DE19756166A1 - Luftkanal für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges sowie damit ausgerüstete Heizungs- oder Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftkanal für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges sowie eine mit diesem Kanal ausgerüstete Heizungs- oder Klimaanlage, mit der der linken und rechten Fahrzeuginnenraumseite getrennt temperierbare Luft zuführbar ist, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 bzw. 5.

Aus der US 5,016,704 ist eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, mit der zwei Klimatisierungszonen, nämlich der Frontbereich und der Fondbe­ reich unterschiedlich klimatisierbar sind. Stromabwärts des Verdampfers ist diese Klimaanlage zweigeteilt. In jedem Teilbereich wird über eine Luftklap­ pe die Luftmenge geregelt, die durch den Heizkörper erwärmt oder an dem Heizkörper vorbeigeführt wird. Warm- und Kaltluft können sich stromabwärts des Heizkörpers mischen und werden von einzelnen Ausgängen der Misch­ räume über Luftkanäle den Austrittsdüsen in der jeweiligen Klimatisierungs­ zone zugeführt. Nachteilig an dieser Klimaanlage ist, daß sie einen großen Bauraum benötigt, da die Mischräume eine Vielzahl von Ausgängen und daran anschließenden Luftkanälen aufweisen. Zur Regelung der Luftführung sind eine Vielzahl von Luftklappen notwendig.

Aus der DE 44 22 120 ist eine Klimaanlage bekannt, die eine Links-Rechts- Regelung aufweist, mit der die Fahrer- und Beifahrerseite unterschiedlich temperierbar sind. Um eine kompakte Bauweise zu erhalten, wird die Kaltluft an beiden Seiten am Wärmetauscher vorbeigeführt und hinter dem Wärme­ tauscher mit der Warmluft gemischt. Der Mischraum ist durch eine Trenn­ wand in zwei Hälften geteilt. Trotz der bereits kompakteren Bauweise ist der Bauraum dieser Klimaanlage aufgrund der seitlich an dem Wärmetauscher vorbeiführenden Kaltluft und der stromabwärts des Wärmetauschers gele­ genen Warmluftschwenkklappen, die eine Schwenkbewegung in den Misch­ raum ausführen, relativ groß. Insbesondere durch die Anordnung einzelner Luftauslaßöffnungen für die der linken und rechten Fahrzeugseite zuzufüh­ renden Luft und der sich an die Auslaßöffnungen anschließenden Kanäle wird eine großer Bauraum benötigt.

Aus der EP 214 605 ist eine weitere Fahrzeugklimaanlage bekannt zur ge­ trennten Links-Rechts-Regelung der Lufttemperatur. Stromabwärts eines Verdampfers ist ein Gehäuse durch eine Gehäusetrennwand zweigeteilt, so daß mittels Heizkörpern und Mischklappen in jeder Hälfte die Lufttemperatur separat regelbar ist. Diese Klimaanlage benötigt ebenfalls einen großen Bauraum, da für jeden Ausströmer im Fahrzeginnenraum, also Defrost-, Fuß- und Mittel- und Seitenausströmer, eine separate Luftauslaßöffnung vorgesehen ist.

Sämtlichen bekannten Klimaanlagen ist gemeinsam, daß zur getrennten Links-Rechts-Regelung der Lufttemperatur eine Trennwand das Klimaanla­ gengehäuse in eine linke und eine rechte Hälfte trennt und die einzelnen Hälften jeweils die entsprechende Fahrzeugseite mit separat temperierbarer Luft versorgen. Bei einer vertikalen Trennung der Heizungs- oder Klimaan­ lage in eine rechte und linke Hälfte und der entsprechenden Luftführung wird stets ein großer Bauraum benötigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Luftkanal für eine Heizungs- oder Klimaanlage sowie eine entsprechende Heizungs- oder Klimaanlage, mit der zwei Klimatisie­ rungszonen unterschiedlich temperierbare Luft zuführbar ist, bereitzustellen.

