DE1455835B1

DE1455835B1 - Vorrichtung zum Heizen und Belüften von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1455835B1
Application number: DE1964R0038891
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1963-10-03
Filing date: 1964-10-01
Publication date: 1970-12-03
Also published as: ES304585A1; BE653610A; BR6463136D0; GB1079948A; FR1388717A; US3289564A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen und Belüften von Kraftfahrzeugen mit zwangsweisem Luftdurchsatz, im wesentlichen bestehend aus einer an einer der Fahrzeugseiten angeordneten, einen Wärmetauscher aufweisenden Luftzuführung, welche einerseits mit mindestens einer Zufuhröffnung in der Nähe des Fußbodens, andererseits in der Höhe des Armaturenbretts in den Fahrgastraum mündet, und aus Luftabfuhröffnungen für die durchgesetzte Luft, welche mit einem Ableitkanal verbunden sind, der an der Außenseite der Karosserie, zweckmäßig in einer Unterdruckzone des bewegten Fahrzeugs, mündet.
Es ist -eine Vorrichtung dieser Bauart bekannt (französische Patentschrift 1213 964), bei welcher die Zufuhröffnung in der Nähe des Fußbodens von der Mündung eines Rohres gebildet wird. Dabei muß die Austrittsgeschwindigkeit der erwärmten Luft ganz erheblich sein, wenn die erforderliche Heizleistung erzielt werden soll, nachdem die Heizleistung nicht nur eine Funktion der Temperatur der aufgeheizten Luft, sondern auch eine Funktion des Luftdurchsatzes ist. Demnach läßt sich bei der bekannten Vorrichtung eine zugfreie Heizung bzw. Belüftung nicht erzielen, nachdem die Rohrmündung einen verhältnismäßig geringen Querschnitt aufweist. Die Luft tritt aus dieser Rohrmündung vielmehr in Form eines verhältnismäßig scharfen Strahles aus und verursacht deshalb erhebliche Verwirbelungen der Luft des Fahrgastraumes. Die Rufheizung der Innenluft bzw. der Luftaustausch erfolgt also vornehmlich längs einer Wirbelstraße. Erwünscht ist hingegen eine ruhige, gleichmäßige Luftumwälzung mit geringen Luftgeschwindigkeiten und geringer Wirbelbildung auch bei größeren Luftdurchsätzen.
Ein weitere Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Innenluft des Fahrgastraumes denselben durch Luftabfuhröffnungen wieder verläßt, die am sogenannten Himmel angeordnet sind. Diese Anordnung unterstützt nämlich die warmer Luft bereits eigene Zugrichtung nach oben. Dabei wird der hintere, untere Bereich des Fahrgastraumes stets benachteiligt, da die warme Luft von vorn unten nach hinten oben aufsteigt und damit im wesentlichen über die Fahrgäste auf der hinteren Sitzbank hinwegstreicht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Heizen und Belüften von Kraftfahrzeugen der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die unter Vermeidung der genannten Nachteile einen über die gesamte Breite des Fahrgastraumes -gleichmäßigen Luft-, insbesondere Warmluftdurchsatz gewährleistet, wobei die Luft sämtliche Bereiche des Fahrgastinnenraumes zugfrei erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Zufuhröffnung bzw. -öffnungen über den größten Teil der Breite bzw. Länge des Fahrgastraumes erstreckt bzw. erstrecken, und die gegenüberliegenden Luftabfuhröffnungen, wie an sich bekannt, ebenfalls in der Nähe des Fußbodens angeordnet sind.
Weitere Merkmale der Erfindung enthalten die Unteransprüche.
Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der zuströmenden Luft über die gesamte Breite bzw. Länge des Fahrgastraumes. Durch die erhebliche Vergrößerung der Gesamtfläche der Austrittsquerschnitte wird zudem auch bei verhältnismäßig hohen Luftdurchsätzen eine ganz erhebliche Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erzielt, so daß praktisch kein Zug auftreten kann. Nachdem ferner die den Luftzufuhröffnungen gegenüberliegenden Luftabfuhröffnungen ebenfalls in der Nähe des Fußbodens angeordnet sind, wird dem Aufsteigen der den Fahrgastraum in voller Breite bzw. Länge langsam und gleichmäßig durchziehenden Warmluft entgegengewirkt. Sind diese Luftabfuhröffnungen beispielsweise an der hinteren, unteren Kante des Fahrgastraumes eines Personenkraftwagens angeordnet, so befinden sich auch die hinteren Fahrgäste mit ihrem gesamten Körper im Bereich durchziehender Warmluft, also auch z. B. Rücken und Beine.
