DE19939212C1 - Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Kaltluftkanal und einem Warmluftkanal, die in einer Luftmischkammer münden, sowie mit jeweils einem dem Kaltluftkanal und dem Warmluftkanal zugeordneten Steuerorgan zum Einstellen der in die Luftmischkammer einströmenden Kalt- bzw. Warmluftmenge, wobei das Steuerorgan für die Warmluftmenge als Jalousieverschluss aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, sich in der Schließstellung überlappenden Verschlusslamellen ausgebildet ist, die mittels eines gemeinsamen Stellantriebs schwenkbar sind. Zur Erzielung einer im unteren Schwenkbereich weniger progressiven, weitgehend linearen Regelkennlinie des Jalousieverschlusses ist der Jalousieverschluss so konzipiert, daß die einzelnen Verschlusslamellen bei ihrem Schwenken aus ihrer Schließstellung heraus ungleichmäßig große Öffnungsquerschnitte zum Durchtritt der Warmluft freigeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 41 19 474 C2) ist sowohl das Kaltluftsteuerorgan als auch das Warmluftsteuerorgan als Jalousieverschluß mit jeweils zwei zweiflügeligen Verschlußlamellen ausgebildet, die um jeweils eine mittig angeordnete Schwenkachse schwenkbar sind. Die Verschlußlamellen werden zum Verschließen und zum teilweisen oder vollständigen Freigeben des zugeordneten Kanalquerschnitts gleichzeitig um gleiche Schwenkwinkel geschwenkt.

Beim Einsatz von solchen Jalousieverschlüssen in luftgesteuerten Klimaanlagen, bei denen die gewünschte Raumtemperatur in der Fahrgastzelle ausschließlich durch Mischen entsprechender Warmluft- und Kaltluftmengen bei von dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine konstant beheiztem Wärmetauscher eingestellt wird, hat sich gezeigt, daß im unteren Lufttemperatur-Regelbereich die Regelkennlinie zu progressiv ist, d. h. daß im Bereich kleiner Öffnungswinkel der Verschlußlamellen die in die Luftmischkammer einströmende Warmluftmenge zu groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Heizungs- oder Klimaanlage der eingangs genannten Art durch geeignete Gestaltung des Jalousieverschlusses für den Warmluftkanal eine mehr lineare Regelkennlinie der Mischlufttemperatur bzw. der in die Luftmischkammer einströmenden Warmluftmenge über den Stellweg des gemeinsamen Stellantriebs für die Verschlußlamellen zu erzielen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage hat den Vorteil, daß durch entsprechende Beeinflussung des Schwenkwegs der Verschlußlamellen jede gewünschte, insbesondere eine lineare Regelkurve für die Mischlufttemperatur erzielt werden kann. Damit ist eine genaue Abstimmung der Regelkurve vor allem im unteren Temperaturbereich möglich. Zudem wird durch die unterschiedliche Einstellung der von den einzelnen Verschlußlamellen freigegebenen Öffnungsquerschnitte auch die Lufteinströmung in die Luftmischkammer optimaler gestaltet, so daß die Vermischung von Kalt- und Warmluft verbessert wird.

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

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Verschlußlamellen mit dem Stellantrieb derart gekoppelt, daß sie sich bei gleichem Stellweg des Stellantriebs um unterschiedliche Schwenkwinkel verdrehen. Bevorzugt ist dabei die Ankopplung der Verschlußlamellen an den Schwenkantrieb so getroffen, daß mit zunehmendem Abstand der Verschlußlamelle von der Kaltluftkanalmündung in der Luftmischkammer deren Schwenkwinkel bei gleichem Stellweg des Stellwegs abnimmt. Die Verschlußlamellen können dabei einflügelig oder zweiflügelig ausgebildet sein, wobei die Schwenkachsen am Lamellenrand oder mittig in der Lamelle angeordnet sind.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Verschlußlamellen mit dem Stellantrieb derart gekoppelt, daß sie aufeinanderfolgend geschwenkt werden, wobei der Schwenkvorgang der folgenden Verschlußlamellen nach dem Abschluß des Schwenkvorgangs der vorangegangenen Verschlußlamellen einsetzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verschlußlamellen um eine mittig angeordnete Schwenkachse schwenkbar, und an der Kanalwand ist eine bogenförmige Absperrfläche konzentrisch zur Schwenkachse mindestens einer der Kanalwand nächstliegenden, äußeren Verschlußlamelle festgelegt, gegen die der zur Kanalwand weisende Flügel der äußeren Verschlußlamelle mit seiner Flügelkante abdichtet. Die Absperrfläche erstreckt sich dabei ausgehend von der Schließstellung der äußeren Verschlußlamelle über einen vorgegebenen Teilschwenkweg dieser Lamelle. Durch eine solche konstruktive Gestaltung läßt sich die Regelkennlinie des Jalousieverschlusses mit geringem Fertigungsaufwand beeinflussen. Gegenüber herkömmlichen Jalousieverschlüssen müssen lediglich die Gehäusewerkzeuge und im Falle, daß die Absperrfläche an einem die Verschlußlamellen aufnehmenden, in den Kanal eingesetzten Rahmen ausgebildet ist, die Rahmenwerkzeuge geändert werden. Ein zusätzlicher Teileaufwand fällt nicht an.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Jalousieverschluß mindestens drei Verschlußlamellen auf und jedem zur Kanalwand weisenden Flügel der beiden äußeren Verschlußlamellen ist eine Absperrfläche zugeordnet. Auf diese Weise läßt sich der Öffnungsquerschnitt des Jalousieverschlusses im unteren Regelbereich noch subtiler einstellen.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in prinzipieller Darstellung:

