DE19831472A1 - Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvorrichtung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvorrichtung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, die eine Mischkammer (9) mit nur einer Auslaßöffnung (11) aufweist, wobei der diese Auslaßöffnung (11) passierende Luftstrom durch eine erste verstellbare Klappe (13) teilbar ist in zwei Luftströme (14, 15), von denen zumindest ein erster Luftstrom (14) erneut durch eine zweite Luftklappe (16) in zwei Teilströme (18, 19) teilbar ist und die so gewonnenen Teilströme (15, 18, 19) verschiedenen Bereichen des Innenraumes zuführbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- und Belüf­ tungs- bzw. eine Klimatisierungsvorrichtung für den In­ nenraum von Kraftfahrzeugen mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Einrichtungen dieser Art sind an sich bekannt und beispielsweise in der DE-PS 41 19 474 beschrieben. Frischluft wird von einem Gebläse derart gefördert, daß sie in einstellbarer Menge über einen Heizkörper und an diesem vorbei geleitet wird. Die vom Heizkörper erwärmte Luft und die Frischluft wer­ den dann in einer Mischkammer zu Mischluft vermischt. Diese Mischluft kann anschließend verschiedenen Bereichen (Fußraum; Belüftungsdüsen im Bereich Armaturentafel/­ Konsole; Defrosterdüsen) des Innenraumes zugeführt werden. An diesen verschiedenen Auslässen im Innenraum soll entweder eine konstante Luftaustrittstemperatur, oder eine bestimmte Temperaturschichtung vorliegen, so daß der definierten Vermischung von Frischluft und aufgeheizter Luft eine hohe Bedeutung zukommt. In der DE-PS 41 19 474, DE-PS 38 26 182, DE-PS 43 05 253 sind Maßnahmen zur besseren Vermischung angegeben. Mit der Lösung nach DE-PS 35 29 389 wird eine gewünschte Luftschichtung (kühlere Luft im Kopfbereich) erreicht.

Für die Erreichung einer individuellen Wünschen anpaßba­ ren volumenmäßigen Luftverteilung im Innenraum sind Luft­ klappen bekannt, mit denen der Querschnitt von Luftkanä­ len, die von der Mischkammer abzweigen, beeinflußbar ist. Beispiele dafür sind in der DE-OS 44 07 424, DE-OS 196 31 371 oder in EP-OS 0 423 778 aufgezeigt.

Insgesamt ist für die Luftmischung und Verteilung ein re­ lativ hoher Aufwand von Nöten. Es sind komplizierte Klap­ pen in sehr aufwendig gestalteten Gehäusen erforderlich, wobei sich dieser Aufwand weiter erhöht, wenn seitenge­ trennt einstellbare Anlagen (variable Einstellmöglichkei­ ten für Insassen der linken und rechten Fahrzeugseite) zu realisieren sind. Die Notwendigkeit der präzisen Ansteue­ rung vieler Klappen erfordert weiteren Aufwand.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach gestaltete Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die nur gerin­ gen Herstellungsaufwand erfordert, dabei aber eine ge­ wünschte Temperaturschichtung im Innenraum bei variabler Luftverteilung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvorrichtung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.

Die weiter oben erwähnte Mischkammer, in der aufgeheizte Luft und Frischluft (bzw. gekühlte Luft) vermischt wer­ den, weist nur einen Auslaß auf, den die gesamte Misch­ luft passiert. Im Bereich dieses Auslasses ist eine erste verstellbare Klappe vorgesehen, die den Luftstrom in zwei Teilströme teilt. Zumindest einer dieser Teil­ ströme wird durch eine weitere verstellbare Luftklappe erneut in zwei Teilströme geteilt, so daß dann zumindest drei Luft- Teilströme vorliegen, von denen zwei, falls gewünscht, mittels der beiden Luftklappen absperrbar sind.

Für eine Realisierung einer seitengetrennt einstellbaren Vorrichtung können die beiden Klappen zweigeteilt sein, wobei die beiden Klappenhälften dann separat ansteuerbar und unterschiedlichen Luftauslässen zugeordnet sind, was weiter unten näher erläutert wird.

