DE19748425C1

DE19748425C1 - Air conditioner for motor vehicle interior

Info

Publication number: DE19748425C1
Application number: DE1997148425
Authority: DE
Inventors: Klaus Arold
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2017-11-04

Abstract

The air conditioner supplies the foot area and the middle section of the passenger space with conditioned air. The conditioner has a hot and cold air mixing plenum with the cold air inlet having a cold air flap and the hot air inlet a hot air flap to control the temperature of the air discharged into the passenger space. The middle plane outlet (16) has a one way flow control flap (30) so that an airflow of mixed air from the plenum (13) to the air duct (26) is permitted and a reverse air flow is prevented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur Belüftung eines Fahrzeuginnenraums in dessen Mittelebene und mindestens in dessen Fußraum und/oder Fond mit klimatisierter Luft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an air conditioning system for ventilation of a Vehicle interior in its central plane and at least in whose footwell and / or rear with conditioned air after Preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Klimaanlage (US 5 016 704) ist der Luftmischraum durch eine Trennwand in eine Mischkammer für Defroster, Mittelebene und Fußraum und in eine Mischkammer für den Fond aufgeteilt, die beide von dem gleichen Verdampfer mit Kaltluft und dem gleichen Wärmetauscher mit Warmluft beschickt werden. Jeder Mischkammer ist eine Luftklappe zugeordnet, die gleichzeitig den Kaltluft- und Warmlufteinlaß der zugeordneten Mischkammer im gegenseitigen Abhängigkeitsverhältnis steuert. An jeder Mischkammer ist ein Luftkanal mit integrierten Schließklappen angeschlossen. Dem Auslaß der Mischkammer für den Fond ist eine perforierte Mischluftklappe nachgeordnet, mit der die zu dem Fond strömende Menge an klimatisierter Luft gesteuert wird. Ein gesonderter Kaltluftbypass zur Absenkung der Temperatur in der Mittelebene ist wegen der Aufteilung des Luftmischraums in zwei getrennt steuerbare Mischkammern nicht vorhanden. Eine solche Klimaanlage erfordert eine Vielzahl von Luftklappen zur Luftversorgung der einzelnen Regionen des Fahrzeuginnenraums mit richtig konditionierter Luft. In a known air conditioning system (US 5,016,704) Air mixing room through a partition into a mixing chamber for Defroster, middle level and footwell and in a mixing chamber for split up the rear, both from the same vaporizer Cold air and the same heat exchanger charged with warm air will. An air flap is assigned to each mixing chamber simultaneously the cold air and warm air intake of the assigned Mixing chamber controls in the interdependency relationship. There is an air duct with integrated in each mixing chamber Locking flaps connected. The outlet of the mixing chamber for a perforated mixed air flap is arranged downstream of the rear, with the amount of conditioned air flowing to the rear is controlled. A separate cold air bypass for lowering the temperature in the middle plane is due to the division of the Air mixing room in two separately controllable mixing chambers available. Such an air conditioner requires a variety of Air dampers for air supply to the individual regions of the Vehicle interior with properly conditioned air.

