DE2757415A1

DE2757415A1 - Klimaanlage fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2757415A1
Application number: DE19772757415
Authority: DE
Inventors: Donald E Erickson; Rodney H Volk
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: CA1070113A; JPS5457735A; US4134275A; GB1601628A

Description

PATENTANWALT DIPL. ING. K. HOLZEK PHILIPPINE -WELSEB- STKASSK 14

8900 AUOSItUUO

TELEFON β1β47β TELKK 6332G2 pnicl d

W.912

Augsburg, den 20. Dezember 1977

Thermo King Corporation, Minneapolis, Minnesota 55^20, V.St.A.

Klimaanlage für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Omnibusse, nach dem Oberbegiff des Hauptanspruchs.

Klimaanlagen weisen eine beträchtliche Anzahl von Komponenten, beispielsweise Wärmetauscher in Form von Heiz-, Kühl- und Kondensatorschlangen sowie motorgetriebene Gebläse auf, die zusammen ein erhebliches Gesamtgewicht erreichen. Diese Komponenten sind gewöhnlich in einem auf

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dem Fahrzeugdach Montierten Gehäuse angeordnet oder mittels eines Rahmens in einen besonderen Abteil des Fahrzeugs untergebracht, v/obei jeweils gesonderte Luftströme über die verschiedenen Wärmetauschschlangen geleitet werden. In beiden Fällen muß das Gehäuse bzw. der Rahmen eine ausreichende Festigkeit besitzen, um die verschiedenen Komponenten der Klimaanlage tragen zu können. Aus diesem Grund sind bisher im allgemeinen mehrfach verstrebte Rahmen oder verhältnismäßig schwere Bodenplatten verwendet worden, was sowohl zu ziemlich komplizierten Konstruktionen als auch zu erheblichen Kosten und gesteigertem Gewicht geführt hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art hinsichtlich der tragenden Konstruktion für die verschiedenen Anlagenkomponenten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Anordnung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage, bei welcher die beiden Seitenwände des Gehäuses und die Trennwand zusammen eine im wesentlichen H-förmige Anordnung bilden, enthält eine der beiden im Gehäuseinneren gebildeten

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Kammern die Kondensatorschlange sowie ein Gebläse und die andere Kammer enthält eine Verdampfer- und eine Heizschlange und ein Doppelgebläse. Die genannten Wärmetauschschlangen erstrecken sich quer durch die jeweils betreffende Kammer hindurch und werden von den beiden Seitenwänden des Gehäuses getragen, während die beiden Gebläse an den beiden Seiten der Trennwand jeweils auslegerartig angeordnet sind, so daß die auf den beiden Seiten der Trennwand durch die Gebläse verursachten Belastungen miteinander im Gleichgewicht sind. Diese Anordnung der Gebläse reduziert die Torsionsbeanspruchung der Trennwand auf ein Minimum, während das Gewicht der Motoren der beiden Gebläse über die Trennwand auf die Seitenwände übertragen wird. Die Klimaanlage ist ihrerseits nahe den Fahrzeugseitenwänden entlang diesen auf dem Fahrzeugdach abgestützt, also in einem Bereich, in welchem das Dach in der Lage ist, das Gewicht der Klimaanlage zu tragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig., 1 eine schematische Ansicht einer auf

dem Dach eines Omnibusses montierten Klimaanlage,

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Fig. 2 einen in größerem Maßstab darge

stellten Teil der in Fig. 1 gezeigten Klimaanage,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Klimaanlage

bei abgenommenen Gehäusedeckel,

Fig. k einen Längsschnitt durch die Klima

anlage, und

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus

Fig. 4.

Die als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Klimaanlage umfaßt die üblichen Komponenten, die derart wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, daß sie entweder gekühlte oder erwärmte Luft in einen im wesentlichen geschlossenen Fahrzeugraum zuführen, bei welchen es sich im Falle dieses Ausführungsbeispiels um den Innenraum eines Omnibusses handelt.

