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Die
Erfindung betrifft eine Heiz-Belüftungsvorrichtung
für Karosseriegehäuse von
Kraftfahrzeugen.
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Insbesondere
betrifft sie eine Vorrichtung der Bauart, die ein Gehäuse umfaßt, das
einen Einlaß für die Frischluft,
eine Mischzone, die mit einem Defrosterkanal, der dazu dient, einen
Luftstrom zu mindestens einer der Fahrzeugscheiben, insbesondere
zur Windschutzscheibe, zu leiten, mit einem Lüftungskanal der dazu dient,
den Luftstrom zum Kopf der Passagiere zu leiten und mit einem Heizkanal
der nach unten orientiert ist, um einen Luftstrom zu den Füßen der
Passagiere zu leiten, kommuniziert, einen Zweig zur Übertragung
der Fischluft, der sich zwischen dem Frischlufteinlaß und der
Mischzone befindet, eine Kammer zur Erwärmung der Luft, die sich zwischen dem
Frischlufteinlaß und
der Mischzone befindet und einen Wärmetauscher enthält, eingrenzt,
wobei die Vorrichtung außerdem
eine Mischklappe miteinschließt,
die an der Verbindung der beiden Zweige angebracht ist, um die Verteilung
eines Luftstromeiwischen diesen beiden Zweigen zu gewährleisten.
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Aus
der
DE 36 08 524 A1 ist
eine derartige Heizungs- und Belüftungsvorrichtung
bekannt, bei der ein Kanal für
eine Frischluftzufuhr zum Lüftungskanal
vorgesehen ist.
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Aus
der 38 26 182 C1 ist eine Heizungs- und Belüftungsvorrichtung mit einem
oberen und unterem Luftkanal bekannt.
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Aus
der
DE 31 07 324 A1 ist
eine Heizungs- und Belüftungseinrichtung
bekannt, die ein Gebläse umfasst,
wobei das Gebläse
aus zwei Hälften
geformt ist.
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Insbesondere
aus
FR 2562 845 A1 ist
bereits eine Heiz-Belüftungsvorrichtung
dieser Bauart bekannt.
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In
einer solchen Vorrichtung, kann die Mischklappe in eine erste Extremposition
oder „Position kalt" gebracht werden,
in der der Luftstrom durch den Zweig zur Übertragung der Frischluft geht
und eine zweite Extremposition oder „Position heiß", in der der gesamte
Luftstrom durch den Zweig zum Erwärmen der Luft geht.
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Zudem
kann die Mischklappe jede beliebige Zwischenposition zwischen den
beiden vorgenannten Extrempositionen einnehmen, um eine Verteilung des
Luftstroms zwischen dem Luftübertragungsabschnitt
und dem Luftheizabschnitt zu gewährleisten und
somit die Temperatur der in der Mischzone ankommenden Luft regeln,
die anschließend
zu den Kanälen
geleitet wird.
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In
einer Vorrichtung dieser Bauart dient der Defrosterkanal dazu, einen
Luftstrom zu mindestens einem der Fahrzeugscheiben, insbesondere
zur Windschutzscheibe, zu leiten. Von letzterer kann der Beschlag
oder das Eis mit mindestens einer durch den Defrosterkanal gespeisten
Düse entfernt
werden.
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Der
Lüftungskanal
dient dazu, den Luftstrom zum Kopf der Passagiere zu leiten, was über auf
dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs angebrachte Ausströmer geschieht.
In der Regel sind zwei zentrale und zwei seitliche Ausströmer vorgesehen.
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Schließlich ist
der Heizkanal nach unten orientiert, um einen Luftstrom zu den Füßen der
Passagiere zu leiten, was über
mindestens eine Düse
geschieht, die in den unteren Teil des Karosseriegehäuses mündet.
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In
der Regel wird der Defrosterkanal über eine schwenkbare Klappe
gesteuert, während
der Lüftungskanal
und der Heizkanal entweder über
zwei Klappen oder eine gemeinsame Klappe gesteuert werden.
