DE19753617A1 - Vorrichtung zur Heizung, Belüftung und/oder Klimatisierung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Heizung, Belüftung und/oder Klimatisierung, ins­ besondere für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs.

Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen dieser Art bekannt, die ein Lufteinlaßgehäuse umfassen, das mit einem Außenlufteinlaß, einem Umlufteinlaß, Verschluß­ mitteln, um wahlweise den Außenlufteinlaß und den Um­ lufteinlaß zu verschließen, und mit einem Auslaß ver­ sehen ist, der in einen Frischlufteinlaß einer Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage mündet, die Mittel zur Aufbereitung der zugeführten Luft und Luftauslässe umfaßt, denen Luft durch diese Luftauf­ bereitungsmittel zugeführt wird und die in den Fahr­ gastraum des Kraftfahrzeugs münden.

In den bekannten Vorrichtungen dieser Art lassen der Außenlufteinlaß und der Umlufteinlaß in das Luftein­ laßgehäuse Luft einströmen, die außerhalb des Fahr­ gastraums aufgenommen oder aus dem Innern des Fahr­ gastraums entnommen wird.

Derartige Vorrichtungen sind nach dem Stand der Tech­ nik in Bauweisen bekannt, bei denen das Lufteinlaßge­ häuse mindestens einen Außenlufteinlaß, einen Umluft­ einlaß und einen Luftauslaß umfaßt, wobei in seinem Innern ein fernbetätigtes Verschlußelement drehbar gelagert ist, das einen ersten Teil für die Zufuhr von Außenluft und einen zweiten Teil für die Zufuhr von Umluft umfaßt.

Nach einer Bauweise, die in der FR-A-2 556 289 be­ schrieben und dargestellt wird, umfassen die Ver­ schlußmittel, um den Außenlufteinlaß und den Um­ lufteinlaß zu verschließen, ein Verschlußelement, das eine massive Wand und ein daran angrenzendes Fenster umfaßt, die sich in Winkelrichtung vor den entspre­ chenden Lufteinlaß bewegen können.

In der schematischen Gestaltung, die in dem vorer­ wähnten Dokument vorgeschlagen wird, ist das Ver­ schlußelement eine Klappe, die aus einem Abschnitt eines Trommelmantels besteht, der massive Teile um­ faßt, die sich in Winkelrichtung vor zwei Außen- und Umlufteinlässe bewegen können, die beide in einer gleichen Ebene senkrecht zur Drehachse der Klappe an­ geordnet sind, ebenso wie der Luftauslaß, der durch Öffnungen gebildet wird, die in der gleichen Ebene angeordnet sind.

Diese Bauweise führt zu einer besonders komplexen Form des Gehäuses, in dessen Innern die Drehklappe gelagert ist, und sie ermöglicht keine Anpassung ei­ nes solchen Gehäuses an verschiedene Gestaltungen der Einrichtung des Fahrzeugs, insbesondere um die Zufuhr von Außenluft und von Umluft zum Frischlufteinlaß der Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage zu ver­ einfachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Bauweise einer Vorrichtung der vorgenannten Art vor­ zuschlagen, mit der sich diese Nachteile beseitigen lassen, wozu ein Lufteinlaßgehäuse mit einer beson­ ders einfachen und platzsparenden Form vorgeschlagen wird, wobei gleichzeitig eine präzise Regelung der Außen- und Umluftdurchsätze ermöglicht werden soll.

Dazu schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gehäuse eine all­ gemein zylindrische Form aufweist, daß die Außenluft- und Umlufteinlässe in der Seitenwand des Gehäuses an­ geordnet und axial im Verhältnis zueinander versetzt sind, daß der Luftauslaß in einer der Querabschluß­ wände des Gehäuses angeordnet ist und daß das Ver­ schlußelement eine Form aufweist, die in etwa form­ schlüssig zu der des Gehäuses ausgebildet ist.

Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

• - Der Außenlufteinlaß umfaßt eine Reihe von Öffnun­ gen, die winklig gleichmäßig in der Seitenwand des Gehäuses verteilt sind, und der erste Teil des Ver­ schlußelements umfaßt eine an die Seitenwand des Ge­ häuses angrenzende massive Seitenwand, in der eine Reihe von winklig gleichmäßig verteilten Fenstern ausgebildet ist, die sich, wenn sich das Verschluß­ element in einer ersten Winkelendposition befindet, gegenüber zwischen den Öffnungen angeordneten massi­ ven Teilen der Seitenwand des Gehäuses erstrecken und die sich, wenn sich das Verschlußelement in einer zweiten Winkelendposition befindet, gegenüber den Öffnungen erstrecken, um einen maximalen Querschnitt für den Einlaß von Außenluft in das Gehäuse zu schaf­ fen.
• - Der Umlufteinlaß umfaßt eine Reihe von Öffnungen, die winklig gleichmäßig in der Seitenwand des Gehäu­ ses verteilt sind, und der zweite Teil des Verschluß­ elements umfaßt eine an die Seitenwand des Gehäuses angrenzende massive Seitenwand, in der eine Reihe von winklig gleichmäßig verteilten Fenstern ausgebildet ist, die sich, wenn sich das Verschlußelement in ei­ ner zweiten Winkelendposition befindet, gegenüber zwischen den Öffnungen angeordneten massiven Teilen der Seitenwand des Gehäuses erstrecken und die sich, wenn sich das Verschlußelement in einer ersten Win­ kelendposition befindet, gegenüber den Öffnungen er­ strecken, um einen maximalen Querschnitt für den Ein­ laß von Umluft in das Gehäuse zu schaffen.
• - Das Verschlußelement weist die allgemeine Form ei­ ner Trommel auf, deren Mantel, axial zueinander ver­ setzt, den besagten ersten und zweiten Teil umfaßt, die eine Verschlußklappe für die Außenluft bzw. für die Umluft bilden.
• - Eines der axialen Enden des Mantels ist offen und erstreckt sich gegenüber dem Luftauslaß des Gehäuses.
• - Ein Teilstück der Seitenwand des Gehäuses und der angrenzenden formschlüssigen Seitenwand des Ver­ schlußelements haben eine allgemein kegelstumpfartige Form, wobei ein Luftzufuhrkanal dieses kegelstumpfar­ tige Teilstück umgibt.
• - Der Kanal ist ein Kanal für die Zufuhr von Außen­ luft zum Lufteinlaßgehäuse.
• - Das besagte Teilstück mit allgemein kegelstumpfar­ tiger Form des Gehäuses und des Verschlußelements wird axial durch einen Teil mit allgemein kreiszylin­ drischer Form verlängert, dessen anderes offenes Ende den Luftauslaß bildet.
• - Das Verschlußelement trägt einen Drehbetätigungshe­ bel.
• - Der Betätigungshebel ist einstückig an dem Ver­ schlußelement angeformt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschrei­ bung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeich­ nungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine als Axialschnitt ausgeführte schemati­ sche Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Lufteinlaßgehäuses, das zu einer erfindungsgemäßen Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimatisierungsvor­ richtung gehört;

Fig. 2 eine endseitige axiale Ansicht in Richtung des Pfeils F2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht zur Veranschaulichung des in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten Verschlußteils; und

Fig. 5 eine Detailansicht, die dem oberen Teil von Fig. 1 entspricht, zur Veranschaulichung einer Aus­ führungsvariante.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Baueinheit 10 ist ein Teil einer Vorrichtung zur Heizung, Belüftung und/oder Klimatisierung des Fahrgastraums eines Kraft­ fahrzeugs.

Der in der Figur dargestellte Teil 10 besteht im we­ sentlichen aus einem Lufteinlaßgehäuse 12 für Außen­ luft AE und Umluft AR, die aus dem Fahrgastraum des Fahrzeugs stammt.

Das Gehäuse 12 weist eine allgemein rotationssymme­ trische zylindrische Form mit der Achse X-X auf und umfaßt ein oberes Teilstück 14, in dem der Einlaß von Außenluft AE erfolgt, und ein unteres Teilstück 16, in dem der Einlaß von Umluft AR stattfindet.

Die Ausdrücke "oberer" und "unterer" werden zur Ver­ einfachung der Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Figuren verwendet, wobei jedoch davon auszugehen ist, daß die Anordnung der Vorrichtung 10 in einem Kraftfahrzeug in jeder beliebigen Ausrichtung erfol­ gen kann.

Das obere Teilstück 14 besteht im wesentlichen aus einer kegelstumpfartigen massiven Wand 18, in der, bei dem in den Figuren veranschaulichten Beispiel, vier Öffnungen 20 mit allgemein dreieckiger Form aus­ gebildet sind (siehe Fig. 2), die winklig gleich­ mäßig, das heißt jeweils in einem Winkel von 90°, verteilt sind.

Wie man in Fig. 2 erkennen kann, ist die Winkelaus­ dehnung jeder der Öffnungen 20 so bemessen, daß zwei benachbarte Öffnungen durch einen massiven Abschnitt der kegelstumpfartigen Wand 18 getrennt sind, der sich in etwa entlang einem gleichen Winkelsektor, das heißt mit einem Winkel von etwa 45°, erstreckt.

