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Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zur natürlichen Belüftung der Kabine
eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zur Aufgabe.
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Die Kabine eines Kraftfahrzeuges grenzt einen relativ kleinen Raum ab, dessen gute
Belüftung zur Verbesserung des Komforts bzw. der Behaglichkeit der Passagiere
beiträgt.
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Man kennt Belüftungsvorrichtungen, bei denen Luftsammelkanäle, die an der
Außenseite des Fahrzeuges angeordnet sind, von der Wirkung einer Luftströmung Gebrauch
machen, die von der Fortbewegung des Fahrzeuges herrührt, um Luft in dessen Kabine
bzw. Fahrgastzelle hineinzuführen.
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Solche Vorrichtungen sind jedoch nicht für ein Fahrzeug im Stillstand geeignet, und
zwar immer, wenn es Sonnenstrahlen ausgesetzt ist, insbesondere in Anbetracht der
großen, gläsernen Oberfläche von neueren Fahrzeugen, bei denen sich ein
Treibhauseffekt ausbildet, der die Temperatur in der Kabine bzw. im Fahrzeuginnernen auf bis
zu 70ºC oder mehr ansteigen lassen kann.
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Es erscheint deshalb unerläßlich, die Temperatur in der Kabine abzusenken. Es ist
bekannt, zu diesem Zweck eine Klimaanlage zu verwenden, aber unter der Anname,
daß diese nur in dem Moment zum Einsatz kommt, in dem der Fahrer den Motor in
Betrieb setzt, muß die Klimaanlage eine große Leistung aufweisen, um in der Lage zu
sein, die Temperatur rasch um einige Dutzend Grad abzusenken.
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Solche Klimaanlagen sind teuer in der Anschaffung und sind im übrigen große
Energieverbraucher.
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Um den technischen Aufwand einer Klimaanlage zu reduzieren und um den Komfort
im Kabinen- bzw. Fahrzeuginneren in dem Moment des Startens zu verbessern, hat
man für den Stillstand des Fahrzeuges auch daran gedacht, eine künstliche
Belüftungseinrichtung zu verwenden, die quer durch ein Schiebedach hindurch ausgebildet ist. Die
Innenluft wird dann von einem elektrischen Ventilator angesaugt, der sich in der
Öffnung des Schiebedaches befindet.
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In diesem Fall wird eine elektrische Versorgung benötigt, die aus Fotovoltaikzellen
besteht, um die Batterie zu schonen. Die Kosten einer solchen Vorrichtung sind jedoch
erheblich höher, ohne daß das erzielte Ergebnis vollständig zufriedenstellend wäre.
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Aus der JP-A-57-33012 kennt man eine natürliche Belüftungsvorrichtung der Kabine
eines Kraftfahrzeuges, die zumindest einen Luftkanal zwischen der Kabine und der
Oberseite des Fahrzeuges umfaßt. Man kennt außerdem aus der US-A-2,972,939 eine
natürliche Belüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die mindestens einen Luftkanal
zwischen der Kabine und der Oberseite des Fahrzeugs umfaßt.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine einfache und wirtschaftliche
Belüftungsvorrichtung der Kabine eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die überhaupt keine
Energiequelle verwendet und deren Wirkung auf den Komfort bzw. auf die
Behaglichkeit außerdem zumindest so wie bei bekannten Vorrichtungen ist.
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Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zur natürlichen Belüftung der Kabine
eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zur Aufgabe, die mindestens
einen ersten Luftkanal zwischen der Unterseite und der Kabine des Fahrzeuges und
mindestens einen zweiten Luftkanal zwischen der Kabine und der Oberseite des
Fahrzeugs umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Luftkanal zwischen
der Decke der Kabine und dem Dach des Fahrzeugs gelegen ist und der erste Luftkanal
in den genannten Belüftungsumlauf einmündet.
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Man begreift, daß sich dank der erfindungsgemaßen Vorrichtung die Kabine eines
Fahrzeuges aufgrund einer Kaminwirkung natürlich belüftet, welche die in der Kabine
enthaltene Luft mit einer größeren Leistung bzw. Rate erneuert, die 60 m3/h und mehr
unter natürlichen Fahrzeug-Einsatzbedingungen erreichen kann. Diese Belüftung erlaubt
es, ohne Zufuhr von äußerer Energie, die Temperatur im Kabineninneren und die in
der Kabine angereicherte thermische Energie im allgemeinen um etwa 40% zu
verringern.
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Gemäß der Erfindung lassen es die Abmessung, die Position und die Form der
verschiedenen Luftkanäle zu, die Geschwindigkeit der Erneuerung bzw. des Austauschs
der in der Kabine enthaltenen Luft in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp einzustellen und
zu optimieren.
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Vorzugsweise können die verschiedenen Lufteinlässe und Luftauslässe, die auf dem
Fahrzeug angeordnet sind, mit Hilfe von fernbedienten Verschlußeinrichtungen
gescfflossen werden.