Der Luftkanal soll insbesondere einen kleinen Bauraum für die Heizungs- oder Klimaanlage ermöglichen, wobei möglichst geringe Druckverluste auf­ treten sollen. Desweiteren soll insbesondere die Anlage möglichst einfach aufgebaut sein, wodurch sie entsprechend kostengünstig wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Luftkanal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Heizungs- oder Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 5.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Luftkanal vier Teilkanäle aufweist, die im Kanaleinlaßöffnungsbereich in Reihe und im Kanalauslaß­ öffnungsbereich paarweise nebeneinander angeordnet sind, so daß im Ka­ nalauslaßöffnungsbereich jeder Teilkanal von wenigstens zwei Teilkanälen benachbart ist. Mit einem derartigen Luftkanal ist es möglich, daß die Hei­ zungs- oder Klimaanlage in einer in etwa horizontalen Ebene geteilt ist und die eine Hälfte der Klimaanlage beispielsweise der Fahrerseite und die an­ dere Hälfte der Klimaanlage der Beifahrerseite zugeordnet ist, so daß eine getrennte Links-/Rechtsregelung der Temperatur möglich ist. Die Luft für die linke und rechte Fahrzeugseite kann dann auf engstem Bauraum mit dem erfindungsgemäßen Luftkanal umgeleitet werden, so daß die zunächst in der Heizungs- oder Klimaanlage übereinander angeordneten Luftmengen in der vertikalen getrennt und der rechten bzw. linken Fahrzeugseite zugeführt werden können. Überraschenderweise sind die Druckverluste bei einer der­ artigen, relativ komplizierten, d. h. mit relativ vielen notwendigen Umlenkun­ gen versehene Luftführung selbst bei sehr kurzen Lufkanallängen gering. Trotz engstem Bauraum ist unerwarteterweise eine strömungsgünstige Luft­ führung möglich. Auch ist der erfindungsgemäße Luftkanal trotz seiner komplexen Aufteilung in Teilkanäle im Spritzgußverfahren in zwei Hälften herstellbar.

Aufgrund der in etwa horizontalen Teilung der Heizungs- oder Klimaanlage können extrem kompakte Klimaanlagen eingesetzt werden, wie sie von nicht getrennt regelbaren Klimaanlagen her bekannt sind, bei denen die lediglich an einer Seite des Heizkörpers vorbeigeführte Kaltluft und die durch den Heizkörper erwärmte Warmluft mischbar sind. Durch den erfindungsgemä­ ßen Luftkanal kann diese in etwa horizontale Trennebene quasi in die Senk­ rechte gedreht werden, so daß dann eine Links-/Rechtstrennung geschaffen ist.

Die Kanaleinlaßöffnung des Luftkanals liegt dann vorteilhafterweise in einer bevorzugt vertikalen Ebene, die in etwa senkrecht zu einer bevorzugt hori­ zontalen Ebene liegt, in der die Kanalauslaßöffnung liegt.

Um einen möglichst kleinen Bauraum zu erhalten ist bevorzugt der kürzeste Abstand zwischen der Kanaleinlaßöffnung und der Kanalauslaßöffnung klei­ ner als eine kleinste Abmessung der Kanaleinlaß- oder Kanalauslaßöffnung.

Um beiden Fahrzeugseiten in etwa gleich große Luftmengen zuführen zu können weisen die Teilkanäle im Kanaleinlaß- und Kanalauslaßbereich in etwa gleich große Querschnitte auf.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, wie sie bereits oben kurz beschrieben wurde. Erfin­ dungsgemäß schließt sich an eine Luftauslaßöffnung der erfindungsgemäße Luftkanal an, wobei zwei der Teilkanäle mit einer ersten Mischraumhälfte und die zwei anderen Teilkanäle mit einer zweiten Mischraumhälfte verbun­ den sind, mit den bereits oben erläuterten Vorteilen des äußerst geringen Bauraums der Heizungs- oder Klimaanlage. Die erfindungsgemäße Anlage kann konstruktiv einfach aufgebaut sein und ist daher entsprechend kosten­ günstig, obwohl eine Links/Rechts Trennung der Lufttemperierung möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 6 bis 8. Bei vertikaler Ausrichtung der Luftauslaßöffnung und Kanaleinlaßbe­ reich, wobei die Teilkanäle übereinander angeordnet sind, führen bevorzugt der oberste bzw. unterste Teilkanal jeweils Luft für rechte und linke Seiten­ ausströmer. Dann kann in einfacher Weise mit einem einfach gestalteten Luftverteilelement, das in seiner einen Endstellung die Luftauslaßöffnung zumindest bereichsweise verschließt, so daß die mittleren Teilkanäle ge­ schlossen aber der oberste und unterste Teilkanal nur teilweise geschlossen sind, eine gewünschte Zwangsbelüftung der Seitenausströmer erreicht wer­ den.

Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Luftkanal und der erfindungsge­ mäßen Heizungs- oder Klimaanlage eine Anlage geschaffen, die einen ex­ trem kleinen Bauraum benötigt, da auf das von bewährten Einzonenklimaan­ lagen bekannte Gestaltungskonzept zurückgegriffen ist und dennoch eine Links-/Rechtstrennung der Lufttemperatur möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht einer schematischen Darstellung eines erfindungsgemäßen Luftkanals;

Fig. 4 bis 7 Ansichten wie Fig. 3, wobei in den einzelnen Figuren einzelne Teilkanäle durch Fettdruck hervorgehoben sind;

Eine in der Zeichnung dargestellte Klimaanlage 10 weist ein Gehäuse 12 und einen darin angeordneten Verdampfer 14 zur Erzeugung von Kaltluft auf. Frisch- oder Umluft wird von einem nicht dargestellten Gebläse in das Gehäuse 12 und durch den Verdampfer 14 hindurch gefördert. Stromab­ wärts des Verdampfers 14 ist ein Heizkörper 16 angeordnet, zur Erzeugung von Warmluft. Optional kann ein elektrischer Zusatzheizkörper 18 dem Heizkörper 16 nachgeordnet sein, der dann zur zusätzlichen Aufheizung der Luft eingesetzt wird, wenn die Heizleistung des Heizkörpers 16 nicht aus­ reicht, beispielsweise beim Kaltstart oder in verbrauchsarmen Fahrzeugen bei niedrigen Außentemperaturen, bei denen die Motorabwärme zur komfor­ tablen Aufheizung des Fahrzeuginnenraumes nicht ausreicht.

Stromabwärts des Verdampfers 14 ist das Gehäuse 12 durch eine Gehäuse­ trennwand 20 in eine erste, obere Gehäusehälfte und eine zweite, untere Gehäusehälfte zweigeteilt (Fig. 2). In jeder Gehäusehälfte ist eine Misch­ klappe 26 angeordnet, mit der in jeder Gehäusehälfte am Heizkörper 16 vor­ beigeführte Kaltluft und durch den Heizkörper 16 erzeugte Warmluft misch­ bar sind, so daß in einer ersten, oberen Mischraumhälfte 28 und einer unte­ ren, zweiten Mischraumhälfte 30 die Lufttemperaturen getrennt regelbar sind, um zwei Klimatisierungszonen, beispielsweise die Fahrer- und Beifah­ rerseite, mit unabhängig voneinander temperierbarer Luft versorgen zu kön­ nen.

Über eine erste Luftauslaßöffnung 32 strömt Luft zu nicht dargestellten De­ frostluftausströmern an der Windschschutzscheibe und zu Fußluftausströ­ mern auf der Fahrer- und Beifahrerseite. Über eine weitere Luftauslaßöff­ nung 34 strömt Luft zu in der Instrumententafel angeordneten Mittel- und Seitendüsen auf der Fahrer- und Beifahrerseite.

Zur getrennten Links-/Rechtsregelung der erfindungsgemäßen Klimaanlage 10 muß nun gewährleistet sein, daß die Ausströmer auf der Fahrerseite mit beispielsweise der ersten, oberen Mischraumhälfte 28 und die Ausströmer auf der Beifahrerseite mit der anderen Mischraumhälfte 30 verbunden sind.

Dazu schließt sich an die durch die Gehäusetrennwand 20 in eine obere und eine untere Hälfte geteilte Luftauslaßöffnung 34 ein erfindungsgemäßer Luftkanal 60 an, wie er in den Fig. 3 bis 7 schematisch dargestellt ist. Der Luftkanal 60 weist eine Kanaleinlaßöffnung 62 und eine Kanalauslaßöffnung 64 auf, die in Ebenen liegen, die in etwa senkrecht zueinander liegen. Der Luftkanal 60 ist im Vergleich zu Abmessungen der Kanaleinlaßöffung 62 und Kanalauslaßöffnung 64 sehr kurz, wobei bevorzugt der kürzeste Abstand d zwischen Kanaleinlaß- 62 und Kanalauslaßöffnung 64 kleiner ist als eine kleinste Abmessung der Einlaß- 62 oder Auslaßöffnung 64. Der kurze Luft­ kanal 60 wird damit im wesentlichen als Luftumlenker eingesetzt, um die Luft aus der oberen Mischraumhälfte 28 zur Fahrerseite und die Luft aus der unteren Mischraumhälfte 30 zur Beifahrerseite umzulenken.

