DE2437232C3 - Heizungs- bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem im Fahrgastraum unterhalb der Instrumententafel angeordneten, luftseitig gesteuerten Wärmeaustauscher, der über I" hinter der Instrumententafel verlaufende Luftverteilungskanäie mit Defroster- und Beiüftungsdüsen verbunden ist und von einem zum Teil außerhalb des Fahrgastraumes in der Luftkammer unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten Gebläse beaufschlagt -i.s ist und wobei dem Gebläse je nach gewünschter Betriebsweise unterschiedliche Luftzuleitgehäuse entweder nur mit einer Frischluftklappe oder mit einer Frischluft- und einer Umluftklappe vorschaltbar sind und wobei in den Umluftstrom ein im Fahrgastraum *>" angeordneter Kälteaustauscher einschaltbar ist.

Aus der DE-OS 22 52 706 ist eine Heizungs- bzw. Klimaanlage etwa der eingangs genannten Art bekannt, die aus einer für Standardausstattung eines Fahrzeugmodells vorgesehenen Heizungsanlage im Wege des ^s<i Baukastenprinzips in eine Klimaanlage für die Spitzenausstattung des Fahrzeugmodells umrüstbar ist.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß wesentliche Teile der Heizungsanlage, wie Wärmeaustauscher, Luftverteilungskanäle und Gebläse beim Umrüsten der Anlage '"' zu einet Klimaanlage unverändert beibehalten werden können, wodurch die Umrüstungskosten erheblich geringer sind als z. B. die Kosten für einen F.inbau einer herkömmlichen, von der vorhandenen Heizungsanlage vollkommen unabhängigen Klimaanlage. '

Neben diesem Vorteil ist bei der bekannten Anlage ,ils Nachteil anzusehen, daß das für die Heizungsanlage vorgesehene Luftzuleitgehäuse samt Frischiuftklappe bei einem Umrüsten auf eine Klimaanlage gegen ein anderes Luftzuleitgehäuse mit einer Frischluft- und einer Umluftklappe ausgetauscht werden muß, was bedeutet, daß bei einem nachträglichen Umrüsten der Anlage das bisherige Luflzuleitgehäuse weggeworfen wird. Weilerhin ist als Nachteil anzusehen, daß für den Kälteaustauscher ein eigenes Gehäuse erforderlich ist, das unterhalb der Instrumententafel angeordnet werden muß, wo die hier stark beengten Raumverhällnisse die Montage und die erforderlichen Anschlußarbeiten sowie eine spätere Wartung erheblich verteuern bzw. erschweren.

Neben diesen Nachteilen bezüglich des erforderlichen Material- und Montageaufwandes treten bei der bekannten Anlage bei einem Betrieb als Klimaanlage noch Nachteile bezüglich der Funktionsweise auf.

Diese Nachteile ergeben isch zum einen aus der Anordnung des Kälieaustauschers in der Weise, daß nur der Umluftanteil durch ihn hindurchgeführt werden kann, wodurch bei einem Betrieb mit hohem Frischluftanteil, wie er z. B. bei Zigaretten rauchende» Fahrzeuginsassen erforderlich ist, keine ausreichende Kühlwirkung zu erzielen ist und zum anderen aus der Anwendung eines wasserseitig gesteuerten Wärmeaustauschers, wodurch die durch den Kälteaustauscher angesaugte Luft auch noch den abgeschalteten Wärmeaustauscher durchströmen muß, wofür wie in der DE-C)S erläutert wird, eine für den Betrieb der Klimaanlage erforderliche höhere Leistung des Gebläses vorgesehen werden muß.

Aus der US-PS Jl 70 509 ist eine weitere Heizungs· bzw. Klimaanlage etwa der eingangs genannten Art bekannt, die gleichfalls von einer reinen Heizungsanlage unter Beibehaltung vieler Bauteile in eine Klimaanlage umrüstbar ist. Auch hier muß ein für die Heizungsanlage vorgesehenes Luftzuleitgehäuse beim Umrüsten in eine Klimaanlage demontiert und weggeworfen werden und ein, die Aufnahme eines Kälteaustauscher ermöglichendes neues Luftzuleitgehäuse eingebaut werden.

Neben diesem Nachteil bezüglich des erforderlichen Material- und Montageaufwandes liegen bei dieser bekannten Anlage Verhältnisse vor, die gleichfalls eine optimale Funktionsweise beeinträchtigen.

Diese Beeinträchtigungen ergeben sich aus der Anordnung des Kälteaustauscher in Strömungsrichtung hinter der Gebläseeinheit, wodurch nachfolgend der Gebläseeinheit ein Luftzuleitgehäiise erforderlich ist, das den durch das Gebläse gebündelten und beschleunigten Luftstrom wieder auf eine größere Fläche verteilt um einen akzeptablen Wirkungsgrad des Kälteaustauscher zu erreichen, der bei großem Durchströmungsquersehnitt und geringer Luftgeschwindigkeit größer ist als bei geringem Durchströmungsquersehnitt und hoher Luftgeschwindigkeit. Ebenso ergibt die Lage des den Kälteaustauscher aufnehmenden Luftzuleitgehäuses im Motorraum des Kraftfahrzeuges eine Beeinträchtigung der Kühlwirkung durch die Molorstrahlungswärme, die nur durch zusätzliche Isolierung verringert werden kann. Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Heizungs- bzw. Klimaanlage der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der für eine Umrüstung erforderliche Material- und Montageaufwand verringert wird und gleichzeitig möglichst viele der eine optimale Funktionsweise als Klimaanlage beeinträchtigenden Faktoren vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelösi. indem eine Heizungs- bzw. Klimaanlage der eingangs

genannten Art die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale aufweist.

