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Die Erfindung betrifft eine Heizungs-
und Klimaanlage für
Innenräume
von Kraftfahrzeugen.
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Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung
der Bauart die eine Kühlkammer,
die mit einem pulsierten Luftstrom gespeist werden kann, und einen
Verdampfer enthält,
eine Heizkammer, die von der Kühlkammer
gespeist werden kann und einen Wärmetauscher
enthält
sowie eine Verteilungskammer umfasst, die von der Kühlkammer
und/oder der Heizkammer gespeist werden kann und dazu dient, Öffnungen
zur Verteilung der Luft zu versorgen, die mit dem Innenraum kommunizieren.
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In den bekannten Vorrichtungen dieser
Bauart , z.B. gemäß
DE 36 10 188A1 ist üblicherweise eine
Mischklappe vorgesehen zur Aufteilung des aus der Kühlkammer
kommenden Luftstroms zwischen einem Luftstrom, der die Heizkammer
durchquert bevor letzterer die Verteilungskammer erreicht und einem
anderen Luftstrom, der direkt die Verteilungskammer erreicht, wobei
die Aufteilung der beiden Ströme
je nach Wunsch des Benutzers in Abhängigkeit von der gewünschten
Lufttemperatur gesteuert wird.
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Diese bekannten Vorrichtungen, die
nur für traditionelle
Fahrzeuge geeignet sind, erlauben nicht die Bereitstellung einer
getrennten Steuerung des Heizens und Klimatisierens zwischen der
rechten und der linken Seite des Innenraums.
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Zudem gewährleisten sie nicht das Heizen und
Klimatisieren der hinteren Sitze es sei denn, es sind lange Leitungen
vorgesehen, die schwer einzubauen sind und außerdem hohe thermische Verluste erzeugen.
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Zudem sind diese bekannten Vorrichtungen nicht
für moderne
Fahrzeuge des Typs „monocorps" oder „monospace",
die eine stark abfallende Windschutzscheibe besitzen und sich in
der Regel in der Verlängerung
der Motorhaube ausdehnen, und die außerdem ein Instrumentenbrett
von großer
Tiefe aufweisen.
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Diese modernen Fahrzeuge besitzen
im allgemeinen ein hohes Innenraumvolumen, das mit den traditionellen
Heizungs- und Klimatisierungsvorrichtungen der oben genannten Bauart
schwer zu heizen oder zu klimatisieren ist.
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Die Erfindung hat insbesondere das
Ziel, die oben genannten Nachteile zu beseitigen.
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Insbesondere ist ein Ziel der Erfindung,
eine Heizungs- und Klimatisierungsvorrichtung der oben genannten
Bauart bereitzustellen, die die unabhängige Steuerung auf der rechten
und linken Seite des Innenraums ermöglicht.
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Es ist außerdem ein Ziel der Erfindung,
eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die für die Fahrzeuge des Typs „monocorps"
oder „monospace"
geeignet ist, die ein nach vorne stark verlängertes Instrumentenbrett aufweisen.
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Es ist außerdem ein Ziel der Erfindung,
eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die das Heizen und Klimatisieren
der hinteren Sitzen erleichtert.
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Erfindungsgemäß umfaßt die Kühlkammer einen Auslaß, der von
einem ersten Steuerelement gesteuert wird, um selektiv mit dem Eintritt
der Heizkammer zu kommunizieren oder mit einem ersten Einlaß der Verteilungskammer,
während
die Heizkammer einen ersten Einlaß umfaßt, der die Defrosteröffnungen
der Windschutzscheibe versorgt und einen zweiten Auslaß (Verteilungsauslaß), der
von einem zweiten Steuerelement gesteuert wird und mit einem zweiten
Einlaß der
Verteilungskammer kommuniziert.
