DE4305253C2 - Heiz- und Belüftungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heiz- und Belüftungseinrich­ tung für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen, welche eine mit in den Fahrgastraum führenden Luftauslässen ver­ bundene Mischkammer hat, der Luft von einem Gebläse je nach Stellung einer Regulierklappe über einen mit einen Wärmetauscher versehenen Warmluftkanal und/oder einem Kaltluftbypass zuführbar ist, wobei die Regulierklappe auf ihrer beim Absperren des Warmluftkanals dem Kaltluft­ bypass zugewandten Seite zwei in den Kaltluftkanal ra­ gende, in Strömungsrichtung sich einander nähernde Luft­ leitflächen hat. Eine solche Heiz- und Belüftungseinrich­ tung ist Gegenstand der DE 33 02 377 C2.

Bei der bekannten Heiz- und Belüftungseinrichtung dienen die Luftleitflächen dazu, bei den Kaltluftbypass teil­ weise freigebender Stellung der Regulierklappe den Kalt­ luftstrom auf den mittleren Bereich der Mischkammer zu konzentrieren. Da gemäß der DE 33 02 377 C2 die Luftaus­ lässe für die Belüftungsdüsen in der Armaturentafel im mittleren Bereich der Mischkammer, die anderen Luftaus­ lässe - für den Fußraum und Entfrostung - jedoch in seit­ lichen Bereichen der Mischkammer angeordnet sind, läßt sich durch eine solche Bündelung des Kaltluftstromes er­ reichen, daß Warmluft bevorzugt in den Fußraum und in den Entfrostungskanal gelangt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Bündelung nur unvollkommen erreicht wird.

Durch die DE 38 26 182 C1 ist es auch schon bekannt, auf der einem Kaltluftkanal zugewandten Seite einer Regulier­ klappe einer Heiz- und Belüftungseinrichtung Kanäle in Form von Rohrteilen vorzusehen. Die Regulierklappe gemäß dieser Schrift ist zweiarmig ausgebildet. Ihre beiden He­ belarme weisen solche Rohrteile auf. Während man bei der Heiz- und Belüftungseinrichtung nach der eingangs genann­ ten DE 33 02 377 C2 durch die Luftleitflächen auf der Re­ gulierklappe eine Luftschichtung herbeiführen will, be­ müht man sich bei einer Heiz- und Belüftungseinrichtung nach der DE 38 26 182 C1 solche Luftschichtungen zu ver­ meiden. Hierzu enden die Rohrteile im geringen Abstand vor der Gelenkachse der Regulierklappe, so daß es zwi­ schen den Enden der Rohrteile im Bereich der Gelenkachse zu einer guten Vermischung der von unten aufwärts strö­ menden Warmluft und der von der Seite zuströmenden Kalt­ luft kommt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Heiz- und Belüftungseinrichtung der eingangs genannten Art so aus­ zubilden, daß sich mit möglichst geringem Aufwand eine möglichst weitgehende Konzentration des vom Kaltluftby­ pass in die Mischkammer strömenden Kaltluftstromes auf die Mitte der Mischkammer erzielen läßt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftleitflächen an ihrer der Ebene der Regulierklappe abgewandten Seite durch ein Dach zu einem Luftleitkanal zusammengefaßt sind.

Ein solches Dach verhindert, daß zwischen den Luftleit­ flächen Luft statt parallel zur Ebene der Regulierklappe schräg nach oben strömen kann, was bei der Regulierklappe nach der DE 33 02 377 C2 dadurch auftritt, daß infolge des konvergierenden Verlaufs der Luftleitflächen der Strömung ein höherer Widerstand entgegengesetzt wird und die Luft die Tendenz hat, diesem Widerstand auszuweichen. Diese hierdurch bedingte Strömung von der Regulierklappe weg führt dazu, daß die gewünschte Konzentration des Kalt­ luftstromes auf den mittleren Bereich der Mischkammer zu­ mindest teilweise verlorengeht. Dank des erfindungsgemä­ ßen Daches auf den Luftleitflächen kann eine solche Auf­ weitung des Luftstrahles nach oben auf einfache Weise verhindert werden. Die Erfindung kann unabhängig davon angewandt werden, ob die Heiz- und Belüftungseinrichtung nur einen Wärmetauscher zur Erwärmung von Luft oder zu­ sätzlich auch einen Verdampfer hat, also eine Klimaanlage darstellt.