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Diese Fernbedienung kann automatisch erfolgen, indem die Öffnung von gewissen
Kanälen oder ihr Verschließen in Abhängigkeit von beispielsweise der Stellung des
Zündschlüssels des Fahrzeuges realisiert wird und/oder von äußeren und/oder inneren
Klimabedingungen.
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Die Verschlüsse können ebenso vom Fahrer betätigt werden, dergestalt, daß es ihm
möglich ist, die an die Bedingungen beim Parken bzw. Fahrzeugstillstand am besten
angepaßte Belüftungsart auszuwählen.
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Praktisch die Gesamtheit der heutigen Fahrzeuge umfaßt einen Belüftungsumlauf von
der Art, daß die vorliegende Erfindung leicht bei einem bestehenden Fahrzeugmodell
in Betrieb genommen werden kann, ohne daß ein spezieller Umbau notwendig ist,
insbesondere, ohne seinen Aufbau oder sein Aussehen zu beeinträchtigen.
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Sie bietet den Vorteil, daß man den Lüftungsschlitz wahlen kann, durch den die durch
das Fahrzeug aufgenommene Luft in die Kabine einströmt. Im allgemeinen sind drei
Arten von Schlitzen bzw. Gittern bekannt, die normalerweise mit
"Windschutzscheibenenteisung", "Köpfe" und "Füße" bezeichnet werden. Gemäß der Erfindung ist es
vorteilhaft, die "Köpfe"-Schlitze zu verwenden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, den ersten Luftkanal
zugleich in Strömungsrichtung vor und hinter einem Ventilator des Belüftungsumlaufes
anzuschließen, wobei es die Verschlußeinrichtungen erlauben, die Luft zu den Schlitzen
des Belüftungsumlaufes zu leiten, sei es direkt oder durch den Ventilator hindurch.
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Auf diese Weise ist es möglich, den Eintritt der Luft in die Kabine mit Unterbrechung
zu erzwingen, indem die unter dem Fahrzeug aufgenommene Luft angesaugt und auf
diese Weise die Kaminwirkung in Gang gesetzt und unterstützt wird. Zu diesem Zweck
zwingen die Verschlußeinrichtungen die Luft dazu, den Ventilator zu passieren,
welcher zuvor in Gang gesetzt worden ist.
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Erfindungsgemaß befindet sich der zweite Luftkanal in einem höher gelegenen Teil der
Kabine.
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Auf diese Weise wird die warme Luft, die sich im höher gelegenen Teil der Kabine
angereichert hat, abgeführt und durch die frische Luft ersetzt, die vom ersten Luftkanal
abgegeben wird.
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Auf ihrem Weg steigt diese frische Luft, die durch die Kabinenseitenwände erwärmt
wurde, die der Sonnenstrahlung ausgesetzt sind, auf und wandelt sich in warme Luft
um, die wiederum durch den zweiten Luftkanal abgeführt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Luftkanal über der
Rückfensterscheibe des Fahrzeuges gelegen.
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Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform mündet der zweite Luftkanal oberhalb
der Rückfensterscheibe über zumindest einen Schlitz, der sich über die gesamte Länge
bzw. Breite der Glasscheibe erstrecken kann, nach außen.
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Vorteilhafterweise wird dieser Schlitz durch eine Flosse verborgen, die darüber
angeordnet ist.
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Eine solche Flosse erlaubt es, zugleich ein ästhetisches Resultat zu erzielen und Nutzen
aus Bewegungen von Luft um das Fahrzeug herum zu ziehen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Luftkanal am
Rand des Daches oberhalb der Fahrzeugtüren gelegen.
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Indem man eine Öffnung oberhalb der Tür realisiert, stellt man eine Erneuerung bzw.
einen Austausch der Luft in der Nähe jedes Fahrzeugsitzplatzes sicher und
gewährleistet auf diese Weise jedem Fahrzeuginsassen einen größeren Komfort.
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Jede Öffnung ist zur Außenseite hin vorzugsweise in Gestalt einer Düse ausgebildet,
um die Zufiihrverluste zu begrenzen und um bestmöglichst von den Drücken zu
profitieren, die mit der Kaminwirkung verbunden sind, und umfaßt vorzugsweise ein
Schutz- und Filtergitter, um beispielsweise das Einführen von Gegenständen, wie z.B.
Blättern, zu verhindern, die den Luftkanal verstopfen könnten und auf diese Weise den
Wirkungsgrad der Vorrichtung vermindern würden. Diese Gitter sind auf gleiche Weise
ausgebildet, um die Luftströmungen zu unterstützen, die diese passieren.
