DE2742670A1

DE2742670A1 - Temperierungs- und belueftungsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2742670A1
Application number: DE19772742670
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl Ing Grossmann
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: SE441258B; US4242950A; SE7809940L; DE2742670C2; FR2403905A1; FR2403905B3

Description

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AUDI NSU AUTO UNION 8O7O Ingolstadt, 12.09.1977

Aktiengesellschaft IP 1477 Dr.Ba/L

Postfach 220
8O7O Ingolstadt

Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei solchen Temperierungs- und Belüftungsvorrichtungen kann die Temperatur der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft je nach dem Verhältnis zwischen den Luftdurchsätzen durch den Frischluftkanal und den Temperierluftkanal, dessen Luft i. a. einen Wärmetauscher durchströmt, eingestellt werden. Schwierigkeiten ergeben sich, wenn der Beifahrer die Zufuhr von Luft mit höherer Temperatur wünscht als der Fahrer, was häufiger der Fall ist, da der Kreislauf des meist mehr oder weniger ruhenden Beifahrers nicht so stark angeregt ist wie der des Fahrers.

Bei einer bekannten Heizvorrichtung (DT-OS 20 41 809) ist zur Verteilung der Heizluft auf die Fahrer- bzw. Beifahrerseite

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eine Klappe vorgesehen, die die aufgeheizte Luft in der einen Extremstellung ausschließlich einer auf der Fahrerseite liegenden öffnung und in der anderen Extremstellung ausschließlich einer auf der Beifahrerseite liegenden öffnung zuführt. Damit ist es zwar nicht möglich, die Temperatur der aus den öffnungen austretenden Luft auf jeder Seite gesondert einzustellen, ein Temperaturunterschied zwischen Fahrer- und Beifahrerseite wird vielmehr über die Menge der jeder Seite zugeführten Luft erzielt, die die Fahrzeugseite entsprechend unterschiedlich aufheizt. Die wenig aufgeheizte Fahrzeugseite wird dabei zwangsläufig mit weniger - aufgeheizter - Frischluft versorgt, was zu schlechter Durchlüftung dieser Seite und des weiteren zu einer Querströmung im Fahrzeuginneren von der stärker beheizten zur schwächer beheizten Seite führt, die für die Insassen unangenehme Zugwirkungen herbeiführen kann.

Weiter ist es bekannt, Heizungsanlagen mit zwei Wärmetauschern auszurüsten (DT-AS 17 53 500), von denen einer der Fahrer- und der andere der Beifahrerseite zugeordnet ist und die beide einzeln gesteuert werden können. Diese Heizungsanlagen gestatten zwar eine individuelle Temperatureinstellung für jede Fahrzeugseite, sie sind jedoch aufwendig aufgebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs- und Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine praxisgerechte Temperatursteuerung für jede Fahrzeugseite gestattet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäß in der Mischkammer vorgesehenen Luftleitvorrichtung, die beispielsweise eine in einem der Kanäle angelenkte und in die Mündung des Kanals einragende schwenkbare Klappe sein kann, läßt sich immer dann, wenn der Mischkammer sowohl durch den Frischluftkanal hindurch auf Außentemperatur befindliche Frischluft als auch durch den Temperierluftkanal hindurch temperierte Luft zugeführt wird, die Temperatur der in der Mischkammer entstehenden Mischluft seitenabhängig steuern. Ist die Luftleitvorrichtung beispielsweise in der Mündung des Frischluftkanals angeordnet und leitet sie die Frischluft nach links, so erhält die rechte Hälfte der Mischkammer weniger Frischluft und mehr temperierte Luft als die linke Hälfte. Entsprechend wird die linke Fahrzeughälfte weniger temperiert als die rechte Seite; trotzdem aber sind die beiden Fahrzeugseiten zügeführten'Luftströme etwa gleich, da der Druck in der Mischkammer überall etwa konstant ist.Dies führt dazu, daß im Fahrzeuginnern kein Querzug

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entsteht und beide Fahrzeugsexten wirksam vor Kondenswasserbildung geschützt sind. Bei den extremen Betriebsstellungen der Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung, in denen entweder nur der Frischluftkanal oder nur der Temperierluftkanal offen ist, ist der Schieber wirkungslos. Dies ist ohne Nachteil, da im ersteren Fall maximal gelüftet werden soll, d. h. eine Temperatur überhaupt nicht gewünscht ist, und im zweiten Fall maximal tempereriert werden soll, was beispielsweise unmittelbar nach dem Losfahren zum schnellen Aufheizen oder zum raschen Abkühlen des Fahrzeuginneren erwünscht ist. In beiden Fällen wird der Fahrer die Vorrichtung ähnlich wie der Beifahrer bemizen wollen. In allen Arbeitsstellungen der Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung ist mittels des Schiebers eine individuelle Temperatureinstellung für jede Fahrzeugseite möglich.

