DE3541263A1 - Klimaanlage fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Unter Klimaanlage wird eine solche Einrichtung im Fahrzeug verstanden, mit welcher die Temperatur im Innenraum eines Fahrzeuges auf eine vorgewählte Innenraumtemperatur ein­ gestellt und in Grenzen konstant gehalten wird. Dabei kann es sich sowohl um eine reine Heizungsanlage, bei welcher der Innenraum auf eine vorgegebene Temperatur aufgewärmt wird, als auch um eine kombinierte Heiz-/ Kühlanlage handeln, bei welcher auch bei hohen Außen­ temperaturen der Innenraum des Fahrzeugs auf eine unter der Außentemperatur liegende Innentemperatur abgekühlt werden kann.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE-OS 30 45 893) wird die selbsttätige Regelung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges dadurch bewirkt, daß die außerhalb des Luftverteilergehäuses in einem Bypaß angeordnete Luftstrahlpumpe mit der Lufteinström­ öffnung ihres Venturirohres auf der Druckseite des Ge­ bläses durch das Gebläsegehäuse hindurch in den Gebläse­ luftstrom hineinragt. Ein geringer Teil der Gebläseluft durchströmt damit das Venturirohr und erzeugt an dessen Luftausströmöffnung einen Unterdruck, der über den Luft­ ansaugstutzen Luft aus dem Innenraum ansaugt. Diese Innen­ raumluft wird zusammen mit der das Venturirohr verlassen­ den Gebläse-Frischluft einem Wärmefühler einer Regelein­ richtung zugeführt. Je nach Temperatur der Innenraumluft der Frischluft ergibt sich für die den Wärmefühler be­ aufschlagende Mischluft eine entsprechende Mischtempe­ ratur. Je nach Temperatur der Mischluft gibt der Wärme­ fühler den durch einen Sollwertgeber bestimmten Öffnungs­ querschnitt einer Düse mehr oder weniger frei. Der durch die Düse erzeugte Unterdruck steuert einen Stellmotor für Steuerklappen im Luftverteilergehäuse.

Bei einer solchen Luftstrahlpumpe zum Abfühlen der Innen­ raumtemperatur werden relativ viele Teile benötigt, was sich insbesondere in den Montagekosten niederschlägt. Der für die Luftstrahlpumpe erforderliche Bypaß bedingt zu­ sätzlichen Bauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaan­ lage der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine Verringerung der Einzelbauteile für die Innenraumtempera­ turabfühlung und im Hinblick auf eine Verringerung des Einbauvolumens zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einer Klimaanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß durch die Integration der Luftstrahlpumpe im Gebläse ohnehin vorhandener Bauraum genutzt und damit kein zu­ sätzlicher Einbauraum für die Luftstrahlpumpe benötigt wird. Durch die Integration lassen sich auch Teile der Luftstrahlpumpe einstückig mit dem Gebläsegehäuse ferti­ gen, so daß die Zahl der notwendigen Einzelbauteile we­ sentlich reduziert und damit der Montageaufwand gesenkt wird. Durch die Anordnung des Temperaturfühlers im Bereich des Ansaugstutzens und die Anordnung der Luftauslaßöff­ nung der Luftstrahlpumpe im Gebläsestrom wird die Innen­ raumtemperatur zuverlässig erfaßt; denn durch den Gebläse­ strom entsteht am Ausgang der Luftstrahlpumpe ein Sog, der die Strömungsgeschwindigkeit der über den Temperatur­ fühler angesaugten Innenraumluft nahezu konstant und un­ abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit hält. Die durch die Luftstrahlpumpe vom Innenraum und vom Gebläsestrom abgeschöpfte Luft wird noch im Gebläse dem Gebläsestrom wieder zugeführt und somit der klimatischen Aufbereitung durch Verdampfer und Wärmetauscher mit unterzogen.

Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2-7.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Dar­ stellung:

Fig. 1 einen Querschnitt von Gebläse und Luft­ verteilerkasten, letzterer ausschnitt­ weise, einer Klimaanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Gebläses einer Klimaanlage gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 3 eine Ansicht des Gebläsegehäuses in Rich­ tung Pfeil III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Gebläses einer Klimaanlage gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 5 einen Längsschnitt von Gebläse und Luft­ verteilerkasten, letzterer ausschnittweise, einer Klimaanlage gemäß einem vierten Aus­ führungsbeispiel.

