DE60312290T3

DE60312290T3 - Kompakte Vorrichtung zur Behandlung der Luft für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE60312290T3
Application number: DE60312290.6T
Authority: DE
Inventors: Serge Pouysegur; Gilles Elliot; Said Naji
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: ES2283699T5; ATE355986T1; EP1426216A1; JP4833511B2; DE60312290D1; FR2847855A1; EP1426216B2; JP2004182226A; DE60312290T2; EP1426216B1; FR2847855B1; ES2283699T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftbehandlungsvorrichtung zur Behandlung von Luft, die in die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs eingeführt werden soll, die Wassertrennmittel und Mittel zum Auswählen zwischen Außenluft und umgewälzter Luft umfasst.
Eine solche Vorrichtung ist im Dokument DE 100 12 972 beschrieben.
Die durch eine solche Vorrichtung behandelte Luft dient gewöhnlich zur Lüftung und/oder zur Heizung oder Klimatisierung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs. Die bekannten Vorrichtungen weisen alle folgenden Nachteile oder einen Teil davon auf:

- die vorgenannten Mittel sind an verschiedenen Stellen im Fahrzeug angeordnet. Deshalb müssen sie separat angebracht werden, was die Kosten für Material und Arbeitsaufwand sowie den Platzbedarf für die Vorrichtung erhöht. Der Luftkreislauf ist lang und aufwändig, was die zur Zirkulierung notwendige Energie und die Geräuschentwicklungen erhöht.
- Die Verteilung der Auswahlmittel bildet Veränderungen beim Durchlass und bei den Geräuschen zwischen dem Betrieb mit Außenluft und dem Betrieb mit umgewälzter Luft, was dem Komfort der Insassen schadet.
- Die umgewälzte Luft ist nicht gefiltert.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Erfindung zielt insbesondere auf eine Vorrichtung der eingangs vorgenannten Art und sieht vor, dass die vorgenannten Mittel alle in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das an einer Trennwand befestigt ist, die den Motorraum von der Fahrgastzelle trennt.
Die Erfindung stellt eine Behandlungsvorrichtung mit geringem Platzbedarf bereit, die in der Herstellung und Anbringung kostengünstig ist. Das Zusammenfügen der Bauelemente und deren Anordnung hat eine Verringerung der Energie, die für die Luftzirkulierung notwendig ist, und der Geräuschentwicklungen zur Folge.
Optionale, zusätzlich oder ersatzweise vorgesehene Merkmale der Erfindung sind folgende:

- Das gemeinsame Gehäuse befindet sich im Motorraum.
- Das gemeinsame Gehäuse befindet sich zum Teil im Motorraum und zum Teil in der Fahrgastzelle.
- Das gemeinsame Gehäuse befindet sich in der Fahrgastzelle.
- Die Vorrichtung weist zudem einen Ventilator auf, der die Luft, die die Filtermittel durchquert hat, ansaugen kann und in deren Nähe in der Fahrgastzelle angeordnet ist.
- Der Ventilator hat ein separates Gehäuse, das am gemeinsamen oder an der Trennwand befestigt ist.
- Das gemeinsame Gehäuse weist Filtermittel auf.
- Die Trennwand weist eine erste Öffnung für den Durchgang der umgewälzten Luft von der Fahrgastzelle zu den Auswahlmitteln und eine zweite Öffnung für den Durchgang der Luft von den Filtermitteln zum Ventilator auf.
- Die Trennwand weist eine gemeinsame Öffnung auf, durch die hindurch die Gehäuse einen ersten Durchgang zum Leiten der umgewälzten Luft von der Fahrgastzelle zu den Auswahlmitteln und einen zweiten Durchgang zum Leiten der Luft von den Filtermitteln zum Ventilator definieren.
- Der erste Durchgang ist ringförmig und umgibt den zweiten Durchgang.
- Der Ventilator ist im gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
- Der Ventilator weist ein Ventilatorrad und einen zu diesem koaxialen Antriebsmotor auf, wobei der Antriebsmotor axial bezüglich des Rads ausschließlich auf der Seite hervorsteht, die den Filtermitteln zugewandt ist.
- Der Ventilator weist ein Ventilatorrad und einen zu diesem koaxialen Antriebsmotor auf, wobei der Antriebsmotor axial bezüglich des Rads ausschließlich auf der Seite hervorsteht, die den Filtermitteln abgewandt ist.
- Die Filtriermittel weisen mindestens ein ringförmiges Filter auf, das von der Luft von außen nach innen durchquert wird.
- Das ringförmige Filter ist koaxial zur Drehachse des Ventilators.