Der Kühlkompressor für die Klimaanlage befindet sich außerhalb des auf dem Fahrzeugdach montierten Gehäuses und in einem anderen Teil des Omnibusses, beispielsweise im Motorraum, und ist mit den auf dem Dach angeordneten

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Klimaanlagenkomponenten durch Kühlmittelleitungen verbunden. Außerdem sind Warmwasserleitungen, beispielsweise aus dem Motorraum, mit den Heizschlangen der auf dem Dach angeordneten Klimaanlage verbunden, um diese mit heißem Wasser zu speisen.

Zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung sind in den Zeichnungen lediglich die Wärmetauschschlangen, d. h. die Verdampfer- und Kondensatorschlangen zum Kühlen und die Heizschlangen zum Heizen, sowie die motorgetriebenen Gebläse dargestellt, die Luft über diese Wärmetauschschlangen blasen. Selbstverständlich weist die Klimaanlage darüberhinaus noch weitere Komponenten, beispielsweise Ventile, Steuerorgane, Sammler und Trockner auf, wie sie bei Fahrzeugklimaanlagen typischerweise Anwendung finden, jedoch sind diese weiteren Komponenten leicht und an irgendeinem geeigneten Ort der Anlage angebracht und für die Beschreibung der Erfindung ohne Bedeutung.

Die in Fig. 1 dargestellte Klimaanlage 10 ist auf dem Dach 12 eines Omnibusses angeordnet, das sich zwischen den beiden Seitenwänden des Omnibusses im wesentlichen ohne dazwischenliegende Unterstützung erstreckt. Die Klimaanlage weist ein Gehäuse I¹J auf, das sich im wesentlichen über die ganze Breite des Omnibusses erstreckt und mittels zwei

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Trägerschienen l6 auf dem Omnibusdach abgestützt ist, die nahe den Seitenwänden des Omnibusses, also in den ohne übermäßige Spannungen oder Verformungen tragfähigen Bereichen des Daches an diesem angeschraubt oder angeschweißt sind. Die Trägerschienen 16 sind an der Unterseite des Gehäuses IM entlang dessen beiden Seitenwänden 18 befestigt. Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, verbindet ein Lufteinlaßkanal 20 den Innenraum des Omnibusses mit dem Gehäuse IM, um Luft aus dem Omnibus in die Klimaanlage einzuleiten, die in der unten noch beschriebenen Weise über die Heizoder Kühlschlangen geleitet und erwärmt oder gekühlt durch seitliche Kanäle 22 wieder in den Innenraum des Omnibusses zurückgeleitet wird.

Fig. 2 zeigt, daß bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Trägerschienen 16 an einem nach innen gebogenen Flansch 2¹I zweier dünner, senkrechter Metallplatten befestigt sind, welche die beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände 18 des Gehäuses bilden. Diese Seitenwände 18 bilden, wie nachstehend noch erläutert wird, die Haupttragkonstruktion für die innerhalb des Gehäuses untergebrachten Komponenten der Klimaanlage, so daß das Gewicht der Klimaanlage nur über diese Seitenwände übertragen wird.

Gemäß den Fig. 3 und ¹J erstrecken sich die beiden Ö098U/0594

Seitenwände l8 über die ganze Länge des Gehäuses 14 und sind im wesentlichen in ihrer Mitte durch eine Trennwand 26 miteinander verbunden, die sich über die gesamte Gehäusebreite erstreckt und an den beiden Seitenwänden jeweils in einem Flansch 28 endigt, der an die betreffende Seitenwand angeschweißt ist. Diese Trennwand 26 unterteilt den Gehäuseinnenraum in eine Kammer 30, die an ihrem offenen Ende durch ein Lufteinlaßgitter 32 begrenzt ist, und in eine Kammer 34, die an ihrem Ende durch eine Stirnwand 36 abgeschlossen ist. Die Kammer 30 beherbergt die Kondensatorschlage 38, die mit ihren beiden Enden in Halterahmen 4o gehaltert ist und deren Rohre quer durch das Gehäuse hindurchverlaufen. Die Rahmen 40 sind an Halteschienen 42 befestigt, die ihrerseits an den Seitenwänden 18 angeschweißt sind.

Ein außerdem in der Kammer 30 angeordnetes Gebläse ist auslegerartig mittels einer Motorhalterung 46 an der Trennwand 26 befestigt.

