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Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Heizen und Belüften und/oder
Klimatisieren des Fahrgastraums von Kraftfahrzeugen.
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Die
FR 2 735 426 beschreibt
eine Modulbaugruppe gemäß dem Oberbegriff
des ersten Anspruchs, mit einem Pulselement, einem Heizelement und
einem Leitungselement, das zwischen dem Pulselement und dem Heizelement
angeordnet ist.
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Die
FR 2 783 465 zeigt eine
Vorrichtung zum Heizen, Belüften
und/oder Klimatisieren, bei der die verschiedenen wesentlichen Bestandteile
in einer im Wesentlichen horizontalen Anordnung in einem Gehäuse angeordnet
sind.
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Vorrichtungen
dieser Art weisen Mittel zur Erzeugung eines pulsierenden Luftstroms
mit eingestellter Temperatur sowie Austritte zur Enteisung, Belüftung und
Fußbeheizung
auf, die von diesem Luftstrom mit eingestellter Temperatur versorgt
werden und mit in den Fahrgastraum mündenden Düsen verbunden sein können.
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Diese
bekannten Vorrichtungen weisen im Wesentlichen eine Belüftungseinheit
auf, die auch Gebläse
genannt und ausgehend von außerhalb
des Fahrgastraums entnommener Außenluft und/oder von im Inneren
des Fahrgastraums entnommener umgewälzter Luft versorgt wird, um
einen pulsierenden Luftstrom bereitzustellen. Dieser pulsierende Luftstrom
wird dann von einem Wärmetauscher
oder mehreren Wärmetauschern
behandelt, um einen Luftstrom mit eingestellter Luft zu erzeugen.
Diese Tauscher weisen gewöhnlich
einen mit einem Klimatisierungskreislauf verbundenen Verdampfer
und einen Heizkörper
auf, durch den ein wärmeübertragendes
Fluid strömt,
gewöhnlich
die Flüssigkeit,
die zur Kühlung
des Fahrzeugmotors dient. Es ist auch bekannt, gegebenenfalls eine
zusätzliche
Elektroheizung vorzusehen. Der so behandelte Luftstrom wird dann
durch Verteilungsmittel zu verschiedenen Austritten geleitet, nämlich zu
Austritten zur Enteisung/Beschlagentfernung, die an der Basis der Windschutzscheibe
ausmünden,
zu Belüftungsaustritten,
die im Wesentlichen auf Höhe
des Fahrzeugarmaturenbretts ausmünden,
und zu Heizaustritten/Austritten auf Höhe der Füße, die zum unteren Teil des
Fahrgastraums ausmünden.
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Die
meisten bekannten Vorrichtungen weisen einen Wärmeblock auf, der die Wärmetauscher, eine
Mischkammer zur Sicherstellung einer Vermischung eines Frischluftstroms
mit einem Warmluftstrom zu einstellbaren Anteilen, um einen Luftstrom mit
eingestellter Temperatur zu erhalten, und Verteilungsmittel enthält, um diesen
Luftstrom zwischen den verschiedenen, in den Fahrgastraum mündenden
Austritten zu verteilen.
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Diese
bekannten Vorrichtungen sind im Allgemeinen in einer mittigen Position
im Fahrgastraum angeordnet und nehmen dabei zumindest teilweise die
Konsole ein, die sich zwischen Boden und Armaturenbrett befindet.
Die Belüftungseinheit
kann entweder in einer mittigen oder in einer seitlichen Position
angeordnet sein. Diese bekannten Vorrichtungen sind an die derzeitigen
Ausführungen
von Fahrzeugen angepasst, da diese eine Konsole aufweisen, wie bereits
angegeben, die die Aufnahme eines Großteils der Bauteile der Vorrichtung
ermöglicht.
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Doch
die Fahrzeugausführungen
verändern sich,
und die Tendenz geht derzeit zu Fahrzeugen, die keine Konsole haben.
Unter diesen Bedingungen kommt es nicht mehr in Frage Vorrichtungen
zu entwickeln, die im Wesentlichen in einer mittigen Position des
Fahrgastraums eingebaut sind und in der Höhe viel Platz einnehmen.
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Das
Ziel der Erfindung besteht insbesondere darin, die oben genannten
Nachteile zu beseitigen.
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Ein
Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zum Heizen
und Belüften
und/oder Klimatisieren des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen,
die in Fahrzeugen mit aktueller Ausführung, die im Wesentlichen
keine Konsole aufweisen, integriert werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die zu einem geringen Platzverbrauch führt und dabei hinsichtlich
der Leistungen zufriedenstellend ist.
