DE2655554C2 - Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

10. die zu den Belüftungsdüsen führende Leitung (U) an einer der Mündung des Kaltluftkanals (8) gegenüberliegenden Stelle der Mischkammer (10) in Verlängerung des Kaltluftkanals (8) von der Mischkammer (10) wegführt, und

11. die zu den Defrosterdüsen und dem Fußraum führenden Leitungen (14, 13) zwischen der Mündung des Warmluftkanals (9) und dem Austritt der zu den Belüftungsdüsen führenden Leitung (11) aus der Mischkammer (10) nach unten wegführen, wobei

12. der Austritt der zum Fußraum führenden Leitung (13) der Mündung des Warmluftkanals (9) benachbart ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsklappe (3) auf der der Mündung des Warmluftkanals (9) in die Mischkammer (10) zugewandten Seite der zu den Belüftungsdüsen führenden Leitung (U) angelenkt ist und mit zunehmender Freigabe dieser Leitung eine Öffnung (12) zunehmend verschließt, über welche die zu den Defrosterdüsen und dem Fußraum führenden Leitungen (14,13) in die Mischkammer (10) münden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Mischkammer (10), der Öffnung (12) gegenüberliegend, eine Steuerklappe (4) angelenkt ist, welche wahlweise die zu den Defrosterdüsen führende Leitung (14) oder die zum Fußraum führende Leitung (13) verschließt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkappe (1) im Einlaß des Warmluftkanals (9) angeordnet ist und mit zunehmender Freigabe des Warmluftkanals (9) den Kaltluftkanal (8) zunehmend verscnließt und daß die Verteilerklappe (1) mit einer weiteren Klappe (2) gekoppelt ist, welche in der Mündung des Warmluftkanals (9) in die Mischkammer (10) angeordnet ist und diese Mündung verschließt, wenn die Verteilerklappe (1) den Einlaß des Warm'uftkanals (9) verschließt

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (2) abgewinkelt ist und in voll geöffnetem Zustand den Warmluftslrom in Richtung auf die zu den BelüFtungsdüsen führende Leitung (11) ablenkt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Kaltluftkanals (8) in die Mischkammer (10) düsenartig ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (4) und die Belüftungsklappe (3) derart miteinander gekoppelt sind, daß die Steuerklappe (4) die zu den Defrosterdüsen führende Leitung (14) voll freigibt, wenn die Belüftungsklappe die zu den Belüftungsdüsen führende Leitung (11) verschließt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnec, daß die Belüftungsklappe (3) während des ersten Teils ihrer Öffnungsbewegung an einer Fläche (16) anliegt, so daß die zu den Belüftungsdüsen führende Leitung (11) anfänglich geschlossen bleibt.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (4) während des ersten Teils ihrer die zu den Defrosterdüsen führende Leitung (14) freigebende Bewegung an einer Fläche (17) anliegt, so daß diese Leitung anfänglich geschlossen bleibt.

40 Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Belüftungseinrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Heiz- und Belüftungseinrichtungen in Kraftfahrzeugen haben die Aufgabe, die Fensterflächen von Kondenswasser und Vereisung frei zu halten und den Fahrgastraum mit Frischluft der gewünschten Temperatur zu versorgen. Dabei ist neben der Temperaturhöhe vor allem deren Schichtung für das Behaglichkeitsempfinden der Passagiere von Bedeutung. Es hat sich herausgestellt, daß eine Schichtung, die einen gleichmäßigen Übergang von einem warmen Fußraum auf einen kühleren bzw. temperierten Kopfraum bildet, als besonders angenehm empfunden wird. Um dies bei jeder Einstellung des Temperaturniveaus zu gewährleisten, muß eine gleichmäßige, von der Außentemperatur und der Fahrgeschwindigkeit unabhängige Temperaturschichlung sichergestellt sein.

Bekannte Einrichtungen weisen ein Stellglied auf. das das Mischungsverhältnis aus Kalt- und Warmluft regelt. Diese Mischluft wird mittels eines zweiten Stellgliedes auf den Fußraum und die Defrosterdüsen aufgeteilt. Die entströmende Luft weist dabei eine stets übereinstimmende Temperatur auf. Eine Temperaturdifferenz zwisehen Fuß- und Kopfbereich ist nicht gegeben.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung (DE-AS 55 848) sind im Bereich des Armaturenbrettes zusätzliche, verstell- und verschließbare Luftlcildüsen ange-

ordnet Diese Düsen weisen den Nachteil auf, daß sie nicht mit vorgewärmter Luft versorgt werden und deshalb bei niedrigen Außentemperaturen nicht angestellt werden können, da die Temperaturdifferenz zwischen ausströmender Luft und Innenraum zu groß ist