Von einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ist in Fig. 1 ein Gebläse 10 zur Förderung von Frischluft in einen mit 11 angedeuteten Innenraum eines Kraftfahrzeugs und ausschnittweise ein Luftverteilerkasten 12 dargestellt, in welchem mit 13 ein Wärmetauscher zum Aufheizen der vom Gebläse 10 geförderten Frischluft angedeutet ist. Zur Regelung der Temperatur des Innenraums 11 ist ein Tempera­ turfühler 14 zur Erfassung der Istraumtemperatur vorge­ sehen. Hierzu wird ein möglichst konstanter Luftstrom der Innenraumluft über den Temperaturfühler 14 geführt. Dieser Luftstrom der Innenraumluft wird mittels einer Luftstrahlpumpe 15 erzeugt, die in dem Gebläse 10 inte­ griert ist.

Wie aus den in Fig. 1 angedeuteten Strömungspfeilen zu erkennen ist, ist das Gebläse 10 als sog. Axialgebläse ausgebildet und weist einen zylindrischen Läufer 16 auf, der von einem zylindrischen Gehäuse 17 mit Radialabstand umgeben ist, so daß sich zwischen Läufer 16 und Gehäuse 17 ein zirkularer Luftströmungskanal 20 ausbildet. Das Ge­ häuse 17 hat eine Lufteintrittsöffnung 18, die sich quer zur Achse 30 des Läufers 16 bzw. des Gehäuses 17 erstreckt und im folgenden als axiale Lufteintrittsöffnung 18 be­ zeichnet wird, und eine tangentiale Luftaustrittsöffnung 19, deren Achse etwa tangential zum Gehäuse 17 verläuft. An der tangentialen Luftaustrittsöffnung 19 schließt sich der Luftverteilerkasten 12 an. In allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Gebläse als ein solches Axialgebläse ausgebildet.

Die Luftstrahlpumpe 15 weist ein Venturirohr 21, das von dem vom Gebläse erzeugten Luftstrom, im folgenden Gebläse­ strom genannt, beaufschlagt wird, und ein dem Venturirohr 21 zugeordneten Luftansaugstutzen 22 auf, der mit dem Innenraum 11 des Fahrzeugs in Verbindung steht. Aufbau und Wirkungsweise einer solchen Luftstrahlpumpe sind be­ kannt, so daß hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. In den weiteren Ausführungsbeispielen der Klima­ anlage ist die Luftstrahlpumpe in gleicher Weise ausge­ bildet.

Die in Fig. 1 zu sehende Luftstrahlpumpe 15 ist ebenso wie in allen weiteren Ausführungsbeispielen im Gebläse 10 derart integriert, daß ihre Luftauslaßöffnung 23 im Gebläsestrom liegt. Wie in Fig. 1 ist auch in allen weiteren Ausführungsbeispielen der Temperaturfühler 14 so angeordnet, daß er von der über den Luftansaugstutzen 22 von der Luftstrahlpumpe 15 aus dem Innenraum 11 abge­ saugten Innenraumluft beaufschlagt wird. Hierzu ist der Luftansaugstutzen 22 über einen Schlauch 24 mit einer im Innenraum 11 mündenden Absaugdüse 25 verbunden, in deren Lufteintrittsbereich der Temperaturfühler 14 ange­ ordnet ist.

In der Klimaanlage gemäß Fig. 1 ist das Venturirohr 21 im - in Strömungsrichtung gesehen - vorderen Bereich des zwischen Gehäuse 17 und Läufer 16 gebildeten zirku­ laren Luftströmungskanals 20 unmittelbar an der Innenwand des Gehäuses 17 derart angeordnet, daß es sich in Längs­ richtung des Luftführungskanals 20 erstreckt und mit sei­ ner Lufteinströmöffnung 26 nahe der tangentialen Luftaus­ trittsöffnung 19 im Gehäuse 10 liegt und zu dieser hin­ weist. Der Luftansaugstutzen 22 ist etwa radial durch das Gehäuse 17 des Gebläses 10 hindurchgeführt und mündet un­ mittelbar an der verengten Luftausströmöffnung 27 des Venturirohrs 21. Ein entsprechend geformter Gehäusesteg 28 bildet mit der Innenwand des Gehäuses 17einen der Luftaus­ strömöffnung 27 des Venturirohrs 21 und der Mündung des Luftansaugstutzens 22 vorgesetzten Strömungskanal 29, des­ sen Mündung die Luftauslaßöffnung 23 der Luftstrahlpumpe 15 bildet.