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Dazu
schlägt
die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs definierten Art vor,
die sich aus Modulen zusammensetzt, die im Wesentlichen auf einer selben
Horizontalebene gruppiert sind und umfassen:
- – mindestens
ein Belüftungsmodul,
das so angeordnet ist, dass es einen pulsierenden Luftstrom erzeugt;
- – ein
Wärmemodul,
das so angeordnet ist, dass es in einem zentralen Bereich des Fahrgastraums eingebaut
ist, und einen Lufteintritt für
die pulsierende Luft, Wärmetauscher,
durch die der Luftstrom strömen
kann, und mindestens einen seitlichen Luftaustritt umfasst; und
- – mindestens
ein Verteilungsmodul, das einen Eintritt aufweist, der mit einem
seitlichen Luftaustritt des Wärmemoduls
verbunden ist, und das Verteilungsmittel umfasst, um den Luftstrom
zwischen Luftaustritten, die in ausgewählte Bereiche des Fahrgastraums
münden,
zu verteilen.
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Somit
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
an ein verringertes Volumen angepasst werden, das sich im Wesentlichen
in einer horizontalen Ebene erstreckt.
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Dazu
setzt sich die Vorrichtung aus mehreren Modulen zusammen, die im
Wesentlichen auf einer selben horizontalen Ebene gruppiert sind,
und sie kann sich somit an Fahrzeuge anpassen, die keine Mittelkonsole
haben.
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Das
Wärmemodul,
das insbesondere die Wärmetauscher
aufweist, ist in einem Mittelbereich des Fahrgastraums, jedoch über der
Stelle angebracht, an der üblicherweise
die Konsole angeordnet ist. Es wird durch mindestens ein Belüftungsmodul versorgt,
das sich auf der selben Ebene befindet. Es versorgt seinerseits
mindestens ein Verteilungsmodul, das sich im Wesentlichen auf der
selben horizontalen Ebene befindet und neben dem Wärmemodul angeordnet
ist. Dieses/diese Verteilungsmodul(e) weist/weisen Verteilungsmittel
auf, um den Luftstrom zwischen verschiedenen Austritten zu verteilen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Wärmemodul
zwei seitliche Luftaustritte, die auf der rechten bzw. linken Seite
münden,
und die Vorrichtung umfasst zwei Verteilungsmodule, die so angeordnet
sind, dass sie auf der rechten bzw. linken Seite des Wärmemoduls
eingebaut sind, wobei jedes einen Eintritt aufweist, der mit einem
seitlichen Luftaustritt des Wärmemoduls
verbunden ist.
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Diese
Ausgestaltung mit mehreren Modulen, die auf einer selben Horizontalebene
gruppiert sind, schafft eine Vorrichtung, die im Wesentlichen in Querrichtung
(Y-Achse) des Fahrzeugs eingebaut wird. Das Belüftungsmodul ist neben dem Wärmemodul
entweder in Querrichtung (Y-Achse) des Fahrzeugs oder in Längsrichtung
(X-Achse) des Fahrzeugs angeordnet.
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Das
Belüftungsmodul
umfasst vorteilhafterweise einen Lufteintrittsblock für Außenluft
und/oder umgewälzte
Luft, eine Turbine zur Erzeugung eines pulsierenden Luftstroms und
eine Austrittsleitung, um den pulsierenden Luftstrom zum Eintritt
des Wärmemoduls
zu leiten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung befindet sich der Eintritt des Wärmemoduls im unteren Teil desselben,
wobei dieses Wärmemodul
nacheinander von unten nach oben einen Klimaverdampfer und mindestens
einen Heizkörper
aufweist.
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Das
Wärmemodul
umfasst vorzugsweise einen ersten Heizkörper, durch den ein warmes
wärmeübertragendes
Fluid strömt
und der über
dem Verdampfer angeordnet ist, sowie einen zweiten Heizkörper elektrischen
Typs, der über
dem ersten Heizkörper
angeordnet ist.
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Der
Verdampfer und der Heizkörper
können sich
jeweils in einer zwischen 0° und
90° zur
Horizontalen geneigten Ebene erstrecken. Der Verdampfer erstreckt
sich vorzugsweise in einer zwischen 20° und 40° zur Horizontalen geneigten
Ebene. Es sind jedoch andere Ausrichtungen denkbar.
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Bei
einer ersten allgemeinen Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Vorrichtung Einstellmittel, um einen Luftstrom
mit eingestellter Temperatur zu erzeugen, der sich aus einer Mischung
aus einem warmen Luftstrom, der durch den Heizkörper geströmt ist, und einem kalten Luftstrom,
der den Heizkörper
umgangen hat, in variablen Anteilen ergibt. Man erhält somit
eine Einstellung, die "Vermischung
an der Luft" genannt
wird.
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Es
ist dann vorteilhaft, wenn diese Heizmittel jedes Mal auf der rechten
und linken Seite einen seitlichen Warmluftkanal, der durch einen
Teil des Heizkörpers
verläuft,
und einen seitlichen Kaltluftkanal, der vom seitlichen Warmluftkanal
abgezweigt ist, sowie eine seitliche Mischklappe umfassen, um in
variablen Anteilen den Warmluftstrom in den seitlichen Warmluftkanal
und den Kaltluftstrom in den seitlichen Kaltluftkanal zu verteilen,
wobei der seitliche Warmluftkanal und der Kaltluftkanal gemeinsam
einen seitlichen Austritt des Wärmemoduls
bilden.