Es versteht sich, daß die durch den Temperierluftkanal der Mischkammer zugeführte Luft gegenüber der Außenluft sowohl aufgeheizt als auch abgekühlt sein kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Luftleitvorrichtung ein Schieber, der einen Teil der Mündung eines Kanals verschließt.

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Vorteilhafterweise ist der Schieber in der Mündung des Temperierluftkanals angeordnet. Dadurch wird die Strömung durch den Frischluftkanal, die bei maximaler erwünschter Lüftung möglichst stark sein soll, nicht beeinträchtigt.

Für eine ausreichende Wirksamkeit des Schiebers genügt, wenn dieser etwa HO % der Breite der Mündung überdeckt. Bevorzugt erstreckt sich die Mündung des Temperierluftkanals über die gesamte Breite der Mischkammer; dadurch werden größtmögliche Temperaturunterschiede zwischen den Seiten der Mischkammer möglich.

Wenn die Mischkammer so angeordnet ist, daß sie den Frischluftkanal verlängert, und der Temperierluftkanal etwa senkrecht zum Frischluftkanal unmittelbar neben diesem in die Mischkammer mündet, verlängert der Schieber vorteilhafterweise die ihm benachbarte Wand des Frischluftkanals. Mit dieser Ausbildung wird eine optimale Wirksamkeit des Schiebers erreicht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:

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Fig. 1 einen vereinfachten senkrechten Schnitt durch eine Temperier- und Lüftungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht der Vorrichtung gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3a Kurven, die die Luftaustrittstemperaturen

fahrer- und beifahrerseitig in Abhängigkeit von der Stellung eines Temperaturdrehknopfes bei verschiedenen Stellungen des Schiebers angeben und

Fig. 3b zu Fig. 3a gehörende Schalterstellungen.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist eine im dargestellten Fall als Heizungsund Beluftungsvorrichtung ausgebildete Temperier- und Belüftungsvorrichtung ein Gehäuse 5 auf, in dessen vorderem Teil ein Radialgebläse 7 angeordnet ist. Im mittleren Teil des Gehäuses 5 schließt sich an den Auslaß 9 cLes Radialgebläses 7 ein im wesentlichen geradliniger Frischluftkanal 11 an, der in eine Mischkammer 13 führt. Ebenfalls vom Auslaß 9 des Radialgebläses 7 in die Mischkammer 13 führt ein Heizkanal 15, in dem ein Wärmetauscher 17 angeordnet ist. Im Auslaß 9 des Radialgebläses befindet sich eine Leitklappe 19, die so verstellbar ist, daß die aus dem Auslaß 9 strömende Luft

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wahlweise nur dem Frischluftkanal 11 oder nur dem Heizkanal 15 oder beiden Kanälen 11 und 15 zugeführt wird. Die Mündung des Heizkanals 15 in die Mischkammer 13 ist mit einer Klappe 21 verschließbar, die mit der Leitklappe 19 gekoppelt ist und den Heizkanal verschließt, wenn diesen auch die Leitklappe 19 verschließt.

Vom oberen Bereich der Mischkammer 13 geht im hinteren Teil des Gehäuses 5 ein Anschluß 23 ab, der sich in eine links- und eine rechtsseitige sowie gegebenenfalls eine mittlere Leitung verzweigt, welche Leitungen zu Entfrosterdüsen für die Windschutzscheibe sowie gegebenenfalls die Seitenscheiben des Fahrzeugs verzweigen. Der Anschluß 23 ist mittels einer Klappe 25 verschließbar.

Der untere Bereich der Mischkammer 13 verzweigt sich über seine gesamte Breite in einen Anschluß 27 und einen Anschluß 29, wobei eine Verteilklappe 31 wahlweise den Anschluß 27 oder den Anschluß 29 verschließt. Vom Anschluß 27 geht nach jeder Seite eine Leitung 33 bzw. 35 ab, die mit fahrer- bzw. beifahrerseitigen Belüftungsdüsen, beispielsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs, verbunden sind. Der Anschluß 29 verzweigt sich in Leitungen, die zu Austrittsdüsen im Fußbereich des Kraftfahrzeuginnenraumes führen.

Die Einstellvorrichtungen für die Klappen 19, 21, 25 und 27 sind nicht dargestellt und an sich bekannter Art.