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Diese Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
insbesondere die mit der Verteilungskammer mit ihrem ersten Einlaß, der von
der Kühlkammer
gespeist wird, und mit ihrem zweiten Einlaß, der von der Heizkammer gespeist
wird, erlaubt es, die Vorrichtung auf der einen oder anderen Seite
des Innenraums einzubauen, und insbesondere unter dem Instrumentenbrett.
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So kann man erfindungsgemäß zwei Vorrichtungen
bereitstellen, die symmetrisch zu beiden Seiten der mittigen Längsachse
des Fahreugs angeordnet sind und für das Heizen-Klimatisieren,
jeweils für die
rechte und linke Seite des Innenraums eingesetzt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ganz besonders
für Fahrzeuge
des Typs „monocorps"
oder „monospace"
geeignet und kann leicht unter dem Instrumentenbrett angebracht
werden, das eine besonders längliche
Gestaltung aufweist.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung umfaßt das erste
Steuerelement eine Klappe, die schwenkbar zwischen einer ersten
Position, in der der Einlaß der
Heizkammer offen ist, während
der erste Einlaß der
Verteilungskammer geöffnet
ist und einer zweiten Position, in der der Einlaß der Heizkammer geschlossen
ist, während
der erste Einlaß der
Verteilungskammer offen ist, angeordnet ist, wobei diese Klappe
außerdem
jede Zwischenposition zwischen dieser ersten Position und dieser
zweiten Position einnehmen kann.
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Die Klappe ermöglicht es somit, den pulsierten
Luftstrom, der den Verdampfer durchquert hat, entweder zur Heizkammer,
zur Verteilungskammer oder zu beiden gleichzeitig zu leiten.
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Vorzugsweise umfaßt dieses erstes Steuerelement
außer
der vorgenannten Klappe eine zweite schwenkbare Klappe, die mit
derselben synchronisiert ist, um die Verbindung der Kühlkammer
zur Verteilungskammer zu steuern.
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Vorzugsweise ist der Einlaß der Heizkammer seitlich
in Bezug zum Auslaß der
Kühlkammer
angebracht, während
der erste Einlaß der
Verteilungskammer gegenüber
vom Auslaß der
Kühlkammer
angeordnet ist.
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Die Kühlkammer kann so angeordnet
sein, daß sie
sich generell in Längsrichtung
des Fahrzeugs befindet, während
die Heizkammer und die Verteilungskammer beide in Querrichtung angeordnet
sind.
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Das zweite Steuerelement umfaßt vorzugsweise
eine Klappe, die schwenkbar zwischen einer ersten Position, in der
der zweite Auslaß (Verteilungsauslaß) der Heizkammer
geschlossen ist und einer zweiten Position angordnet ist, in der
dieser zweite Auslaß geöffnet ist.
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Das erste und zweite Steuerelement
wird vorzugsweise durch Stellglieder betätigt, damit verschiedene Einstellungen
eingenommen werden können,
insbesondere eine mit „Winter"
bezeichnete Position mit dem ersten Element in der ersten Position und
dem zweiten Element in der ersten Position, eine mit „Übergangszeit"
bezeichnete Anordnung mit dem ersten Element in erster Stellung
und dem zweiten Element in zweiter Stellung und eine mit „Sommer" bezeichnete
Anordnung mit dem ersten Element in zweiter Position und dem zweiten
Element in erster Position.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist
der erste Auslaß der
Heizkammer ständig
geöffnet und
in Verbindung mit den Defrosteröffnungen
der Windschutzscheibe.
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Vorzugsweise ist die Gestaltung der
Verteilungskammer länglich,
wobei ihr erster und ihr zweiter Einlaß voneinander entfernt in einer
annähernd horizontalen
Richtung und quer zum Fahrzeuginnenraum angeordnet sind.