Weiter ist der Luftkanal 60 durch Trennwände in vier Teilkanäle 70, 72, 74 und 76 unterteilt. Die Teilkanäle sind im Kanaleinlaßöffnungsbereich 62 in Reihe übereinander angeordnet, so daß die im Kanaleinlaßöffnungsbereich 62 unteren Teilkanäle 70 und 72 mit der unteren Mischraumhälfte 30 und die oberen beiden Teilkanäle 74 und 76 mit der oberen Mischraumhälfte 28 ver­ bunden sind. Die Teilkanäle sind derart geführt, daß im Kanalauslaßbereich 64 jeder Teilkanal von wenigstens zwei Teilkanälen benachbart ist. Bei­ spielsweise ist der Teilkanal 70 dort von den Teilkanälen 72 und 76 benach­ bart. So können die Teilkanäle 70 und 72 der rechten Fahrzeughälfte zuge­ ordnet und die dann seitlich benachbarten Teilkanäle 74 und 76 der linken Fahrzeughälfte zugeordnet werden.

In den Fig. 4 bis 7 ist jeweils einer der Teilkanäle 70 bis 76 im Fettdruck dargestellt, um den Verlauf der Teilkanäle 70 bis 76 verständlich darzustel­ len. Für die folgende Beschreibung der Verläufe der Teilkanäle 70 bis 76 wird zwecks einfacherer Beschreibung angenommen, daß die Kanaleinlaß­ öffnung 62 "oben" ist und die Kanalauslaßöffnung 64 "vorne". Der Luftkanal wird gewissermaßen in Richtung auf die Kanalauslaßöffnung betrachtet. Die Kanaleinlaßöffnung 62 liegt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dann auf der rechten Seite der Oberseite des Luftkanals 60.

In dieser Betrachtungsweise ist der erste Teilkanal 70 ausgehend von seiner Teilkanaleinlaßöffnung 70a seitlich und teilweise unterhalb der anderen Teilkanaleinlaßöffnungen bis zu seiner Teilkanalauslaßöffnung 70b, die rechts oben liegt, geführt (Fig. 4). Die Luft wird in diesem Teilkanal 70 im wesentlichen nur einmal umgelenkt. Der zweite Teilkanal 72 ist ausgehend von seiner Teilkanaleinlaßöffnung 72a unmittelbar unterhalb der dritten und vierten Teilkanaleinlaßöffnungen und unterhalb des ersten Teilkanals 70 bis zu seiner Teilkanalauslaßöffnung 72b, die rechts unten liegt, geführt (Fig. 5). Der dritte Teilkanal 74 ist ausgehend von seiner Teilkanaleinlaßöffnung 74a zunächst nach links und dann nach vorne unmittelbar unterhalb des vierten Teilkanals 76 bis zu seiner Teilkanalauslaßöffnung 74b, die links unten liegt, geführt (Fig. 6). Der vierte Teilkanal 76 ist ausgehend von seiner Teilka­ naleinlaßöffnung 76a zunächst nach links und dann nach vorne oberhalb des dritten Teilkanals 74 bis zu seiner Teilkanalauslaßöffnung 76b, die links oben liegt, geführt (Fig. 7).

In dieser Ausgestaltung des Luftkanals 60 ist eine Luftführung mit möglichst wenig Druckverlust bei optimal kleinem Bauraum realisiert, wobei der Luft­ kanal im Spritzgußverfahren noch ausformbar ist, um die in der Klimaanlage 10 getrennt temperierbare Luft, ausgehend von einer vertikalen Schichtung der unterschiedlich temperierten Luft, getrennt der linken bzw. rechten Fahr­ zeugseite zuführen zu können. Der erste und vierte Teilkanal 70 und 76 die­ nen dabei der Führung und Umlenkung der Luft, die zu den Seitenausströ­ mern geführt werden soll und der zweite und dritte Teilkanal 72 und 74 für die Luft, die den Mitteldüsen zugeführt werden soll.

Im Bereich der Luftauslaßöffnungen 32 und 34 ist ein Luftverteilelement 56 vorgesehen, das in seiner ersten Endstellung an der Luftauslaßöffnung 32 anliegt und diese verschließt und in seiner zweiten Endstellung an der Luf­ tauslaßöffnung 34 anliegt und diese zumindest teilweise verschließt, so daß mittels dieses Luftverteilelements 56 eine Luftverteilung zwischen den Mittel- und Seitendüsen einerseits und den Fußraum- und Defrostausströmern an­ dererseits möglich ist. Da sich die Gehäusetrennwand 20 bis in die Luftaus­ laßöffnungen 32 und 34 erstreckt, ist das Luftverteilelement 56 aus zwei Teilklappen gebildet, wovon die eine Teilklappe 57 in der oberen Misch­ raumhälfte 28 und die andere Teilklappe in der unteren Mischraumhälfte 30 angeordnet ist und die gemeinsam angetrieben werden. Die Teilklappen sind derart dimensioniert, daß sie in ihrer zweiten Endstellung den ersten und vierten Teilkanal 70 und 76 nur teilweise verschließen, so daß stets ein Teilluftstrom zu den Seitenausströmern geführt wird, um eine gewünschte Zwangsbelüftung von Seitenscheiben zu erhalten.