Es ist zwar bekannt, die Luftzufuhröffnungen über den größten Teil der Länge des Fahrgastraumes vorzusehen, jedoch enthält diese bekannte Ausführung keinen Hinweis in der Richtung, wie über Luftabfuhröffnungen eine befriedigende Luftverteilung erzielt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 den vorderen Teil eines Kraftfahrzeugfahrgestells in schaubildlicher Ansicht, F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1, im Schnitt und in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 eine Einzelheit der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 die Vorderansicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in schaubildlicher Darstellung, F i g. 5 eine weitere Einzelheit im Querschnitt, F i g. 6 die Luftführung bei einem Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Heizen und Belüften im Schema, F i g. 7 eine Ansicht des Heckteils des Fahrzeugs nach F i g. 6 in schaubildlicher Ansicht und F i g. 8 die Anordnung der Vorrichtung in einer Längswand eines Kraftfahrzeugs.
In F i g. 1 ist der vordere Teil eines Kraftfahrzeugfahrgestells mit einem quer angeordneten Hohlträger 3 dargestellt. Letzterer verbindet zwei Vorderhohne 1, welche Gehäuse 4 bilden, die wiederum mit seitlichen Längsträgern 2 verschweißt sind, auf denen ein Fußboden 5 befestigt ist.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Hohlträger 3 unter der Windschutzscheibe 6 angeordnet, die in einer am Hohlträger 3 befestigten elastischen Dichtung 7 gehalten wird. Letzterer weist ein vorderes Kaltluftabteil11 und ein hinteres Warmluftabteil12 auf, die voneinander durch eine im wesentlichen senkrechte Zwischenwand 13 getrennt sind, in der eine längliche Öffnung 8 vorgesehen ist. Diese öffnung 8 kann durch mehrere Öffnungen oder Schlitze ersetzt werden, wenn eine größere Steifigkeit der Zwischenwand 13 erzielt werden soll. Im Kaltluftabteil 11 ist an der Öffnung 8 ein Wärmetauscher 15 befestigt, der mit dem Kühlflüssigkeitskreislauf des Motors durch Rohre 9 und 10 (F i g. 4) verbunden ist.
Seitlich ist das Kaltluftabteil11 zu beiden Seiten durch Trennwände 14 und 16 abgeschlossen, wie in F i g. 4 gezeigt. Ein Lüfter 17 mit schaufelförmigen Flügeln, der in der Trennwand 14 angeordnet ist, saugt Luft von außen durch Luftansaugöffnungen 19 an, die in einem Teil der oberen Wand 18 des Hohlträgers 3 vorgesehen sind. Dieser Wandteil 18 befindet sich seitlich außerhalb des vorderen Kaltluftabteils 11. Der Boden 20 des Warmluftabteils 12 weist zwei Öffnungen 21 auf, die nebeneinander angeordnet und mit zwei beweglichen Klappen 22 versehen sind, die miteinander gekuppelt und durch einen Handgriff 23 betätigbar sind. Die Öffnungen 21 stehen mit einem Kanal 24 in Verbindung, der in der Nähe des Bodens 5 mündet. Seine länglich waagerechte Zufuhröffnung 25 ist zum hinteren Teil des Fahrzeugs gerichtet und erstreckt sich über den größten Teil, gegebenenfalls auch die volle Breite des Fahrzeugs.
Wie in F i g. 2 im Schnitt und in F i g. 4 in schaubildlicher Darstellung gezeigt, besitzt das Warmluftabteil 12 an seinem oberen Teil drei breite, in Verlängerung zueinander angeordnete Schlitze, die eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 26 enthalten, die sich in der Nähe der Dichtung 7 der Windschutzscheibe 6 befinden. Jedem Schlitz bzw. jeder öffnungsreihe ist eine Regelklappe zugeordnet, die aus einem Belüftungselement 27 und aus einem Defrosterelement 28 zusammengesetzt ist, die beide um eine gemeinsame Achse 29 verschwenkbar sind, die oberhalb des Hohlträgers 3 befestigt ist. Das Defrosterelement 28 bildet einen Rahmen, in dem das Belüftungselement 27 unabhängig verschwenkt werden kann. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die freien Ränder beider Elemente 27 und 28 im wesentlichen zu der Windschutzscheibe 6 gerichtet sind. Die gemeinsame Luftaustrittsöffnung 26 befindet sich zwischen der Windschutzscheibe 6 und der gemeinsamen Achse 29. Die Bedienungsvorrichtungen für die Klappen, beispielsweise Knöpfe oder Handgriffe, sind nicht dargestellt.