- Die Auswahlmittel weisen mindestens zwei Schaltorgane auf, die mit Winkelabstand um die Achse des ringförmigen Filters herum angeordnet sind und synchron gesteuert werden können, um einen dieses Filter umgebenden ringförmigen Raum entweder mit einer Außenluftentnahme oder mit dem Inneren der Fahrgastzelle in Verbindung zu setzen.
- Die Auswahlmittel weisen zwei Schaltorgane auf, die bezüglich der Achse des ringförmigen Filters symmetrisch zueinander angeordnet sind.
- Die Innenwände des gemeinsamen Gehäuses oder mindestens eines der beiden Gehäuse sind mit einem schallabsorbierenden Material bedeckt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Die 1 bis 6 sind schematische Teilschnittansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfasst zwei Gehäuse 1 und 2 aus Kunststoff, die im Motorraum 3 bzw. in der Fahrgastzelle 4 eines Kraftfahrzeugs auf der einen und anderen Seite einer Schürze genannten Trennwand 5 aus Metallblech angeordnet sind, die zur Karosserie des Fahrzeugs gehört und die Räume 3 und 4 trennt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet Mittel zum luftdichten Befestigen des Gehäuses 1 an der Trennwand 5, die eine kreisförmige Öffnung 7 umgeben, welche in dieser Trennwand vorgesehen ist. Eine schwenkbare Klappe 8 und ein ringförmiges Filter 9 sind innerhalb des Gehäuses 1 dargestellt. Diese Bauteile wirken mit den Wänden des Gehäuses zusammen, um vier getrennte Volumen innerhalb des Gehäuses zu definieren. Ein erstes Volumen 10 steht mit einem nicht dargestellten Außenlufteinlass in Verbindung. Ein zweites ringförmiges Volumen 11 umgibt eine innere ringförmige Wand 12 des Gehäuses, die zur Öffnung 7 koaxial ist und mit dem ringförmigen Teil derselben in Verbindung steht, welcher die Wand 12 umgibt. Ein drittes ringförmiges Volumen 13 umgibt das kegelstumpfförmige ringförmige Filter 9, das zur Öffnung 7 und der Wand 12 koaxial ist, wobei das Volumen 13 vom Volumen 11 durch eine radiale ringförmige Wand 14 des Gehäuses getrennt ist. Das vierte Volumen 15 befindet sich radial innerhalb des Filters 9 und der Wand 12.
Im Gehäuse 2 ist ein Ventilatorrad 20 angeordnet. Es weist eine ringförmige Wand 21 auf, die zu Wand 12 koaxial ist und mit dieser über Mittel zur dichten Befestigung 22 angeschlossen ist. Das Rad 20 ist von einem Elektromotor 23 angetrieben, der zu diesem koaxial ist und dessen Stator am Gehäuse 2 befestigt ist, wobei das Rad axial zwischen dem Filter und dem Motor angeordnet ist.
Die Klappe 8 kann zwischen zwei Endstellungen verschoben werden. In der mit Vollstrich dargestellten Stellung vervollständigt sie die Wand 14, um die Volumen 11 und 13 voneinander zu isolieren, und gibt einen Durchgang zwischen den Volumen 10 und 13 frei. Unter der Ansaugwirkung des Ventilators 20 dringt Außenluft in das Volumen 10 ein und von dort in das Volumen 13 und anschließend durch das Filter 9 hindurch, um in das Volumen 15 zu gelangen, aus welchem der Ventilator die Außenluft in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs nach den eventuellen nachträglichen Behandlungsschritten (Abkühlung, Heizung, Verteilung zwischen den verschiedenen Zugängen in die Fahrgastzelle) leitet.
Wenn sich die Klappe 8 in der gestrichelt dargestellten Stellung befindet, gibt sie einen Durchgang zwischen den Räumen 11 und 13 frei und verschließt den Durchgang zwischen den Räumen 10 und 13. Aus der Fahrgastzelle kommende Luft wird somit durch die Öffnung 7 in das Volumen 11 und anschließend in das Volumen 13 angesaugt, aus welchem sie dem zuvor beschriebenen Verlauf folgt. Die Klappe 8 kann Zwischenstellungen einnehmen, die das Mischen umgewälzter Luft und Außenluft ermöglicht.
Im Volumen 10 sind bekannte, nicht dargestellte, beispielsweise als Rinne oder Leitblech ausgebildete Mittel vorgesehen, um das gegebenenfalls in der Außenluft enthaltene Wasser zu trennen.
In 2 sind denjenigen von 1 ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen und werden somit nicht erneut beschrieben, wobei dies insbesondere für den Motorraum 3, die Fahrgastzelle 4, die Trennwand 5, die Befestigungsmittel 6, die ringförmige Öffnung 7 und das kegelstumpfförmige Filter 9 gilt.
