DE2240446A1

DE2240446A1 - Entlueftung fuer den fahrgastraum eines fahrzeuges, insbesondere eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2240446A1
Application number: DE2240446A
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl Ing Stolz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1974-02-21
Also published as: US3911801A; DE2240446C2

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daxm 9^68/4

Stuttgart-Untertürkheim 10.Aug.1972

"Entlüftung für den Fahrgastraum eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges"

Die Erfindung betrifft eine Entlüftung für den Fahrgastraum eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, der in seinem rückwärtigen Bereich mit Zutrittsöffnungen für die Abluft versehen ist, von denen Kanäle od.dgl«, zu einer Entlüftungseinrichtung führen8 die an eine oder mehrere AbluftÖffnungen der Fahrzeugaußenhaut angeschlossen ist«

Um einen erhöhten Fahrkomfort zu erhalten, wird im Automobilbau angestrebt, unabhängig von den BetriebszustäEsdem einer Heizungs- und/oder Klimaanlage und unabhängig von des jeweiligen Fahrgeschwindigkeiten in dem Fahrgastraum ständig den gleichen Luftdruck aufrechtzuerhalten, der etwas höher sein sollte als der höchste an Undichthexten des Fahrgastraiames außen vorhandene Luftdruck. Damit wird verhindert, daß von außen unbeheizte oder ungekühlte Luft zuströmt, die das Wohlbefinden der Fahrgäste stört.

Um den Fahrgastraum eines sich mit uiaterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegenden Fahrzeuges so zu beheizen,, da® unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit die gewünschte Innenraumtemperatur eingehalten wird, muß für den Fahrgasträum ein mit der Fahrgeschwindigkeit ansteigender'Außenluftdurchsatz vorgesehen werden« Dieser Luftdurchsatz usuß relativ groß sein, damit sieh die

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Luft während des Durchströmens des Fahrgastraumes nur wenig abkühlen kann, so daß die an den verschiedensten Orten des Fahrgastraumes auftretenden Temperaturen nur wenig von der mittleren, gewünschten Lufttemperatur abweichen. In der Entlüftung des Fahrgastraumes tritt wegen des hohen Luftdurchsatzes und wegen der ihr eigenen Widerstände ein.Druckgefälle auf.

Wird das Fahrzeug mit einer Klimaanlage betrieben, so wird der in den Fahrgastraum eingeblasenen Zuluft möglichst nur der Außenluftanteil beigemischt, der zur Deckung des Sauerstoffbedarfes der Insassen erforderlich ist. Der wesentlichste Anteil der Zuluft besteht daher in diesem Betriebsfall aus Umluft« Durch die Entlüftung muß dann nur eine wesentlich geringere Luftmenge pro Zeiteinheit nach außen abgeführt werden, so daß sich in der Entlüftung ein weitaus geringeres Druckgefälle einstellt.

Die bekannten Entlüftungen sind aus diesem Grunde nicht in der Lage, während der beiden geschilderten Betriebsbedingungen den gleichen Luftdruck int Fahrgastraum einzuhalten.

Zu den beiden genannten Betriebsfällen kommt bei vielen Fahrzeugen noch ein dritter Betriebsfall, in welchem für den Fahrgastraum eine reine Lüftung ohne Beheizung oder Kühlung der Zuluft vorgenommen werden soll. Hierbei soll ein möglichst großer Außenluftdurchsetz angestrebt -werden* während der Druck innerhalb des Fährgastraumee unter Umständen kleiner sein kann, als in den übrigen Betriebsfällen, da «lie Lüftung durch an bestimmten Undichtheit«« eintretende Außealuft weiter gesteigert wird»

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Der Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, eis^e Entlüftung der eingangs genannten Art zu schaffen, di© es gestattet, während der geschilderten Betriebsbedingungen wenigstens annähernd den gleichen Luftdruck im Fahrgastraum einzuhalten,, Die Erfindung besteht darin, daß der Strömungswiderstand der zu der oder den Abluftöffnungen führenden Luftwege abhängig von wählbaren Betriebsbedingungen änderbar ist. Durch diese Ausbildung wird es möglich, auch bei stark unterschiedlicher Abluftmenge pro Zeiteinheit einen weitgehend konstanten Druck im Fahrgastraum aufrechtzuhälten, da das Druckgefälle in der Entlüftung auch bei einer geringen Abluftmenge relativ hoch gehalten werden kann.