Fig. 1 und 2 jeweils ausschnittweise einen Längsschnitt eines sog. Klimakastens einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts III in Fig. 2,

Fig. 4 eine grafische Darstellung einer Regelkennlinie einer herkömmlichen Klimaanlage und der Regelkennlinie der Klimaanlage gemäß Fig. 2.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt ausschnittweise und schematisch dargestellte Klimakasten einer Klimaanlage für Fahrzeuge weist ein Gehäuse 10 auf, in dem ein Verdampfer 11 und ein Wärmetauscher 12 einbezogen ist. Das Gehäuse 10 umschließt eine Luftmischkammer 13. Zur Luftmischkammer 13 führt vom Verdampfer 11 her ein Kaltluftkanal 14 und vom Wärmetauscher 12 her ein Warmluftkanal 15. Von der Luftmischkammer 13 aus führen verschiedene, hier nicht dargestellte Kanäle zum Fahrgastraum des Fahrzeugs. Die Mündungen von Kaltluftkanal 14 und Warmluftkanal 15 in der Luftmischkammer 13 sind nebeneinander angeordnet. Kaltluftkanal 14 und Warmluftkanal 15 können jeweils durch ein Steuerorgan wahlweise geschlossen oder ganz oder teilweise geöffnet werden, so daß die in die Luftmischkammer 13 einströmenden Luftmengen an Kalt- und Warmluft dosiert werden können. Das dem Kaltluftkanal 14 zugeordnete Steuerorgan ist als zweiflügelige Schwenkklappe 16 ausgebildet, die um eine mittig angeordnete Schwenkachse 17 schwenkbar ist. Das dem Warmluftkanal 15 zugeordnete Steuerorgan ist als Jalousieverschluß 18 aus drei zweiflügeligen Verschlußlamellen 19 ausgebildet, die um jeweils eine mittig angeordnete Schwenkachse 20 schwenkbar sind. Die Schwenkachsen 20 sind in einem Rahmen 21 im gleichen Abstand voneinander angeordnet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Verschlußlamellen 19 in ihrer den Warmluftkanal 15 vollständig abdeckenden Schließstellung sich einander überlappen.

Die drei Verschlußlamellen 19 werden von einem hier nicht dargestellten Stellantrieb gemeinsam geschwenkt, wobei die einzelnen Verschlußlamellen 19 mit dem Schwenkantrieb so gekoppelt sind, daß sie bei ihrem Schwenken aus der Schließstellung heraus ungleichmäßig große Öffnungsquerschnitte zum Durchtritt der Warmluft freigeben. Die Summe der Öffnungsquerschnitte ist dabei so bemessen, daß in Abhängigkeit vom Stellweg des Stellantriebs eine vorgegebene Warmluftmenge der Mischluftkammer 14 zugeführt wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verdrehen sich hierzu die drei Verschlußlamellen 19 bei einem vom Stellantrieb zurückgelegten Stellweg um unterschiedliche Dreh- oder Schwenkwinkel, wobei die der Mündung des Kaltluftkanals 14 nächstliegende Verschlußlamelle 19 die größte Schwenkung erfährt und der Schwenkwinkel der anderen Verschlußlamellen 19 mit zunehmendem Abstand von der Kaltluftkanalmündung abnimmt. Um dies zu realisieren, sind die Verschlußlamellen 19 über jeweils einen drehfest mit der Verschlußlamelle 19 verbundenen Stellarm 22 bzw. 23 bzw. 24 an einer Mitnehmerstange 25 angekoppelt, die von dem Stellantrieb in Richtung des Doppelpfeils 26 längsverschiebbar ist. Die Länge der Stellarme 22-24 ist dabei entsprechend dem erwünschten Schwenkwinkel der Verschlußlamellen 19 unterschiedlich gewählt, wobei der Stellarm 22 der der Kaltluftkanalmündung nächstliegenden Verschlußlamelle 19 am kürzesten und der Stellarm 24 der am weitest entfernt von der Kaltluftkanalmündung liegenden Verschlußlamelle 19 am längsten ist. Durch diese Kinematik wird errreicht, daß bei gleichem Verschiebeweg der Mitnehmerstange 25 - wie vorstehend erwähnt - die in Fig. 1 linke Verschlußlamelle 19 die größte Schwenkung und die in Fig. 1 rechte Verschlußlamelle 19 die kleinste Schwenkung erfährt. Der Schwenkwinkel der mittleren Verschlußlamelle 19 liegt zwischen diesen beiden Schwenkwinkeln der äußeren Verschlußlamellen 19.