Zur Vermeidung dieses Aufwands hat man bei einer ebenfalls bekannten Klimaanlage einen einheitlichen Luftmischraum vorgesehen, von dem aus alle Regionen im Fahrzeuginnenraum mit konditionierter Luft versorgt werden. Da üblicherweise in der Mittelebene eine geringere Lufttemperatur gewünscht wird als im Fußraum oder im Fond, wird mittels eines die Luftmischkammer umgehenden Kaltluftbypasses der zur Mittelebene gelangenden Luft aus der Luftmischkammer, in der das im Fußraum und Fond erforderliche Temperaturniveau durch entsprechende Mischung des Kalt- und Warmluftstroms eingestellt ist, eine dosierte Menge an Kaltluft beigemischt. Die Lufttemperatureinstellung wird dabei mittels der integrierten Bypassklappe und einer dem Mittelebenen-Auslaß der Luftmischkammer zugeordneten Mischluftklappe vorgenommen. Da üblicherweise die an dem zur Mittelebene des Fahrzeugraums führenden Luftkanal angeschlossenen Luftausströmorgane im Fahrzeuginnenraum mittels der mindestens einen Absperrklappe im Luftkanal getrennt oder gemeinsam willkürlich geschlossen werden können, kommt es beim Schließen der Absperrklappe und offenem Kaltluftbypass zu einem Luftstau vor der Mischluftklappe, so daß kalte Luft über die geöffnete Mischluftklappe in die Mischkammer einströmt und dort das Temperaturniveau für den Fußraum und Fond absenkt.To avoid this effort, you also have one known air conditioning a uniform air mixing room provided from which all regions in the vehicle interior with conditioned air. Since usually in the Middle level a lower air temperature is desired than in the footwell or in the rear, is by means of a Air mixing chamber bypassing cold air bypass to Air coming from the air mixing chamber in the middle plane the temperature level required in the footwell and rear appropriate mixture of the cold and warm air flow is set, a metered amount of cold air is added. The air temperature setting is made using the integrated bypass flap and a central level outlet the mixed air flap assigned to the air mixing chamber. Since usually on the middle level of the vehicle compartment leading air duct connected air outlet organs in the Vehicle interior by means of the at least one butterfly valve separated in the air duct or arbitrarily closed together can occur when closing the butterfly valve and open cold air bypass to an air congestion in front of the Mixed air flap, so that cold air over the open Mixed air flap flows into the mixing chamber and there the Lowers the temperature level for the footwell and rear.

Aus der DE 44 42 000 A1 ist es bereits bekannt, in einer Klimaanlage die Luftklappen als Jalousieverschlüsse auszubilden, die jeweils als Einbaurahmen mit einer Vielzahl von darin schwenkbar angeordneten Lamellen konzipiert sind, wobei die Abmessungen der Lamellen so gewählt sind, daß sie in Schließstellung den Rahmenquerschnitt völlig, vorzugsweise überlappend, abdecken. Hierdurch wird der für die Luftklappe erforderliche Einbauraum wesentlich reduziert.From DE 44 42 000 A1 it is already known in one Air conditioning the air flaps as blinds train, each as a mounting frame with a variety of slats arranged pivotably therein, the dimensions of the slats are chosen so that they are in The closed position completely, preferably the frame cross section overlapping, cover. This will be the one for the air damper required installation space significantly reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß das willkürliche Schließen der Luftausströmorgane in der Mittelebene nicht zu einer ungewollten Beeinflussung der voll automatischen Temperatureinstellung in den übrigen Regionen des Fahrzeuginnenraums führt.The invention has for its object an air conditioning system improve the type mentioned in such a way that the arbitrary closure of the air outflow organs in the The middle level does not unintentionally influence the full automatic temperature setting in the other regions of the vehicle interior.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is according to the invention solved the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß durch das Einweg-Strömungselement, das in vorteilhafter Weise durch mindestens eine Rückschlagklappe realisiert wird, bei geschlossenen Luftausströmorganen in der Mittelebene des Fahrzeuginnenraums eine Rückströmung der Kaltluft aus dem Kaltluftbypass in den Luftmischraum durch die geöffnete Mischluftklappe hindurch unterbunden ist, so daß die von der Klimaautomatik eingestellte Temperatur im Fußraum und/oder im Fond unverändert bleibt. Im Falle der Ausbildung des Einweg- Strömungselements als Rückschlagklappe unterstützt der beim Schließen der den Luftausströmorganen zugeordneten Schließklappe sich im Luftkanal aufbauende Staudruck das Schließen der vorzugsweise in Schließrichtung federbelasteten Rückschlagklappe.The air conditioning system according to the invention has the advantage that the one-way flow element, which advantageously by at least one check valve is realized at closed air outlet organs in the central plane of the Vehicle interior a return flow of cold air from the Cold air bypass into the air mixing room through the open Mixed air damper is prevented so that the of the Automatic climate control set temperature in the footwell and / or in Fund remains unchanged. In the case of training the disposable Flow element as a check valve supports the Closing the associated with the air outflow Closing flap that builds up in the air duct Closing the preferably spring-loaded in the closing direction Check valve.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention Air conditioning with appropriate training and Refinements of the invention result from the others Claims.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mischluftklappe als Jalousie ausgebildet und das Einweg- Strömungselement im Jalousieverschluß integriert. Die als Jalousieverschluß konzipierte Mischluftklappe benötigt einen nur sehr geringen Einbauraum, so daß sich das Einweg- Strömungselement problemlos mit in die Verschlußkonstruktion einbeziehen läßt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Einweg-Strömungselement aber auch als separates Einschubteil ausgebildet werden, das in dem Mündungsbereich des zur Mittelebene führenden Luftkanals, vorzugsweise unmittelbar an der Mischluftklappe, angeordnet wird.According to a preferred embodiment of the invention, the Mixed air damper designed as a blind and the one-way Flow element integrated in the shutter. As The mixed air damper designed for the shutter requires one only very small installation space, so that the disposable Flow element without problems in the closure construction can be included. According to an alternative embodiment of the invention the one-way flow element but also as a separate one Insert part are formed in the mouth area of the air duct leading to the central plane, preferably is arranged directly on the mixed air flap.