Bei einer anderen Lösung wird vorgesehen, daß die Entlüftungseinrichtung abhängig von gewählten Betriebsbedingungen jeweils mit einer oder mehreren Abluftöffnungen verbindbar ist, die an Stellen der Außenhaut des Fahrzeuges angebracht sind, an denen während der Fahrt voneinander abweichende Staudrücke auftreten. Auch hierdurch kann der Innendruck des Fahrgastraumes trotz der sich ändernden Abluftmenge weitgehend konstant gehalten werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei Zutrittsöffnungen für die Abluft vorgesehen, die über getrennte Kanäle an die Entlüftungseinrichtung angeschlossen sind. Dadurch werden zwei getrennte Luftwege von den Zutrittsöffnungen zu der Entlüftungseinrichtung geschaffen, die in einfacher Weise durch konstruktive Maßnahmen auf die gewünschten Luftwiderstandsverhältnisse ausgelegt werden können.

Dabei wird in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung vorgesehen, daß wenigstens eine Zutrittsöffnung im Bereich der Heckscheibe und wenigstens eine Zutrittsöffnung im Bereich der Sitzfläche von Rücksitzen des Fahrzeuges angeordnet sind. Hierdurch er-■ geben sich für die einzelnen Betriebsfälle weitere Vorteile.

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Für den Ileizbetrieb wird die im Bereich der Heckscheibe liegende Zutrittsöffnung eingesetzt, die am weitesten von dem Lufteintritt entfernt liegt, so daß weitgehend alle Dereiche des Fahrgastraumes von der Warmluftströmung erreicht werden. Im Falle einer Kühlung wird der Außenluftanteil der zugeführten, gekühlten Zuluft aus von der Luftzirkulation nur wenig erreichten Räumen, insbesondere den hinteren Fußräumen von Personenkraftwagen, abgezweigt und an die Entlüftung abgegeben. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß bei einer reinen Lüftung an möglichst vielen Stellen des Fahrgastraumes eine Entlüftung vorgenommen wird, so daß die bei einem hohen Luftdurchsatz sonst unvermeidlichen Zugerscheinungen erheblich vermindert werden können.

Bei einer baulich vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Entlüftungseinrichtung aus einem im Querschnitt dreieckförmigen Einsatz, der in zwei Seitenwänden durch eine Luftklappe verschließbare und den Zutrittsöffnungen zugeordnete Einlaßöffnungen und in der dritten Wand eine Auslaßöffnung aufweist. Baulich vorteilhaft ist dieser Einsatz innerhalb eines unterhalb der Heckscheibe liegenden Querträgers angebracht .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Luftklappe mit einem Stellglied versehen ist, das mit einem Stellglied einer Heizungs- und/oder Klimaanlage des Fahrzeuges gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Entlüftung automatisch abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen in die zweckmäßigste Stellung zu bringen·

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen. Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt eines Personenkraftwagens durch das hintere Ende eines Fahrgastraumes im Bereich der Unterkante einer Heckscheibe.

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Der Innendruck eines Fahrgasträumes eines sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten*bewegenden Fahrzeuges kann durch die nachstehende Gleichung näherungsweise ausgedrückt werden.

_ ρ 2 ' 2 ^Pi " ·— * j£ +⁰E ' ^GLE

Hierin bedeutet:

p. = statischer Druck im Fahrgastraum kg ,

¹ 2

P_, Verhältnis des statischen Druckes zum Staudruck an der q ~ Stelle des Luftaustritts der Entlüftung aus der Außenhaut ,

V = Fahrgeschwindigkeit —— ,

S © C

■t 2 C_ = Widerstandskonstante der Entlüftung

m . kg

G_ ρ = Durch die Entlüftung ausströmender Außenluft-Durch

satz —£ ,
see '

,, der Luft bei einem oft vorhandenen Luftzustand

kg . see
m

Aus dieser Gleichung wird ersichtlich, daß der Ismendruck in dem Fahrgastraum bei sehr verschiedenem aus der Entlüftung ausströmendem Außenluftdurchsatz dann gleich oder zumindest positiv gehalten werden kann, wenn die Widerstandskonsteiate der Entlüftung und/oder das Verhältnis des statischen. Druckes sum

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Staudruck an der Stelle des Luftauetrittes aus der Außenhaut sehr verschieden gemacht werden können. Dies kann dadurch erreicht werden, daß an mehreren Stellen der Fahrzeugaußenhaut, an denen sehr unterschiedliche Staudrücke bei gleichen Fahrgeschwindigkeiten auftreten, Abluftöffnungen angebracht werden, die entsprechend dem eingestellten Betriebszustand an die Entlüftung angeschlossen sind. Wenn die Abluftöffnungen der Außenhaut des Fahrzeuges nicht verändert werden sollen, so kann die gleiche Wirkung durch Verändern der Widerstandskonstanten des Kanalsystems der Entlüftung erreicht werden. Ausserdem ist es möglich, zur Erzielung einer optimalen Wirkung die beiden Maßnahmen miteinander zu kombinieren.