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Diese
Klappen können
verschiedene Stellungen einnehmen, um verschiedene Verteilungsarten
zu gewährleisten,
was in an sich bekannter Weise geschieht.
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Obwohl
die Heizungs- und Belüftungsvorrichtungen
der vorgenannten Bauart in der Regel zufriedenstellend sind, haben
sie jedoch gewisse Nachteile.
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So
hat in der Verteilungsart „Fußdefroster", der Defrosterkanal
die Tendenz, durch Luft gespeist zu werden, deren Temperatur niedriger
ist als die Temperatur der Luft, die zu den Füßen der Passagiere durch den
Heizkanal geleitet wird.
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Zudem
empfangen in der Verteilungsart „Fußlüftung" die durch den Lüftungskanal gespeisten Ausströmer eine
Luft mit einer niedrigeren Temperatur als die durch den Heizkanal
gespeisten Fußverteilungsdüsen, aber
es ist nicht möglich,
die Temperaturdifferenz zwischen den zu den Ausströmern und zu
den Düsen
geleiteten Luftmengen in den Griff zu bekommen.
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Zudem
empfangen alle Ausströmer
des Instrumentenbretts Luft mit nahezu gleicher Temperatur.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Heizungs- und Belüftungsvorrichtung für Innenräume von
Kraftfahrzeugen mit dem Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die Heiz-Belüftungsvorrichtung der in der
Einleitung definierten Bauart, mindestens einen Kanal für die Frischluftzufuhr
mit einer mit dem Frischlufteinlaß kommunizierenden Einlaßöffnung und
einer Auslaßöffnung die
in eine mit der Mischzone kommunizierenden Austrittskammer mündet, umfaßt, wobei
die Austrittskammer den Lüftungskanal
und den Heizkanal speist, was es ermöglicht, einen Frischluftanteil
vom Eintritt der Frischluft abzielten und diesen Anteil direkt in
die Austrittskammer zuführen.
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So
kann in jeder beliebigen Stellung der Mischklappe, außer in „Stellung
heiß" der Kanal für die Frischluftzufuhr
einen Frischluftanteil direkt in die Austrittskammer leiten, um
somit den Lüftungskanal und/oder
den Heizkanal zu speisen. Dieser Luftanteil vermischt sich mit der
aus der Mischzone kommenden gemischten Luft.
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Daraus
ergibt sich, daß in
der Verteilungsart „Fußdefroster" der Heizkanal (der
die Verteilungsdüsen
für die
Füße speist)
den vorgenannten Frischluftanteil als Mischung mit gemischter Luft
empfängt,
so daß dieser
Heizkanal mit Luft gespeist wird, deren Temperatur niedriger oder
gleich der Temperatur der Luft ist, die den Defrosterkanal speist,
wobei letzterer ausschließlich
gemischte Luft ermpfängt.
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Außerdem leitet
in der Verteilungsart „Fußbelüftung" der Frischlufteinlaßkanal den
Frischluftstrom in kontrollierter Weise eher in den Belüftungskanal
als in den Heizkanal, was es ermöglicht,
die Temperatur der zu den Ausströmern
geleiteten Luft zu kontrollieren.
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Außerdem ist
es auf Grund einer sinnvollen Gestaltung des Kanals für die Frischluftzufuhr
möglich,
das Leiten des Frischluftanteils eher zu den zentralen Ausströmern als
zu den seitlichen Ausströmern
zu begünstigen.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Vorrichtung nur einen Kanal für die Frischluftzufuhr.
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Dieser
ist vorzugsweise in einem zentralen Bereich des Gehäuses vorgesehen.