Dank der durch die Erfindung herbeigeführte gute Bünde­ lung des eine im Vergleich zum Warmluftstrom hohe kineti­ sche Energie aufweisenden Kaltluftstromes zur Mitte des Gehäuses der Heiz- und Belüftungseinrichtung kann man zweierlei erreichen. Wenn man die Luftauslässe für Fuß­ raum und Entfrostung nur seitlich und die Luftauslässe für die Belüftungsöffnungen und Defrosteröffnungen nur mittig anordnet, dann ergibt sich noch besser als bei der DE 33 02 377 C2 eine bevorzugte Versorgung des Fußraumes und des Entfrostungskanals mit Warmluft und eine bessere Konzentration der Kaltluft in Richtung der Belüftungsaus­ lässe - alles in allem also eine deutlich bessere Tempe­ raturschichtung. Wenn man alle Auslässe über die gesamte Breite des Gehäuses der Heiz- und Belüftungseinrichtung vorsieht, dann ist die Temperatur der ausströmenden Luft an allen Luftauslässen noch gleichmäßiger als gemäß der DE 38 26 182 C1, hervorgerufen durch die bessere Luftmi­ schung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Regulierklappe als zweiarmiger Hebel aus­ gebildet ist, wobei auf einem Hebelarm der Luftleitkanal angeordnet ist und der andere Hebelarm in Offenstellung des Warmluftkanals vor eine mischkammerseitige Trennwand des Warmluftkanals geschwenkt ist. Der zweite, vor den Wärmetauscher schwenkbare Hebelarm der Regulierklappe sorgt in der den Warmluftkanal sperrenden Stellung dafür, daß die Kaltluft möglichst weit weg von der Mündung des Warmluftkanals in die Mischkammer geleitet wird, so daß aus der Mischkammer keine Luft über den Warmluftkanal zum Wärmetauscher gelangen und sich unerwünscht erwärmen kann.

Zur weiteren Förderung einer erwünschten Schichtung der Luftströmungen trägt es bei, wenn sich auf dem vor die Schmalseite des Wärmetauschers schwenkbaren Hebelarmes der Regulierklappe die Luftleitflächen des anderen Hebel­ armes fortsetzen, jedoch dort nicht durch ein Dach abge­ deckt sind.

Die für den Fußraum bestimmte Luft kann seitlich des ge­ bündelten, kühleren, vom Kaltluftbypass kommenden Luft­ stromes nach oben strömen, wenn gemäß einer anderen Wei­ terbildung der Erfindung in dem vor die Schmalseite des Wärmetauschers schwenkbaren Hebelarm der Regulierklappe Leitflächen jeweils in einem außenseitig jeder Luft­ leitrippe liegenden Bereich zumindest ein Luftdurchlaß vorgesehen ist.

Einen gleichen Effekt kann man auch dadurch erzielen, daß die Breite des vor die Schmalseite des Wärmetauschers schwenkbaren Hebelarmes der Regulierklappe gegenüber dem anderen Hebelarm bis nahe der Luftleitrippen herabgesetzt ist. Diese Ausbildung ist ebenso wie die zuvor beschrie­ bene auch ohne das Dach auf den Leitflächen vorteilhaft, insbesondere dann, wenn alle Auslässe über die gesamte Gehäusebreite verlaufen.

Zusätzlich zu den vorgenannten Mitteln kann man zur Kon­ zentration des Kaltluftstromes auf die Mitte und zur Lei­ tung des Warmluftstromes zu den Randbereichen der Misch­ kammer im Gehäuse der Heiz- und Belüftungseinrichtung Luftleitbleche zum Leiten des Warmluftstromes in Randbe­ reiche der Mischkammer vorsehen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Heiz- und Belüftungseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Regulierklappe nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Regulierklappe,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungs­ form einer Regulierklappe,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungs­ form einer Regulierklappe.

Die Fig. 1 zeigt von einer Heiz- und Belüftungseinrich­ tung für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse 1, in welchem ein Gebläse 2 angeordnet ist. Dieses Gebläse 2 fördert, je nach Stellung einer Regulierklappe 3 Luft über einen Warmluftkanal 4 oder einen Kaltluftbypass 5 in eine Mischkammer 6. Aus dieser Mischkammer 6 vermag die Luft über einen oberen Auslaß 7 zu nicht gezeigten Belüftungs­ öffnungen, über einen Auslaß 8 zu ebenfalls nicht gezeig­ ten Defrosteröffnungen oder über einen durch mehrere Öff­ nungen gebildeten Auslaß 9 zum Fußraum des Kraftfahrzeu­ ges zu gelangen. Der zur Belüftung führende Auslaß 7 kann von der Seite aus gesehen in der Mitte des Gehäuses 1 an­ geordnet sein, während der in den Fußraum mündende Auslaß 9 durch Öffnungen in beiden Seiten des Gehäuses 1 gebil­ det ist. Dann erreicht man, daß der Fußraum bevorzugt mit Warmluft versorgt wird. Verlaufen alle Auslässe 7, 8, 9 über die gesamte Breite des Gehäuses 1, dann ergibt sich eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung.

Im Warmluftkanal 4 ist auf übliche Weise ein Wärmetau­ scher 10 angeordnet, der die durch ihn strömende Luft er­ wärmt. Wenn es sich bei der Heiz- und Belüftungseinrich­ tung um eine Klimaanlage handelt, dann ist unmittelbar vor oder hinter dem Gebläse 2 in Strömungsrichtung gese­ hen ein Verdampfer angeordnet. Die aus dem Warmluftkanal 4 in die Mischkammer 6 strömende Warmluft kann durch Luftleitbleche 20 in beide Seitenbereiche des Gehäuses 1 gelenkt werden. Eine Trennwand 21 vor der mischkammersei­ tigen Schmalseite des Wärmetauschers 10 sorgt dafür, daß der Wärmetauscher 10 in seiner Position gehalten wird.