Insgesamt ist somit eine äußerst kompakte und sehr einfache Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug geschaffen, mit der eine links- /rechtsgetrennte Regelung der Lufttemperatur möglich ist. Im Vergleich zu einfach und kompakt aufgebauten Einzonenklimaanlagen weist die erfin­ dungsgemäße Klimaanlage im wesentlichen lediglich zusätzliche Trennwän­ de und eine zweigeteilte Mischklappe auf, wobei die einzelnen Mischklap­ penhälften, die den beiden Gehäusehälften zugeordnet sind, getrennt an­ steuerbar sein müssen, so daß lediglich ein weiterer Stellmotor und eine entsprechende Regelungstechnik notwendig sind. Dadurch bleibt die Ein­ fachheit und Kompaktheit der Klimaanlage voll erhalten. Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage trotz der Möglichkeit der Links-/Rechts Trennung kostengünstig herstellbar.

Claims (8)

1. Luftkanal, der durch wenigstens eine Trennwand in Teilkanäle (70 bis 76) unterteilt ist und mit einer quer zu einer Kanaleinlaßöffnung (62) angeordneten Kanalauslaßöffnung (64), dadurch gekennzeichnet, daß vier Teilkanäle (70, 72, 74, 76) im Kanaleinlaßöffnungsbereich (62) in Reihe und im Kanalauslaßöffnungsbereich (64) paarweise ne­ beneinander angeordnet sind, so daß im Kanalauslaßöffnungsbereich (62) jeder Teilkanal (70 bis 76) von wenigstens zwei Teilkanälen be­ nachbart ist.

2. Luftkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ka­ naleinlaßöffnung (62) in einer Ebene liegt, die in etwa senkrecht zu einer Ebene liegt, in der die Kanalauslaßöffnung (64) liegt.

3. Luftkanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand (d) zwischen der Kanaleinlaßöffnung (62) und der Kanalauslaßöffnung (64) kleiner ist als eine kleinste Abmessung der Kanaleinlaß- (62) oder Kanalauslaßöffnung (64).

4. Luftkanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Teilkanäle (70 bis 76) im Kanaleinlaß- (62) und Kanalauslaßbereich (64) in etwa gleich große Querschnitte auf­ weisen.

5. Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäu­ se (12) und darin angeordnetem Heizkörper (16) zur Erzeugung von Warmluft, wobei das Gehäuse (12) zumindest stromabwärts des Heizkörpers (16) durch eine Gehäusetrennwand (20) zweigeteilt ist und in jeder Gehäusehälfte eine Mischklappe (26) angeordnet ist, so daß in einem stromabwärts des Heizkörpers (16) gelegenen und durch die Gehäusetrennwand (20) in eine erste und eine zweite Mischraumhälfte (28 und 30) geteilten Mischraum Kalt- und Warmluft jeweils in jeder Hälfte (28 bzw. 30) auf eine gewünschte Temperatur mischbar sind und der Mischraum wenigstens eine ebenfalls durch die Gehäusetrennebene (20) geteilte Luftauslaßöffnung (34) aufweist zur getrennt regelbaren Temperierung zweier Klimatisierungszonen (Fahrerseite und Beifahrerseite), gekennzeichnet durch, einen Luft­ kanal (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der sich an die Luftauslaßöffnung (34) anschließt, wobei zwei der Teilkanäle (70 und 72 bzw. 74 und 76) mit der einen Mischraumhälfte (30 bzw. 28) und die zwei anderen Teilkanäle (74 und 76 bzw. 70 und 72) mit der anderen Mischraumhälfte (28 bzw. 30) verbunden sind.

6. Heizungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftauslaßöffnung (34) in etwa vertikal ausgerichtet ist und die Teilkanäle (70 bis 76) im Kanaleinlaßbereich (62) überein­ ander angeordnet sind und der oberste bzw. unterste Teilkanal (70 bzw. 76) jeweils Luft führen, die zu einem rechten bzw. linken Seiten­ ausströmer geleitet wird.

7. Heizungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanalauslaßöffnung (64) in einer in etwa horizontal ausgerichteten Ebene liegt.

8. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftverteilele­ ment (56) vorgesehen ist, das in seiner einen Endstellung die Luftaus­ laßöffnung (34) zumindest bereichsweise verschließt.