Die Lage der einen Auslaßöffnung der Mischkammer ist ent­ scheidend für die Erreichung einer gewünschten Tempera­ turschichtung. Ist sie in der Nähe des Heizkörpers ange­ ordnet, wird die die Auslaßöffnung passierende Luft noch nicht vollständig vermischt sein, sondern nahe des Wärme­ tauschers liegen höhere Lufttemperaturen vor, als fern von diesem. Teilt die erste Luftklappe den Luftstrom im Bereich des Luftauslasses in einen Teilstrom, der nahe des Wärmetauschers an der Klappe vorbeistreicht, und in einen Teilstrom, der fern von dem Wärmetauscher an der Klappe vorbeistreicht, wird der erstgenannte Teilstrom etwas höher temperiert sein. Diese Luft sollte dem Fuß­ raum zugeführt werden und der Scheibenentfrostung dienen. Der zweite, kühlere Luftstrom kann der Innenraumventi­ lation dienen. So wird eine Temperaturschichtung auch ohne einen zusätzlichen Kaltluftbypass erreicht. Ist diese Temperaturschichtung prinzipiell nicht erwünscht, kann die erste Klappe auch senkrecht zum Heizkörper angeordnet werden, da dann für beide Teilluftströme etwa gleiche Verhältnisse bestehen.

Die zweite Luftklappe dient der Unterteilung eines von der ersten Klappe gebildeten Teilstromes. Insbesondere wird die Luft in einen Teilstrom zur Fußraumbelüftung und einen Teilstrom zur Scheibenentfrostung geteilt.

Von der Auslaßöffnung der Mischkammer aus wird ein Aus­ laßkanal mittels der beiden Klappen in drei Kanäle für drei Teilströme unterteilt, wofür der Aufwand sehr gering ist. Die Gehäuseeinheit ist sehr kompakt zu gestalten. Die drei Luftkanäle können nahe der Mischkammer annähernd parallel zueinander verlaufen und sie trennende Wandungen gemeinsam nutzen. So ist ein Heizungsgehäuse sehr einfach ausführbar. Eine seitliche Abdeckung der Kanäle kann durch eine ebene Deckelplatte erfolgen, so daß auch Pro­ bleme der Abdichtung sehr einfach lösbar sind. Trotz der einfachen Ausführung der Anlage bewirkt sie einen sehr guten Insassenkomfort.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Von den zugehö­ rigen Figuren zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Klimatisierungs­ vorrichtung in geschnittener schematischer Darstellungsweise;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ab­ schnittes der Anlage nach Fig. 1.

In einem Gehäuse 1 sind ein Verdampfer 2 einer Klimaein­ heit und ein Heizkörper 3 angeordnet. Auf die Darstellung von Details (Zu- und Abflüsse, Ventile etc.) wurde hier verzichtet. Der Heizkörper 3 ist oberhalb des Verdampfers 2 angeordnet, so daß er nicht negativ von Kondensat be­ einflußt wird. Ein nicht dargestelltes Gebläse fördert einen Luftstrom 4 durch den (zu- oder abschaltbaren) Ver­ dampfer 2 in Richtung des Heizkörpers 3. Im Gehäusebe­ reich vor dem Heizkörper 3 ist eine Mischluftklappe 5 an­ geordnet. In Abhängigkeit von der Stellung dieser Klappe 5 wird ein Teil 6 des Luftstromes 4 zur Erwärmung durch den Heizkörper 3 und der restliche Teil 7 der Luft durch einen Umgehungskanal 8 am Heizkörper 3 vorbeigefördert. In Strömungsrichtung hinter dem Heizkörper 3 und dem Um­ gehungskanal 8 befindet sich eine Mischkammer 9, in der aus der erwärmten Luft und der Frischluft Mischluft ge­ bildet wird. Eine am Ende des Umgehungskanals 8 angeord­ nete Gehäusewulst 10 fördert die Verwirbelung in der Mischluftkammer 9 und damit die Vermischung.