Wichtig für die Erfindung ist die Gestaltung der Regu­ lierklappe 3. Diese ist als zweiarmiger, um eine Achse 11 schwenkbarer Hebel ausgebildet und hat zwei Hebelarme 12, 13. In der in durchgezogenen Linien dargestellten Stel­ lung, in der der Kaltluftbypass 5 verschlossen ist, liegt der Hebelarm 13 vor der Trennwand 21 an der Schmalseite des Wärmetauschers 10.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß auf der dem Kaltluftbypass 5 zugewandten Seite der Regulierklappe 3 zwei Luftleit­ flächen 14, 15 in Form von aus der Ebene der Regulier­ klappe 3 herausragenden Rippen angeordnet sind. Nach oben hin sind die Luftleitflächen 14, 15 durch ein Dach 16 miteinander verbunden, so daß ein geschlossener Luftleit­ kanal 17 entsteht. Dieses Dach 16 kann, wie dargestellt, eine gerade Abströmkante haben. Möglich ist es jedoch auch, diese konkav oder konvex auszubilden. Auch kann es vorteilhaft sein, das Dach 16 zur Außenseite der Luft­ leitflächen 14, 15 überstehen zu lassen, um die Strömung günstig zu beeinflussen. Die Gestaltung des Daches 16 hängt vor allem davon ab, welchen der beiden eingangs ge­ nannten Effekte - die Temperaturschichtung oder die gute Temperaturverteilung - man erreichen will.

Fig. 3 zeigt, daß die Luftleitflächen 14, 15 in Strö­ mungsrichtung konvergieren und daß das Dach 16 nur im Be­ reich des Hebelarmes 12 der Regulierklappe 3 vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist auf dem Hebelarm 13 außenseitig zu den Luftleitflächen 14, 15 jeweils ein Luftdurchlaß 18, 19 vorgesehen. Durch diese Luftdurch­ lässe 18, 19 kann Warmluft aus dem Warmluftkanal 4 nach oben strömen, wenn sich die Regulierklappe 3 in einer Zwischenstellung befindet.

Gemäß Fig. 5 wird auf die Luftdurchlässe 18, 19 verzich­ tet. Stattdessen ist der Hebelarm 13 schmaler ausgebildet als der Hebelarm 12, was den gleichen Effekt hat wie die Durchlässe 18, 19 der Regulierklappe 3 nach Fig. 4.

Claims (6)

1. Heiz- und Belüftungseinrichtung für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen, welche eine mit in den Fahrgastraum führenden Luftauslässen verbundene Mischkammer hat, der Luft von einem Gebläse je nach Stellung einer Regulier­ klappe über einen mit einem Wärmetauscher versehenen Warmluftkanal und/oder einen Kaltluftbypass zuführbar ist, wobei die Regulierklappe auf ihrer beim Absperren des Warmluftkanals dem Kaltluftbypass zugewandten Seite zwei in den Kaltluftkanal ragende, in Strömungsrichtung sich einander nähernde Luftleitflächen hat, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftleitflächen (14, 15) an ihrer der Ebene der Regulierklappe (3) abgewandten Seite durch ein Dach (16) zu einem Luftleitkanal (17) zusammengefaßt sind.

2. Heiz- und Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Regulierklappe (3) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei auf einem Hebel­ arm (12) der Luftleitkanal (17) angeordnet ist und der andere Hebelarm (13) in Offenstellung des Warmluftkanals (4) vor eine mischkammerseitige Trennwand (21) des Warm­ luftkanals (4) geschwenkt ist.

3. Heiz- und Belüftungseinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß sich auf dem vor die Schmal­ seite des Wärmetauschers (10) schwenkbaren Hebelarm (13) der Regulierklappe (3) die Luftleitflächen (14, 15) des anderen Hebelarmes (12) fortsetzen, jedoch dort nicht durch ein Dach abgedeckt sind.

4. Heiz- und Belüftungseinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem vor die Schmalseite des Wärmetauschers (10) schwenkbaren Hebelarm (13) der Regu­ lierklappe (3) jeweils in einem außenseitig jeder Luft­ leitfläche (14, 15) liegenden Bereich zumindest ein Luft­ durchlaß (18, 19) vorgesehen ist.

5. Heiz- und Belüftungseinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Breite des vor die Schmal­ seite des Wärmetauschers (10) schwenkbaren Hebelarmes (13) der Regulierklappe (3) gegenüber dem anderen Hebel­ arm (12) bis nahe der Luftleitflächen (14, 15) herabge­ setzt ist.

6. Heiz- und Belüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Gehäuse (1) Luftleitbleche (20) zum Leiten des Warmluftstromes in Randbereiche der Mischkammer (6) vor­ gesehen sind.