Die zylindrische ringförmige Wand 12a, die im Gegensatz zur Wand 12 von 1 die Luft unmittelbar abwärts vom Filter 9 leitet, gehört zum Gehäuse 2a des Ventilators und nicht zum Gehäuse 1a, in dem das Filter untergebracht ist. Die Mittel zur dichten Befestigung 22a der beiden Gehäuse sind somit zur Innenseite des Motorraums bezüglich der Befestigungsmittel 22 versetzt. Das ringförmige Volumen 11 von 1, das innerhalb vom Gehäuse 1 angeordnet ist, ist durch ein ringförmiges Volumen 11a ersetzt, das sich außerhalb der beiden Gehäuse befindet und von deren Wände und der Trennwand 5 begrenzt ist. Das Volumen 10 ist durch ein Volumen 10a ersetzt, das das dem Volumen 13 ähnliche Volumen 13a auf seinem ganzen Umfang umgibt.
Die einzige Klappe 8 von 1 ist durch zwei Klappen 8a ersetzt, die zueinander symmetrisch bezüglich der Achse des Filters 9, der Wand 12a und des Ventilatorrads 20a angeordnet sind. Diese beiden Klappen verschieben sich synchron zwischen zwei gestrichelt dargestellten Stellungen. In der horizontalen Stellung in der Figur verschließen sie die Durchgänge zwischen den Volumen 11a und 13a und geben die Durchgänge zwischen den Volumen 10a und 13a frei, wobei sie die Behandlung umgewälzter Luft ermöglichen. In der senkrechten Stellung geben sie die Durchgänge frei, die verschlossen waren und verschließen die Durchgänge, die freigegeben waren, wobei sie die Behandlung von Außenluft ermöglichen Wie mit Vollstrich dargestellt, können die Klappen 8a Zwischenstellungen einnehmen, die das Mischen von umgewälzter Luft und Außenluft ermöglichen.
Der Elektromotor 23a des Ventilators, dessen Stator an der zylindrischen ringförmigen Wand 12a befestigt ist, ist hier teilweise innerhalb des Rads 20a angeordnet und steht sonst axial zu dieser ausschließlich auf der Seite des Filters 9 hervor, was den axialen Platzbedarf der Vorrichtung verringert.
Die Vorrichtung der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 im Wesentlichen dadurch, dass die Gehäuse 1a und 2a durch ein einziges Gehäuse 1b ersetzt werden, das sich folglich auf der einen und anderen Seiten der Trennwand 5 im Motorraum 3 und in der Fahrgastzelle 4 erstreckt und die Klappen 8a, das Filter 9, das Rad 20a und den Motor 23a des Ventilators umfasst. Die Öffnung 7b der Trennwand 5 ist hier groß genug, um bei der Montage der Vorrichtung im Fahrzeug den Durchgang des Teils des Gehäuses 1b zu ermöglichen, der im Motorraum 3 untergebracht ist. Das Gehäuse weist einen radialen ringförmigen Flansch 22 auf, der an seinem Umfang hervorsteht und mit der Trennwand 5 durch die Mittel 6 zur dichten Befestigung verbunden ist.
Das ringförmige Filter 9 der 3 ist zylindrisch und nicht kegelstumpfförmig wie diejenigen der 1 und 2, was den Betrieb der Vorrichtung keineswegs verändert.
Die in den 4 und 5 dargestellten Vorrichtungen sind jeweils denjenigen der 2 und 3 ähnlich und unterscheiden sich durch die Anordnung des Motors 23a, wobei dieser teilweise innerhalb des Rads 20a angeordnet ist und sonst axial zu diesem ausschließlich auf der dem Filter 9 gegenüberliegenden Seite hervorsteht.
Die in 6 dargestellte Vorrichtung weist, wie diejenigen der 1, 2 und 4, zwei Gehäuse aus Kunststoff 1c und 2c auf, die im Motorraum bzw. in der Fahrgastzelle 4 des Fahrzeugs auf der einen und anderen Seite der Schürze 5 angeordnet sind, an welche sie hier gemeinsam durch dichte Mittel 6 befestigt sind, die eine kreisförmige Öffnung 7a umgeben. Wie in 3 sind ein ringförmiges Filter 9 und ein Ventilatorrad 20a koaxial zur Öffnung 7a in den Gehäusen 1c bzw. 2c angeordnet. Der Motor 23a des Ventilators ist teilweise innerhalb des Rads 20a und teilweise innerhalb des Filters 9 untergebracht und verringert weiter den axialen Platzbedarf der Vorrichtung.