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So
sieht in dem Fall, in dem das Gehäuse aus zwei zusammengebrachten
in der Regel symmetrischen Teilen besteht, die zu beiden Seiten
einer gemeinsamen Montageebene zusammengesetzt wurden, die Erfindung
vor, daß der
Kanal für
die Frischluftzufuhr im Inneren des Gehäuses eingesetzt ist und mindestens
eine Befestigungslasche umfaßt,
die zwischen den beiden Hälften
des Gehäuses
in Höhe der
Montageebene gehalten wird.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Kanal für
die Frischluftzufuhr einen ersten Teil mit annähernd konstantem Querschnitt,
der sich ausgehend von der Einlaßöffnung erstreckt und einen
zweiten Teil von konisch erweiterter Gestalt, der sich bis zur Auslaßöffnung erstreckt.
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Dieser
Teil von konisch erweiterter Gestalt erleichtert die Verteilung
des Frischluftstroms in der von der Mischzone gespeisten Austrittskammer.
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Dieser
Teil von konisch erweiterter Gestalt hat vorzugsweise einen Querschnitt
von annähernd rechteckiger
Form, die sich in Richtung der langen Seiten des Rechtecks konisch
erweitert.
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In
einer Ausführungsvariante
hat der Kanal für
die Frischluftzufuhr von der Einlaßöffnung bis zur Auslaßöffnung einen
annähernd
konstanten Querschnitt.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Vorrichtung zwei auseinanderliegende Kanäle für die Frischluftzufuhr.
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Vorzugsweise
sind diese beiden Kanäle
gemeinsam mit dem Gehäuse
durch Formung entstanden und befinden sich zu beiden Seiten einer
gemeinsamen Montageebene, wenn das Gehäuse aus zwei annähernd symmetrischen
Teilen geformt ist, die miteinander verbunden werden.
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Gemäß einem
anderen Erfindungsmerkmal weist die Austrittskammer eine allgemeine
zylindrische kreisförmige
Form auf und ist mit einer einzigen zweiteiligen Klappe ausgestattet,
die die Verteilung des Luftstromes zwischen dem Lüftungskanal
und dem Heizkanal gesteuert.
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In
der folgenden Beschreibung, die nur zu Beispielzwecken gemacht wurde,
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen folgendes dargestellt ist:
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1 zeigt
im Querschnitt eine Ansicht einer Heiz-Belüftungsvorrichtung nach einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine Seitenansicht des Kanals für die
Frischluftzufuhr der Vorrichtung von 1;
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3 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie III-III von 2 in vergrößertem Maßstab;
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4 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie IV-IV von 3;
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5 ist
eine Schnittansicht analog zu der von 1, aber
mit einem Kanal für
die Frischluftzufuhr, der eine andere Form aufweist;
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6 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie VI-VI von 5; und
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7 ist
eine Schnittansicht analog zu der von 6 in einer
anderen Ausführungsform,
in der die Vorrichtung zwei Kanäle
für die
Frischluftzufuhr umfaßt.
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Die
in 1 dargestellte Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge
umfaßt
ein Gehäuse 10,
das hauptsächlich
durch eine Wand 12 begrenzt wird, deren Mantellinien parallel
zueinander sind und senkrecht zur Ebene von 1 verlaufen.
Das Gehäuse 10 ist aus
zwei Hälften 10A und 10B (4)
geformt, die in der Regel symmetrisch sind und zu beiden Seiten
einer gemeinsamen Monatageebene P zusammengefügt werden. Die Hälften 10A und 10B umfassen
Seitenwände 14A und 14B (4),
die das Gehäuse seitlich
begrenzen.
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Ein
Frischlufteineinlaß 16 ist
im Gehäuse vorgesehen,
um dorthin einen Frischluftstrom zu leiten, der von außerhalb
des Karosseriegehäuses
des Fahrzeugs kommt oder ausgehend vom Innenraum umgewälzt wird,
wobei dieser Luftstrom gegebenenfalls klimatisiert ist.
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Das
Gehäuse 10 schließt außerdem eine Mischkammer 18 mit
ein, die in Verbindung mit einem Defrosterkanal 20, einem
Lüftungskanal 22 und
einem Heizkanal 24 ist.