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Mit
anderen Worten wird dann auf der rechten bzw. linken Seite eine
Luftvermischung durchgeführt,
um einen Luftstrom mit eingestellter Temperatur zu erzeugen, der
zu einem seitlichen Austritt des Wärmemoduls geleitet wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann jede seitliche Mischklappe entweder in das Wärmemodul
oder in ein Verteilungsmodul eingebaut sein, das sich auf der rechten
oder linken Seite in Bezug auf das Wärmemodul befindet.
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Bei
dieser ersten allgemeinen Ausführungsform
der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Einstellmittel ferner
einen zentralen Kanal für
Warmluft, die einen Teil des Heizkörpers durchquert hat, und einen
zentralen Kanal für
Kaltluft, die vom zentralen Warmluftkanal abgezweigt ist, sowie
eine zentrale Mischklappe umfassen, um den Luftstrom, der in den zentralen
Warmluftkanal einströmt,
und den Luftstrom, der in den zentralen Kaltluftkanal einströmt, in variablen
Anteilen zu verteilen, wobei die beiden zentralen Kanäle gemeinsam
einen zentralen Austritt des Wärmemoduls
bilden, der so angeordnet ist, dass er mindestens ein weiteres Verteilungsmodul versorgt,
um einen Luftstrom mit eingestellter Temperatur in den hinteren
Bereich des Fahrgastraums zu verteilen.
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In
diesem Fall kann das zentrale Mischmodul entweder in dem Wärmemodul
oder in dem anderen Verteilungsmodul eingebaut sein.
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Vorteilhafterweise
umfassen die Einstellmittel ferner eine Verteilungsklappe, die zwischen
einer ersten Position zum Schicken des Luftstroms mit eingestellter
Temperatur zu dem/den seitlichen Austritt(en) des Wärmemoduls,
der/die den vorderen Bereich des Fahrgastraums versorgt/versorgen,
und einer zweiten Position zum Schicken des Luftstroms mit eingestellter
Temperatur zum zentralen Austritt des Wärmemoduls, der den hinteren
Bereich des Fahrgastraums versorgt, verschiebbar ist.
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Bei
einer zweiten allgemeinen Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Vorrichtung Einstellmittel, die auf die
Menge und somit die Temperatur eines wärmeübertragenden Fluids, das durch
den Heizkörper
strömt,
einwirken, um einen Luftstrom mit eingestellter Temperatur zu erzeugen.
Man erhält
somit eine Einstellung, die "Vermischung
im Wasser" genannt
wird.
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Bei
dieser zweiten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise zwei seitliche
Austrittskammern, die stromabwärts zum
Heizkörper
angeordnet sind und jeweils an den seitlichen Austritten des Wärmemoduls
münden.
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Sie
kann ferner mindestens eine seitliche Kaltluftleitung umfassen,
um einen Kaltluftstrom, der im Wärmemodul
stromaufwärts
zum Heizkörper
entnommen wird, direkt zu einem Verteilungsmodul zu leiten, das
auf der rechten oder linken Seite eingebaut ist.
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Es
vorteilhaft auch eine zentrale Austrittskammer vorzusehen, die sich
stromabwärts
zum Heizkörper
befindet und an einem zentralen Austritt der Wärmegruppe mündet und so angeordnet ist, dass
sie mindestens ein weiteres Verteilungsmodul versorgt, um einen
Luftstrom mit eingestellter Temperatur zum hinteren Bereich des
Fahrgastraums zu verteilen.
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Mann
kann ferner mindestens eine zentrale Kaltluftleitung vorsehen, um
einen Kaltluftstrom, der in der Wärmegruppe stromaufwärts zum
Heizkörper entnommen
wird, direkt zu dem anderen Verteilungsmodul oder zu einem zu kühlenden
Abteil zu leiten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform hat/haben
das/die Verteilungsmodul(e) jeweils einen unteren Austritt, der
zum unteren Teil des Fahrgastraums mündet, einen oberen Austritt,
der zur Basis der Windschutzscheibe mündet, und mindestens einen
Zwischenaustritt, der auf Höhe
des Armaturenbretts mündet.
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In
einer besonders vorteilhaften Weise sind die Module, aus denen die
erfindungsgemäße Vorrichtung
gebildet ist, in einem Querträger
des Fahrzeugs eingebaut.