In der Praxis wird es genügen, wenn wenigstens zwei verschiedene Einstellungen der Entlüftung möglich sind, da sich dann schon die extremen Bedingungen zumindest beherrschen lassen. Aus konstruktiven Gründen erscheint die Lösung günstiger zu sein, nach welcher die Widerstandskonstanten des Kanalsystems der Entlüftung Verändert werden. Dabei ergibt sich dann vor allen Dingen auch der Vorteil, daß der Abtransport der Abluft bei verschiedenen Detriebszuständen an verschiedenen Stellen des Fahrgasträumes vorgenommen werden kann« wodurch sich der Komfort noch erhöhen läßt.

Bei. der dargestellten Ausführungsform sind zwei verschiedene Luftwege für die abzutransportierende Abluft vorgesehen, die einen unterschiedlichen Strömungswiderstand bzw. sehr verschiedene Widerstanskonstanten besitzen. Im Bereich der Unterkante einer Heckscheibe 1 eines Personenkraftwagens ist eine Zutritts· öffnung 2 vorgesehen» Diese Zutrittsöffnung 2, die von einer gepolsterten Hutablage 3 begrenzt wird, führt zu einer Entlüftungseinrichtung, die aus einem Einsatz h besteht, der

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innerhalb eines unterhalb der Unterkante der Heckscheibe 1 verlaufenden Querträgers 5 angeordnet ist. Der Einsatz h. besitzt einen Querschnitt in der Gestalt eines mit einer Spitze nach vorne gerichteten Dreiecks. Eine Seitenwand enthält eine Einlaßöffnung 6, die der Zu^rittsöffnung 2 zugeordnet ist. Die darunter befindliche Seitenwand enthält eine Einlaßöffnung 7s die über einen Kanal 8 an eine weitere Zutrittsöffnung angeschlossen ist, die in nicht näher dargestellter Weise im Bereich der Sitzfläche der Rücksitze des Fahrzeuges angeordnet ist. Die hintere Wand des Einsatzes k enthält eine Auslaßöffnvuig 9t die mit einem Gummirückschlagventil 10 abgedeckt ist. An dem Querträger 5 schließt mit einem Spalt die hintere Haube 11 des Fahrzeuges an, so daß die Auslaßöffnung 9 direkt mit der Außenhaut des Fahrzeuges verbunden ist.

Im Innern des Einsatzes k ist eine Luftklappe 12 angebracht, die um eine in der Stoßstelle der die beiden Einlaßöffnungen 6 und 7 enthaltenden Seitenwände liegenden Achse 13 oder ein dort liegendes Folienscharnier schwenkbar gelagert ist. Die Luftklappe 12 ist über ein Gestänge Ik derart verstellbar, daß sie von der dargestellten Stellung in eine strichpunktiert dargestellte Mittelstellung und in eine gestrichelt dargestellte Endstellung gebracht werden kann.

Die Strömungswege sind bei der dargestellten Ausführungsform so ausgelegt, daß die StrÖmungswiderstände und damit die Widerstandskonstanten sehr - verschieden sind. Dies wird in der Zeichnung dadurch angedeutet, daß die Einlaßöffnung 6 wesentlich größer gehalten ist als die Einlaßöffnung ?■·

Für den Heizbetrieb wird die Luftklappe 12 in die gestrichelt dargestellte Stellung gebracht, in welcher sie die Einlaßöff-

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nung 7 verschließt und die Einlaßöffnung 6 freigibt. Die Zutrittsöffnung 2 liegt dann so, daß der Luftstrom entlang der Heckscheibe 1 strömt. Dabei gilt diese Anordnung für eine gegen die Fahrtrichtung geneigte Heckscheibe. Eine entgegengesetzt geneigte Heckscheibe würde bedingen, daß die Zutrittsöffnung 2 ini Bereich der Oberkante angebracht würde. Die Zutrittsöffnung 2 der Abluft liegt somit an der am weitesten von der Eintrittsöffnung der Außenluft entfernten Stelle, so daß der Warmluftstrom den größten Teil des Fahrgastraumes erreichen kann.

Für den Detriebsfall "Kühlung" wird die Luftklappe 12 in die dargestellte Stellung gebracht, in der sie die Einlaßöffnung 6 verschließt und die Einlaßöffnung 7 freigibt. In diesem Betriebsfall wird nur eine relativ geringe Menge Abluft abtransportiert, die dem zugeführten Außenluftanteil entspricht, der weitgehend nur den Sauerstoffbedarf der Fahrzeuginsassen decken soll. Diese Abluftmenge wird bevorzugt im Bereich des hinteren Fußraumes eines Personenkraftwagens abgezweigt, der im allgemeinen nur wenig durchspült ist. Wegen des erhöhten Strömungswiderstandes bzw. der höheren Widerstanskonstante, die durch die kleine Einlaßöffnung 7 angedeutet ist, bleibt der Innendruck des Fahrgasträumes konstant oder wenigstens positiv, obwohl die abzuführende Abluftmenge wesentlich verringert ist.