Durch die Anordnung des Gebläses in an sich bekannter Weise als selbständige Gebläseeinheit vollständig in einer vom Motorraum getrennten Luftkammer und der Ausbildung des Lufuuleitgehäuses als im Strömungsquerschnitt großzügig ausgelegte Vorschalteinheit zur Gebläseeinheit, in das eine Frischluft/Umluftklappe und ein im Mischluftstrom liegender Kälteaustauscher einsetzbar sind, wird der beim Umrüsten erforderliche Materia!- und Montageaufwand durch die Vermeidung von Bauteilen, die demontiert und weggeworfen werden müssen und die Anwendung von nur wenigen, einfachen Bauteilen, die leicht und schnell montiert werden können, ganz wesentlich herabgesetzt.

Durch diese erwähnte Anordnung und Ausbildung der Bauteile der Ileizungs- bzw. Klimaanlage werden darüber hinaus bei den bisher bekannten Anlagen die Funktionsweise als Klimaanlage störer.Je Faktoren, wie /.. B. Motorsfrahlungswärnie, und iu hohe Strömungsgeschwindigkeit im Kälteaustauscher beseitigt, wodurch die gewünschte Kühlleistung mit einem geringen Leistungsbedarf erzielt wird.

Die Erfindung wird anhand in den Zeichnungen gezeigter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. I zeigi einen vertikalen Schnitt durch die Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in der Stanuardausstattu ng.

Fig.2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie UM in Fig. I.

Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 1 mit einer erfindungsgemäüen Heizungsanlage in der verstärkten oder Haevy-Duty-Ausslattung.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. J.

Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in der Klimaausstattung.

F i g. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl in Fig. 5.

Die in den Figuren gezeigte Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeuges umfaßt und enthält eine Anzahl von Bauteilen, die, soweit sie unverändert bleiben, in allen Figuren das gleiche Bezugszeichen erhalten.

Die Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeugs besteht im wesentlichen aus einem hoehgezogenen Bodenblech 1, das über ein Spritzwandblech 2 mit einem Instrumentenblech 3 und einem Windlaufblech 4 verbunden ist. Eine sich von der Motorhaube 5 nach unten zum hoehgezogenen Bodenblech I erstreikende Motortrennwand 6 bildet eine Luftkammer 7 unterhalb der Windschutzscheibe 8.

Das Windlaufblech 4 oder im vorliegenden Fall Teile der Motorhaube 5 sind in an sich bekannter Weise mit Lufteinlaßschlitzen 9 versehen, über die Frischluft in die Luftkammer 7 eintreten kann. Eine Heizungsanlage in der Standardausstattung nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einer im Fahrgastraum IO angeordneten, am Spritzwandblech 2 montierten Heizungseinheit II. Die Heizungseinheit Il besteht im wesentlichen aus einem Heizungsgehäuse 12, in dem ein über eine Beipaßklappe 13 luftseitig gesteuerter Wärmeaustauscher 14 und eine Luftverteilungsklappe 15 angeordnet ist.

Die He'/ungseinheit It ist an ihrer Ausgangsseite über Luftverteilungskanäle 16 und 17 mit Defrosterbzw. Belüflungsdusen 18 und 19 verbunden. An ihrer Eingangsseite ist die Heizungseinheit H mit einer in der Luftkammer 7 angeordneten, am Spritzwandblech 2 montierten Gebläseeinheit 20 verbunden. Die Geblaseeinheit 20 besteht im wesentlichen aus einem Gebläsegehäuse 21 und einem darin angeordneten Antriebsmotor 22 mit Gebläserotoren 2} und 24. Das Gebläsege häuse 21 dient hierbei als ein für die Standardausstutlung ausreichendes Luftzuleitgehäuse.

Bei der in den F i g. I und 2 gezeigfen Heizungsanlage in der Standardausstattung arbeitet die I leizungsanluge nur mit Frischluft, was z. B. für südlichere Länder vollkommen ausreichend ist.

Eine Heizungsanlage in der verstärkten oder Heavy-Duty-Ausstattung nach den F i g. i und 4 besteht aus allen Teilen der Heizungsanlage in der Standardausslattung. wobei lediglich cm einziges I iiltziilciigc häuse 25 der Gebläseeinheit 20 vorgeschaltet wird. Das Luftzuleitgehäuse 25 ist hierbei derart ausgestaltet, daß benachbart einer Frischlufteintrittsöffnung 2h eine Umlufteintrillsöffnung 27 vorgesehen ist. die gegen eine in der Standardausstaitung durch einen Deekel 28 verschlossene, nunmehr geöffnete IJmluftöffnung 24 im Spritzwandblech 2 liegt.