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In
der nachfolgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft angegeben
ist, wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Vorrichtung mit Modulaufbau gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 das
Wärmemodul
der Vorrichtung aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht im Aufriss der Vorrichtung aus 1;
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4 eine
Ansicht im senkrechten Schnitt des Wärmemoduls der Vorrichtung aus
den 1 und 3;
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5 eine
Ansicht im Schnitt entlang der Linie V-V aus 4;
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6 schematisch
die Luftzirkulierung im oberen Teil des Wärmemoduls aus 4;
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7 eine
perspektivische Ansicht, die zwei Verteilungssatellite zeigt, die
Teil der Verteilungsmodule sind;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung;
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9 eine
perspektivische Ansicht eines Verteilungsmoduls;
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10 eine
perspektivische Ansicht, die Verteilungsdüsen zeigt, welche an das Verteilungsmodul
aus 9 angepasst sein können;
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11 eine
schematische Ansicht im waagerechten Schnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei welcher der Luftstrom mit eingestellter Temperatur durch Einstellen
der Temperatur des wärmeübertragenden
Fluids, das durch den Heizkörper
strömt,
erhalten wird;
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12 eine
Ansicht im Schnitt entlang der Linie XII-XII aus 11;
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13 eine
zu 11 analoge Ansicht in einer Ausführungsvariante;
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14 eine
Ansicht im senkrechten Schnitt eines Wärmemoduls gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
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15 eine
Ansicht im Schnitt entlang der Linie XV-XV aus 14;
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16 eine
zu 4 analoge Schnittansicht in einer Ausführungsvariante;
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17 eine
Ansicht im Schnitt entlang der Linie XVII-XVII aus 16;
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18 eine
perspektivische Ansicht eines Querträgers, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung
eingebaut ist, wobei Teile, die Deckel der Verteilungsmodule bilden,
entfernt wurden; und
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19 eine
zu 18 analoge Ansicht, wobei die Deckel bildenden
Teile eingesetzt sind.
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Es
wird zunächst
auf die 1 und 3 zusammen
Bezug genommen, die eine Vorrichtung zum Heizen und Belüften und/oder
Klimatisieren des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs zeigen. Die
Vorrichtung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist, besteht im Wesentlichen aus mehreren Modulen, die im Wesentlichen
auf einer selben horizontalen Ebene gruppiert sind. In 3 sind auch
die drei üblichen
Achsen eines Fahrzeugs dargestellt, nämlich die Längsachse (X-Achse), die Querachse
(Y-Achse) und die senkrechte Achse (Z-Achse). Die Vorrichtung weist
ein Wärmemodul 12 auf,
das so angeordnet ist, dass es in einem zentralen Bereich des Fahrgastraums
eingebaut ist, ein Belüftungsmodul 14,
das neben dem Wärmemodul
angeordnet ist, und zwei Verteilungsmodule 16, die so angeordnet
sind, dass sie auf der rechten bzw. linken Seite des Wärmemoduls
eingebaut sind. Wie in den 1 und 3 zu
sehen, sind das Wärmemodul 12,
das Belüftungsmodul 14 und
die beiden Verteilungsmodule 16 im Wesentlichen auf einer
selben horizontalen Ebene und gemäß der Querrichtung (Y-Achse)
des Fahrzeugs angeordnet. Die Gruppierung zu mehreren Modulen gemäß einer
selben horizontalen Ebene gibt somit den Raum in der unteren und
oberen zentralen Position frei, wodurch die Vorrichtung an ein Fahrzeug
ohne Mittelkonsole angepasst werden kann. Dadurch wird auch Platz
geschaffen für
einen großen
Raum am Armaturenbrett, insbesondere für Navigationsvorrichtungen
oder weitere Ausstattungen.
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Das
Belüftungsmodul 14 ist
neben dem Wärmemodul 12 in
Querrichtung (Y-Achse)
des Fahrzeugs angeordnet. Es weist einen Lufteintrittsblock (in 1 nicht
dargestellt), der mit Außenluft und/oder
umgewälzter
Luft gespeist werden kann, einen Filter (nicht dargestellt), um
den Luftstrom zu filtern, und eine Turbine 22 auf, um einen
pulsierenden Luftstrom zu erzeugen. Diese Turbine 22 ist
in einer Hülle 24 angeordnet,
die eine Spirale bildet und durch eine Austrittsleitung 26 verlängert ist,
um den gefilterten und pulsierenden Luftstrom zu einem Eintritt 28 des
Wärmemoduls
zu leiten. Dieser Eintritt 28 befindet sich im unteren
Teil des Wärmemoduls,
so dass die Luft in einer insgesamt senkrechten und aufsteigenden
Richtung in das Wärmemodul
geleitet wird, wie in 1 mit Pfeil F1 gezeigt ist.
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Das
Wärmemodul 12 (1 bis 3)
weist ein insgesamt quaderförmiges
Gehäuse 30 auf,
wobei der Eintritt 28 in der unteren Fläche des Gehäuses ausgebildet ist. Das Gehäuse nimmt
mehrere Wärmetauscher
auf, um den Luftstrom aus dem Belüftungsmodul zu behandeln. Das
Gehäuse
weist nacheinander von unten nach oben einen Verdampfer 32,
einen Heizkörper 34,
durch den ein warmes wärmeübertragendes
Fluid strömt
(üblicherweise
die Flüssigkeit
zum Kühlen
des Fahrzeugmotors), und einen elektrischen Heizkörper 36 auf.