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Der
Defrosterkanal wird über
eine schwenkbare Klappe 26 gesteuert und dient dazu, frische oder
aufgeheizte Luft zu mindestens einer Düse (nicht dargestellt), die
sich in der Nähe
eines Fahrzeugfensters, insbesondere der Windschutzscheibe, befindet,
zu leiten.
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Der
Lüftungskanal 22 dient
dazu, einen Strom frischer oder aufgeheizter Luft zu mindestens einem
Ausströmer
(nicht dargestellt) zu leiten, der sich insbesondere auf dem Instrumentenbrett
befindet. In der Regel sind zwei zentrale und zwei seitliche Ausströmer vorgesehen.
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Der
Heizkanal 24 dient dazu, einen Strom frischer oder aufgeheizter
Luft zu mindestens einer sich im unteren Teil des Karosseriegehäuses befindlichen Düse (nicht
dargestellt) zu leiten, um diese Luft zu den Füßen der Passagiere zu leiten.
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Die
Kanäle 22 und 24 werden über eine
gemeinsame Steuerklappe gesteuert, die aus zwei Teilen 30 und 32 besteht,
die mit einer gemeinsamen Achse 34 verbunden sind, wobei
sie zwischen sich einen Winkel von etwa 120° bilden.
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Die
Klappe 38 kann sich im Inneren einer Kammer 36 von
allgemeiner zylindrischer Form bewegen, die mit der Mischzone 18 kommuniziert
und die dazu dient, die Kanäle 22 und 24 zu
speisen.
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Die
Vorrichtung 10 grenzt außerdem einen zwischen dem Frischlufteintritt 16 und
der Mischzone 18 gelagerten Zweig zur Übertragung von Frischluft sowie
einen Zweig zur Erwärmung
der Luft 40 ein, der annähernd U-Form besitzt und einerseits
mit dem Lufteilaß 16 und
andererseits mit der Mischzone 18 kommuniziert.
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Der
U-förmige
Zweig 40 wird von einem Teil der Wand 12 und von
einer innen liegenden Wand 42 begrenzt. In dem Zweig für die Erwärmung der
Luft 40 befindet sich ein Wärmetauscher 44, der
mit zwei Rohren 46 und 48 versehen ist, die zum
Zuführen und
zum Ablassen eines heißen
Fluids, vorzugsweise des Kühlfluids
des Fahrzeugmotors, dienen.
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An
der Verbindung zwischen den beiden Zweigen 38 und 40 ist
eine Mischklappe 40 vorgesehen, die zum Schwenken um eine
sich an der Verbindung der Bereiche 38 und 40 befindlichen
Achse 52 angebracht ist.
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Die
Klappe 50 umfaßt
zwei Teile 54 und 56, die sich zu beiden Seiten
der gemeinsamen Achse 52 befinden.
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Die
Klappe 50 kann eine erste Extremposition 50C oder „Position
heiß" (durch gestrichelte
Linien dargestellt) einnehmen, in der der gesamte Luftstrom durch
den Erwärmungsweig
der Luft 40 läuft,
also durch den Wärmetauscher 44,
wobei er dort aufgeheizt wird. Die Klappe 50 kann eine
andere Extremposition 50F oder „Position kalt" (durch gestrichelte Linien
dargestellt) einnehmen, in der der gesamte Luftstrom durch den Zweig
zur Übertragung
von Frischluft 38 geht, ohne durch den Wärmetauscher 44 zu
laufen.
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Die
Mischklappe 50 kann überdies
jede Zwischenposition zwischen den Positionen 50C und 50F einnehmen,
um den Luftstrom zwischen den beiden Zweigen zu verteilen und somit
die Temperatur der zur Mischzone 18 gelangenden Luft zu
regeln, die dann zwischen den Kanälen 20, 22 und 24 verteilt wird.
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In 1 wird
die Klappe 50 in einer solchen Zwischenposition dargestellt.
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So
ist auch die Klappe 26 in Öffnungsstellung oder „Defrosterstellung
dargestellt, während
die Klappe 28 in einer Postition „Füße" dargestellt ist, in der der gesamte
Luftstrom, der in die Kammer 36 eindringt, über den
in den unteren Teil des Innenraums mündenden Kanal 24 abgeleitet
wird.
