DE19524200C1 - Klima- oder Heizungsanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klima- oder Heizungsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen, z. B. aus der DE 35 29 940 A1 bekannten Klima- oder Heizungsanlage wird der gewünschte Temperaturgrad der aus der Mischkammer ausströmenden Luft durch entsprechende Dosierung der in die Mischkammer einströmenden Luftmengenanteile an Kalt- und Warmluft erreicht. Die richtige Dosierung wird durch die Einstellung der Luftmischklappe in eine entsprechende Position zwischen ihren Schwenkendstellungen bestimmt. In vielen Fällen wird dabei keine ausreichende Vermischung der unterschiedlich warmen Luftmengen erreicht, und man kann eine sog. Temperatursträhnigkeit der aus der Mischkammer austretenden Luft, d. h. Luftfäden oder Teilluftströme mit merklichen Temperaturunterschieden, feststellen, was häufig als unangenehm empfunden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klima- oder Heizungsanlage der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine vergleichmäßigte Temperaturmischung der in die Mischkammer einströmenden Warm- und Kaltluftanteile innerhalb der Mischkammer zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einer Klima- oder Heizungsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Klima- oder Heizungsanlage hat den Vorteil, daß durch die beiden Klappenteile, die in den beiden Schwenkendstellungen plan aufeinanderliegen, in unveränderten Weise der eine Luftkanal vollständig abgesperrt und der andere Luftkanal völlig freigegeben wird und umgekehrt. Zur Luftmischung wird das eine Klappenteil von dem zunächst noch in seiner Schwenkendstellung verbleibenden Klappenteil abgeschwenkt, bis es seine andere Schwenkendstellung eingenommen hat. Beide Kanalmündungen sind dann durch ein Lochsieb abgedeckt, was für eine gute Luftverwirbelung sorgt. Durch Abschwenken des einen oder anderen Klappenteils von seiner Schwenkendstellung kann dann zur Temperaturänderung mehr Kaltluft oder mehr Warmluft der Mischkammer zugeführt werden, bis beide Klappenteile dann wieder die eine oder andere Endstellung gemeinsam einnehmen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klima- oder Heizungsanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird in an sich bekannter Weise die Warmluft dadurch generiert, daß der Warmluftkanal an seinem mischkammerfernen Ende über eine Anschlußöffnung an dem mit einer Frischluftöffnung versehenen Kaltluftkanal angeschlossen ist. An der Anschlußöffnung ist eine Luftabsperrklappe schwenkbar so angeordnet, daß sie die Anschlußöffnung in ihrer einen Endstellung verschließt und in ihrer anderen Endstellung vollständig freigibt. Im Warmluftkanal ist ein dessen ganzen Querschnitt überdeckender Wärmetauscher angeordnet. Je nach Öffnung der Luftabsperrklappe wird ein mehr oder weniger großer Teil an Frischluft über den Wärmetauscher geführt und gelangt nach Erwärmung als Warmluft in die Mischkammer.

In vorteilhafter Weise ist dabei gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Luftabsperrklappe mit dem der Kaltluftkanalmündung in der Mischkammer zugekehrten Klappenteil der Luftmischklappe derart zwangsgekoppelt, daß die Luftabsperrklappe die Anschlußöffnung des Warmluftkanals in der die Warmluftkanalmündung in der Mischkammer überdeckenden Endstellung dieses Klappenteils verschließt und in der die Kaltluftkanalmündung in der Mischkammer überdeckenden Endstellung dieses Klappenteils maximal freigibt. Dadurch wird automatisch mit Öffnen des Warmluftkanals zum Einströmen von Warmluft in die Mischkammer auch die Luftabsperrklappe geöffnet, so daß auch entsprechend Warmluft in dem Warmluftkanal generiert werden kann.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 bis 3 jeweils einen Längsschnitt eines Klimakastens für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit drei verschiedenen Schwenkstellungen einer Luftmischklappe,

Fig. 4 eine Draufsicht der Luftmischklappe bei auseinandergeschwenkten Klappenteilen,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V in Fig. 2,