Aus der DE-AS 19 09 004 ist eine Heiz- und Belüftungseinrichtung bekannt, bei der eine Einbeziehung der im Armaturenbrettbereich gelegenen Luftleitdüsen in die Warmluftversorgung möglich, jedoch nicht explizit dargesteül und beschrieben ist. Was bei der bekannten Heiz- und Belüftungseinrichtung jedoch nicht möglich ist, ist eine einfache Verstellung der Innenraumtemperatur von schwacher Heizung bis starker Heizung derart, daß eine eingestellte Temperaturschichtung — warmer Fußraum, kühler Kopfraum, dabei aber deutliche Beheizung, insbesondere der Windschutzscheibe, damit diese von Kondenswasser frei bleibt — aufrechterhalten bleibt

Schließlich wurde mit der DE-AS 12 84 3i 7 eine Heiz- und Belüftungseinrichtung bekannt, welche Luftaustrittsöffnungen für den Fußraum und die Defrosterdüsen aufweist. Diese Einrichtung ist in ihrem Aufbau so gestaltet, daß das Verhältnis der Erwärmung der beiden Luflanteile über dem gesamten Verstellweg des Stellgliedes in seiner Tendenz gleichartig ist Diese Tendenz ist so ausgelegt, daß beim Übergang von der Kalt-Endlage auf die Warm-Endlage des Stellgliedes der Fußraum mit zunehmend mehr Warmluft versorgt wird als die Defrosterdüsen. Diese Einrichtung vermag eine echte Temperturschichtung im Fahrzeuginnenraum zu p-oduzieren. Sie bezieht jedoch nicht im Armaturenbrett bereich gelegene Luftleitdüsen mit ein. Dadurch ist eine direkte Belüftung des Kopfbereiches mit temperierter Luft ausgeschlossen. Durch das Anstellen der Luftleitdüsen wird die Temperaturschichtung zerstört, was dem Behaglichkeitsempfinden der Fahrgäste entgegensteht und ein ständiges Nachregcln der Stellglieder erforderlich macht.

Ausgehend von der DE-AS 19 09 004 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine in ihr^m Aufbau einfache Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der im gesamten Heizbereich eine einmal eingestellte Temperaturschichtung des innenraums aufrechterhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Austritte der einzelnen Leitungen relativ zu den Mündungen von Kaltluftkanal und Warmluftkanal wird folgendes erreicht: Mit zunehmender Verschwenkung der Verteilerklappe, d. h. zunehmendem Leiten der vom Gebläse geförderten Luft durch den Wärmetauscher wird die Luft in der Mischkammer zunehmend wärmer. Dabei bleibt in der Mischkammer jedoch eine Temperaturschichtung zwischen der dem Kaltluftkanal zugewandten Seite der Mischkammer und der dem Warmluftkanal zugewandten Seite erhalten. Diese Temperaturschichtui'g setzt sich bis in die Austritte zii den einzelnen Leitungen fort, wobei die zu den Belüftungsdüsen führende' Leitung so angeordnet ist daß sie ständig mit der rela'iv kältesten Luft beaufschlagt wird und den anderen Leitungen ständig wärmere Luft zugeführt wird. Dft aus den Belüftungsdüsen austretende Luft bleibt semit über den gesamten Temperaturbereich in die Temheraturschichtung einbezogen, wobei eine einmal eingestellte Verteilung der Luft zwischen den einzelnen Püfcen durch entsprechende Klappen nicht verändert werden braucht.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 1 wird erreicht, daß die Temperaturschichtung, d h. hier insbesondere die Temperatur der den Belüftungsdüsen zugeführten Luft relativ zur Temperatur der den anderen Düsen zugeführten Luft in besonders einfacher Weise und übei einen großen Bereich einstellbar ist, wobei gewährleistet ist, daß den Belüftungsdüsen ausschließlich kalte Luft zugeführt wird, wenn die Belüftungsklappe die zu den Belüftungsdüsen führende Leitung annähernd verschließt

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 läßt sich die Luft in einfacher Weise zwischen den Defrosterdüsen und dem Fußraum teilen. Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird erreicht, daß mit rein luftseitiger Steuerung gearbeitet werden kann, während die Einrichtung gemäß der DE-AS 19 09 004 wasserseitig gesteuert ist (vgl. das Ventil 10). Ein zusätzlicher damit erzielter Vorteil liegt darin, daß der vom Gebläse geförderten Luft ein Querschnitt zur Verfügung steht, welcher fast unabhängig von der Einstellung der Klappen 1 und 2 ist, d. h. die in den Innenraum geförderte Luftmenge nicht vom eingestellten Temperaturniveau abhängt.