Die kegelstumpfartige obere Wand 18 des Gehäuses 12 besteht somit aus einer Abfolge von massiven Ab­ schnitten und Öffnungen 20, die den Durchgang der Au­ ßenluft AE durch die Wand 18 in Richtung der in den Figuren angegebenen Pfeile AE ermöglichen.

Das Gehäuse ist beispielsweise ein Formteil aus Kunststoff, und das obere Teilstück 14 wird von sei­ ner unteren kreisförmigen Abschlußkante 22 aus axial nach unten durch das untere Teilstück 16 verlängert, das im wesentlichen aus einer Seitenwand 24 mit einer allgemein zylindrischen Rohrform mit leichter Konizi­ tät besteht.

Wie in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, handelt es sich bei der Wand 24 um eine massive Wand, in die vier Öffnungen 26 eingearbeitet sind, die jeweils ei­ ne in etwa rechteckige Form aufweisen und die winklig gleichmäßig entlang der Wand 24 verteilt sind.

Jede Öffnung 26 erstreckt sich auf einem Winkel von etwa 45°, wobei zwei benachbarte Öffnungen 26 durch einen massiven Abschnitt der Wand 16 getrennt sind, der sich ebenfalls auf einem Winkel von etwa 45° er­ streckt.

Die Öffnungen 26 ermöglichen den Einlaß von Umluft AR in das Gehäuse 12, wobei sie winklig zu den Öffnungen 20 für den Einlaß von Außenluft AE versetzt sind, wie dies in den Figuren zu erkennen ist.

Die untere kreisförmige Abschlußkante 28 der Wand 24 wird axial nach unten durch eine Umhüllung 30 verlän­ gert, in deren Innern ein Lüftersatz gelagert ist, der eine Turbine 32 umfaßt, mit der die im Innern 34 des Gehäuses 12 enthaltene Luft axial angesaugt wer­ den kann, um diese Luft AM in Richtung der Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage zu fördern.

Die Umhüllung 30 ist einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgeführt.

Für die Zufuhr von Außenluft AE und Umluft AR in das Innere 34 des Gehäuses 12 ist ein Verschlußelement 40 vorgesehen, das im Innern des Gehäuses 12 angeordnet und in dessen Innern drehbar um die Achse X-X gela­ gert ist.

Wie in den Figuren zu erkennen ist, handelt es sich bei dem Verschlußelement 40 um eine Klappe mit der allgemeinen Form einer Trommel, deren Form in etwa formschlüssig zu der des Gehäuses 12 ausgebildet ist.

Die Verschlußklappe 40 ist ein einheitliches Formteil aus Kunststoff mit einem kegelstumpfartigen oberen ersten Teil 42, der eine Verschlußklappe für die Au­ ßenluft AE bildet, und einem unteren zweiten Teil 44 mit allgemein kreiszylindrischer Form, der eine Ver­ schlußklappe für die Umluft bildet.

Der obere erste Teil 42 besteht aus einer kegel­ stumpfartigen Seitenwand 46, die sich an die Form des oberen Teilstücks 14 des Gehäuses 12 anpaßt, wobei diese kegelstumpfartige massive Wand 46 eine Reihe von vier Fenstern 48 enthält, um den Durchgang der Außenluft AE zu ermöglichen, die durch die Öffnungen 20 in das Innere der Klappe 40, das heißt in das In­ nere 34 des Gehäuses 12 geströmt ist.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, in denen die Klappe 40 eine Winkelendposition einnimmt, die dem maximalen Durchlaßquerschnitt für den Einlaß von Außenluft AE in das Gehäuse 12 entspricht, haben die vier Fenster 48 eine Form und Abmessungen, die in et­ wa mit der Form und den Abmessungen der Öffnungen 20 identisch sind, wobei sie winklig gleichmäßig in ei­ nem Winkel von 45° verteilt sind.

An seinem oberen Ende wird der kegelstumpfartige Teil 46 der Klappe 40 durch eine hohlzylindrische Muffe 50 verlängert, die drehbar in einer formschlüssigen Muf­ fe 52 geführt ist, die das obere Ende der Wand 18 des oberen Teilstücks 14 des Gehäuses 12 verlängert.

In die Muffe 50 ist durch elastische Einpassung die Welle 54 eines Hebels 56 für die Drehbetätigung der Klappe 40 im Verhältnis zum Gehäuse 12 eingesetzt.