Aus Platzgründen kann es vorteilhaft sein, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Einweg- Strömungselement aus mehreren Rückschlagklappen zusammenzusetzen, die in ihrer Schließstellung in ihrer Gesamtheit den Austrittsquerschnitt des Mittelebenen-Auslasses der Luftmischkammer abdecken.For reasons of space, it can be advantageous according to one another embodiment of the invention, the disposable Flow element from several non-return valves put together in their closed position in their Entirely the exit cross-section of the middle level outlet cover the air mixing chamber.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung einen Längsschnitt eines Klimakastens einer Klimaanlage für einen Fahrzeuginnenraum.The invention is based on one shown in the drawing Embodiment described in more detail below. Here shows the drawing in a schematic representation Longitudinal section of a climate box of an air conditioner for one Vehicle interior.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt ausschnittsweise dargestellte Klimakasten 10 ist Teil einer Klimaanlage zur Belüftung eines Fahrzeuginnenraums in dessen Mittelebene, in dessen Fußraum und in dessen Fond mit klimatisierter Luft. In dem Klimakasten 10 ist ein Verdampfer 11 und ein vom Kühlwasser des Fahrzeugmotors durchströmter Wärmetauscher 12 angeordnet, sowie ein Luftmischraum 13 ausgebildet. Der Luftmischraum 13 weist einen dem Verdampfer 11 nachgeordneten Kaltlufteinlaß 14 und einen dem Wärmetauscher 12 nachgeordneten Warmlufteinlaß 15, sowie einen Auslaß 16 für die Mittelebene des Fahrzeuginnenraums, einen Auslaß 17 für den Fußraum des Fahrzeuginnenraums und einen Auslaß 18 für den Fond des Fahrzeuginnenraums auf. Dem Kaltlufteinlaß 14 ist eine Kaltluftklappe 19 und dem Warmlufteinlaß 15 eine Warmluftklappe 20 zugeordnet, mittels welcher die im Luftmischraum 13 sich einstellende Temperatur der Mischluft entsprechend einem Vorgabewert gesteuert wird. Den Auslässen 17, 18 und 19 ist ebenfalls jeweils eine Luftklappe 21, 22, 23 zugeordnet, mit denen die jeweils über die Auslässe 16-18 abströmenden Luftmengen geregelt werden können. Die Kaltluftklappe 19, die Warmluftklappe 20 und die dem Mittelebenen-Auslaß 16 zugeordnete Mischluftklappe 21 sind im Ausführungsbeispiel als Jalousieverschlüsse ausgebildet, bei denen in einem Einbaurahmen eine Mehrzahl von schwenkbaren. Lamellen so angeordnet sind, daß sie sich in ihrer Schließstellung teilweise überlappen und die Querschnitte der Einlässe 14, 15 und des Auslasses 16 vollständig abdecken.The climate box 10 shown in detail in longitudinal section in FIG. 1 is part of an air conditioning system for ventilation of a vehicle interior in its central plane, in its footwell and in its rear with conditioned air. An evaporator 11 and a heat exchanger 12 through which the cooling water of the vehicle engine flows are arranged in the air conditioning box 10 , and an air mixing space 13 is formed. The air mixing chamber 13 has a cold air inlet 14 downstream of the evaporator 11 and a warm air inlet 15 downstream of the heat exchanger 12 , as well as an outlet 16 for the central plane of the vehicle interior, an outlet 17 for the footwell of the vehicle interior and an outlet 18 for the rear of the vehicle interior. A cold air flap 19 is assigned to the cold air inlet 14 and a warm air flap 20 is assigned to the warm air inlet 15 , by means of which the temperature of the mixed air which arises in the air mixing space 13 is controlled in accordance with a preset value. An air flap 21 , 22 , 23 is also assigned to the outlets 17 , 18 and 19 , with which the air quantities flowing out through the outlets 16-18 can be regulated. The cold air flap 19 , the warm air flap 20 and the mixed-air flap 21 assigned to the middle-level outlet 16 are designed in the exemplary embodiment as venetian blind closures, in which a plurality of swiveling frames are located in an installation frame. Slats are arranged so that they partially overlap in their closed position and completely cover the cross sections of the inlets 14 , 15 and the outlet 16 .