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Bei
dem Beispiel erstrecken sich der Verdampfer 32 und die
beiden Heizkörper 34 und 36 in im
Wesentlichen horizontalen Ebenen. Eine derartige Anordnung ist jedoch
nicht einschränkend.
Der Verdampfer kann in jeglicher Position, die von einer horizontalen
Position bis zu einer vertikalen Position ausgewählt ist, angeordnet sein. Der
Heizkörper 34, der
stromabwärts
des Verdampfers angeordnet ist, kann in jeglicher Position, die
von einer zum Verdampfer parallelen bis senkrechten Position ausgewählt ist,
angeordnet sein. Der elektrische Heizkörper 36, der fakultativ
ist, ist stromabwärts
des Heizkörpers 34 und
vorzugsweise parallel oder geringfügig geneigt in Bezug auf diesen
angeordnet. Der Heizkörper 36 weist
vorzugsweise Kaltleiter (auch PTC-Widerstände genannt) auf.
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Das
Wärmemodul 12 weist
auch Einstellmittel auf, um einen Luftstrom mit eingestellter Temperatur
zu erzeugen, indem ein warmer Luftstrom, der durch den/die Heizkörper 34 und 36 geströmt ist,
und ein kalter Luftstrom, der den Heizkörper umgangen hat, in variablen
Anteilen vermischt (vermengt) werden. Diese Einstellmittel weisen
auf der rechten und linken Seite des Wärmemoduls 12 einen
seitlichen Warmluftkanal 38d bzw. 38g auf, die
jeweils durch eine Hälfte
der Heizkörper 34, 36 strömen, und
einen seitlichen Kaltluftkanal 40d bzw. 40g, der
vom seitlichen Warmluftkanal abgezweigt ist. Wie insbesondere in 2 zu
sehen, haben die Heizkörper 34 und 36 eine
horizontale Breite, die kleiner ist als die horizontale Breite des
Verdampfers 32 und kleiner als die Breite des Gehäuses 30,
wie durch die beiden Seitenwände 42 definiert
ist.
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Im
Gehäuse
ist eine seitliche Mischklappe 44d bzw. 44g vorgesehen,
um in variablen Anteilen den Warmluftstrom in den seitlichen Warmluftkanal und
den Kaltluftstrom in den seitlichen Kaltluftkanal zu verteilen.
Auf jeder Seite des Wärmemoduls 12 bilden
der seitliche Warmluftkanal 38d (oder 38g) und
der seitliche Kaltluftkanal 40d (oder 40g) gemeinsam
einen seitlichen Austritt 46d bzw. 46g des Wärmemoduls.
Bei dem Beispiel ist jede der seitlichen Mischklappen 44d und 44g im
Wärmemodul eingebaut,
wobei dieser somit die Mischfunktion umfasst. Es ist zu verstehen,
dass die Luft zunächst durch
den Verdampfer strömt
und sich dann in zwei Ströme
teilt, die dem rechten bzw. dem linken Teil zugeordnet sind. In
jedem Teil bzw. in jeder Hälfte
wird die Temperatur des Luftstroms durch Vermischen eines Kaltluftstroms
und eines Warmluftstroms zu variablen Anteilen eingestellt. Somit
kann auf unabhängige
Weise die Temperatur des Luftstroms eingestellt werden, der in die
beiden Verteilungsmodule 16 geleitet wird.
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Bei
dem Beispiel sind die Mischklappen schematisch veranschaulicht.
Sie weisen hauptsächlich
zwei Klappen vom Typ Drosselklappen auf, zwischen denen sich eine
Schieberklappe 48 erstreckt, die zwischen dem Verdampfer 32 und
dem Heizkörper 34 angeordnet
ist.
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Die
beiden Verteilungsmodule 16 sind auf der rechten bzw. linken
Seite des Wärmemoduls
eingebaut. Sie haben jeweils einen Eintritt 50, der mit
einem seitlichen Luftaustritt 46d oder 46g des
Wärmemoduls
verbunden ist. Jedes Verteilungsmodul 16 ist als langgestrecktes
Gehäuse 52 ausgebildet,
das jedes Mal einen Teil des Fahrzeugarmaturenbretts einnimmt. Dieses
langgestreckte Gehäuse 52 begrenzt eine
Innenkammer, die mehrere Luftaustritte versorgt: einen nach oben
gerichteten Austritt 54, einen nach unten gerichteten Austritt 56 und
drei Zwischenaustritte bzw. vordere Austritte 58. Der obere
Austritt 54 kann mindestens eine Düse zur Enteisung/Beschlagentfernung
der Windschutzscheibe versorgen, während der untere Austritt 56 mindestens
eine Düse für die Fußraumbeheizung
zum unteren Teil des Fahrgastraums versorgen kann. Schließlich versorgen
die Austritte 58 Lüftungseinrichtungen,
die im Wesentlichen im Fahrzeugarmaturenbrett angeordnet sind. Jedes
der Module 16 weist Verteilungsmittel auf, die später beschrieben
werden, um den Luftstrom zwischen den oben genannten Austritten
je nach Wunsch des bzw. der Fahrzeuginsassen verteilen.