Die Merkmale des Anspruchs 5 gewährleisten eine hohe Wirksamkeit der Einrichtung bei maximal einngestellter Temperatur, da der Warmluftstrom bereits von der Klappe 2 so abgelenkt wird, wie er normalerweise vom Kaltluftstrom beeinflußt wird.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird die Stabilität der Temperaturschichtung in der Mischkammer unterstützt

Die Merkmale des Anspruchs 7 ermöglichen eine bequeme Einstellbarkeit der Einrichtung von einer Defrosterstellung bis zu einer Stellung zur vollen Belüftung über die Belüftungsdüsen.

Die Merkmale des Anspruchs 8 ermöglichen, daß beim Übergang von der Defrosterstellung auf eine Heizstellung die Belüftungsdüsen nicht sofort mit warmer Luft beaufschlagt werden.

Die Merkmale des Anspruchs 9 schließlich ermöglichen, daß beim Übergang von einer Heizstellung auf eine Belüftungsstellung die zu den Defrosterdüsen führende Leitung vorzeitig verschlossen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Heiz- und Belüftungseinrichtung mit einer Klappenstellung zum Defrosten,

F i g. 2 den Schnitt aus F i g. 1 mit einer Klappenstellung zum Heizen des Fahrzeuginnenraums,

so F i g. 3 den Schnitt aus F i g. 1 mit einer Klappenstellung zum Belüften des Fahrzeuginnenraums und

F i g. 4 ein Schaubild, das abhängig vom Weg des Stellgliedes die Temperatur in den Leitungen zu den Belüftungsdüsen, den Defrosterdüsen und dem Fußraum angibt.

Die in den Figuren dargestellte Heiz- und Belüftungseinrichtung umfaßt eine Verteilerklappe 1, eine Klappe 2, eine Belüftungsklappe 3 und eine Steuerklappe 4, Vielehe mittels einer programmierten Betätigung über Va-

bo kuumdosen (beides nicht dargestellt) betätigt werden. Jeder Einstellung des Stellgliedes ist deshalb eine festgelegte Klappenstellung zugeordnet Das Programm (automatische Regelung von Temperatur, Luftstrom und Verteilung) kann durch Betätigung zusätzlicher Tasten beeinflußt werden. So ist eine Taste zum Defrosten der Scheiben vorgesehen (nicht dargestellt). Ist diese Taste gedrückt, dann sind außer der Zuleitung für die Defrosterdüsen alle anderen Luftaustritte geschlossen.

Die gezeigte Heiz- und Belüftungseinrichtung ist luftgesteuert und umfaßt einen Wärmetauscher 5, welcher stets maximal aufgeheizt wird. Die eingestellte Luftaustrittstemperatur nimmt bei gleichbleibend angenommenem Luftstrom mit wachsender Motordrehzahl nur geringfügig zu, so daß die gewählte Einstellung nicht mehr geändert zu werden braucht

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Heiz- und Belüftungseinrichtung besteht aus einem Gehäuse 7 mit einem Kaltluftkanal 8 und einem den Wärmetauscher 5 aufnehmenden Warmluftkanal 9. Die Verteilerklappe 1 teilt die von einem Gebläse 6 geförderte Luft auf den Kaltluftkanal 8 und den Warmluftkanal 9 auf. Die Klappe 2 führt die durch den Wärmetauscher 5 maximal aufgeheizte Luft einer Mischkammer ΐθ zu. Von dort strömt sie, je nach Stellung der Belüftungsklappe 3 und der Steuerklappe 4, der Zuleitung für die Belüftungsdüsen 11 und über eine Vorkammer 12 der Zuleitung für den Fußraum 13 und der Zuleitung für die Defrosterdüsen 14 zu.

Das Gehäuse 7 ist im einzelnen so aufgebaut, daß es im wesentlichen aus zwei Hälften besteht, die das Gebläse 6, den Wärmetauscher 5 und die Klappen 1, 2, 3 und 4 aufnimmt. In der Einbaulage ist der Kaltluftkanai 8 über dem Warmluftkanal 9 angeordnet.

Im Betriebsfall nach Fig. 1 (Defrosten) ist die Verteilerklappe 1 in die Endlage geschwenkt, in der sie die gesamte vom Gebläse 6 geförderte Luft dem Warmluftkanal 9 zuleitet. Der im Warmluftkanal 9 befindliche Wärmetauscher 5 heizt die Luft maximal auf. Über die Klappe 2, die in der gezeichneten Stellung den maximalen Öffnungsquerschnitt freigibt, gelangt die Warmluft in die Mischkammer 10 und von dort über die Vorkammer 12 in die Zuleitung für die Defrosterdüsen 14. Um das Umlenken der Luft zu erleichtern, ist die Klappe 2 leicht angewinkelt Wie bereits oben beschrieben, wird die Defrosterstellung durch Drücken einer separaten Taste, die die programmierte Betätigung überbrückt, erreicht

Die Betriebsweise nach F i g. 2 zeigt eine von vielen möglichen Heizstellungen. Dabei wird die vom Gebläse 6 geförderte Frischluft durch die Verteilerklappe 1 auf den Kaltluftkanal 8 und den Warmluftkanal 9 aufgeteilt

Der Kaltluftkanal S ist in Strömungsrichtung konisch ausgeformt so daß für die Verteilerklappe 1 eine feinere Abstimmung der Temperatur möglich ist und die Luft so gebündelt wird, daß keine Geräusche entstehen und der Luftwiderstand beim reinen Belüften verringert wird.