Das Luft/ulcitgehäuse 25 ist weiterhin mit einer Lageranordnung 50 für eine nachträglich einsetzb.ire Frischluft/Umliiftklappe und mit einer Aufnahme U für einen Kälteaustauscher versehen, im l.tiftzuleitgehäuse 25 ist hierbei eine Linset/Öffnung für das Einsetzen ik-s Kälteaustauscher vorgesehen (nicht gezeigt) die durch einen Deckel verschlossen ist.

Für eine Heizungsanlage in der verstärkten oder 1 leavy-Duiy-Ausstaiiung wird das tier Gebläsceuiheii 20 vorgeschaltete Luftzuleiigchäuse 25 nur mit einer in die Lageranordnung JO eingesetzten Frischluft/l Imhiftklappe 33 verseilen.

Die Frischluft/lJmluftkiappe 53 kann hierbei zwischen ihren Einstellungen, in denen sie einmal die Frischlufteintrittsöffnung 26 und das andere Mal die Umlufteintritlsölfnung 27 versehließt, in herkömmlkher Weise über eine Bowden/iiganorduung bedient werden.

Bei der in den F i g. J und 4 gezeigten 1 lei/ungsanlage in verstärkter oder Heavy-Duty-Ausstauung arbeitet die Heizungsanlage wahlweise mit Frischluft und/oder Umluft, wodurch für nördlichere Lander eine raschere Entfrostung der Scheiben und eine bessere Erwiirmung des Fahrgastraumes erzielbar ist.

Eine Heizungsanlage in der Klimaausstaitung nach den F i g. 5 und 6 besteht aus allen Teilen der Heizungsanlage in der verstärkten oder Heavy-Duty-Ausstattung, wobei lediglich der die Einset/öffniing für den Kälteaustauscher verschließende Deckel entfernt unu ein Kälteaustauscher 34 in das Luftzuleitgehäuse 25 eingesetzt wird. Selbstverständlich sind hierbei die fiir den Betrieb des Kälteaustauscher 34 erforderlichen Nebenaggregate, wie Einspritzventil, Thermostat usw, als Baugruppe mit dem Kälteaustauscher J4 zusammengefaßt und gemeinsam montierbar.

Bei der in den F i g. 5 und 6 gezeigten I ieizungsanlage in der Klimaausstattung arbeitet die Heizungsanlage wahlweise mit Frisch- und Umluft, wobei die gesamte Mischluft den Kälteaustauscher durchströmen muß. Dadurch ist eine gleichmäßige, ausreichende Klimatisierung bei verschiedensten Frischlufi/Umluiianteilcu gewährleistet. Die Gebläseleistung kann hierbei auf einen allen Betriebszustanden gerecht werdenden, nicht zu hohen Wert ausgelegt weiden, da im Betrieb als Klimaanlage bei dem hierfür infolge der geringeren zur Verfügung stehenden TemperaturdiTeren/ /wischen

der I.uft und dem Kältaiistauschcr erforderlichen hohen Luftdurchsatz, nur der Luftwiderstand des Kälteauslaiischers zu überwinden ist.

Heim Betrieb als Heizungsanlage kann bei der zur Verfügung stehenden größeren Temperaturdifferenz zwischen Luft und Wärmeaustauscher ein ir vorhandenen Luftwiderstandes des Kiilteaui und des Wärmeaustauschers auftretender g l.uftdurchlaU in kauf genommen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Heizungs- bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem im Fahrgastraum unterhalb der Instrumententafel angeordneten, luftseitig gesteuerten Wärmeaustauscher, der über hinter der Instrumententafel verlaufende Luftverteilungskanäle mit Defroster- und Beiüftungsdüsen verbunden ist und von einem zum Teil außerhalb des Fahrgastraumes in der Luflkammer unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten Gebläse beaufschlagt ist und wobei dem Gebläse je nach gewünschter Betriebsweise unterschiedliche Luftzuleitungsgehäuse entweder nur mit einer Frischluftklappe oder mit einer Frischluft- und einer IJmluflklappe vorschaltbar sind und wobei in den Umluftstrom ein im Fahrgastraum angeordneter Kälteaustauscher einschahbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse in an sich bekannter Weise als selbständige Gebläseeinheit (20) vollständig in der Luflkammer(7) angeordnet ist und der Gebläseeinheit (20) ein einziges Luftzuleitgehäuse (25) vorschalibar ist, das derart ausgebildet ist. dall in dieses cine Frischluft/Umluft klappe (.!.!-Lageranordnung 30) und ein im Mischluftstrom liegender Kälteaustauscher (34-Aiifnahme !I) mit den erforderlichen Nebenaggregaten, wie Kinsprit/.ventil, Thermostat usw. nachträglich einsetzbar sind.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1 in verstärkter oder Haevy-Diity-Ausstattung, dadurch jjekennzeichnet, daß in das l.iiftzuleitgehäuse (25) nur die Frischluft/lJnihiflklappcf! i) eingesetzt ist.