Bei dem vorstehend beschriebenen Einbau der Luftstrahl­ pumpe 15 in das Gebläsegehäuse 17 wird ein kleiner Teil der über die Lufteintrittsöffnung 18 angesaugten Frisch­ luft durch das Venturirohr 21 der Luftstrahlpumpe 15 ge­ drückt. Durch den sich drehenden Läufer 16 entsteht zusätz­ lich an der Luftauslaßöffnung 23 der Luftstrahlpumpe 15 ein Sog, der die Luft beim Durchströmen des Venturi­ rohrs 21 bzw. der Luftstrahlpumpe 15 unterstützt. Der an der Mündung des Luftansaugstutzens 22 und der an der Luftauslaßöffnung 23 der Luftstrahlpumpe 15 ent­ stehende Unterdruck saugt über den Luftansaugstutzen 22 Innenraumluft an, die damit über den Temperaturfühler 14 strömt. An der Luftauslaßöffnung 23 der Luftstrahlpumpe 15 wird die vom Gebläsestrom abgeschöpfte Frischluft und die aus dem Innenraum 11 abgesaugte Innenraumluft dem Gebläsestrom wieder zugeführt, die dann zusammen mit der weiteren Gebläseluft in den Luftverteilerkasten 12 einströmt.

Die in Fig. 2 und 3 ausschnittweise dargestellte Klima­ anlage stimmt weitgehend mit der zu Fig. 1 beschriebene Klimaanlage überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen, um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Der Unter­ schied des Ausführungsbeispiels in Fig. 2 und 3 besteht in der Anordnung der Luftstrahlpumpe 115 im Gebläse 110. Die Luftstrahlpumpe 115 ist hier in der axialen Luftein­ trittsöffnung 118 des Gebläsegehäuses 117 derart ange­ ordnet, daß die Achsen ihrer Luftauslaßöffnung 123 und ihres Luftansaugstutzens 122 etwa parallel zur Gebläse­ achse verlaufen, die koinzident ist mit der Achse 130 des Läufers 116. Der Luftansaugstutzen 122 ist wiederum über einen aufsteckbaren Schlauch 124 mit dem hier nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Innenraum verbunden. Das Venturirohr 121 ist so geformt, daß es mit seiner Luft­ einströmöffnung 126 in den zwischen Gehäuse 117 und Läu­ fer 116 gebildeten zirkularen Luftströmungskanal 120 hineinragt, wobei die Lufteinströmöffnung 126 quer zur Längsrichtung des Luftströmungskanals 120, dem Gebläse­ strom entgegengerichtet angeordnet ist. Die Lufteinström­ öffnung 126 des Venturirohrs 121 befindet sich dabei im Ausgangsbereich des Luftströmungskanals 120, nahe der tangentialen Luftaustrittsöffnung 119 des Gehäuses 117. Die Luftstrahlpumpe 115 ist an einem Ringeinsatz 131 befestigt, der am Gehäuse 117 des Gebläses in dessen Lufteintrittsöffnung 118 gehalten ist.