Die andere Kammer 34 beherbergt die Verdampferschlange 48 und die Heizschlange 50 der Klimaanlage. Die Enden dieser Verdampfer- und Heizschlangen sind in Rahmen und 54 gehaltert, die an vertikalen Winkeln 56 befestigt sind, die ihrerseits beispielsweise durch Schweißen mit den

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Seitenwänden 18 verbunden sind. Die Rohre der Verdampferund Heizschlangen verlaufen quer durch das Gehäuse.

Außerdem ist in der Kammer 34 ein Motor 58 auslegerartig mittels einer Halterung 60 an der Trennwand 26 befestigt. Dieser Motor 58 ist im wesentlichen bezüglich des Gebläses 44 ausgerichtet, das in der erstgenannten Kammer untergebracht ist, so daß sich die beiden beiderseits der Trennwand 26 gehalterten Motoren gegenseitig das Gleichgewicht halten und ihr Gesamtgewicht im wesentlichen ohne Torsionsbeanspruchungen durch die Trennwand auf die Seitenwände 18 übertragen wird.

Ferner beherbergt die zweite Kammer 34 zwei Gebläseschnecken 62, die jeweils ein Zentrifugalgebläserad 64 aufnehmen und jeweils unter Freilassung eines Abstands 66 für die Gebläseradlager 68 mittels geeigneter, an den Seitenwänden 18 angeschweißter Haltewinkel 56 und 65 an einer der beiden Seitenwände befestigt sind. Der Motor 58 treibt beide Gebläseräder 64 über Wellen 70 an, die auf beiden Seiten des Motors mit der Motorwelle gekuppelt sind, Die Trennwand 26 ist außerdem mit Durchbrüchen 72 (siehe Fig. 2) versehen, durch welche hindurch die Auslässe der beiden Gebläseschnecken in Auslaßkanäle 74 führen, die durch die vordere Kammer 30 hindurch verlaufen und die

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erwärmte oder gekühlte Luft in die im Omnibus befindlichen Kanäle 22 hineinleiten.

Ein Gehäusedeckel 76 erstreckt sich vorn vorderen Gitter 32 zur hinteren Stirnwand 36 und über die gesamte Gehäusebreite und weist nach unten umgebogene Ränder 78 (Fig. 2) auf, die mit vertikalen Ansätzen 80 der beiden Seitenwände l8 jeweils eine entlang dieser verlaufende wasserdichte Dichtung bilden. Der Gehäusedeckel weist eine bezüglich des Gebläses 44 in der ersten Kammer 30 ausgerichtete Öffnung auf. In Verbindung mit dem als Lufteinlaß in diese Kammer dienenden Gitter 32 ist also ein Luftströmungsweg durch die Kammer hindurch gebildet, um die Kondensatorschlange 42 mit Kühlluft zu versorgen.

Eine im wesentlichen ebene Bodenplatte 82 bildet den Boden der beiden Gehäusekammern und erstreckt sich quer über die Gehäusebreite. Die Bodenplatte 82 liegt mit ihren seitlichen Rändern auf den nach innen gebogenen unteren Flanschen 24 der Seitenwände l8 auf und ist mit diesen verschweißt, und der vordere Rand der Bodenplatte wird vom vorderen Gitter 32 gehalten, während der hintere Rand der Bodenplatte auf einem nach innen gebogenen Flansch der hinteren Stirnwand 36 aufliegt. Die Bodenplatte 82 weist eine Aussparung 86 auf, durch welche aus dem Inneren

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des Omnibusses durch den Einlaßkanal 20 geförderte Rückluft in die zweite Kammer 34 eintritt, und ist außerdem mit zwei Durchbrüchen im Bereich der ersten Kammer versehen, durch welche Luft aus den Zentrifugalgebläsen in den Innenraum des Omnibusses zurückgeleitet wird. Darüberhinaus ist eine Versteifungsschiene 90 in der ersten Kammer 30 über die Bodenplatte geschweißt und außerdem trägt die Bodenplatte eine kleine Grundplatte 90 zur Halterung verhältnismäßig leichter Komponenten wie beispielsweise Kühlventile, Trockner, einen Sammler, Steuerorgane und dergleichen mit minimalem Gewicht. Mit Ausnahme der Grundplatte 90 trägt die Bodenplatte keine der im Gehäuse 14 untergebrachten Komponenten.

