DE19954308A1 - Klimaanlage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrgastzellen von Fahrzeugen, die einen Klimakasten, in dem Luft in zwei voneinander getrennten Strömungswegen einen Verdampfer und einen Wärmetauscher durchströmt und die Luftströme in einer mit Luftauslässen zur zonenspezifischen Belüftung der Fahrgastzelle versehenen Luftverteilkammer mittels einer Luftmischklappe mischbar sind, und ein zweiflutiges Gebläse mit vorgeordnetem Luftleitstutzen aufweist, das zwei an jeweils einem der Strömungswege des Klimakastens angeschlossene Gebläseauslässe und zwei Gebläseeinlässe aufweist. Zwecks Reduzierung des Fertigungsaufwandes für den Klimakasten ist ein Luftsteuerglied zum Beaufschlagen der Gebläseeinlässe mit Frisch- und/oder Umluft als einflügelige Schwenkklappe ausgebildet, die mit ihrer Schwenkachse zwischen einer Umluft- und Frischluftöffnung liegt mit Luftleitstutzen und so bemessen ist, daß sie beide Gebläseeinlässe in einer ersten Schwenkendposition an die Frischluftöffnung und in einer zweiten Schwenkendposition an die Umluftöffnung anschließt und in einer zwischen diesen Positionen liegenden Mittelposition jeweils einen Gebläseeinlaß mit der Frischluftöffnung und einen Gebläseauslaß mit der Umluftöffnung verbindet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrgastzellen von
Fahrzeugen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Gattung.
Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 198 04 182 A1),
die vorzugsweise in Klein- und Kleinstwagen eingesetzt wird,
sind im Luftleitstutzen eine zentrale Frisch- oder
Außenluftöffnung und etwa rechtwinklig zu dieser eine obere
und untere Umluftöffnung vorgesehen. Das Luftsteuerglied weist
zwei einflügelige Schwenkklappen auf, die jeweils einer
Umluftöffnung zugeordnet und so ausgebildet sind, daß sie in
ihren Schwenkendpositionen wechselweise jeweils einen
Gebläseeinlaß gegenüber der Umluftöffnung abschließen und
gegenüber der gemeinsamen Frischluftöffnung freigeben und
umgekehrt. Auf diese Weise will man im sog. Bi-Level-Betrieb,
in dem der obere Strömungsweg mit Frischluft und der untere
Strömungsweg mit Umluft versorgt wird und die Luftmischklappe
im Luftverteilerraum in einer die maximale Mischung der beiden
Luftströme ermöglichenden Stellung steht, eine
Temperaturdifferenz zwischen der im Kopf- und im Fußbereich
der Fahrgastzelle ausströmenden Luft erreichen, da die bereits
gegenüber der Frischluft eine höhere Temperatur aufweisende
Umluft durch den gemeinsamen Wärmetauscher auf ein höheres
Temperaturniveau aufgeheizt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Klimaanlage der eingangs genannten Art zur Reduzierung der
Fertigungskosten das Luftsteuerglied konstruktiv zu
vereinfachen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß nur eine
einzige Schwenkklappe und entsprechend nur ein Antriebsmotor
für diese erforderlich ist. Damit kann einerseits das
Bauvolumen der Klimaanlage weiter reduziert als auch der
Fertigungsaufwand mit den damit verbundenen Fertigungskosten
gesenkt werden, was beides der bevorzugten Anwendung in
Kleinkompaktwagen der unteren Preisklasse entgegenkommt. Durch
die Möglichkeit der Beaufschlagung beider Luftwege entweder
nur mit Umluft oder nur mit Frischluft wird im ersten Fall der
Energiebedarf zur Einstellung einer gewünschten Temperatur in
der Fahrgastzelle, insbesondere im Kühlbetrieb, gesenkt und im
zweiten Fall eine größere Luftmenge an den Defrosterdüsen für
das Beschlagfreihalten der Frontscheibe zur Verfügung gestellt
und durch das Verwenden von trockener Frischluft die
Beschlagfreihaltung verbessert.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Klimaanlage mit zweckmäßigen Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren
Ansprüchen.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei
zeigt die Zeichnung einen Längsschnitt eines Klimakastens
einer Klimaanlage, schematisch dargestellt.