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Daraus ergibt sich, daß diese
Verteilungskammer quer eingebaut werden und sich unter dem Instrumentenbrett
befinden kann, um einen mittigen und wenigstens einen seitlichen
Ausströmer
dieses Instrumentenbretts zu speisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unter dem
Instrumentenbrett des Fahrzeugs entweder auf der rechten oder auf
der linken Seite eingebaut werden, wobei der erste Einlaß der Verteilungskammer
sich in Nähe
einer Karosserieseite des Fahrzeugs befindet und der zweite Einlaß der Verteilungskammer
sich in der Nähe
der mittigen Längsachse des
Fahrzeugs befindet.
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Es kann dann eine gleiche Vorrichtung
vorgesehen sein, jedoch mit symmetrischer Gestaltung, die sich auf
der anderen Seite der mittigen Längsachse
des Fahrzeugs befindet.
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Aufgrund der Tatsache, daß die Verteilungskammer
querliegend im Instrumentenbrett angebracht werden kann, kann sie
einen Auslaß aufweisen,
der sich in der Nähe
einer Karosserieseite des Fahrzeugs befindet, um einen seitlichen
Kanal zu speisen, der in einer Tür
und/oder unter dem Boden angebracht ist.
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Dadurch ist außerdem direkt das Heizen der hinteren
Sitze gewährleistet,
ohne daß es
nötig ist, lange
Kanäle
vorzusehen, die thermische Verluste mit sich bringen.
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In der nachfolgenden Beschreibung,
die zu Beispielzwecken gemacht wurde, wird auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, in denen folgendes dargestellt ist:
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1 ist
eine Teilansicht von oben eines Fahrzeugs, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die in der Einstellung „Winter"
dargestellt wird, ausgestattet ist;
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2 ist
in vergrößertem Maßstab ein
Detail von 1;
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3 ist
eine schematische Schnittansicht längs der Linie III-III von 1 und;
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Die 4 und 5 sind gleiche Ansichten
wie die von 1, jedoch
in der Einstellung „Übergangszeit"
und in der Einstellung „Sommer"
der Vorrichtung.
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Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, die teilweise ein Fahrzeug
V des Typs „monocorps"
oder „monospace",
das mit einer erfindungsgemäßen Heizungs-
und Belüftungsvorrichtung
ausgestattet ist, die mit der Referenz 10 bezeichnet wird. Die
dargestellte Vorrichtung 10 ist auf der linken Seite (Fahrerseite)
des Fahrzeuginnenraums H eingebaut, wobei sie sich unter dem Instrumentenbrett
B befindet. Wie später
ersichtlich, ist die Vorrichtung 10 für das Heizen-Klimatisieren
der linken Seite des Innenraums vorgesehen. Eine gleiche Vorrichtung 10' (von dem
nur die Konturen dargestellt sind) ist auf der rechten Seite des
Innenraums eingebaut, ebenfalls unter dem Instrumentenbrett, und
steht für
das Heizen-Klimatisieren der rechten Seite des Innenraums H zur
Verfügung.
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In dem dargestellten Fahrzeugtyp
ist das Instrumentenbrett sehr nach vorne hin verlängert und bietet
den Vorrichtungen 10 und 10' einen großen Raum.
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Die Vorrichtung 10 umfaßt einen
Pulsator 12, der unter dem vorderen Teil des Instrumentenbretts
B und nahe der linken Flanke FG der Karosserie eingebaut ist. Der
Pulsator 12 weist einen Einlaß 14 auf, der dazu
geeignet ist, von außen
kommende Luft oder umgewälzte
Luft, die von innen kommt, einfließen zu lassen. Diese Luft kann
gegebenenfalls durch einen angebrachten Filter im Bereich des Einlasses 14 filtriert
werden. Der Pulsator 12 umfaßt ein Gehäuse, das auf einen Verdampfer 18 mündet, der
nahe der linken Flanke FG in Schrägstellung im Inneren einer
Kühlkammer 20 eingebaut
ist. Diese Kammer befindet sich ebenfalls in der Nähe der linken
Flanke FG und umfaßt
einen Auslaß 22,
die sich in einer Richtung erstreckt, die annähernd quer zur XX-Achse verläuft. Aus
dem Auslaß 22 strömt somit
ein Luftstrom, der gegebenenfalls klimatisiert ist (wenn der Verdampfer
in Betrieb ist), wobei der Auslaß selektiv mit einem Einlaß 24 einer
Heizkammer 26 oder mit einem ersten Einlaß 28 einer
Verteilungskammer 30 (1 und 2) kommunizieren kann.