In einer alternativen Ausführungsform sind zur Erreichung des gleichen Zwecks, nämlich der Linearisierung der Regelkennlinie durch ungleichmäßiges Öffnen der Verschlußlamellen 19, die Verschlußlamellen 19 mit dem Stellantrieb derart gekoppelt, daß sie aufeinanderfolgend geschwenkt werden, wobei der Schwenkvorgang der folgenden Verschlußlamelle jeweils nach Abschluß des Schwenkvorgangs der vorangegangenen Verschlußlamelle 19 einsetzt.

Bei der in Fig. 2 ausschnittweise dargestellten Klimaanlage wird das Öffnen der Verschlußlamelle 19 mit ungleichmäßig großem Öffnungsquerschnitt dadurch erreicht, daß den beiden der Kanalwand des Warmluftkanals 15 nächstliegenden, äußeren Verschlußlamellen 19 von insgesamt drei zweiflügeligen Verschlußlamellen 19 jeweils eine bogenförmige Absperrfläche 27 zugeordnet ist, die sich konzentrisch zur Schwenkachse 20 der jeweiligen äußeren Verschlußlamelle 19 über einen vorgegebenen Teilschwenkbereich der Verschlußlamelle 19 erstreckt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind die Schwenkachsen 20 der drei Verschlußlamellen 19 im Rahmen 21 aufgenommen, der seinerseits im Warmluftkanal 15 eingesetzt und an den Kanalwänden befestigt ist. Die beiden Absperrflächen 27 sind dabei konzentrisch zu den Schwenkachsen 20 der beiden äußeren Verschlußlamellen 19 an der den Verschlußlamellen 19 zugekehrten Innenwand des Rahmens 21 ausgebildet.

In Fig. 3 ist ausschnittweise und vergrößert das Zusammenwirken der linken äußeren Verschlußlamelle 19 mit der Absperrfläche 27 am Rahmen 21 dargestellt. Deutlich ist zu sehen, daß die Flügelkante 191 der Verschlußlamelle 19 im Schwenkbereich des Winkels ϕ_s gegen die Absperrfläche 27 abdichtet, so daß in dem durch den Winkel ϕ_s festgelegten Schwenkbereich der beiden äußeren Verschlußlamellen 19 Warmluft nur in den Zwischenbereichen zwischen den drei Verschlußlamellen 19, nicht jedoch zwischen den beiden äußeren Verschlußlamellen 19 und der Kanalwand hindurchtreten kann.

Auf diese Weise wird im Bereich kleiner Öffnungswinkel (< ϕ_s) der Verschlußlamellen 19 der insgesamt durch die drei Verschlußlamellen 19 freigegebene Öffnungsquerschnitt für den Durchtritt von Warmluft gegenüber der Ausbildung des Jalousieverschlusses 18 ohne die beiden Absperrflächen 27 reduziert. Durch geeignete Abstimmung kann dadurch die Regelkennlinie des Jalousieverschlusses 18, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, beeinflußt werden. In Fig. 4 ist mit a die Regelkennlinie des Jalousieverschlusses 18 ohne das Vorhandensein der Absperrflächen 27 und mit b die Regelkennlinie des Jalousieverschlusses 18 gemäß Ausführung nach Fig. 2 und 3 dargestellt. Deutlich ist zu sehen, daß durch die Reduzierung des Öffnungsquerschnittes im Schwenkwinkelbereich ϕ_s die Regelkennlinie weniger progressiv verläuft und nahezu linear ist.

Um die Regelkennlinie gemäß Fig. 4 noch genauer an die gewünschte Linearität anzupassen zu können, können die beiden Absperrflächen 27 - wie in Fig. 2 und 3 nicht weiter dargestellt ist - so ausgebildet werden, daß mit zunehmendem Schwenkwinkel der beiden äußeren Verschlußlamellen 19 sich zwischen der Flügelkante 191 und der Absperrfläche 27 ein Öffnungsquerschnitt stufenweise oder kontinuierlich vergrößert.