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4 ist
eine zu 3 analoge Ansicht, die die Bestandteile
des Wärmemoduls 12 genauer
veranschaulicht.
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Wie
in 6 zu sehen, erfolgt die Funktion zum Vermischen
des Kaltluftstroms F2 mit dem Warmluftstrom F3 an jeder Seite des
Wärmemoduls 12,
doch die eigentliche Vermischung erfolgt in einer Mischkammer 60,
die sich in jedem Verteilungsmodul 16 und insbesondere
am Eintritt jedes Verteilungsmoduls be findet. Bei einer Ausführungsvariante (nicht
dargestellt) könnte
die Mischfunktion jedoch vollständig
in jedes Verteilungsmodul verlagert werden. In diesem Fall wären die
Mischklappen vollständig
in den Verteilungsmodulen angeordnet.
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Auf
dem Querschnitt aus 5 sind der Verdampfer 32 sowie
die beiden Heizkörper 34 und 36 zu
sehen. Das Gehäuse
des Wärmemoduls 12 ist durch
eine vordere Wand 62, die sich auf Seiten des Fahrzeugmotorraums
befindet, und durch eine hintere Wand 64 begrenzt, die
auf der Seite des Fahrgastraums angeordnet ist. Die Einstellmittel
weisen einen durch eine Trennwand 68 begrenzten zentralen Warmluftkanal 66 auf,
um einen Teil des Luftstroms zum hinteren Teil des Gehäuses zu
verteilen. Ferner ist ein zentraler Kaltluftkanal 70 als
Abzweigung des zentralen Warmluftkanals angeordnet.
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Eine
zentrale Mischklappe 72 ist im Gehäuse angeordnet, um den Kaltluftstrom
und den Warmluftstrom in einstellbaren Anteilen variieren zu lassen und
einen Luftstrom mit eingestellter Temperatur zu erzeugen, der in
einen Kanal geleitet wird, wie durch Pfeil F4 gezeigt. Dadurch kann
ein Austritt 74 des Wärmemoduls
versorgt werden. Dieser speist seinerseits mindestens ein weiteres
Verteilungsmodul 76 (schematisch dargestellt), um einen
Luftstrom mit eingestellter Temperatur zum hinteren Teil des Fahrgastraums
zu verteilen. Auch hier könnte
die Mischfunktion für
dieses weitere Verteilungsmodul in diesen verlagert werden.
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Die
Vorrichtung aus 5 weist ferner eine Verteilungsklappe 73 auf,
die zwischen einer ersten Position 73a (mit Vollstrich
dargestellt) zum Schicken des Luftstroms mit eingestellter Temperatur
zu den seitlichen Austritten des Wärmemoduls, die den vorderen
Bereich des Fahrgastraums versorgen, und einer zweiten Position 73b (gestrichelt
dargestellt) zum Schicken des Luftstroms mit eingestellter Temperatur zum
zentralen Austritt 74, der den hinteren Bereich des Fahrgastraums
versorgt, verschiebbar ist. Dadurch können die Funktionen zum Heizen
und Belüften
oder Klimatisieren selektiv entweder zum vorderen oder zum hinteren
Bereich des Fahrgastraums begünstigt
werden.
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Das/die
hintere(n) Verteilungsmodul(e) verteilt/verteilen Luft zu im hinteren
Fahrzeugbereich angeordneten Verteilungsöffnungen, um Luft durch Lüftungseinrichtungen,
durch untere Verteilungsöffnungen
und zu den Fahrzeugseitenfenstern zu leiten.
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Es
wird nun auf 7 Bezug genommen, die ein Beispiel
für Verteilungsmittel
zeigt, welche im Inneren der Verteilungsmodule 16 angeordnet
sind. Jedes der Verteilungsmodule 16 weist ein zylindrisches Gehäuse 80d bzw. 80g auf,
das einen axialen Eintritt 82d bzw. 82g für den zu
verteilenden Luftstrom aufweist. In jedem Gehäuse ist eine zylindrische Klappe 83d bzw. 83g angeordnet,
deren Winkelposition es ermöglicht,
selektiv drei Austritte zu öffnen
oder zu schließen.