In dem in der Zeichnung im Längsschnitt schematisch
skizzierten Klimakasten 10 einer Klimaanlage sind zwei
voneinander getrennte Luftströmungswege 11, 12 ausgebildet, in
denen jeweils ein Luftstrom über einen Verdampfer 13 und einen
Wärmetauscher 14 zu einer Luftverteilkammer 15 geführt ist.
Hierzu sind der Verdampfer 13 und der Wärmetauscher 14 in
Luftströmungsrichtung hintereinander in ein Gehäuse 16
eingesetzt, in dem in Luftströmungsrichtung hinter dem
Wärmetauscher 14 die Luftverteilerkammer 15 mit drei
Luftauslässen 17-19 ausgebildet ist. Dabei ist der
Luftauslaß 17 zum Anschluß einer unterhalb der Frontscheibe
der Fahrgastzelle sich erstreckenden Defrosterdüse, der
Luftauslaß 18 zum Anschluß von Mittel- und Seitendüsen in der
Mittelebene der Fahrgastzelle und der Luftauslaß 19 zum
Anschluß von Fußraumdüsen im Fußraum der Fahrgastzelle
vorgesehen. Jedem Luftauslaß 17-19 ist eine Absperrklappe 20
zugeordnet, mittels welcher der entsprechende Luftauslaß 17-19
gesperrt und ganz oder teilweise freigegeben werden kann.
Die Luftverteilkammer 15 ist durch eine Trennwand 21 in einen
oberen Kammerteil 151, von dem der Luftauslaß 12 abgeht, und
in einen unteren Kammerteil 152 unterteilt, von dem die
Luftauslässe 18 und 19 abgehen. Die beiden Kammerteile 151 und
152 stehen über eine Öffnung 22 in der Trennwand 21
miteinander in Verbindung. Der Öffnung 22 ist eine
Luftmischklappe 23 zugeordnet, die in ihrer einen
Schwenkendstellung die Öffnung 22 verschließt und damit die
beiden Kammerteile 151 und 152 voneinander separiert und in
ihrer anderen Endstellung die Öffnung 22 vollständig freigibt
und in dem unteren Kammerteil 152 die beiden Luftauslässe 18
und 19 absperrt. Die Luftmischklappe 23 wird mittels eines
hier nicht dargestellten elektromotrischen Antriebs gesteuert
und kann neben ihren beiden Schwenkendpositionen, die in der
Zeichnung strichliniert dargestellt sind, jede beliebige
Schwenklage einnehmen.
Auf die Stirnseite des Gehäuses 16 ist ein zweiflutiges
Gebläse 24 mit seinen beiden Gebläseauslässen 25, 26
aufgesetzt. Von den Gebläseauslässen 25, 26 führt eine mittige
Trennwand 27 zu dem Verdampfer 13, und zwischen Verdampfer 13
und Wärmetauscher 14 ist eine mittige Trennwand 28 angeordnet,
so daß die insgesamt drei Trennwände 21,27 und 28 im Gehäuse
16 die beiden Luftströmungswege 11, 12 definieren. In bekannter
Weise ist der Verdampfer 13 in einem Kältemittelkreislauf
integriert und der Wärmetauscher 14 von dem Kühlwasser der
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs durchströmt.
Das Gebläse 24 ist in einem auf das Gehäuse 16 des
Klimakastens 10 stirnseitig aufgesetzten Gebläsegehäuse 29
integriert, in dem neben den beiden Gebläseauslässen 25, 26
zwei Gebläseeinlässe 30,31 ausgebildet sind. Ein im
Gebläsegehäuse 29 eingesetzter Elektromotor 32 treibt zwei auf
seiner Abtriebswelle 33 drehfest sitzende Gebläseräder 34, 35
an, von denen jeweils eines in zwei voneinander separierten
Gehäuseteilen 291, 292 des Gebläsegehäuses 29 angeordnet ist
und Luft über den jeweiligen Gebläseeinlaß 30 bzw. 31 ansaugt
und über den jeweiligen Gebläseauslaß 25 bzw. 26 in den
zugeordneten Luftströmungsweg 11 bzw. 12 im Klimakasten 10
drückt. Dem Gebläsegehäuse 29 ist ein Luftleitstutzen 36
vorgeordnet, der vorzugsweise einstückig mit dem
Gebläsegehäuse 29 ausgebildet ist.