Unmittelbar benachbart zum Heizkörper 3 befindet sich am Ende der Mischkammer 9 eine Auslaßöffnung 11, wobei die Mischluft einzig und allein durch diese Öffnung 11 in Richtung Fahrzeuginnenraum förderbar ist.

Am Ende einer Luftkanal-Trennwand 12 ist eine erste Klappe 13 verschwenkbar gelagert, die bis in den Bereich der Öffnung 11 ragt und die den durch die Öffnung 11 tre­ tenden Luftstrom in zwei Teilströme 14, 15 teilt. Da der Teilstrom 14 nahe am Heizkörper 3 vorbeistreicht, ist da­ von auszugehen, daß die Luft dieses Teilstromes 14 ge­ ringfügig wärmer ist als die Luft des Teilstromes 15. Die Temperaturdifferenz ist abhängig vom Grad der Verwir­ belung in der Mischkammer 9, der wiederum geringfügig ab­ hängig ist von der eingestellten Förderleistung des Ge­ bläses und von der Mischluftklappenstellung. Durch opti­ mierte Gehäusegestaltung ist es jedoch erreichbar, daß eine nahezu konstante Luftvermischung in gewünschter Weise stattfindet, was hier nicht näher zu betrachten ist.

Eine zweite Luftklappe 16 ist an einer zweiten Luft­ kanal-Trennwand 17 verschwenkbar gelagert. Mittels dieser Klappe 16 wird der Teilluftstrom 14 erneut in zwei Teilströme 18, 19 geteilt, die dem Fahrzeuginnenraum zu­ geführt werden können. Zur Führung der Teilluftströme 15, 18, 19 sind drei Luftkanäle 20, 21, 22 vorgesehen, die von den Luftkanal-Trennwänden 12, 17 und von äußeren Ge­ häusewandungen begrenzt sind. Alle Kanalwandungen verlau­ fen im Bereich der Mischkammer 9 und der Klappen 13, 16 etwa parallel zueinander, so daß das Gehäuse 1 mit ge­ ringem Aufwand zu fertigen und dicht zu verschließen ist. Weiter entfernt von der Mischkammer 9 (nicht dargestellt) können einzelne Luftleitungen an die Kanäle 20, 21, 22 angesetzt werden. Eine Leitung führt vom Kanal 20 zu Be­ lüftungsdüsen im Bereich der Armaturentafel (Innenraum­ ventilation). Diese Luft ist gewünscht etwas kühler als die Luft der Kanäle 21, 22. Vom Luftkanal 21 aus wird der Luftstrom 19 zum Fußraum geführt, und der im Kanal 22 geführte Luftstrom 18 dient der Scheibenentfrostung. Der Luftstrom 14 (und damit die Teilströme 18, 19) oder der Luftstrom 15 ist mittels der Klappe 13 auch vollständig absperrbar. Mittels der Klappe 16 kann auch der Luftstrom 18 oder 19 vollständig abgesperrt werden. Es ist also nur für einen der drei Luftkanäle 20, 21, 22 eine separate Klappe zum Verschluß vorzusehen, um zu erreichen, daß die gesamte Innenraumluftzuführung absperrbar ist.

In Fig. 2 ist ein oberer Abschnitt der Anlage nach Fig. 1 perspektivisch dargestellt, wobei es sich um eine Vor­ richtung zur seitengetrennten Heizung und Belüftung bzw. Klimatisierung handelt. Dargestellt ist ausschließlich ein Luft-Verteilerraum der Anlage. Elemente, die mit de­ nen in Fig. 1 identisch sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Klappen 13 und 16 sind zwei­ geteilt, so daß zwei Klappenhälften 13, 13.1, 16, 16.1 entstehen. Beide Klappenhälften 13, 13.1 und 16, 16.1 sind jeweils unabhängig voneinander um eine gemeinsame Achse verschwenkbar. In dem Gehäuse 1 ist eine Trennwand 23 angeordnet, die zwischen den Klappenhälften 13, 13.1 und 16, 16.1 verläuft sowie die Luftkanäle teilt in Ka­ näle 20, 20.1; 21, 21.1; 22, 22.1. Von den Kanälen 20, 21, 22 aus kann die linke Fahrzeughälfte belüftet werden und die übrigen Kanäle 20.1, 21.1, 22.1 dienen der Luft­ zuführung zur rechten Seite.