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In
der Position von 1, „Position Defroster Füße" genannt, wird somit
gemischte Luft über
den Defrosterkanal 20 zu den verschiedenen Defrosteröffnungen
und über
den Kanal 24 zu den in Richtung der Füße der Passagiere vorgesehenen
Düsen geleitet.
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Da
der Kanal 24 die Tendenz haben kann, Luft mit einer höheren Temperatur
als die Luft, die zum Kanal 20 gelangt, zu empfangen, umfaßt die Vorrichtung
einen sich im Gehäuse 10 befindenden Kanal
für die
Frischluftzufuhr 60, der eine Einlaßöffnung 62, die mit
dem Frischlufteinlaß 16 kommuniziert
und eine Auslaßöffnung 64 aufweist,
die in die Austrittskammer 36 mündet, welche die Kanäle 22 und 24 speist.
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Der
Einlaß 62 des
Kanals 60 befindet sich nahe dem Einlaß 16 in der Bewegungszone
der Mischklappe 50, so daß er geschlossen wird, wenn die
Mischklappe sich in der Position 50C befindet. Die Auslaßöffnung 64 mündet in
die Mischkammer 36 nahezu gegenüber vom Lüftungskanal 22, um
die Weiterleitung eines Luftstromanteils zum Kanal 22 zu ermöglichen.
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Wenn
die Vorrichtung sich in der Stellung „Füße defrosten" befindet, die in 1 dargestellt
ist, empfängt
der Defrosterkanal 20 gemischte Luft, während der Heizkanal 24 gemischte
Luft sowie den vom Kanal 60 geführten Frischluftanteil empfängt.
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Daraus
ergibt sich, daß der
Kanal 24 Luft empfängt,
die eine Temperatur hat, die niedriger oder gleich der Temperatur
der Luft ist, die der Defrosterkanal 20 empfängt. Die
Enteisung/Beschlagsentfernung der Fahrzeugscheiben, insbesondere
der Windschutzscheibe, wird also im Vergleich zum Heizen der Füße der Passagiere
begünstigt.
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Die
Vorrichtung kann insbesondere außerdem eine Stellung „Fußbelüftung" einnehmen, in der die
Klappe 26 sich in Schließposition (wie in 1 durch
gestrichelte Linien dargestellt) und die Klappe 28 sich
in einer Position „Fußbelüftung" (in 1 durch
gestrichelte Linien dargestellt) befindet, in der gleichzeitig Luft
zum Lüftungskanal 22 und
zum Heizkanal 24 geschickt wird.
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In
dieser Position wird der vom Kanal 60 kommende Frischluftanteil
vorzugsweise eher zum Lüftungskanal 22 als
zum Heizkanal 24 geleitet, wobei die Kanäle 22 und 24 außerdem aus
der Mischzone 18 kommende gemischte Luft empfangen.
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Daraus
ergibt sich eine Temperaturdifferenz zwischen der zu den Ausströmern geleiteten
Luft und der zu den Füßen der
Passagiere geleiteten Luft. Die zu den Ausströmern geleitete Luft hat eine
niedrigere Temperatur. Außerdem
kann aufgrund einer geeigneten Gestaltung des Kanals 60 das
Leiten der Frischluft zu den zentralen Ausströmern und nicht zu den seitlichen
Ausströmern
begünstigt
werden.
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Es
wird jetzt auf die 2 und 4 Bezug genommen,
um die Struktur des Kanals für
die Frischluftzufuhr 60 zu beschreiben, der so gefertigt wird,
daß er
die Form eines Kanals hat, der innerhalb des Gehäuses 10 eingesetzt
wird
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Der
Kanal 60 wird von einer unteren Wand 66 und einer
oberen Wand 68 begrenzt, die sich ausgehend von der Einlaßöffnung 62 bis
zur Auslaßöffnung 64 einander
annähern.