Diese Austritte umfassen einen Austritt 84d bzw. 84g zu
Lüftungseinrichtungen
hin, einen Austritt 86d bzw. 86g zu den Füßen hin
und einen Austritt 88d bzw. 88g zur Basis der
Windschutzscheibe hin, um diese zu enteisen oder deren Beschlag
zu entfernen. Die Verteilungsmittel aus 7 können in einer
Vorrichtung der Art, wie in den 1 und 3 dargestellt
ist, integriert sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind sie jedoch vorteilhafterweise in einer Vorrichtung 90 integriert,
wie in 8 gezeigt. Diese Vorrichtung 90 ist der
Vorrichtung 10 aus den 1 bis 3 ähnlich.
Sie weist auch ein Wärmemodul 12,
das in einer mittigen Position angeordnet ist, und zwei Verteilungsmodule 16 auf,
die auf der rechten bzw. linken Seite eingebaut sind und wie zuvor
anhand von 7 beschrieben aufgebaut sind.
Im Unterschied zu ersten beschriebenen Ausführungsform nimmt hier das Belüftungsmodul 14 jedoch
eine mittige Position ein. Es ist auch neben dem Wärmemodul 12,
jedoch in Fahrzeuglängsrichtung
(X-Achse) angeordnet. Es weist eine doppelte Turbine 92 auf, deren
Drehachse quer verläuft.
Das Belüftungsmodul 14 kann
entweder im Motorraum, im Fahrgastraum oder zwischen diesen angeordnet
sein.
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In 8 ist
auch der Lufteintrittsblock 18 zu sehen, der die Turbinen
speist und gewöhnlich
unter einem Gitter (nicht dargestellt) angeordnet ist, das "Wasserabscheider" genannt wird und
im vorderen Bereich des Sockels der Windschutzscheibe angeordnet
ist. Die seitlichen Austritte des Wärmemoduls sind über zwei
Luftleitungen 94d bzw. 94g mit den Verteilungsmodulen 16 verbunden.
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Das
Verteilungsmodul 16 aus 9 ist den in 3 dargestellten
Modulen ähnlich.
Es weist ein langgestrecktes Gehäuse 52 auf,
das mit Luft gespeist wird und einen zylindrischen Teil 96 aufweist, in
dem eine zylindrische Klappe (nicht dargestellt) aufgenommen ist,
die zu denjenigen aus den 7 und 8 analog
ist. Die Klappe ermöglicht
die Steuerung der Luftverteilung zwischen einem oberen Austritt 54,
der Düsen
zur Enteisung/Beschlagentfernung an der Wind schutzscheibe speist,
einem zum unteren Bereich des Fahrgastraums gerichteten unteren
Austritt 56 und drei vorderen Austritten 58-1, 58-2 und 58-3 ermöglicht.
Die vorderen Austritte sind im Armaturenbrett angeordnet. Die oben
genannte Klappe kann die Austritte 58-1 bis 58-3 nicht
steuern. Diese Funktion wird von einem in 10 dargestellten
Diffusor 98 mit drei Eintritten 100-1, 100-2 und 100-3 erfüllt, die
mit den Austritten 58-1, 58-2 bzw. 58-3 Schnittstellen
bilden. Jeder dieser Diffusoren hat seine eigenen Einstellmittel.
Der Diffusor 98 weist Austrittsdüsen 102-1, 102-2 und 102-3 auf
und ist am Gehäuse 52 des
Verteilungsmoduls 16 angebracht.
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Es
wird nun auf die 11 und 12 Bezug
genommen, die schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigen,
bei der die Einstellung der Temperatur erhalten wird, indem der Durchsatz
des wärmeübertragenden
Fluids, das durch den Heizkörper 34 strömt, variiert
wird. Dies wird erhalten, indem die Position mindestens eines Einstellventils 104 eingestellt
wird, das an einer Leitung 106 angebracht ist, die den
Heizkörper 34 mit wärmeübertragendem
Fluid speist (12). Die Vorrichtung weist zwei
seitliche Austrittskammern 108 auf, die stromabwärts der
Heizkörper 34 und 36 angeordnet
sind und das Gehäuse 52g bzw. 52d der beiden
Verteilungsmodule speisen. Das Wärmemodul 12 ist
in zwei Heizbereiche 110d und 110g unterteilt,
die jeweils den Verteilungsmodulen zugeordnet sind. Bei einer Vorrichtung
dieser Art werden die verschiedenen Austritte der beiden Verteilungsmodule mit
Luft mit gleicher Temperatur gespeist. Um diesen Nachteil zu beiseitigen
ist ferner mindestens eine seitliche Kaltluftleitung 112d, 112g vorgesehen,
um einen Kaltluftstrom, der in dem Wärmemodul 12 stromaufwärts des
Heizkörpers 34 entnommen
wurde, direkt zu einem Verteilungsmodul 16 zu leiten, der auf
der rechten oder linken Seite eingebaut ist. Dies ermöglicht die
Speisung der Luftzwischenaustritte und/oder der oberen Luftaustritte
mit Kaltluft, um eine Temperaturschichtung zu erzeugen.