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Der Einlaß 24 der Heizkammer
befindet sich seitlich in bezug zum Auslaß 22 der Kühlkammer, und
er kommuniziert mit der Heizkammer 26 über einen zwischenliegenden
Kanal 32 (1 bis 3).
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Der erste Einlaß 28 der Verteilungskammer 30 dagegen
befindet sich gegenüber
vom Auslaß 22 der
Kühlkammer 20.
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Die Heizkammer 26 erstreckt
sich in einer annähernd
querliegenden Richtung und befindet sich in der Nähe der Mittelachse
XX. Diese Kammer 26 enthält einen Wärmetauscher 34 (1 und 2), und sie weist hinter dem Wärmetauscher 34 einen
ersten Auslaß 36 auf,
der über
eine zwischenliegende Leitung 38 Defrosteröffnungen 40 der
Windschutzscheibe P speist.
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Die Heizkammer 26 weist
außerdem
einen zweiten Aus-laß 42 (Verteilerauslaß) auf,
die mit einem zweiten Einlaß 44 der
Verteilungskammer 30 kommuniziert.
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Die Kammer 30 erstreckt
sich in einer generell querliegenden Richtung des Fahrzeugs und
praktisch auf der gesamten halben Breite (linke Seite) des Instrumentenbretts.
Die Verteilungskammer 30 hat somit eine generell längliche
Gestaltung, wobei ihr erster Einlaß 28 und ihr zweiter
Einlaß 44 auseinanderliegen
in einer annähernd
horizontalen Richtung und quer zum Fahrzeuginnenraum. Wie aus 1 ersichtlich, be findet
sich der erste Einlaß 28 in
der Nähe
der linken Flanke FG, während
sich der zweite Einlaß 44 in
der Nähe
der XX-Achse befindet.
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Der Auslaß 22 der Kühlkammer
wird von zwei aufeinander abgestimmten Klappen 46 und 48 gesteuert
( 1 und 2).
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Die Klappe 46 ist schwenkbar
zwischen einer ersten Position (mit durchgehender Linie in den 1 und 2 dargestellt) und in der der Einlaß 24 der Heizkammer 26 geöffnet, während der
erste Einlaß 28 der
Verteilungskammer 30 geschlossen ist und einer zweiten
Position montiert (mit gestrichelten Linien in den 1 und 2 dargestellt),
in der der Einlaß 24 der
Heizkammer 26 geschlossen ist, während der erste Einlaß 28 der
Verteilungskammer 30 geöffnet ist,
wobei die Klappe 46 außerdem
jede Zwischenposition zwischen dieser ersten und zweiten Position einnehmen
kann.
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Die Klappe 48 ist synchron
schwenkbar mit der Klappe 46 montiert und nimmt gleichzeitig
mit dieser die mit durchgezogener Linie und gestrichelter Linie
dargestellten Positionen in 1 ein.
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Wenn die Klappe 46 sich
jeweils in der ersten und zweiten vorgenannten Position befindet,
schließt beziehungsweise öffnet die
Klappe 48 den Zugang zur Verteilungskammer 30.
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Die Vorrichtung 10 umfaßt außerdem ein zweites
Steuerelement, das aus einer Klappe 50 gebildet wird, die
schwenkbar um eine horizontale Achse angeordnet ist und den zweiten
Auslaß 42 der Heizkammer 26 steuert.
