in üblicher Weise von weiteren Stellgliedern im Bereich des Armaturenbrettes bedient werden können Zur Lagerung der Wellen 21' und 22' für die Klappen 21 und 22 sind in den von einer Trennfuge

26 begrenzten Gehäusehälften 27. 28 Lagerbohrungen 29. 30 vorgesehen, in die die Wellen 21' und 22' von der Trennfuge 26 her zusammen mit den Klappen 21. 22 eingeführt werden können. Auch die Betätigungshebel 23, 24 und die daran angreifenden Übertragungselemente 25 können als vormontierte Einheiten zusammen mit den Klappen 21. 22 und deren Wellen 21'. 22' eingebaut und mittels je einer schienenförmigen Lagerkonsole 31, 32 an den Gehäusehä'lften mittels Schrauben 33 befestigt werden. Die Übertragungselemente 25. die in Form von Rohren oder BowdenzughüHen mit darin beweglichen Draht- oiler Seilzügen ausgefüllt sind, treten in der Ebene der Trennfuge 26 aus dem zusammengefügten Gehäuse aus.

Die Welie 19' der Steuerklappe 19. dip nur den Kaltluftbypass 8 mehr oder weniger verschließt durchdringt eine Stirnfläche 34 der Gehäusehälfie 27 und trägt einen außenliegenden Betätigungshebe' 35. an dem ein Übertragungselement angreift, das mittels des Temperaturstellgliedes 1' bedient wird. Das freie Ende 19" der Welle 19' ist mit einer Abflachung verschen, die unmittelbar in einen Schlitz des Kükens 20" des S'.euerventils 20 für den Kühiwasserrülaiif zum Wärmetauscher 9 eingreif'. Dieser Eingriff ist so angeordnet, daß bei voll geöffneter Steuerklappe 19 das Steuerventil 20 geschlossen ist, in einer Mittelstellung der Steucrklappe 19 das Steuerventil 2C teilweise geöffnet ist und dieses in der Schüeßlagc der Steuerklappe 19 voll geöffnet ist. Diese Stellungen der Steuerklappe und des Steuerventils mit aller denkbaren Zwischenstellungen ergeben gleichiaU· eine Temperaturverteilung 7u den Austrittsöffnunger zum Kopf- und Fußbereich, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind.

Um die Temperaturverteilung auch strömung*· technisch zu begünstigen, ist m der Gehäusehälfte 28 die den Wärmetausi.Iier 9 enthält, unterhalb clessel ben eine zu diesem hin dachförmig hochgezogen« Eindrückung 36 vorgesehen. Die zu beiden Seiter und damit zu den Austrittsöffnungen 10 zum Fuß bereich hin geneigten Flächen dieser Eindrückunj 36 bewirken eine Ablenkung des aus dem Wärme tauscher 9 nach unten austretenden Luftstromes zi den seitlich im Boden ausmündenden öffnungen 10 Gleichzeitig schirmt die zur Trennfuge 26 hin vor gesehene Giebehvand 36' der Eindrückung 36 dei Luftstrom des Kaitluftbypasses 8 gegen die Austritts öffnungen 10 teilweise ab, so daß eine zu intensiv! KaUluftbeimischung bei offenen Klappen 22 zu dei aus den Öffnungen 10 austretenden Luftanteilen ver hindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentanspruchs:

1. Heiz- und Belüftungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Austrittsöffnungen zum Kopf- und Fußbereich des zu beheizenden Raumes, mit einem Warmluftkanal und einem in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher in den Warmluftkanal einmündenden Kaltluftbypass sowie mit einem einzigen Stellglied für eine im Frischluft-Stauraum angeordnete Klappe, die den xo Austrittsöffnungen in einer Endlage nicht erwärmte Luft, in Zwischenstellungen teilweise erwärmte Mischluft und in der anderen Endlage erwärmte Luft entströmen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12 und 10) zum Kopf- und Fußbereich (15 und 11) in bezug auf den Wannluftkanal (7) und den Kaltluftbypass (8) derart angeordnet sind, daß in Zwischenstellungen der Klappe (6 bzw. 19) den Austrittsöffnungen (12) zum Kopfbereich (15) ao eine kältere Luftmischung zugeleitet wird als den Austrittsöffnungen (10) zum Fußbereich (11), indem die Austrittsöffnungen zum Kopfbereich im Kaltluftbypass vor dessen Einmündung in den dir Warmluft führenden Kanal angeordnet sind. as

2. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (19) am Eingang des Kaltluftbypasses (8) mit einem Steuerventil (20) für die Regelung des Heizmitteldurchtrittes durch den Wärmetauscher (9) derart gekoppelt ist, daß bei geschlossener Steuerklappe das Steuerventil geöffnet ist und umgekehrt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (20) gleichachsig mit der Lagerwelle (19') der Steuerklappe (19) angeordnet und unmittelbar mit dieser gekuppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerwelle (19⁷) der Steuerklappe (19) in bezug auf die Anströmfläche des Wärmetauschers (9) in Strömungsrichtung im Kaltluftbypasskanal (8) zurückgesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zum Einbau unter das Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen, mit einem Axialgebläse vor dei Verzweigung der beiden Luftkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gebläses (18) zur Seite des Kaltluftbypasses (8) hin geneigt, das Gebläse mit Antriebsmotor (18') domartig auf dem Gehäuse (1) der Vorrichtung angeordnet ist und über die Ebene eines auf der Unterseite des Armaturenbrettes (2) anliegenden Befestigungsflansches hinaus in einen mit der Außenluft in Verbindung stehenden Frischluftsammei raum hineinragt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) aus dem Kaltluftbypass (8) beiderseits aus den Seitenwänden und diejenigen (10) aus dem Warmluftkanal (7j im Bereich der beiden unteren, den ersten öffnungen benachbarten Ecken aus dem Boden des Gehäuses (1) ausmünden., daß die beiderseitigen Öffnungspaare entsprechend der Anordnung der beiden Kanalzweige seitlich gegeneinander versetzt sind ⁶S und daß die beiden Öffnungspaare mit gleichachsig gelagerten Verschlußklappen (21, 22) versehen sind, wobei die Austrittsöffnungen aus dem Kaltluftbypass und deren Verschlußklappen (22) eine radial lange und eine axial schmale Form, entspechend einer geringen Breite des Kaltluftbypasses und die Austrittsöffnungen aus dem Warmluftkanal und dessen Verschlußklappen (21) eine axial lange und radial schmale Form, entsprechend einer geringen Bauhöhe, unter dem Wärmetauscher (9) aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Gehäuses (1) in dem dem Austritt des Wärmetauschers (9) gegenüberliegenden Bereich sich dachartig (36) zum Wärmetauscher hin erstreckt, wobei die beiden Dachflächen zu den Austrittsöffnungen (10) aus dem Warmluftkanal (7) hin geneigt sind und zum Kaltluftbypass (8) hin eine etwa in der Trennebene (26) der beiden Luftkanäle liegende Giebelwand (36') gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschlußklappen (22) für die Austrittsöffnungen (12) aus dem Kaltluftbypass (8) an einer schienenförmigen Lagerkonsole (32) zusammen mit ihren Betätigungshebeln (24) und Übertragungselemente;!

(25) zu deren Betätigung und die entsprechenden Teile (21, 23, 25) für die Austrittsöffnungen (10) aus dem Warmluftkanal (7) an einer zweiten schienenförmigen Lagerkonsole (31) einseitig gelagert bzw. befestigt sind und als getrennte Vormontagegruppen in das etwa in der Trennebene

(26) der beiden Luftkanäle (7 und 8) geteilte Gehäuse (1) in weitere gehäusefeste Lagerstellen (29 bzw. 30) eingreifend befestigt sind.