Da üblicherweise in der Mittelebene eine etwas niedrigere Temperatur gewünscht wird als im Fußraum oder im Fond des Fahrzeuginnenraums ist dem Verdampfer 11 ein den Luftmischraum 13 umgehender Kaltluftbypass 24 nachgeordnet, in dem eine Bypassklappe 25 zum Dosieren der durch den Kaltluftbypass 24 strömenden Kaltluftmenge integriert ist. Die aus dem Mittelebenen-Auslaß 16 des Luftmischraums 13 austretende klimatisierte Luft und die den Kaltluftbypass 24 durchströmende Kaltluft werden von einem den Mittelebenen- Auslaß 16 und den Ausgang des Kaltluftbypasses 24 übergreifenden Luftkanal 26 zu mindestens einem in der Mittelebene des Fahrzeuginnenraums angeordneten Luftausströmorgan 27 geführt. Das vorzugsweise als Düse mit Luftleitlamellen ausgebildete Luftausströmorgan 27 weist eine Absperrklappe 28 auf, mittels welcher der Luftaustritt aus dem Luftausströmorgan 27 unterbunden werden kann und damit auch der Luftkanal 26 abgesperrt wird. Die Absperrklappe 28 kann mittels eines an dem Luftausströmorgan 27 angeordneten, manuell zu bedienenden Rändelrades 29 aus ihrer in der Zeichnung ausgezogen dargestellten Freigabestellung in ihre in der Zeichnung strichliniert dargestellte Absperrstellung und umgekehrt überführt werden. Since a somewhat lower temperature is usually desired in the central plane than in the footwell or in the rear of the vehicle interior, the evaporator 11 is followed by a cold air bypass 24 which bypasses the air mixing space 13 and in which a bypass flap 25 for metering the amount of cold air flowing through the cold air bypass 24 is integrated. The conditioned air exiting from the mid-level outlet 16 of the air mixing space 13 and the cold air flowing through the cold air bypass 24 are guided from an air duct 26 spanning the mid-level outlet 16 and the outlet of the cold air bypass 24 to at least one air outflow member 27 arranged in the mid-plane of the vehicle interior. The air outflow member 27 , which is preferably designed as a nozzle with air guide lamellae, has a shut-off flap 28 , by means of which the air outlet from the air outflow member 27 can be prevented and thus the air duct 26 is also shut off. The shut-off valve 28 can be transferred from its release position shown in the drawing to the shut-off position shown in dashed lines in the drawing and vice versa by means of a manually operated knurled wheel 29 arranged on the air outflow member 27 .