Die Länge der Elemente 27 und 28 ist so bemessen, daß der vordere Rand des Defrosterelements 28 auf der Dichtung 7 aufruht, wenn es sich in der in F i g. 2 und 3 gezeigten unteren Stellung befindet, so daß es den Durchtritt von Luft zur Windschutzscheibe 6 verhindert. Der vordere Rand des Belüftungselements 27 liegt dabei entweder auf dem Querträger zwischen der Luftaustrittsöffnung 26 und der gemeinsamen Achse 29 auf, wobei es den Luftstrom nach oben und zum hinteren Teil des Fahrgastinnenraums hindurchtreten läßt, wie in F i g. 3 zu erkennen ist, oder es liegt am hinteren Rand des Defrosterelements 28 (F i g. 2) an. Im letzteren Falle bilden die beiden Elemente 27 und 28 nurmehr eine einzige Klappe, die den Luftaustritt in ihrer unteren Stellung völlig verschließt oder den Luftstrom gegen die Windschutzscheibe 6 richtet, wenn sie zum Entfernen des Beschlags in ihrer oberen, in F i g. 2 gestrichelt gezeigten, Stellung ist.
Es kann der unmittelbare Durchtritt nicht beheizter Luft zum Fahrgastraum vorgesehen werden. Für diesen Zweck kann der seitliche Raum, der im Hohlträger 3 zwischen dem Lüfter 17 und den Luftansaugöffnungen 19 vorgesehen ist, direkt mit dem Fahrgastraum durch einen Luftkanal 30 verbunden werden, der in den Fahrgastraum durch seitliche Schlitze 31 mündet. Ein ähnlicher Raum kann am anderen Ende des Hohlträgers 3 vorgesehen werden (F i g. 4 und 5). Nicht dargestellte Verschlußvorrichtungen in Form von Klappen oder Schiebern ermöglichen nach Belieben das Verschließen dieser Kaltluftzuführungen.
In Abänderung hiervon kann die Wirkung des Lüfters oder Gebläses 17 wesentlich verstärkt werden, wenn die Lufteintrittsöffnungen 19 in einer Überdruckzone und die Luftabfuhröffnungen in einer Unterdruckzone des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Eine derartige Anordnung erfordert nicht unbedingt das Vorsehen eines Gebläses. Wenn der Verlauf des Profils des Fahrzeugs einer Kurve entspricht, längs welcher die Überdrücke und Unterdrücke Null sind, kann man dieser ersten Kurve eine zweite Kurve überlagern, die in F i g. 6 mit strichpunktierten Linien gezeichnet ist und deren Verlauf derart ist, daß die Flächen zwischen den beiden Kurven, die außerhalb des Profils des Fahrzeugs liegen, den Betrag des aerodynamischen Unterdrucks, und die Flächen innerhalb des Profils den aerodynamischen Überdruck anzeigen. Es werden daher die Lufteintrittsöffnungen 19 in der Überdruckzone 32 angeordnet, hingegen die Luftabfuhröffnungen in der hinteren Unterdruckzone 33, um so günstige Bedingungen für eine einwandfreie Belüftung ohne Verwendung eines Lüfters oder Gebläses zu schaffen.
Die vorangehend beschriebene Einrichtung wirkt mit einer Luftabfuhreinrichtung zusammen, die im hinteren Teil des Fahrgastraums vorgesehen ist und in der Unterdruckzone 33 befindliche Öffnungen 36 aufweist, die beispielsweise in F i g. 7 dargestellt ist.
Unter den Sitzen oder Bänken sind Luftabfuhröffnungen 34 für die aus der Zufuhröffnung 25( F i g. 2) stammende Luft vorgesehen. Luftkanäle 35 nehmen die Strömung an den Seiten des Fahrgastraums in seinem unteren Teil und hinter den Radkästen auf und leiten sie durch Kanäle, die beispielsweise in den Trägern, Verrippungen oder hohlen Querträgern der Karosserie vorgesehen sind, zu einer Reihe der Öffnungen 36 oben und an den Seiten der Umrahmung einer Rückwand 37 des Kraftfahrzeugs.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtungen ergibt sich aus F i g. 2 bis 7, in welchen der Verlauf der Luftströme durch Pfeile angegeben ist.
Die im Belieben des Fahrers stehenden Benutzungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind wie folgt: Durch das Einschalten oder Abstellen des Wärmetauschers 15 kann die Zufuhr von Warmluft oder Frischluft bewirkt werden. Die in das Warmluftabteil 12 eintretende Luft kann gleichzeitig oder gesondert zum unteren Teil des Fahrgastraums durch die Betätigung der Klappe 22, zur Windschutzscheibe 6 durch die Anhebung des Defrosterelements 28, zum oberen Teil des Fahrgastraums durch das Abwärtsklappen des Belüftungselements 27 gerichtet werden; das Schließen aller Klappen ermöglicht ferner die völlige Abschaltung der Belüftung. Außerdem ermöglicht die unabhängige Betätigung jeder der drei Gruppen von Elementen 27 und 28 die gesonderte Regelung der Belüftung für drei Längszonen, die sich in der Längsrichtung des Fahrgastraums erstrecken.