Fig. 6 eine Draufsicht eines Bedienknopfes der Klimaanlage zur Einstellung der Lufttemperatur.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt schematisch der sog. Klimakasten 10 einer Klimaanlage für ein Fahrzeug dargestellt. Er weist einen Kaltluftkanal 11 und einen Warmluftkanal 12 auf, die in einer Mischkammer 13 münden. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, strömt die Luft entsprechend der Einstellung von Luftklappen aus der Mischkammer 13 zu Luftaustrittsdüsen für Kopfraum, Fußraum und die Mittelebene des Fahrzeugs. Die Mündung des Kaltluftkanals 11 in der Mischkammer 13 ist mit 14 und die Mündung des Warmluftkanals 12 in der Mischkammer 13 mit 15 bezeichnet. Frischluft wird von einem Gebläse 16 angesaugt und über einen in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen Verdampfer 17 dem Kaltluftkanal 11 zugeführt. Der Warmluftkanal 12 ist an seinem mischkammerfernen Ende an dem Kaltluftkanal 11 angeschlossen und steht mit diesem über eine von einer Luftabsperrklappe 18 gesteuerte Anschlußöffnung 19 in Verbindung. Die Anschlußöffnung 19 liegt dabei am mischkammerfernen Ende des Kaltluftkanals 11. Im Warmluftkanal 12 ist ein Wärmetauscher 20 angeordnet, der den gesamten Querschnitt des Warmluftkanals 12 überdeckt. In üblicher Weise ist der Wärmetauscher 20 an den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angeschlossen und erwärmt die ihn durchströmende Frischluft.

In der Mischkammer 13 ist eine Luftmischklappe 21 angeordnet, die aus zwei flächengleichen, plan aufeinanderliegenden Klappenteilen 211 und 212 besteht. Die beiden Klappenteile 211 und 212 sind um dieselbe Schwenkachse 22 unabhängig voneinander schwenkbar, wobei sie in einer ersten Schwenkendstellung die Mündung 15 des Warmluftkanals 12 und in einer zweiten Schwenkendstellung die Mündung 14 des Kaltluftkanals 11 vollständig überdecken. Die beiden Klappenteile 211, 212 sind gelocht, wobei die Lochung so vorgenommen ist, daß die Löcher bei planem Aufeinanderliegen der beiden Klappenteile 211, 212 verschlossen sind. Diese Lochung der Klappenteile 211 und 212 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Löcher im Klappenteil 211 sind mit 23 und die Löcher im Klappenteil 212 mit 24 gekennzeichnet. Zur Verdeutlichung des gegenseitigen Verschlusses der Löcher 23, 24 bei aufeinandergeklappten Klappenteilen 211, 212 ist in Fig. 4 im Klappenteil 211 strichliniert das Lochmuster des Klappenteils 212 eingezeichnet so, wie es relativ zum Klappenteil 211 liegt, wenn das Klappenteil 212 plan auf dem Klappenteil 211 aufliegt. Deutlich ist zu sehen, daß die Löcher 23, 24 sich nicht überdecken, sondern die Löcher 23 von der Fläche des Klappenteils 212 und die Löcher 24 von der Fläche des Klappenteils 211 verschlossen werden. Um eine plane Auflage der Klappenteile 211, 212 auf den Löchern 24 und 23 des jeweils anderen Klappenteils 212 bzw. 211 zu gewährleisten, sind die Löcher 23 bzw. 24 - wie in Fig. 5 dargestellt - als Kanäle mit zur Klappenfläche rechtwinkligen Kanalachsen ausgebildet, wobei die Kanallänge größer ist als die Dicke der Klappenteile 211, 212, so daß sie auf beiden Seiten der Klappenteile 211, 212 über die Klappenfläche vorstehen.

Das der Kaltluftkanalmündung 14 in der Mischkammer 13 zugekehrte Klappenteil 211 ist außerdem über ein Gestänge 26 mit der um die Schwenkachse 25 schwenkbaren Luftabsperrklappe 18 zwangsgekoppelt, und zwar derart, daß die Luftabsperrklappe 18 die Anschlußöffnung 19 des Warmluftkanals 12 in der die Warmluftkanalmündung 15 in der Mischkammer 13 verschließenden Endstellung des Klappenteils 211 vollständig verschließt (Fig. 1) und in der die Kaltluftkanalmündung 14 überdeckenden Endstellung des Klappenteils 211 maximal freigibt (Fig. 2 und 3).