Dem Mittelebenen-Auslaß 16 ist ein Einweg-Strömungselement 30 so zugeordnet, daß durch den Mittelebenen-Auslaß 16 eine Luftströmung vom Luftmischraum 13 zum Luftkanal 26 möglich und eine umgekehrte Strömung gesperrt ist. Dieses Einweg- Strömungselement 30 verhindert, daß beim Schließen der Absperrklappe 28 aus dem Kaltluftkbypass 24 ausströmende Kaltluft über die geöffnete Mischluftklappe 21 in den Luftmischraum 13 gelangt und hier das durch die Klimaautomatik vorgegebene Temperaturniveau absenkt, und damit über den Fußraum-Auslaß 17 und den Fond-Auslaß 18 deutlich kühlere Luft in diese beiden Regionen des Fahrzeuginnenraums strömt. Das Einweg-Strömungselement 30 kann dabei in den Jalousieverschluß der Mischluftklappe 21 integriert oder als separates Einschubteil ausgebildet sein, das in den Klimakasten 10 eingeschoben wird, und vorzugsweise an der Mischluftklappe 21, und zwar auf deren vom Luftmischraum 13 abgekehrten Seite.The midplane outlet 16 is a one-way flow element is assigned 30 such that an air flow from the air mixing chamber 13 to the air passage 26 is blocked possible and a reverse flow through the midplane printed-outlet sixteenth This one-way flow element 30 prevents passes upon closure of the shut-off valve 28 flowing out of the Kaltluftkbypass 24 cold air through the open-air valve 21 into the air mixing chamber 13 and lowers the predetermined by the automatic climate control temperature level here, and thus via the footwell outlet 17 and the rear Outlet 18 clearly cooler air flows into these two regions of the vehicle interior. The one-way flow element 30 can be integrated in the shutter of the mixed air flap 21 or can be designed as a separate insertion part which is inserted into the air conditioning box 10 , and preferably on the mixed air flap 21 , on its side facing away from the air mixing space 13 .