Wie dies in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, kann die Klappe 40 drehend zwischen ihren beiden Winkel­ endpositionen (die hier um einen Winkel von 45° zu­ einander versetzt sind) beispielsweise durch einen Seilzug 58 angetrieben werden, der auf den Hebel 56 einwirkt.

Die Welle 54 kann auch durch einen (nicht dargestell­ ten) Elektromotor drehend angetrieben werden, der di­ rekt mit ihr verbunden ist oder auf den Hebel 56 ein­ wirkt.

Der obere Teil 42 der Verschlußklappe 40 wird axial von seiner kreisförmigen Unterkante 60 aus durch den unteren Teil 44 verlängert, der aus einer leicht ko­ nischen, rohrförmigen zylindrischen Wand 62 besteht, die innen an die Wand 24 des unteren Teils 16 des Ge­ häuses 12 angepaßt ist.

Die Seitenwand 62 ist eine massive Wand, in die vier Fenster 64 eingearbeitet sind, deren Form und Abmes­ sungen in etwa mit denen der Öffnungen 26 der Wand 24 identisch sind. Wie in den Figuren, insbesondere in Fig. 4 zu erkennen ist, sind die Fenster 64 winklig im Verhältnis zu den Fenstern 48 für den Außen­ lufteinlaß um 45° versetzt; das heißt, wenn die Klap­ pe 40 die eine oder die andere ihrer um 45° zueinan­ der versetzten Winkelendpositionen einnimmt, werden entweder die Öffnungen 20 durch massive Abschnitte der Wand 46 des oberen Teils 42 der Klappe 40 ver­ schlossen, oder die Öffnungen 26 werden durch massive Abschnitte der Wand 62 des unteren Teils 44 der Klap­ pe 40 verschlossen.

Die Klappe 40 kann natürlich jede beliebige Win­ kelzwischenposition zwischen diesen beiden Endposi­ tionen einnehmen, wobei jede Zwischenposition einen Durchlaßquerschnitt für die Außenluft AE und für die Umluft AR in Richtung des Innern 34 des Gehäuses 34 begrenzt, der der Schnittfläche zwischen den Öffnun­ gen und den Fenstern 20, 48 bzw. 26, 64 entspricht.

Die Klappe 40 wird axial im Innern des Gehäuses 12 durch ihre ringförmige untere Abschlußkante 68 gehal­ ten, die axial an einem gegenüberliegenden Abschnitt eines Bunds 70 zur Anlage kommt, der, beispielsweise durch Thermoschweißen oder durch Verkleben, an der Umhüllung 30 angefügt ist, wobei der Bund 70 einen profilierten Innenabschnitt 72 umfaßt, der den Luft­ strom AM zum Innern der Turbine 32 richtet.

Die Halterung der Klappe 40 kann durch den Hebel 56 erfolgen, der am Ende der Muffe 52 zur Anlage kommt.

Bei der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsvari­ ante ist der Hebel 56 einstückig an der Klappe 40 an­ geformt, wobei er sich durch eine der Öffnungen 20 des oberen Teilstücks 14 des Gehäuses 12 radial nach außen erstreckt.

Um die Außenluft AE in Richtung der Öffnungen 20 des Gehäuses 12 zuzuführen, ist ein Kanal 74 vorgesehen, der das kegelstumpfartige obere Teilstück 14 des Ge­ häuses 12 umgibt.

Bei der in den Figuren veranschaulichten Ausführungs­ art ist der Kanal 74 einstückig am Gehäuse 12 ange­ formt, wie dies in den Figuren zu erkennen ist.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf den Fall be­ schränkt, in dem die Anzahl der Öffnungen und Fenster vier beträgt, oder auf den Fall, in dem der obere Teil der Vorrichtung eine allgemein kegelstumpfartige Form aufweist; sondern dieser könnte beispielsweise mit einer allgemein rohrförmigen oder flachen Form ausgeführt sein, das heißt aus durchbrochenen oberen Querwänden des Gehäuses und der Verschlußklappe be­ stehen.

Die erfindungsgemäße Bauweise ist insofern besonders vorteilhaft, als die beiden Hauptbestandteile, die durch das Gehäuse 12 und die Verschlußklappe 40 ge­ bildet werden, sehr einfach industriell als Formteile aus Kunststoff ausgeführt werden können.

Der Kraftaufwand für die Drehbetätigung der Ver­ schlußklappe fällt besonders gering aus, da er gerade ausreichend sein muß, um die verschiedenen Reibungs­ kräfte zu überwinden.