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In der Mündung des Heizkanals 15 in die Mischkammer 13 ist ein Schieber 37 angeordnet, der quer zur Breite des Heizkanals beispielsweise mittels eines Seilzugs 39 (Fig. 2) beweglich ist. Der Schieber 37 ist so geformt, daß er die ihm benachbarte Innenwand 41 des Frischluftkanals stetig verlängert und überdeckt etwa 30 % bis 45 % der Breite des Heizkanals 15. Der Schieber 37 ist in am Gehäuse 5 ausgebildeten Leisten 43 und 45, die gleichzeitig Anschläge für die Klappen 21, 25 und 31 bilden, geführt, sodaß er denjenigen Teil des Querschnitts des Heizkanals 15, den er entsprechend seiner jeweiligen Lage gerade überdeckt, abdichtet. Die Querschnitte des Auslasses 9, der Kanäle 11 und 15 und der Anschlüsse 23, 27 und 29 sind vorteilhafterweise etwa rechteckig und erstrecken sich über die gesamte Breite des Gehäuses 5, sodaß die Klappen 19, 21, 25 und 31 die zugehörigen Kanäle bzw. Durchlässe sicher verschließen bzw. freigeben und große Strömungsquerschnitte erzielt werden.

Die Funktion der Heizungs- und Belüftungsvorrichtung ist Folgende:

Sei zunächst angenommen, daß sich alle Klappen in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befinden und der Schieber, der in Fig. 3a in einer Zwischenstellung dargestellt ist, in der Mitte der Mündung des Heizkanals 15 ist. Der Wärmetauscher 17 wird ständig von

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warmen Wasser durchspült, sodaß die durch den Heizkanal 15 strömende Luft aufgeheizt wird. Die durch den Frischluftkanal 11
strömende Frischluft, die Außentemperatur hat, vermengt sich in der Mischkammer 13 mit der aus dem Heizkanal 15 austretenden
Warmluft. Dabei "bleibt jedoch eine gewisse Temperaturschichtung von oben nach unten gemäß Fig. 1 erhalten, sodaß relativ kühle
Luft in den Anschluß 23, Luft einer mittleren Temperatur in
den Anschluß 27 und relativ warme Luft in den Anschluß 29 gelangt, was im Fahrzeuginneren zu einer bei Heizbedingungen
optimalen horizontalen Temperaturverteilung führt. Durch Einstellung der Klappen 25 und 31 kann die Luftverteilung zwischen oben und unten verändert werden.

Der Schieber 37 wirkt folgendermaßen:

Befindet der Schieber 37 sich in der Mitte der Austrittsöffnung des Heizkanals 15 und damit in der Mittelebene des Gehäuses, so sind die Strömungsverhältnisse, bezogen auf die Mittelebene,
symmetrisch, was entsprechend auch für die Temperaturverteilung gilt; rechtsseitig und linksseitig herrschen im Fahrzeuginneren die gleichen Temperaturen. Lediglich in der Mitte der Mischkammer 13 ist die Temperatur etwas abgesenkt, da in diesen Bereich keine Warmluft einströmt. In diesen Bereich wird daher verstärkt aus

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dem Frischluftkanal Frischluft einströmen. Es ergibt sich somit ein zur Mitte hin leicht abgesenktes Temperaturprofil, das auch in den Anschlüssen 23, 27 und 29 erhalten bleibt. Wenn von diesen Anschlüssen Leitungen nicht nur seitlich zu den Fahrzeugseiten ausgehen sondern auch im mittleren Bereich zum mittleren Bereich des Fahrzeuginnenraums, so wird diesem mittleren Bereich nicht ganz so warme Luft zugeführt wie den seitlichen Bereichen, ein Effekt, der sehr erwünscht ist, da dort die insbesondere durch die Seitenscheiben bedingte Abkühlung nicht so groß ist und entsprechend nur weniger Heizleistung benötigt wird.

Wird der Schieber 37 nach links verschoben (Fig. 2), so verdeckt er zunehmend die linke Seite des Heizkanals 15, wodurch in diesen Bereich der Mischkammer 13 weniger Warmluft gelangt. Gemäß Fig. 2 strömt somit aus dem linken Bereich der Mischkammer 13 kühlere Luft ab als aus dem rechten Bereich, entsprechend wird die linke Seite des Fahrzeuginnenraums weniger stark geheizt als die iBchte Seite. Die umgekehrten Verhältnisse liegen vor, wenn der Schieber nach rechts verschoben wird.

Die Fig. 3a und 3b erläutern den Betrieb der Heizungs- und Entlüftungsvorrichtung zusammenfassend:

Fig. 3b zeigt oben einen Drehknopf 4-7» der mit den Klappen 19 und 21 zusammenarbeitet und diese in der Stellung 0 so hält,

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daß der Heizkanal 15 geschlossen ist, und in der Stellung 100 so hält, daß der Heizkanal 15 geöffnet ist, sodaß der ständig von Kühlwasser durchströmte Wärmetauscher 17 Luft aufheizt. Die keilförmige Spirale um den Drehknopf 47 symbolisiert den eingestellten Grad der Erwärmung.