Der Bodenteil in der zweiten Kammer 34 trägt keine der darin untergebrachten Komponenten. Unterhalb der Verdampfer- und Heizschlangen 48 und 50 ist ein Tropfblech 92 angeordnet, um von diesen Schlangen abtropfendes Kondensat aufzufangen. Das Tropfblech erstreckt sich quer über die ganze Kammerbreite und wird von den an den Seitenwänden befestigten Haltewinkeln 56 gehalten.

In Fig. 5 sind die Motorhalterungen 46 und 60 für das Gebläse 44 und den Motor 58 mehr im einzelnen dargestellt. Gemäß Fig. 5 ist die Trennwand 26 an ihrem oberen

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Rand mit zwei rechtwinkligen Falzen versehen, wodurch ein versetzter senkrechter Teil 9¹» gebildet ist, der eine Dichtung 96 trägt, die dichtend am Gehäusedeckel 76 anliegt und die Verdampferkammer 34 abdichtet. Von diesem abgestuften oberen Ende aus verläuft die Trennwand 26 vertikal nach unten und bildet eine die beiden Kammern voneinander trennende Platte, die an ihrem unteren Ende rechtwinklig umgebogen ist und den Boden 82 der ersten Kammer 30 bildet.

Eine obere, L-förmige Winkelleiste 98 ist am oberen Teil der Trennwand 26 befestigt und ragt über diese hinaus, so daß sein horizontaler Schenkel 98a im wesentlichen bündig mit der Oberseite der Dichtung 96 ist und eine Auflage für den Gehäusedeckel 76 bildet, der daran in geeigneter Weise befestigt ist.

Eine weitere, im Querschnitt L-förmige Winkelleiste 100 ist am vertikalen Schenkel 98b der Winkelleiste 98 befestigt und erstreckt sich horizontal über einen Teil der Gehäusebreite. Ein U-förmiger Winkel (siehe Fig. 3) ist mit den oberen Kanten der freien Enden seiner Schenkel 102a an der oberen Winkelleiste 100 angeschweißt und mit den unteren Kanten der freien Enden seiner Schenkel an einer unteren, L-förmigen Winkelschiene

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befestigt, deren einer Schenkel an der Trennwand 26 anliegt und deren anderer Schenkel auf dem Boden 82 der Kammer 30 liegt. Auf diese Weise ist die Halterung 102 mit Abstand vom Kammerboden an der Trennwand gehaltert.

Zwei wiederum aus L-förmigen Winkelleisten gebildete Streben 106 verlaufen jeweils von einer Seite des Mittelteils 102b der U-förmigen Halterung nach hinten und oben und sind beispielsweise durch Schweißen an der oberen Winkelleiste 100 angeschweißt, um die Aufhängung der Halterung 102 weiter zu verbessern. Das Gebläse M4 ist beispielsweise mittels Schrauben 108 an der Halterung befestigt, indem der Motorhaltering 110 am Mittelteil 102b der Halterung 102 befestigt ist.

Der Motor 58 ist ebenfalls mittels einer im wesentlichen U-förmigen Halterung 112 montiert, die zwei an freien Enden ihrer U-Schenkel nach außen gebogene Flansche H¹I aufweist, die an ihren oberen Enden an einem streifenförmigen Teil 116 anliegen und mittels Schrauben an der Trennwand 26 befestigt sind. Das streifenförraige Teil 116 liegt unmittelbar gegenüber den Schenkeln 98b und 100b der beiden oberen Winkelleisten 98 und 100, die das Gebläse 44 tragen, so daß die das streifenförmige Teil haltenden Schrauben 118 auch durch die genannten

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Schenkel der Winkelleisten hindurch verlaufen. Die beiden Motoren sind also mittels der gleichen Befestigungsmittel beiderseits der Trennwand befestigt, so daß sie sich gegenseitig gewichtsmäßig ausgleichen und Torsionsbeanspruchungen der Trennwand durch die auslegerartige Anordnung der Motoren minimal gehalten werden. Die freien Enden der Halterung 112 liegen in ihrem unteren Bereich an einem nach oben ragenden Flansch 120 einer Platte 121 an, die den Boden 82 der zweiten Kammer 34 bildet. Dabei dienen wiederum die gleichen Schrauben 122 zur Befestigung der Halterung 102 des Gebläses 44 und der Halterung 112 für den Motor 58 an der Trennwand 26. Der Motor 58 ist am Mittelteil 112b der Halterung 112 angeschraubt.