Vorzugsweise wird das Einweg-Strömungselement 30 als Rückschlagklappe 31 ausgebildet, wobei zur Reduzierung des erforderlichen Einbauraums mehrere Rückschlagklappen 31, 31' vorgesehen werden, die in einer Ebenen angeordnet sind und in ihrer Schließstellung zusammen den Austrittsquerschnitt des Mittelebenen-Auslasses 16 vollständig abdecken. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Einweg- Strömungselement 30 zwei Rückschlagklappen 31, 31' auf, doch können auch weitere Rückschlagklappen vorgesehen werden. Die Rückschlagklappen 31, 31' sind federbelastet, und zwar derart, daß sie in ihrer Grundstellung, wie sie in der Zeichnung strichliniert dargestellt ist, den Mittelebenen-Auslaß 16 vollständig abschließen. Wird nunmehr das Gebläse der Klimaanlage eingeschaltet, so fördert diese Luft über den Verdampfer 11 und den Wärmetauscher 12, wobei beide Luftströme in den Luftmischraum 13 einströmen und dort auf die gewünschte Temperatur gemischt werden. Bei geöffneter Mischluftklappe 21 werden durch den Strömungsdruck in dem Luftmischraum 13 die Rückschlagklappen 31, 31' geöffnet, und konditionierte Luft strömt über den Luftkanal 26 zur Mittelebene des Fahrzeuginnenraums, wobei dieser konditionierten Luft über den Kaltluftbypass 24 Kaltluft beigemischt wird. Wird die Absperrklappe 28 geschlossen, so baut sich im Luftkanal 26 vor den Rückschlagklappen 31, 31' ein Staudruck auf, der zusammen mit der Federkraft der Rückstellfedern für die Rückschlagklappen 31, 31' die Rückschlagklappen 31, 31' in ihre in der Zeichnung strichliniert dargestellte Schließstellung überführen. Damit kann keine Kaltluft aus dem Kaltluftbypass 24 über die geöffnete Mischluftklappe 21 in den Luftmischraum 13 gelangen.The one-way flow element 30 is preferably designed as a non-return flap 31 , with several non-return flaps 31 , 31 ′ being provided to reduce the required installation space, which are arranged in one plane and together in their closed position completely cover the outlet cross section of the central plane outlet 16 . In the exemplary embodiment shown in the drawing, the one-way flow element 30 has two non-return flaps 31 , 31 ', but further non-return flaps can also be provided. The check valves 31 , 31 'are spring-loaded, in such a way that in their basic position, as shown in dashed lines in the drawing, they completely close off the central plane outlet 16 . If the blower of the air conditioning system is now switched on, this air conveys air through the evaporator 11 and the heat exchanger 12 , both air flows flowing into the air mixing space 13 and being mixed there to the desired temperature. When the mixed air flap 21 is open, the non-return flaps 31 , 31 'are opened by the flow pressure in the air mixing space 13 , and conditioned air flows via the air duct 26 to the central plane of the vehicle interior, with this conditioned air being admixed with cold air via the cold air bypass 24 . If the butterfly valve 28 is closed, a dynamic pressure builds up in the air duct 26 in front of the non-return valves 31 , 31 ', which together with the spring force of the return springs for the non-return valves 31 , 31 ', the non-return valves 31 , 31 'are shown in dashed lines in the drawing Transfer the closed position. Thus, no cold air from the cold air bypass 24 can get into the air mixing space 13 via the open mixed air flap 21 .

Claims

1.Air conditioning system for ventilation of a vehicle interior in its central plane and at least in its footwell and / or its rear with conditioned air, with an air mixing chamber formed in a climate box, which has a cold air and a warm air inlet as well as an outlet for the central plane and at least one outlet for has the footwell and / or rear, with a cold air flap assigned to the cold air inlet and a warm air flap assigned to the warm air inlet for setting a desired air temperature in the air mixing room, with a mixed air flap assigned to the central plane outlet for controlling the mixed air quantity reaching the central plane, with a bypassing the air mixing room Cold air bypass with integrated bypass flap for lowering the temperature in the central plane and with an air duct leading to the central plane, which can be shut off by at least one shut-off flap, on the inlet side the mid-level outlet of the air mixing chamber and the outlet of the Cold air bypass covered, characterized in that the mid-level outlet ( 16 ) is assigned a one-way flow element ( 30 ) so that through the mid-level outlet ( 16 ) an air flow from the air mixing chamber ( 13 ) to the air duct ( 26 ) is released and a reverse Air flow is blocked.

2. Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the mixed air flap ( 21 ) is designed as a shutter and the one-way flow element ( 30 ) is integrated in the shutter.

3. Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the one-way flow element ( 30 ) is formed as a separate insert part and is inserted into the air conditioning box ( 10 ) downstream of the mixed air flap ( 21 ), preferably directly on this.

4. Air conditioning system according to one of claims 1-3, characterized in that the one-way flow element ( 30 ) is formed by at least one non-return valve ( 31 , 31 ').

5. Air conditioning system according to claim 4, characterized in that a plurality of non-return flaps ( 31 , 31 ') are arranged in one plane, which together cover the cross section of the central plane outlet ( 16 ) in their closed position.

6. Air conditioning system according to claim 4 or 5, characterized in that the non-return flaps ( 31 , 31 ') are transferred into their closed position by means of spring elements in the absence of air flow.

7. Air conditioning system according to one of claims 1-6, characterized in that at least one air outlet element ( 27 ) arranged in the vehicle interior is connected to the outlet of the air duct ( 26 ) and that the at least one butterfly valve ( 28 ) is arranged on the air outlet element ( 27 ) and to be operated by hand.