Die Auswahl der Anzahl der Öffnungen und Fenster und damit des Betätigungswegs schafft die Voraussetzungen für eine große Flexibilität bei der Gestaltung des Lufteinlaßgehäuses.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Heizung, Belüftung und/oder Klima­ tisierung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Lufteinlaßgehäuse (12), das mindestens einen Außenlufteinlaß (AE), mindestens einen Umlufteinlaß (AR) und einen Luftauslaß (AM) enthält, wobei in seinem Innern ein fernbetätigtes Verschlußelement (40) drehbar gelagert ist, das einen ersten Teil (42) für die Zufuhr von Außenluft (AE) und einen zweiten Teil (44) für die Zufuhr von Umluft (AR) enthält, wobei jeder der Teile einen massiven Verschlußabschnitt (46, 62) und ein daran angren­ zendes Fenster (48, 64) umfaßt, die sich in Winkel­ richtung vor den entsprechenden Lufteinlaß (20, 26) bewegen können, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (12) eine allgemein zylindri­ sche Form aufweist, daß die Außenluft- (20) und Um­ lufteinlässe (26) in der Seitenwand (18, 24) des Ge­ häuses (12) angeordnet und axial im Verhältnis zueinander versetzt sind, daß der Luftauslaß (AM) in einer der Querabschlußwände (28) des Gehäuses (12) angeordnet ist und daß das Verschlußelement (40) eine Form aufweist, die in etwa formschlüssig zu der des Gehäuses (12) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außenlufteinlaß (AE) eine Reihe von Öffnungen (20) umfaßt, die wink­ lig gleichmäßig in der Seitenwand (18) des Gehäuses verteilt sind, und daß der erste Teil (42) des Ver­ schlußelements (40) eine an die Seitenwand (18) des Gehäuses angrenzende massive Seitenwand (46) umfaßt, in der eine Reihe von winklig gleichmäßig verteilten Fenstern (48) ausgebildet ist, die sich, wenn sich das Verschlußelement (40) in einer ersten Winkelend­ position befindet, gegenüber zwischen den Öffnungen (20) angeordneten massiven Teilen der Seitenwand (18) des Gehäuses erstrecken und die sich, wenn sich das Verschlußelement (40) in einer zweiten Winkelendposi­ tion befindet, gegenüber den Öffnungen (20) er­ strecken, um einen maximalen Querschnitt für den Einlaß von Außenluft (AE) in das Gehäuse (12) zu schaffen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Um­ lufteinlaß (AR) eine Reihe von Öffnungen (26) umfaßt, die winklig gleichmäßig in der Seitenwand (24) des Gehäuses (12) verteilt sind, und daß der zweite Teil (44) des Verschlußelements (40) eine an die Seiten­ wand (24) des Gehäuses angrenzende massive Seitenwand (62) umfaßt, in der eine Reihe von winklig gleichmä­ ßig verteilten Fenstern (64) ausgebildet ist, die sich, wenn sich das Verschlußelement (40) in einer zweiten Winkelendposition befindet, gegenüber zwi­ schen den Öffnungen angeordneten massiven Teilen der Seitenwand (24) des Gehäuses erstrecken und die sich, wenn sich das Verschlußelement in einer ersten Win­ kelendposition befindet, gegenüber den Öffnungen (26) erstrecken, um einen maximalen Querschnitt für den Einlaß von Umluft (AR) in das Gehäuse (12) zu schaf­ fen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) die allgemeine Form einer Trom­ mel aufweist, deren Mantel, axial zueinander ver­ setzt, den besagten ersten (42) und zweiten (44) Teil umfaßt, die eine Verschlußklappe für die Außenluft (AE) bzw. für die Umluft (AR) bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eines (68) der axialen Enden des Mantels offen ist und sich gegenüber dem Luftauslaß (AM) des Gehäuses (12) erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Teilstück der Seitenwand (18) des Gehäuses (12) und der angrenzenden formschlüssigen Seitenwand (46) des Verschlußelements (40) eine allgemein kegelstumpfar­ tige Form haben und daß ein Luftzufuhrkanal (74) die­ ses kegelstumpfartige Teilstück umgibt.

7. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, da­ durch gekennzeichnet, daß der be­ sagte Kanal (74) ein Kanal für die Zufuhr von Außen­ luft (AE) zum Lufteinlaßgehäuse (12) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das be­ sagte Teilstück mit allgemein kegelstumpfartiger Form des Gehäuses (12) und des Verschlußelements (40) axial durch einen Teil mit allgemein kreiszylindri­ scher Form verlängert wird, dessen anderes offenes Ende den Luftauslaß (AM) bildet.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) einen Drehbetätigungshebel (56) trägt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Betätigungshebel (56) einstückig an dem Verschlußelement (40) ange­ formt ist.