Eine einzige schwenkbare Klappe 8b kann sich zwischen einer mit Vollstrich dargestellten Stellung, in welcher sie die Volumen 10 und 13 voneinander isoliert, die denjenigen der 1 ähnlich sind, indem eine zweite Öffnung 7b der Schürze 5 freigegeben wird, und einer gestrichelt dargestellten Stellung verschieben, in welcher sie die Öffnung 7b verschließt und den Durchgang zwischen den Räumen 10 und 13 freigibt
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die zuvor nur beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung zur Behandlung von Luft, sondern umfasst alle Varianten, die der Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche in Betracht ziehen kann.
Die Erfindung zielt auch auf eine Vorrichtung zur Behandlung der Luft mit Wassertrennmitteln und zuvor beschriebenen Mitteln zum Auswählen zwischen Außenluft und umgewälzter Luft ab, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das an einer Trennwand befestigt ist, die den Motorraum von der Fahrgastzelle trennt.

Claims

Luftbehandlungsvorrichtung zur Behandlung von Luft, die in die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs eingeführt werden soll, die Wassertrennmittel und Mittel (8, 8a) zur Auswahl zwischen Außenluft und umgewälzter Luft und Filtermittel (9) aufweist, die in einem gemeinsamen Gehäuse (1, 1a, 1b, 1c) angeordnet sind, das an einer Trennwand (5) befestigt ist, die den Motorraum (3) von der Fahrgastzelle (4) des Fahrzeugs trennt, dadurch gekennzeichnet, dass die umgewälzte Luft über eine in der Trennwand (5) ausgebildete Öffnung (7, 7b) in das gemeinsame Gehäuse (1, 1a, 1b) eindringt und von den Filtermitteln (9) gefiltert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das gemeinsame Gehäuse (1, 1a, 1b, 1c) sich im Motorraum (3) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das gemeinsame Gehäuse (1, 1a, 1b, 1c) sich zum Teil im Motorraum (3) und zum Teil in der Fahrgastzelle (4) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das gemeinsame Gehäuse (1) sich in der Fahrgastzelle (4) befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das gemeinsame Gehäuse (1, 1a, 1b, 1c) Filtermittel (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter ein Ventilatorrad (20, 20a) und einen Antriebsmotor (23a) aufweist, zum Ansaugen der Luft, die die Filtermittel (9) durchquert hat, und angeordnet in deren Nähe in der Fahrgastzelle (4).
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Ventilatorrad (20, 20a) in einem getrennten Gehäuse (2, 2a, 2c) angeordnet ist, das am gemeinsamen Gehäuse (I, Ia) oder an der Trennwand (5) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Trennwand eine erste Öffnung (7b) für den Durchgang der umgewälzten Luft von der Fahrgastzelle zu den Auswahlmitteln und eine zweite Öffnung (7a) für den Durchgang der Luft von den Filtermitteln zum Ventilator aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Trennwand eine gemeinsame Öffnung (7) aufweist, durch die hindurch die Gehäuse einen ersten Durchgang, um die umgewälzte Luft von der Fahrgastzelle zu den Auswahlmitteln zu bringen, und einen zweiten Durchgang definieren, um die Luft von den Filtermitteln zum Ventilator zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste Durchgang ringförmig ist und den zweiten Durchgang umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Ventilator (20a) im gemeinsamen Gehäuse (1b) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei der der Antriebsmotor (23a) koaxial zum Ventilatorrad (20a) ist und axial bezüglich des Rads ausschließlich auf der Seite vorsteht, die zu den Filtermitteln (9) weist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei der der Antriebsmotor (23a) koaxial zum Ventilatorrad (20a) ist und axial bezüglich des Rads ausschließlich auf der Seite vorsteht, die entgegengesetzt zu den Filtermitteln (9) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei der die Filtermittel mindestens ein ringförmiges Filter (9) aufweisen, das von der Luft von außen nach innen durchquert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14 zusammen mit einem der Ansprüche 5 bis 12, bei der das ringförmige Filter (9) koaxial zur Drehachse des Ventilators ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei der die Auswahlmittel mindestens zwei Schaltorgane (8a) aufweisen, die mit Winkelabstand um die Achse des ringförmigen Filters herum angeordnet sind und synchron (20, 20a) gesteuert werden können, um einen dieses Filter umgebenden ringförmigen Raum (13) entweder mit einer Außenluftentnahme oder mit dem Inneren der Fahrgastzelle in Verbindung zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Auswahlmittel zwei Schaltorgane (8a) aufweisen, die bezüglich der Achse des ringförmigen Filters (9) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Innenwände des gemeinsamen Gehäuses (1; 1b) oder mindestens eines der zwei Gehäuse (1, 2) mit einem schallabsorbierenden Material bedeckt sind.