Der Luftleitstutzen 36 weist eine mit der Fahrzeugumgebung in
Verbindung stehende Frischluftöffnung 37 und eine mit dem
Innenraum der Fahrgastzelle in Verbindung stehende
Umluftöffnung 38 auf, die im Luftleitstutzen 36 nebeneinander
angeordnet sind. Zum wahlweisen Anlegen der Gebläseeinlässe
30,31 an Frisch- und Umluftöffnung 37, 38 ist ein
Luftsteuerglied 39 in Form einer einflügeligen Schwenkklappe
40 vorgesehen, deren Schwenkachse 41 an der Gehäusewand
zwischen Frischluftöffnung 37 und Umluftöffnung 38 festgelegt
ist. Die Schwenkklappe 40 ist dabei so bemessen, daß sie beide
Gebläseeinlässe 30,31 in ihrer ersten Schwenkendposition (in
der Zeichnung mit I bezeichnet) an die Frischluftöffnung 37
anschließt (und die Umluftöffnung 38 vollständig absperrt), in
ihrer anderen Schwenkendposition (in der Zeichnung mit 11
bezeichnet) an die Umluftöffnung 38 anschließt (und die
Frischluftöffnung 37 vollständig absperrt) und in einer
Mittelposition (in der Zeichnung mit III bezeichnet) den
oberen Gebläseeinlaß 30 mit der Frischluftöffnung 37 und den
unteren Gebläseeinlaß 31 mit der Umluftöffnung 38 verbindet.
Zwischen diesen drei Schwenkpositionen I-III kann die
Schwenkklappe 40 jede beliebige Schwenklage einnehmen. Wie
hier nicht weiter dargestellt ist, ist die Schwenkklappe 40
ebenfalls motorisch betätigt. Durch die dreistufig schwenkbare
Schwenkklappe 40, die in diese drei Schwenkstufen diskret oder
kontinuierlich überführbar ist, werden die beiden
Luftströmungswege 11, 12 im Klimakasten 10, die in Einbaulage
des Klimakastens 10 übereinanderliegen durch das zweiflutige
Gebläse 24 in der Schwenkposition I ausschließlich mit
Frischluft, in der Schwenkposition 11 nur mit Umluft und in
der Schwenkposition III getrennt mit Frisch- und Umluft
versorgt, wobei der obere Luftströmungsweg 11 Frischluft und
der untere Luftströmungsweg 12 Umluft erhält. In
Schwenkposition I der Schwenkklappe 40 wird vorzugsweise die
Luftmischklappe 23 im Luftverteilerraum 15 so gestellt, daß
die Öffnung 22 in der Trennwand 21 freigegeben ist und somit
der Luftauslaß 17 zur Defrosterdüse mit beiden
Luftströmungswegen 11, 12 verbunden ist und die beiden
Luftauslässe 18, 19 abgesperrt sind. Dadurch wird der
Defrosterdüse eine sehr große Luftmenge von trockener
Frischluft zugeführt, so daß eine sehr gute
Beschlagfreihaltung der Frontscheibe gewährleistet ist. In der
Schwenkposition 11 der Schwenkklappe 40 wird vorzugsweise die
Luftmischklappe 23 so geschwenkt, daß sie die Öffnung 22
zwischen den beiden Kammerteilen 151 und 152 verschließt.
Dadurch ist der Luftauslaß 17 für die Defrosterdüsen an den
mit Frischluft beaufschlagten oberen Luftströmungsweg 11
angeschlossen, während die beiden Luftauslässe 18, 19 für die
Mittel- und Fußraumdüsen an dem mit Umluft beaufschlagten
unteren Luftströmungsweg 12 liegen. Da die Frischluft im
oberen Luftströmungsweg 11 und die Umluft im unteren
Luftströmungsweg 12 den gleichen Wärmetauscher 14 durchströmt,
bei dem noch zusätzlich der Einlauf des Kühlwassers unten und
der Auslauf des Kühlwassers oben angeordnet ist, und die
Umluft bereits eine höhere Temperatur als die Frischluft
aufweist, wird eine höhere Aufheizung der über die
Luftauslässe 18, 19 ausströmenden Luft gegenüber der zur
Defrosterdüse gelangenden Luft erreicht. Hierdurch wird neben
der guten Belüftung der Frontscheibe durch die aufgewärmte
trockene Frischluft eine Energieeinsparung durch die Beheizung
der Fahrgastzelle mit Umluft erreicht. Diese Energieeinsparung
wird auch im Kühlbetrieb erzielt, da die Umluft weniger stark
gekühlt werden muß als die aus der Fahrzeugumgebung angesaugte
Frischluft.