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Bei
der Ausführungsvariante
aus 13 wird die Einstellung der Temperatur erhalten,
indem der Kaltluftstrom und der Warmluftstrom, der durch den Heizkörper 34 geströmt ist,
vermischt werden, was durch Einstellen der Position mindestens einer Einstellklappe 44d, 44g und 48 erhalten
wird. Ansonsten sind die weiteren Elemente der Vorrichtung analog
zu denjenigen, die zuvor anhand der 11 und 12 definiert
wurden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wurden die Abmessungen der beiden seitlichen Kaltluftleitungen 112d und 112g im
Vergleich zur Ausführungsform aus
den 11 und 12 verringert.
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Dadurch
ist es möglich,
für zwei
weitere Kaltluftleitungen 116 und 118 Raum zu
schaffen, die weitere Funktionen erfüllen können, wie etwa das Kühlen der
elektrischen Bauteile oder auch das Abkühlen einer Flaschenfachs oder
des Handschuhfachs des Fahrzeugs.
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Bei
der Ausführungsform
aus den 11 und 12 ist
auch eine zentrale Austrittskammer vorgesehen, die stromabwärts des
Heizkörpers
angeordnet ist, an einem zentralen Austritt der Wärmegruppe
ausmündet
und so angeordnet ist, dass sie mindestens ein weiteres Moduls zur
Verteilung zum hinteren Bereich des Fahrgastraums versorgt. Es kann
auch eine zentrale Kaltluftleitung vorgesehen sein, um einen Kaltluftstrom,
der in der Wärmegruppe stromaufwärts des
Heizkörpers
entnommen wurde, direkt zu diesem weiteren Verteilungsmodul zu leiten, das
im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Bei
der Ausführungsform
aus den 14 und 15 weist
jedes Verteilungsmodul 16 ein Gehäuse 52d bzw. 52g auf,
das zu denjenigen aus 13 analog ist. Allerdings ist
jedes der Gehäuse
in eine Warmluftleitung 122d bzw. 122g und eine
Kaltluftleitung 124d bzw. 124g unterteilt. Die
beiden Warmluftleitungen sind mit dem Austritt der Heizkörper 34 und 36 verbunden,
während
die Kaltluftleitungen mit dem Austritt des Verdampfers 32 verbunden sind.
Das Vermischen der warmen Luft mit der kalten Luft erfolgt dann über geeignete
Klappen (nicht dargestellt) direkt in jedem der Verteilungsmodule 16.
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Es
wird nun auf die 16 und 17 Bezug
genommen. Bei dieser Ausführungsform
ist stromabwärts
des Verdampfers ein Fotokatalysemodul 126 angeordnet, um
die vom Verdampfer erzeugten Gerüche
zu behandeln. Dieses Modul 126 ist über dem Verdampfer 32 angeordnet.
Die horizontale oder nahezu horizontale Anordnung des Verdampfers
vereinfacht den Einbau dieses Photokatalysemoduls 126 zwischen
dem Verdampfer 32 und dem Heizkörper 34. Bei dem veranschaulichten
Beispiel sind der Verdampfer 32 und das Photokatalysemodul 126 beide
geneigt und bilden dabei jeweils einen Winkel zwischen 20° und 40° bezüglich der
Horizontalen (17).
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Bei
den meisten oben genannten Ausführungsformen
wird jedes der Verteilungsmodule durch eine einzige Luftleitung
versorgt, was dazu führt, dass
die Luftaustritte die gleiche Temperatur haben. Um diesen Nachteil
zu beiseitigen, ist es möglich,
wie oben gezeigt, Kaltluftleitungen hinzuzufügen, um eine Temperaturschichtung
mit zwei oder drei Ebenen zu erzeugen. Es ist auch möglich, eine
feste Schichtung zu bilden, indem jede Luftleitung in eine Warmluftleitung
und eine Kaltluftleitung unterteilt wird.
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Eine
weitere Lösung
besteht darin, Wärmequellen
in das Innere jedes Verteilungsmoduls 16 oder direkt in
die Leitungen zu verlagern, welche die unteren Austritte (Austritte
im Fußraum)
oder die oberen Austritte (Austritte für die Enteisung/Beschlagentfernung)
versorgen, um diese Austritte auf eine Temperatur zu erwärmen, die
höher ist
als die der Belüftungsaustritte.
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Es
wird nun auf 18 Bezug genommen, die den Einbau
des Wärmemoduls 12,
des Belüftungsmoduls 14 und
der beiden Verteilungsmodule 16 in einem Querträger 128 des
Fahrzeugs zeigt. Der Querträger 128 kann
direkt mindestens einen Teil der Verteilungsmodule 16 bilden.
Diese weisen jeweils einen Deckel 130 auf, der anschließend am
Träger 128 angesetzt
wird (19), um die jeweiligen Luftleitungen
der beiden Module 16 zu schließen.
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Der
Modulaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Modulen, die sich im Wesentlichen auf einer selben horizontalen
Ebene befinden, vereinfacht deren Einbau in ein Fahrzeug ohne Konsole.