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Die Klappe 50 kann zwischen
einer ersten Position (1 und 3), in der der zweite Auslaß 42 (Verteilungsauslaß) der Heizkammer
geschlossen ist und einer zweiten Position schwenken, in der dieser zweite
Auslaß geöffnet ist
(die Klappe wird in 3 mit
gestrichelter Linie dargestellt).
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So teilt sich die warme Luft, die
den Wärmetauscher 34 durchquert
hat, in zwei Luftströme
auf, nämlich
in einen der die Defrosteröffnungen 40 versorgt
und einen anderen, der die Verteilungskammer 30 in Abhängigkeit
von der Position der Klappe 50 speisen oder nicht speisen
kann.
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Die Verteilungskammer 30 befindet
sich im vorderen Bereich des Instrumentenbretts und speist wenigstens
einen mittigen Ausströmer 52 und
einen seitlichen Ausströmer 54.
Außerdem
umfaßt
die Verteilungskammer 30, wie in 1 gezeigt, einen Auslaß 56,
der sich in der Nähe
(linke Flanke FG) der Fahrzeugkarosserie befindet und dazu dient,
einen seitlichen Kanal 58 zu speisen, der in eine Tür eingebaut
ist und/oder einen Kanal 60, der sich unter dem Boden befindet,
um das Heizen und/oder die Klimatisierung eines hinteren Sitzes
zu gewährleisten,
d.h. in dem dargestellten Beispiel hinter dem Vordersitz SA des
Fahrers.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann verschiedene
Einstellungen annehmen:
In der Einstellung „Winter", die in 1 dargestellt wird, befinden
sich die Klappen 46 und 48 in ihrer ersten Position,
während
sich die Klappe 50 in ihrer ersten Position befindet.
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Außenluft oder umgewälzte Luft
durquert den Verdampfer 18 (der geschlossen ist), verläßt anschließend den
Auslaß 22 der
Kammer 20, um direkt in die Heizkammer 26 zu gelangen,
nachdem sie den Wärmetauscher 34,
der in Betrieb ist, durchquert hat. Da die Klappe 50 den
zweiten Auslaß 42 der
Kammer 26 schließt,
speist der warme Luftstrom, der sich am Auslaß des Wärmetauschers 34 gebildet
hat, die Defrosteröffnungen 40.
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In der Einstellung „Übergangszeit",
die in 4 dargestellt
ist, befinden sich die Klappen 46 und 48 noch
in ihrer ersten Position, während
die Klappe 50 sich jetzt in ihrer zweiten Postion befindet, d.h.
in Öffnungsposition.
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Die Folge ist, daß sich der warme Luftstrom, der
aus der Heizkammer 36 kommt, sich in zwei Ströme aufteilt,
von denen einer die Defrosteröffnungen 40 und
der andere die Verteilungskammer 30 speist und demzufolge
die Ausströmer 52, 54 und
die Öffnung 56.
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In der Einstellung "Sommer" von 5 befinden sich die Klappen 46 und 48 in
ihrer zweiten Position, während
die Klappe 50 sich in ihrer ersten Position befindet.
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Der Pulsator wird mit umgewälzter Luft
gespeist, die aus dem Innenraum kommt.
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Da der Verdampfer in Betrieb ist,
verläßt ein klimatisierter
Luftstrom die Kühlkammer 20 und
versorgt nur die Verteilungskammer 30, da der Auslaß 24,
der zur Kammer 26 führt,
von der Klappe 46 verschlossen ist.
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Klimatisierte Luft speist dann die
Ausströmer 52 und 54 sowie
den Auslaß 56,
der zu den Kanälen 58 und 60 führt.
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Andere Einstellungen sind mit den
Klappen in Zwischenpositionen möglich.
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Natürlich können die verschiedenen Verteileröffnungen
(Ausströmer 52 und 54, Öffnung 56) auch
mit Einrichtungen zur Steuerung der Luftmenge versehen sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird besonders
für die
Heizung und Klimatisierung von Fahreuginnenräumen des Typs „monocorps"
oder „monospace"
eingesetzt.