Auch der Mischraum 9 ist durch die Trennwand 23 geteilt und diese Gehäuseteilung kann sich bis in den Bereich der (dann ebenfalls hälftig zu teilenden) Mischklappe 5 fort­ setzen. So wäre eine seitengetrennte Temperaturvorwahl möglich. Reicht die Trennwand 23 nur bis in den Bereich der Klappen 13, 13.1, ist ausschließlich eine seitenge­ trennte Luftverteilung einstellbar, wofür durch die ein­ fache Bauart ein sehr geringer Aufwand zu betreiben ist. Bei vergleichsweise geringer Anzahl von Klappen wurde eine Möglichkeit zur variablen Luftverteilung bei opti­ mierter Temperaturschichtung erreicht.

Claims (6)

1. Heiz- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvorrich­ tung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, bei wel­ cher in einer Mischkammer (9) von einem Gebläse ge­ förderte Frischluft bzw. klimatisierte Luft und er­ wärmte Luft zusammengeführt und gemischt wird und von dort aus verschiedenen Bereichen des Kraftfahr­ zeuginnenraumes zuführbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mischkammer (9) nur eine Auslaßöffnung (11) aufweist und der diese Auslaßöffnung (11) pas­ sierende Luftstrom durch eine erste verstellbare Klappe (13) teilbar ist, in zwei Luftströme (14) (15), von denen zumindest ein erster Luftstrom (14) erneut durch eine zweite Luftklappe (16) in zwei Teilströme (18), (19) teilbar ist, wobei die so ge­ wonnenen Teilströme (15), (18), (19), den verschie­ denen Bereichen des Innenraumes zuführbar sind.

2. Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvor­ richtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (13, 16), zweiteilig ausgebildet sind, wobei die beiden jeweiligen Klappenhälften (13, 13.1, 16, 16.1) unabhängig voneinander ansteu­ erbar und unterschiedlichen Luftleitungen (20, 20.1, 21, 21.1, 22, 22.1) zugeordnet sind und der Bildung von separaten Luft-Teilströmen für eine linke und eine rechte Fahrzeugseite dienen.

3. Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvor­ richtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslaßöffnung (11) im Bereich zu­ mindest eines Heizkörpers (3) zur Erzeugung der er­ wärmten Luft angeordnet ist und die erste Klappe (13, 13.1) derart angeordnet ist, daß sie sich in einer ersten Verstell-Endposition nah am Heizkörper (3) und in einer zweiten Verstell-Endposition fern vom Heizkörper (3) befindet.

4. Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvor­ richtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden von der ersten Klappe (13, 13.1) erzeugten Luft-Teilströmen (14, 15) ein erster Teilstrom (14) nahe am Heizkörper (3) vorbeistreicht und der Belüftung des Fußraumes sowie der Schei­ benentfrostung dient und ein zweiter Teilstrom (15) fern vom Heizkörper (3) an der ersten Klappe (13, 13.1) vorbeistreicht und der Innenraumventilation dient.

5. Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvor­ richtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Klappe (16, 16, 16.1) zur Unterteilung des ersten Luftstromes (14), in einen Teilstrom (19) zur Fußraumbelüftung und einen Teil­ strom (18) zur Scheibenentfrostung dient.

6. Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimatisierungsvor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Teilströme (15, 18, 19) führenden Luftleitungen (20, 20.1, 21, 21.1, 22, 22.1) im Bereich nahe der Mischkammer (9) etwa parallel zueinander verlaufen.