Die Einstellung der beiden Klappenteile 211, 212 der Luftmischklappe 21 in Verbindung mit der Luftabsperrklappe 18 erfolgt mittels eines in Fig. 6 dargestellten Drehknopfes 27, der bei Drehen um 180° die gewünschte Temperatur der aus der Mischkammer 13 über die Luftaustrittsdüsen in den Innenraum des Fahrzeugs austretenden Mischluft von maximal kalt (Stellung I) bis maximal warm (Stellung III) einstellt. In Stellung I nehmen die Luftabsperrklappe 18 und die Luftmischklappe 21 die in Fig. 1 dargestellten Stellungen ein. Die Kaltluftkanalmündung 14 ist vollständig geöffnet, und die Warmluftkanalmündung 15 in der Mischkammer 13 sowie die Anschlußöffnung 19 des Warmluftkanals 12 sind vollständig abgesperrt. Über die Mischkammer 13 strömt ausschließlich Kaltluft in den Fahrzeuginnenraum. In der Stellung II des Drehknopfes 27 haben die Luftmischklappe 21 und die Luftabsperrklappe 18 ihre in Fig. 2 dargestellten Positionen eingenommen. Während das Klappenteil 212 nach wie vor die Warmluftkanalmündung 15 überdeckt, ist das Klappenteil 211 um den Winkeln geschwenkt und überdeckt die Kaltluftkanalmündung 14. Die Luftabsperrklappe 18 ist um 90° geschwenkt und gibt den vollen Querschnitt der Anschlußöffnung 19 des Warmluftkanals 12 frei. Über die gelochten Klappenteile 211 und 212 strömt sowohl Warmluft als auch Kaltluft in die Mischkammer 13 ein, wobei die Lochungen der Klappenteile 211, 212 für eine gute Durchmischung der Luftströme sorgen, so daß am Ausgang der Mischkammer 13 vollständig durchgemischte Mischluft bestimmter Temperatur austritt. Soll die Temperatur der Mischluft angehoben werden, so ist der Drehknopf 27 weiter im Uhrzeigersinn in Fig. 6 zu drehen. Das Klappenteil 212 schwenkt allmählich von der Warmluftkanalmündung 15 ab und gibt einen mehr oder weniger großen Querschnitt für die direkte Warmlufteinströmung in die Mischkammer 13 frei. Der Anteil der einströmenden Warmluft wird mit zunehmendem Schwenkwinkel β vergrößert und ist maximal, wenn der Klappenteil 212 seine in Fig. 3 dargestellte Stellung einnimmt, plan auf dem Klappenteil 211 aufliegt und dabei die Kaltluftkanalmündung 14 in der Mischkammer 13 vollständig verschließt.

Die beschriebene Klimaanlage wird zu einer reinen Heizungsanlage, wenn der dem Gebläse 16 nachgeordnete Verdampfer 17 entfällt.

Claims (4)

1. Klima- oder Heizungsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem Kaltluftkanal, einem Warmluftkanal und einer an beiden Luftkanälen angeschlossenen Luft- Mischkammer, sowie mit einer in der Mischkammer angeordneten Luftmischklappe zum Einstellen der aus den Luftkanälen in die Mischkammer einströmenden Luftmengen von Kalt- und Warmluft, die zum wechselweisen Schließen und Öffnen der Luftkanalmündungen in der Mischkammer in zwei Endstellungen schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmischklappe (21) aus zwei flächengleichen, plan aufeinanderliegenden Klappenteilen (211, 212) besteht, die um die gleiche Schwenkachse (22) voneinander unabhängig schwenkbar sind, und daß die beiden Klappenteile (211, 212) derart gelocht sind, daß sie beim planen Aufeinanderliegen ihre Löcher (23, 24) gegenseitig verschließen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmluftkanal (12) an seinem mischkammerfernen Ende über eine Anschlußöffnung (19) an dem Kaltluftkanal (11) angeschlossen ist, daß an der Anschlußöffnung (19) eine Luftabsperrklappe (18) schwenkbar so angeordnet ist, daß sie die Anschlußöffnung (19) in ihrer einen Endstellung verschließt und in ihrer anderen Endstellung völlig freigibt, und daß im Warmluftkanal (12) ein dessen ganzen Querschnitt überdeckender Wärmetauscher (20) angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftabsperrklappe (18) mit dem der Kaltluftkanalmündung (14) in der Mischkammer (13) zugekehrten Klappenteil (211) derart zwangsgekoppelt ist, daß die Luftabsperrklappe (18) die Anschlußöffnung (19) in der die Warmluftkanalmündung (15) verschließenden Endstellung dieses Klappenteils (211) verschließt und in der die Kaltluftkanalmündung (14) überdeckenden Endstellung dieses Klappenteils (211) maximal freigibt.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (23, 24) in den beiden Klappenteilen (211, 212) als Kanäle mit zur Klappenfläche rechtwinkligen Kanalachsen ausgebildet sind.