In Fig. 3b unten ist ein Schiebeknopf 49 dargestellt, der über den Seilzug 39 mit dem Schieber 37 verbunden ist. Ist der Schiebeknopf 49 nach links gestellt, so bewegt sich auch der Schieber 37 nach links und umgekehrt. Die Keile über dem Schiebeknopf symbolisieren die linksseitige und rechtsseitige Erwärmung. Der Schiebeknopf 49 könnte auch als Überblendregler gleichzeitig mit dem Drehknopf 47 bewegbar in Art einer "Stereowaage" angeordnet sein.

Steht der Schiebeknopf 49 in der Stellung I (Mitte), so ergibt sich linksseitig und rechtsseitig z. b. in den Leitungen 33 und 35 die in Fig. 3a mit I bezeichnete Temperatürkurve, wenn der Drehknopf 47 von 0 nach 100 (Abszisse) gedreht wird.

In der Stellung II des Schiebeknopfes 49 (Mitte links) ergibt sich Folgendes:

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Solange die Klappen 19 und 21 den Heizkanal 15 verschließen (Stellung des Drehknopfes 47 auf O) ist die Lage des Schiebers 37 ohne Einfluß; die Mischkammer wird links- -und rechtsseitig ausschließlich von auf Außentemperatur befindlicher Frischluft durchströmt, die durch den FrischIuftkanal 11 einströmt. Linke und rechte Seite des Fahrzeuginnenraumes werden lediglich mit Frischluft versorgt, wie es z. B. im Sommerbetrieb erforderlich ist. Wenn die Klappen 19 und 21 zunehmend geöffnet werden (Stellung des Drehknopfes 47 zwischen O und 100), wird der Schieber 37 wirksam; der linken Seite der Mischkammer wird weniger Warm- und mehr Frischluft zugeführt als der rechten; die rechte Fahrzeugseite wird entsprechend der Kurve II in Fig. 3a stärker beheizt als die linke Fahrzeugseite, die entsprechend der Kurve IV beheizt wird.

Sobald die Leitklappe 19 in einer Stellung ist, in der sie den Frischluftkanal 11 verschließt, und die Klappe 21 den Heizkanal 15 voll öffnet (Stellung 100 des Drehknopfes 47), hat der Schieber 37 wiederum keinen Einfluß mehr auf die Temperaturverteilung in der Mischkammer 13, da dieser nur noch Warmluft zugeführt wird. Beide Fahrzeugseiten werden etwa gleich stark aufgeheizt.

In der Stellung III des Schiebeknopfes ergeben sich die Kurven II und V für die rechts- und linksseitige Fahrzeugaufheizung;

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in den Stellungen IV und V ergeben sich entsprechend für die rechte Fahrzeugseite die Kurven IV und V und für die linke Fahrzeugseite die Kurven II und III.

Selbstverständlich kann die beschriebene Heizungs- und Lüftungsvorrichtung auch zusammen mit einem Kühlaggregat verwendet werden, das dem Einlaß des Radialgebläses 7 vorgeschaltet ist, und dadurch zu einer Klimaanlage ausgebaut werden.

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Claims

AUDI N3U AUTO UNION 8O7O Ingolstadt, 12.09.1977

Aktiengesellschaft IP 1477 Dr.Ba/L

Postfach 220
8O7O Ingolstadt

Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Patentansprüche:

Temperierungs- und Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Mischkammer, in die ein Frischluftkanal und ein Temperierluftkanal münden, und die sich in Strömungsrichtung der Luft hinter den Mündungen der Kanäle in wenigstens zwei Leitungen verzweigt, von denen die eine zu einer fahrersei tig, die andere zu einer beifahrerseitig im Fahrzeuginnenraum angeordneten Öffnung führt, wobei die Kanäle in einer mittleren Ebene der Mischkammer in diese einmünden und die Leitungen auf je einer Seite der mittleren Ebene abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mündung eines Kanals (Heizkanal 15) in die Mischkammer (13) eine quer zur mittleren Ebene der Mischkammer bewegliche Luftleitvorrichtung (Schieber 37) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitvorrichtung ein Schieber (37) ist, der einen Teil der Mündung eines Kanals (Heizkanal 15) verschließt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (37) in der Mündung des Temperierluftkanals (Heizkanal 15) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (37) etwa 40 % der Breite der Mündung überdeckt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Temperierluftkanals (Heizkanal 15) sich über die gesamte Breite der Mischkammer (13) erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» bei der die Mischkammer den Frischluftkanal verlängert und der Temperierluftkanal etwa senkrecht zum Frischluftkanal unmittelbar neben diesem in die Mischkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (37) die ihm benachbarte Wand (41) des Frischluftkanals (11) verlängert.

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