Claims (5)
1. Klimaanlage für Fahrgastzellen von Fahrzeugen, mit einem
Klimakasten (10), in dem Luft in zwei voneinander getrennten
Strömungswegen (11, 12) einen Verdampfer (13) und einen
Wärmetauscher (14) durchströmt und die Luftströme in einer mit
Luftauslässen (17-19) zur zonenspezifischen Belüftung der
Fahrgastzelle versehenen Luftverteilkammer (15) mittels einer
Luftmischklappe (23) mischbar sind, mit einem zweiflutigen
Gebläse (24), das zwei an jeweils einem der Strömungswege
(11, 12) des Klimakastens (10) angeschlossene Gebläseauslässe
(25, 26) und zwei Gebläseeinlässe (30,31) mit vorgeordnetem
Luftleitstutzen (36) aufweist, in dem ein Luftsteuerglied (39)
zum Beaufschlagen der Gebläseeinlässe (30,31) mit über Frisch-
und Umluftöffnungen (37, 38) in dem Luftleitstutzen (36)
ansaugbare Frisch- und/oder Umluft angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftsteuerglied (39) eine einflügelige Schwenkklappe
(40) aufweist, die mit ihrer Schwenkachse (41) zwischen einer
Luftöffnung (37) und einer Umluftöffnung (38), die im
Luftleitstutzen (36) nebeneinanderliegen, angeordnet und so
bemessen ist, daß sie beide Gebläseeinlässe (30,31) in einer
ersten Schwenkendposition (I) an die Frischluftöffnung (37)
und in einer zweiten Schwenkendposition (11) an die
Umluftöffnung (38) anschließt und in einer zwischen den
Schwenkendpositionen (I, II) liegenden Mittelposition (III) den
einen Gebläseeinlaß (30) mit der Frischluftöffnung (37) und
den anderen Gebläseeinlaß (31) mit der Umluftöffnung (38)
verbindet.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Einbaulage des Klimakastens (10) die Luftströmungswege
(11, 12) vertikal übereinanderliegen und daß der in der
Mittelposition der Schwenkklappe (40) an die Frischluftöffnung
(37) angeschlossene Gebläseeinlaß (30) derjenigen Gebläseflut
zugehörig ist, deren Gebläseauslaß (25) an dem oberen
Luftströmungsweg (11) liegt.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkklappe (40) so ausgebildet ist, daß sie in jede
Schwenklage zwischen den drei definierten Schwenkpositionen
(I, II, III) überführbar ist.
4. Klimaanlage nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet
daß die Luftverteilkammer (15) einen Luftauslaß (17) für
Defrosterdüsen, einen Luftauslaß (18) für Mittel- und
Seitendüsen und einen Luftauslaß (19) für Fußraumdüsen in der
Fahrgastzelle aufweist und daß die Anordnung der Luftauslässe
(17-19) und der Luftmischklappe (23) in der Luftverteilkammer
(15) so getroffen ist, daß die Luftmischklappe (23) in jede
beliebige Schwenklage zwischen einer Schwenkendstellung, in
der sie den Luftauslaß (17) für die Defrosterdüsen an den
oberen Strömungsweg (11) und die Luftauslässe (18, 19) für
Mittel- und Seitendüsen sowie Fußraumdüsen an den unteren
Luftströmungsweg (12) legt, und einer Schwenkendstellung, in
der sie den Luftauslaß (17) für die Defrosterdüsen an beide
Luftströmungswege (11, 12) legt und die Luftauslässe (17, 18)
für Mittel- und Seitendüsen sowie Fußraumdüsen vollständig
absperrt, schwenkbar ist, in der eine Luftmischung der aus dem
Luftströmungswegen (11, 12) austretenden Luftströme
stattfindet.
5. Klimaanlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Luftauslaß (17-19) eine Absperrklappe (20)
zugeordnet ist.
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