Für den Betriebsfall der einen Lüftung ist es zweckmäßig, wenn der Entlüftungsstrom ebenso wie der Belüftungsstrom an möglichst vielen Stellen des Fahrgastraumes auftritt, um die bei hohem Luftdurchsatz sonst unvermeidlichen Zugerscheinungen zu unterdrücken. In diesem Betriebsfall wird die Luftklappe in die strichpunktiert dargestellte Mittelstellung gebracht, in welcher sie beide Einlaßöffnungen 6 und 7 freigibt. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Widerstandskonstante

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nochmals verkleinert wird, so daß sich ein in diesem Betriebsfall erwünschter kleinerer Innendruck in dem Fahrgastraum einstellen kann. Dieser verkleinerte Innendruck erlaubt, daß eine zusätzliche Luftdurchströmung über bestimmte Undichtheiten des Fahrgastraumes erfolgt.

Die Verstellung der Luftklappe kann automatisch mit dem Verstellen einer Heizungs- und Klimaanlage des Fahrzeuges erfolgen. Das Stellglied der Luftklappe 12 kann hierzu mit einem Stellglied einer bei dieser Anlage vorgesehenen Umluft-Frischluft-Weiche beispielsweise über Unterdruckleitungen derart gekoppelt sein, daß die dargestellte Stellung der Luftklappe 12 erhalten wird, wenn auf Kühlen geschaltet wird. Außerdem kann die Kopplung der Luftklappe 12 mit dem Stellglied eines Heißwasserhahnes der Heizung und der Umluft-Frischluft-Weiche so erfolgen, daß bei geschlossenem Heißwasserhahn und Außenluftbetrieb die strichpunktiert dargestellte Stellung erhalten wird.

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Claims

* 10 - Palm 2240U6 Ansprüche

1.. Entlüftung für den Fahrgastraum eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, der in seinen rückwärtigen Bereich mit Zutrittsöffnungen für die Abluft versehen ist, von denen Kanüle zu einer Entlüftungseinrichtung führen, die an eine oder mehrere Abluftöffnungen der Fahrzeugaußenhaut angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der zu der oder den Abluftöffnungen (9) führenden Luftwege (2,8) abhängig von wählbaren Betriebsbedingungen änderbar ist.

2. Entlüftung für den Fahrgastraum eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, der in seinen rückwärtigen Bereich mit Zutritteöffnungen für die Abluft versehen ist, von denen Kanäle zu einer Entlüftungseinrichtung führen, die an mehrere Abluftöffnungen der Fahrzeugaußenhaut angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung abhängig von gewählten Betriebsbedingungen jeweils mit einer oder mehreren Abluftöffnungen verbindbar ist, die an Stellen der Außenhaut des Fahrzeuges angebracht sind, an denen während der Fahrt voneinander abweichende Staudrücke auftreten.

3· Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Zutrittsöffnungen für die Abluft vorgesehen sind, die über getrennte Kanäle an die Entlüftungseinrichtung (4) angeschlossen sind.

4. Entlüftung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zutrittsöffnung (2) in Bereich der Heckscheibe (1) und wenigstens eine Zutrittsöffnung in Bereich der Sitzfläche von Rücksitzen des Fahrzeuges angeordnet sind.

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5. Entlüftung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung aus einem im Querschnitt dreieckförmigen Einsatz (4) besteht, der in zwei Seitenwanden durch eine Luftklappe (12) verschließbare und den Zutrittsöffnungen zugeordnete Einlaßöffnungen (6,7) und in der dritten Wand eine Auslaßöffnung (9) aufweist.

6. Entlüftung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz Ct) innerhalb eines unterhalb der Heckscheibe (l) liegenden Querträgers (5) angebracht ist.

7· Entlüftung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (12) in der Stoßkante der beiden die Einlaßöffnung (G,7) enthaltenden Seitenwände des Einsatzes (.4) schwenkbar gelagert ist.

8. Entlüftung nach Anspruch 5 ι G oder 7? dadurch gekennzeichnet, daß in die Auslaßöffnung (9) des Einsatzes (4) ein Rückschlagventil (lO) eingesetzt ist.

9. Entlüftung nach einem oder· mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (12) mit einem Stellglied versehen ist, das mit einem Stellglied einer

• Heizungs- und/oder Klimaanlage des Fahrzeuges gekoppelt ist.

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