Bei diesem Einbau der Luftstrahlpumpe 115 ragt die Lufteinströmöffnung 126 des Venturirohrs 121 gegen die Stromrichtung der vom Gebläse 110 angesaugten Frisch­ luft und wird von einem geringen Teil dieser durch­ strömt. Die Luftauslaßöffnung 123 der Luftstrahlpumpe 115 liegt noch im Ansaugbereich des Gebläses 110, und zwar in Luftströmungsrichtung, und unterliegt somit ständig der Sogwirkung des Gebläseläufers 116 (bei abgeschaltetem Gebläse 110 ist durch den nur vorhandenen Staudruck die Sogwirkung geringer). Im übrigen ist die Wirkungsweise der Luftstrahlpumpe bezüglich des Abfüh­ lens der Lufttemperatur im Kraftfahrzeug-Innenraum iden­ tisch wie zu Fig. 1 beschrieben. Das in Fig. 4 im Längsschnitt und ausschnittweise darge­ stellte dritte Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage stimmt wiederum bis auf die Anordnung der Luftstrahlpumpe 215 mit den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispielen überein, so daß gleiche Bauelemente mit den gleichen, jedoch um 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Die Luftstrahlpumpe 215 ist hier - wie in dem Aus­ führungsbeispiel in Fig. 2 und 3 - in der axialen Luft­ eintrittsöffnung 218 des Gebläsegehäuses 217 derart ange­ ordnet, daß die Achsen ihrer Luftauslaßöffnung 223 und ihres Venturirohrs 221 parallel zur Gebläseachse bzw. der Achse des Läufers 216 verlaufen. Der Luftansaugstutzen 222 der Luftstrahlpumpe 215 strebt radial von dem Venturirohr 221 weg, und zwar unmittelbar vor der Lufteintrittsöffnung 218. Er ist wiederum über einen Aufsteckschlauch 224 mit dem Kraftfahrzeug-Innenraum 211 verbunden, wobei der Aufsteck­ schlauch 224 dort auf einer Absaugdüse 225 aufgesetzt ist, in deren Ansaugbereich der Temperaturfühler 214 liegt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Lufteinströmöffnung 226 des Venturirohrs 221 und die Luftaustrittsöffnung 223 der Luftstrahlpumpe 215 im An­ saugbereich des Gebläses 210. Bei dem beschriebenen Einbau wird ein Teil der Frischluft durch die Luftstrahlpumpe 215 ausschließlich angesaugt. Es besteht nur eine Sogwirkung durch den Läufer 216 im Bereich der Lufteintrittsöffnung 223. Die Luftstrahlpumpe 215 ist vollständig im Gebläsege­ häuse 117 integriert.

Die in Fig. 5 ausschnittweise dargestellte Klimaanlage stimmt wiederum weitgehend mit den vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispielen überein, so daß gleich Bau­ teile mit gleichen, um 300 erhöhten Bezugszeichen ver­ sehen sind. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 ist hier die gleich ausgebildete Luftstrahlpumpe 315 auf der Druckseite des Gebläses 310 montiert. Hier­ bei ist die Luftstrahlpumpe 315 in der tangentialen Luft­ austrittsöffnung 319 des Gebläsegehäuses 317 derart ange­ ordnet, daß die Achsen ihrer Luftauslaßöffnung 323 und ihres Venturirohrs 321 etwa parallel zur Achse der tan­ gentialen Luftaustrittsöffnung 319, also quer zur Achse 330 des Läufers 316 verlaufen. Auch hier erstreckt sich der Luftansaugstutzen 322 rechtwinklig zu dem Venturi­ rohr 321 und ist parallel zur Achse 330 des Läufers 316 aus dem Gehäuse 317 herausgeführt. Ein auf dem Ansaug­ stutzen 322 aufgesteckter Schlauch 324 verbindet die Luft­ strahlpumpe 315 wiederum mit dem Innenraum des Kraftfahr­ zeuges.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Luftstrahlpumpe 315 wiederum vollständig in dem Gebläsegehäuse 317 integriert.

Die vom Gebläse 310 angesaugte und durch die Luftaus­ laßöffnung 319 hindurchgedrückte Frischluft wird zu einem geringen Teil durch die Luftstrahlpumpe 315 hindurch­ gedrückt. Eine zusätzliche Sogwirkung des Läufers 316 auf die Luftstrahlpumpe 315 wie z.B. in Fig. 1 ist nicht vorhanden.

Claims (7)

1. Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahr­ zeuge, mit einem Gebläse zur Förderung von Frisch­ luft in den Fahrzeug-Innenraum, mit einem Temperatur­ fühler zum Erfassen der Innenraumtemperatur und mit einer Luftstrahlpumpe zur Erzeugung eines Luftstro­ mes über den Temperaturfühler, die ein von dem Ge­ bläsestrom beaufschlagtes Venturirohr und einen die­ sem zugeordneten, mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Luftansaugstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrahlpumpe (15; 115; 215; 315) im Gebläse (10; 110; 210; 310) derart integriert ist, daß ihre Luftauslaßöffnung (23; 123; 223; 323) im Gebläsestrom liegt, und daß der Tempera­ turfühler (14; 214) so angeordnet ist, daß er von der über den Luftansaugstutzen (22; 122; 222; 322) angesaug­ ten Innenraumluft beaufschlagt wird.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher das Ge­ bläse als Axialgebläse mit einem einen Läufer mit Radialabstand umgebenden zylindrischen Gehäuse aus­ gebildet ist, das eine zum Läufer axiale Luft­ eintrittsöffnung und eine zum Läufer tangentiale Luftaustrittsöffnung aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Venturirohr (21) im in Strömungsrichtung gesehen vorderen Bereich des zwischen Gehäuse (17) und Läufer (16) gebildeten zirkularen Luftströmungskanals (20) unmittelbar an der Innenwand des Gehäuses (17) derart angeordnet ist, daß es sich in Längsrichtung des Luftströmungs­ kanals (20) erstreckt und mit seiner Lufteinström­ öffnung (26) zur tangentialen Luftaustrittsöffnung (19) des Gehäuses (17) hinweist, und daß der Luft­ ansaugstutzen (22) etwa radial durch das Gehäuse (17) hindurchgeführt ist (Fig. 1).

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher das Gebläse als Axialgebläse mit einem einen Läufer mit Ra­ dialabstand umgebenden zylindrischen Gehäuse ausge­ bildet ist, das eine zum Läufer axiale Lufteintritts­ öffnung und eine zum Läufer tangentiale Luftaustritts­ öffnung aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftstrahlpumpe (115) in der axialen Lufteintrittsöffnung (118) des Gehäuses (117) derart angeordnet ist, daß die Achsen ihrer Luftauslaßöff­ nung (123) und ihres Luftansaugstutzens (122) etwa parallel zur Gebläseachse (130) verlaufen, daß der Luftansaugstutzen (122) über einen aufsteckbaren Schlauch (124) mit dem Fahrzeug-Innenraum ver­ bunden ist und daß das Venturirohr (121) so ge­ formt ist, daß es mit seiner Lufteinströmöffnung (126) in den zwischen Gehäuse (117) und Läufer (116) gebildeten zirkularen Luftströmungskanal (120) hinein­ ragt und daß seine Lufteinströmöffnung (126) quer zur Längsrichtung des Luftströmungskanals (120) aus­ gerichtet ist (Fig. 2 und 3).

4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lufteinströmöff­ nung (126) des Venturirohrs (121) im Ausgangsbe­ reich des Luftströmungskanals (120) nahe der tangen­ tialen Luftaustrittsöffnung (119) des Gehäuses (117) liegt.

5. Klimaanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrahl­ pumpe (115)an einem Ringeinsatz (131) befestigt ist, der in der Lufteintrittsöffnung (118) am Gebläsege­ häuse (117) gehalten ist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher das Gebläse als Axialgebläse mit einem einen Läufer mit Radial­ abstand umgebenden zylindrischen Gehäuse ausgebildet ist, das eine zum Läufer axiale Lufteintrittsöffnung und eine zum Läufer tangentiale Luftaustrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftstrahlpumpe (215) in der axialen Lufteintrittsöffnung (218) des Gebläsegehäuses (217) derart angeordnet ist, daß die Achsen ihrer Luftaus­ laßöffnung (223) und ihres Venturirohres (221) etwa parallel zur Gebläseachse (230) verlaufen, und daß der Luftansaugstutzen (222) der Luftstrahlpumpe (215) hierzu etwa radial, vorzugsweise unmittelbar vor der Lufteintrittsöffnung (218), wegstrebt (Fig. 4).

7. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher das Ge­ bläse als Axialgebläse mit einem einen Läufer mit Radialabstand umgebenden zylindrischen Gehäuse aus­ gebildet ist, das eine zum Läufer axiale Luftein­ trittsöffnung und eine zum Läufer tangentiale Luft­ austrittsöffnung aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftstrahlpumpe (315) in der tangentialen Luftaustrittsöffnung (319) des Gebläsegehäuses (317) derart angeordnet ist, daß die Achsen ihrer Luftauslaßöffnung (323) und ihres Venturirohres (321) etwa parallel zur Achse der tan­ gentialen Luftaustrittsöffnung (319) des Gehäuses (317) verlaufen, und daß der Luftansaugstutzen (322) der Luftstrahlpumpe (315) etwa hierzu rechtwinklig aus dem Gehäuse (317) herausgeführt ist (Fig 5).