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L e e r s e i t e

Claims

PAIBHTAAWA

Dipl. ing. K. HOLZEB

IPPIHI-V"'¹¹¹- ΒΤΒΑββΒ 14

AUGSBURG

Patentansprüche

IJ Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Omnibusse, mit einem Gehäuse und darin angeordneten Wärmetauschern und Gebläsen, wobei das Gehäuse zwei einander gegenüberliegende Seitenwände aufweist und der dazwischenliegende Gehäuseinnenraum in zwei Kammern zur Aufnahme jeweils verschiedener Wärmetauscher und Gebläse unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (30, 34) durch eine zwischen den beiden Seitenwänden (18) quer durch den Gehäuseinnenraum hindurchverlaufende und mit den beiden Seitenwänden verbundene Trennwand (26) voneinander getrennt sind, daß weiter sämtliche Wärmetauscher (38, 48) und die Trennwand im wesentlichen vollständig von den beiden Seitenwänden (18) getragen sind und daß eines (44) der Gebläse und der Motor (58) eines anderen Gebläses (58, 62, 64) im wesentlichen vollständig von der Trennwand getragen und derart beiderseits dieser Trennwand angeordnet sind, daß sie gegenseitig im Gleichgewicht befindliche Belastungen auf den beiden Seiten der Trennwand bilden.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (26) im wesentlichen in den Längenmitten der Seitenwände (18) mit diesen verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher eine in einer (30) der beiden Kammern angeordnete Kondensatorschlange (38) und eine in der anderen Kammer (34) angeordnete Verdampferschlange (48) aufweisen.
4. Klimaanlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen weiteren Wärmetauscher, der als Heizschlange (50) ausgebildet und in der anderen Kammer (34) angeordnet ist und im wesentlichen vollständig von den Seitenwänden (18) getragen wird.
5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte andere Gebläse den Motor und zwei von diesem angetriebene Zentrifugalgebläseeinheiten (62, 64) aufweist, die beiderseits des Motors (58) in Richtung zu den Seitenplatten (18) hin mit Abstand vom Motor angeordnet und im wesentlichen vollständig von der jeweils benachbarten Seitenwand getragen werden.
6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (26) einen unteren horizontalen Ansatz (82) aufweist, der den Boden einer (30) der beiden Kammern bildet, und daß an diesem Ansatz eine sich nach der anderen Seite der Trennwand erstreckende

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horizontale Platte (121) befestigt ist, die den Boden der anderen Kammer (3*0 bildet.
7. Klimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwände (18) jeweils nach innen weisende untere Flansche (24) aufweisen, an welchen der genannte horizontale Ansatz (82) der Trennwand und die an ihm befestigte horizontale Platte (121) mit ihren Rändern befestigt sind.
8. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das genannte eine Gebläse (44) auslegerartig an der Trennwand (26) montiert ist.
9. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (58) des anderen Gebläses auslegerartig an der Trennwand (26) montiert ist.
10. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das genannte eine Gebläse (44) und der Motor (58) des genannten anderen Gebläses jeweils an Haltewinkeln (102, 60) befestigt sind, die ihrerseits auf beiden Seiten der Trennwand im wesentlichen miteinander fluchtend angebracht sind.

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11. Klimaanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lialtewinkel (60, 102) mittels ihren gemeinsamen Befestigungselementen an der Trennwand befestigt sind.
12. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit, mit den Seitenwänden (18) jeweils im wesentlichen in einer Ebene liegenden Trägern (16) auf dem Fahrzeugdach montierbar ist.
13. Klimaanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (16) jeweils einen Flansch zur Befestigung am Fahrzeugdach aufweisen und daß der Abstand zwischen den Flanschen der beiden Träger nahezu dem Abstand zwischen den Fahrzeugseitenwänden entspricht.

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