Durch die Anordnung der Austritte der einzelnen Leitungen relativ zu den Mündungen von Kaltluftkanal 8 und Warmiuftkanai 9 wird erreicht daß der Zuleitung für die Belüftungsdüsen 11, die in Richtung des Kaltluftkanals 8 liegt, kältere Luft als den Zuleitungen für den Fußraum 13 bzw. den Defrosterdüsen 14 zugeleitet wird. F i g. 2 zeigt die Klappen 3 und 4 in einer Stellung, in welcher der Zuleitung für den Fußraum 13 stärker erwärmte Luft als der Zuleitung für die Defrosterdüsen 14 zugeführt wird.

Um zu verhindern, daß beim Übergang von der Defrosterstellung auf eine Heizstellung die Belüftungsdüsen sofort mit warmer Luft beaufschlagt werden, weist das Gehäuse 7 eine Fläche 16 auf, die die Zuleitung für die Belüftungsdüsen 11 anfänglich verschlossen hält

In gleicher Weise besitzt das Gehäuse 7 eine Fläche 17, welche beim Übergang von einer Heizstellung auf eine Belüftungsstellung die Zuleitung für die Defrosterdüsen 14 vorzeitig verschließt.

Im Betriebsfall nach F i g. 3 ist die Klappenstellung für reines Belüften dargestellt. Dabei befindet sich die Verteilerklappe 1 in derjenigen Endlage, in der sie die gesamte vom Gebläse 6 geförderte Luft über den Kaltluftkanal 8 der Zuleitung für die Belüftungsdüsen 11 zuführt.

Schließlich zeigt F i g. 4 die Temperaturen der Luftströme in den Zuleitungen für den Fußraum, den Belüftungsdüsen und den Defrosterdüsen in Abhängigkeit vom Weg des Stellgliedes. Der Weg des Stellgliedes wird von 0% (keine Beheizung) bis· 100% (maximale Beheizung) angegeben. Die jeweilige Lufterwärmung ist in Prozentwerten auf der Ordinate aufgetragen. Betrachtet man das Schaubild bei einem Weg des Stellgliedes von 50%, so kann man erkennen, daß den Belüf-

■5 tüngsdüsen eine zu etwa 30% erwärmte Luft (Kurve 18), den Defrosterdüsen eine zu etwa 45% erwärmte Luft (Kurve 19) und dem Fußraum eine Luft zugeführt wird, welche auf etwa 70% der maximal möglichen Lufterwärmung aufgeheizt ist (Kurve 20). Wie dem Diagramm weiter entnehmbar ist, bleibt das Temperaturverhältnis über einen großen Bereich konstant. Selbst bei 100% Beheizung kann eine Temperaturdifferenz zwischen Belüftungsdüsen und Fußraum bzw. Defrosterdüsen beobachtet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

30 Patentansprüche: t. Heiz- und Belüftungseinrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges mit

1. einem Gebläse zum Fördern von Außenluft,

2. einem dem Gebläse nachgeordneten Warmluftkanal mit einem Wärmetauscher,

3. einem dem Gebläse nachgeordneten, den Warmetauscher einseitig umgehenden Kaltluftkanal,

4. einer Kammer, der Luft von einer Seite her aus dem Warmluftkanal und dem Kaltluftkanal zuführbar ist,

5. von der Kammer ausgehenden Leitungen, die zu Deirosterdüsen für die Windschutzscheibe und zu Luftauslrittsdüsen für den Fußraum führen,

6. einer zu im Bereich des Armaturenbrettes angeordneten Belüftungsdüsen führenden Leitung, die mit Luft aus dem Warmluftkanal und/ oder dem Kaltluftkanal beaufschlagbar ist,

7. einer Verteilerklappe zum Verteilen des von dem Gebläse geförderten Luftstromes zwischen dem Warmluftkanal und dem Kaltluftkanal,

8. einer Belüftungsklappe zum Schließen der zu den Belüftungsdüsen führenden Leitung und

9. wenigstens einer Steuerklappe zum Verteilen der aus dem Warmluftkanal und dem Kaltluftkanal austretenden Luftströme auf die einzelnen Leitungen,