Der Kanal 60 wird außerdem
von zwei seitlichen Wänden 70 begrenzt (3 und 4).
Die beiden Wände 70 umfassen zwei
Wandteile 72, die annähernd
parallel zueinander sind und zwei Wandteile 74 die sich
in Richtung der Auslaßöffnung 64 konisch
erweitern. Letztere nimmt eine generell rechteckige Form an, wobei
sie sich nach und nach in Richtung der langen Seiten des Rechtecks
konisch erweitert.
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Auf
der oberen Wand 68 sind zwei Befestigungslaschen 76 und 78 (2 und 4) ausgebildet,
die die Befestigung des Kanals im Inneren des Gehäuses ermöglichen.
Der Kanal 60 wird vorzugsweise durch Kunststofformung gefertigt
und wird anschließend
in das Gehäuse
eingebracht.
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Die
Laschen 76 und 78 sind mit Stiften 80 und 82 versehen
und werden zwischen zwei Kanten 84A und 84B der
Gehäusehälften 10A und 10B festgehalten
(4).
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In
der Ausführungsform
der 5 und 6 ist der Kanal für die Frischluftzufuhr
annähernd
identisch mit dem der 1 bis 4. Auch
dort handelt es sich um einen einzigen Kanal, der in einen zentralen
Bereich des Gehäuses 10 eingebracht
wird. Der Unterschied im Vergleich zur vorstehenden Ausführungsform
besteht darin, daß der
Kanal 60 bezogen auf ein Beispiel mit rechteckiger Form
hier einen annähernd
konstanten Querschnitt aufweist, der sich von seiner Einlaßöffnung 62 bis
zu seiner Auslaßöffnung 64 erstreckt.
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In
der Ausführungsform
der 1 bis 4 erleichtert der konisch erweiterte
Ausgang die Verteilung des Luftstromanteils im gesamten Kanal 22 und demzufolge
in alle Ausströmer.
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Die
Ausführungsform
der 5 und 6 erlaubt es, den Frischluftstrom
nur zu den zentralen Ausströmern
zu lenken.
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In
der Ausführungsform
von 7 umfaßt die
Vorrichtung zwei Kanäle
für die
Frischluftzufuhr 160, die jeder aus der Formung zusammen
mit den Gehäusehälften 10A und 10B entstanden
sind. Die Kanäle 160 sind
im Abstand zueinander gefertigt und liegen auf den Seitenwänden 14A und 14B auf.
Im Beispiel haben sie einen annähernd
rechteckigen Querschnitt. Somit ermöglichen die beiden Kanäle für die Frischluftzufuhr 160 in
der Ausführungsform von 7 das
Ableiten von zwei Frischluftanteilen abzuzweigen, die im Abstand
voneinander in die Austrittskammer 36 geschickt werden.
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Welcher
Art die gewählte
Ausführungsform auch
sein mag, der Kanal (die Kanäle)
für die
Frischluftzufuhr ermöglicht
(ermöglichen)
es, einen Anteil des Frischluftstroms direkt in die Austrittskammer 36, die
außerdem
gemischte Luft empfängt,
zu schicken.
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Es
sei angemerkt, daß der
Einsatz des oder der Kanäle
dadurch begünstigt
wird, daß es
einfacher ist, zugeführte
Frischluft nach unten als nach oben zu leiten.
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Außerdem ermöglicht die
Gestaltung des Kanals (der Kanäle),
daß dieser
Anteil des Frischluftstroms mit einer Geschwindigkeit weitergeleitet
wird, die oberhalb der Geschwindigkeit der Heißluft liegt, welche wegen der
Abnahme der Zufuhr aufgrund des Wärmetauschers 44 verlangsamt
wird.
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Es
sei angemerkt, daß es
möglich
ist, zusätzlich
zu dem oder den Kanälen
für die
Frischluftzufuhr seitliche Schächte
vorzusehen, die dazu dienen, Warmluft zum Defrosterkanal zu schicken.