Wie aus F i g. 8 ersichtlich ist, kann die erfindungs-,emäße Vorrichtung nicht nur am vorderen oder am hinteren Teil des Fahrzeugs vorgesehen werden, sondern auch längs der Seitenwände. Das Warmluftabtei138 ist beispielsweise in den beiden Längsträ-;ern unter den Fensteröffnungen eines Omnibusses vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Heizen und Belüften von Kraftfahrzeugen mit zwangsweisem Luftdurchsatz, im wesentlichen bestehend aus einer an einer der Fahrzeugseiten angeordneten, einen Wärmetauscher aufweisenden Luftzuführung, welche einerseits mit mindestens einer Zuführöffnung in der Nähe des Fußbodens, andererseits in der Höhe des Armaturenbretts in den Fahrgastraum mündet, und aus Luftabfuhröffnungen für die durchgesetzte Luft, welche mit einem Ableitkanal verbunden sind, der an der Außenseite der Karosserie zweckmäßig in einer Unterdruckzone des bewegten Fahrzeugs mündet, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zufuhröffnung bzw. -öffnungen (25) über den größten Teil der Breite bzw. Länge des Fahrgastraumes erstreckt bzw. erstrecken, und die gegenüberliegenden Luftabfuhröffnungen (34, 35), wie an sich bekannt, ebenfalls in der Nähe des Fußbodens (5) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, versehen mit Luftansaugöffnungen, einem Kaltluftabteil und einem an die Heizung stromabwärts anschließenden Warmluftabteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmluftabteil (12) sich in an sich bekannter Weise in einem Hohlträger (3) der Karosserie befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) in der Durchtrittsöffnung einer an sich bekannten, den Hohlträger (3) in das Kaltluft- (11) und das W armluftabteil (12) trennenden Zwischenwand (13) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen den Luftansaugöffnungen (19) und dem Kaltluftabteil (11) ein Lüfter bzw. Gebläse (17) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in an sich bekannter Weise ein direkter Luftkanal (30), der mit einer Verschlußvorrichtung versehen ist, den Fahrgastraum unmittelbar mit einem Raum zwischen den Luftansaugöffnungen (19) und dem Lüfter oder Gebläse (17) verbindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlträger (3) in an sich bekannter Weise unter der Windschutzscheibe (6) und die Luftansaugöffnungen (19) vor derselben angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher ein an sich bekannter länglicher Heizkörper (15) ist, der sich über den größten Teil der Breite des Hohlträgers (3) erstreckt. B.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit mindestens einer aus einem Belüftungselement und aus einem Defrosterelement zusammengesetzten Regelklappe, dessen beide Elemente um eine gemeinsame Achse verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelklappe so angeordnet ist, daß die freien Ränder beider Elemente (27 und 28) zu einer Scheibe des Fahrzeugs gerichtet sind und daß sich die gemeinsame Luftaustrittsöffnung (26) zwischen dem unteren Rand der Scheibe und der gemeinsamen Achse (29) befindet, während die Abmessung des Belüftungselements (27) so ausgelegt ist, daß der freie Rand des letzteren sich zwischen dem der Scheibe am weitesten abgelegenen Rand der Luftaustrittsöffnung (26) und der gemeinsamen Achse (29) befindet, wenn das Belüftungselement (27) nach unten in seine Belüftungsstellung gebracht wird, und andererseits dessen vorderer Rand gegen den hinteren Rand des Defrosterelements (28) anliegt, das dann mit dem Belüftungselement (27) eine einzige zusammenhängende Klappe bildet, die sich von der gemeinsamen Achse (29) bis zum unteren Rand der Scheibe erstreckt, wenn die beiden Elemente (27 und 28) in Verlängerung zueinander in die Schließstellung gebracht worden sind, oder eine Luftumlenkfläche zum Entfernen des Beschlags bilden, wenn die beiden Elemente (27 und 28) in Verlängerung zueinander in eine Stellung angehoben sind, in welcher der vordere Rand des Defrosterelements (28) sich von der Scheibe in Abstand befindet.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung (26), wie an sich bekannt, in dem Hohlträger unterhalb der Windschutzscheibe (6) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (30) seitlich zu beiden Seiten des Warmluftabteils und des Kaltluftabteils in den Enden des Hohlträgers (3), wie an sich bekannt, vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftabfuhröffnungen (34, 35) am Rand und an den Seiten des Rahmens der Heckwand des Fahrzeugs vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung (26) und die Regelklappen (27, 28) sich über den größten Teil der Breite des Hohlträgers (3) erstrecken.