Selbstverständlich ist es möglich, bei dem Jalousieverschluß 18 in Fig. 2 und 3 nur einer einzigen äußeren Verschlußlamelle 19 eine Absperrfläche 27 zuzuordnen. Auch kann die Zahl der vorhandenen Verschlußlamellen 19 über drei hinaus vergrößert werden.

Die Verschlußlamellen 19 des Jalousieverschlusses 18 können auch einflügelig ausgebildet werden, wobei sich die Schwenkachse längs einer Lamellenkante erstreckt.

Bei Wegfall des Verdampfers 11 arbeitet die Anlage als reine Heizungsanlage, wobei der Kaltluftkanal 14 von der Fahrzeugumgebung angesaugte Frischluft führt.

Claims (10)

1. Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge, mit einem Kaltluftkanal (14) und einem Warmluftkanal (15), die in einer Luftmischkammer (13) münden, mit einem dem Kaltluftkanal (14) zugeordneten Steuerorgan zum Einstellen der in die Luftmischkammer (13) einströmenden Kaltluftmenge und mit einem dem Warmluftkanal (15) zugeordneten Steuerorgan zum Einstellen der in die Luftmischkammer (13) einströmenden Warmluftmenge, das als Jalousieverschluß (18) aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, sich in der Schließstellung überlappenden, schwenkbaren Verschlußlamellen (19) ausgebildet ist, die mittels eines gemeinsamen Stellantriebs schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verschlußlamellen (19) bei ihrem Schwenken aus der Schließstellung heraus ungleichmäßig große Öffnungsquerschnitte zum Durchtritt der Warmluft freigeben, die in ihrer Summe so bemessen sind, daß in Abhängigkeit vom Stellweg des Stellantriebs eine vorgebene Warmluftmenge der Luftmischkammer (13) zugeführt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußlamellen (19) mit dem Stellantrieb derart gekoppelt sind, daß sie sich bei gleichem Stellweg um unterschiedliche Schwenkwinkel verdrehen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen von Kalt- und Warmluftkanal (14, 15) in der Luftmischkammer (13) nebeneinanderliegen und daß die Ankopplung der Verschlußlamellen (19) an den Schwenkantrieb so getroffen ist, daß mit zunehmendem Abstand der einzelnen Verschlußlamellen (19) von der Kaltluftkanalmündung bei gleichem Stellweg des Stellantriebs die Schwenkwinkel der Verschlußlamellen (19) abnehmen.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verschlußlamelle (19) über einen drehfest mit ihr verbundenen Stellarm (22-24) an einer von dem Stellantrieb längsverschiebbaren Mitnehmerstange (25) angekoppelt ist und daß die Stellarme (22-24) unterschiedlich lang bemessen sind.

5. Anlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der den einzelnen Verschlußlamellen (19) zugehörigen Stellarme (22-24) mit wachsendem Abstand der Verschlußlamelle (19) von der Kaltluftkanalmündung zunimmt.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußlamellen (19) mit dem Stellantrieb derart gekoppelt sind, daß sie aufeinanderfolgend geschwenkt werden, wobei der Schwenkvorgang der folgenden Verschlußlamellen (19) nach Abschluß des Schwenkvorgangs der vorausgegangenen Verschlußlamelle (19) einsetzt.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußlamellen (19) zweiflügelig und um eine mittig angeordnete Schwenkachse (20) schwenkbar sind und daß der zur Kanalwand weisende Flügel der äußeren Verschlußlamellen (19) mit seiner Flügelkante (191) gegen eine an der Kanalwand festgelegte, zur Schwenkachse (20) der äußeren Verschlußlamelle (19) konzentrische, bogenförmige Absperrfläche (27) abdichtet, die ausgehend von der Schließstellung der äußeren Verschlußlamelle (19) sich über einen vorgegebenen Teilschwenkweg (ϕ_s) der äußeren Verschlußlamelle (19) erstreckt.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrfläche (27) so ausgebildet ist, daß mit zunehmendem Schwenkweg der äußeren Verschlußlamelle (19) sich zwischen deren Flügelkante (191) und der Absperrfläche (27) ein Öffnungsquerschnitt stufenweise oder kontinuierlich vergrößert.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Jalousieverschluß (18) mindestens drei Verschlußlamellen (19) aufweist und jedem zur Kanalwand weisenden Flügel der beiden äußeren Verschlußlamellen (19) eine Absperrfläche (27) zugeordnet ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußlamellen (19) in einem Rahmen (21) aufgenommen sind, der in den Warmluftkanal (15) eingesetzt ist, und daß die Absperrflächen (27) am Rahmen (21) ausgebildet sind.