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Mit dem Ziel, zu einem besseren Verständis der Erfindung beizutragen, werden nun
einige Ausführungsformen anhand von Beispielen und in keinster Weise begrenzend
unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in
denen:
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- die Fig. 1 eine erste Ausführungsforrn der Erfindung darstellt,
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- die Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt,
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- die Fig. 3 eine dritte Ausführungsforrn der Erfindung darstellt,
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- die Fig. 4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung darstellt,
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- die Fig. 5 schematisch den ersten Luftkanal darstellt, der in Fig. 2
dargestellt ist,
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- die Fig. 6 schematisch den zweiten Luftkanal darstellt, der in Fig. 4
dargestellt ist, und
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- die Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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In der Fig. 1 umfaßt ein Fahrzeug 1, das mit einer Vorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, einen ersten Luftkanal 2 zwischen der
Kabine bzw. dem Fahrzeuginnenraum 3 und der Unterseite des Fahrzeuges 4 sowie
einen zweiten Luftkanal 5, der in der Nähe des Fahrzeugdaches 1 gelegen ist, und zwar
zwischen der Kabine 3 und der Außenseite.
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Die frische Luft, die von der Unterseite 4 des Fahrzeuges 1 stammt, tritt durch einen
Schlitz bzw. Gitter 6 in den ersten Luftkanal 2 ein und mündet über die
Lüftungsschlitze vom Typ "Windschutzscheibenenteisung" 7, "Köpfe" 8 und "Füße" 9 in die
Kabine 3 des Fahrzeuges 1 ein.
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Klappen, die im Inneren des Belüftungsumlaufes angeordnet sind, ermöglichen es, die
Lüftungsart ganz nach Belieben der Fahrzeuginsassen auszuwählen.
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Eine erste Klappe 10 erlaubt es, den Auslaß "Windschutzscheibenenteisung" 7 zu
verschließen, eine zweite Klappe 11 erlaubt es, entweder zu den Schlitzen "Köpfe" 8
oder zu den Schlitzen "Füße" 9 umzuleiten.
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Eine Klappe 12 errnöglicht es, die von der Außenseite stammende Luft zu einer
Heizung 13 umzuleiten, die zur Heizung der Kabine 3 verwendet wird, falls dies die
Wetterbedingungen rechtfertigen. Diese Heizung 13, die einen wesentlichen Teil eines
herkömmlichen Belüftungsumlaufes eines Fahrzeuges 1 darstellt, ist im vorliegenden
Fall von überhaupt keinem Vorteil, und es wird angenommen, daß sich die Klappe 12
in einer unteren Stellung befindet.
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Man beachte, daß die Anordnung der Klappen des dargestellten Belüftungsumlaufes
überhaupt keinen begrenzenden Charakter hat.
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In gleicher Weise umfaßt der Belüftungsumlauf einen Ventilator 14, der es ermöglicht,
den Luftdurchsatz zu erhöhen, hauptsächlich jedesmal, wenn das Fahrzeug 1 in Betrieb
ist.
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Der erste Luftkanal 2 umfaßt einen ersten Kanal 15, der sich in zwei Zweige 16 und
17 teilt, von denen der eine 17 direkt in Strömungsrichtung vor dem Ventilator 14
einmündet und der andere 16 in Strömungsrichtung hinter diesem Ventilator 14
einmündet.
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Die Klappen 18 und 19 erlauben es, den Luftkanal zu schließen, beispielsweise
jedesmal dann, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
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Vorteilhafterweise können diese Klappen 18 und 19 über einen Seilzug oder einen
Mikromotor, beide nicht dargestellt, betätigt werden, die entweder direkt vom Fahrer
oder automatisch von einer Vorrichtung gesteuert werden, die verschiedenen
Parametern, wie beispielsweise der Bewegung des Fahrzeuges und/oder den klimatischen
Bedingungen Rechnung trägt.
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Die Klappen 18 und 19 erlauben es, den Kanalzweig 16 oder 17 auszuwählen, durch
den die Luft in den Belüftungsumlauf einmündet.
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Durch Verschließen der Klappe 18 und Öffnen der Klappe 19 wird das Eintreffen von
Luft direkt im Belüftungsumlauf ermöglicht; die Vorrichtung arbeitet in einer
natürlichen Belüftungsart.
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Durch Öffnen der Klappe 18 und Schließen der Klappe 19 und Betätigung des
Ventilators 14 kann man das Einführen von äußerer Luft in einer Weise erzwingen, um die
Kaminwirkung auszunutzen.
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Die Klappe 20 in Strömungsrichtung vor dem Ventilator, die ursprünglich bei den
meisten Fahrzeugen existiert, ist vorzugsweise in einer Position angeordnet, die den
Eintritt von Luft über einen herkömmlichen Lufteinlaß des Belüftungsumlaufes
unterbindet, und zwar während des Betrieb der natürlichen Belüftungsvorrichtung.
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Vorteilhafterweise wird die Stellung der Klappen 18, 19 und 20 und die Betätigung des
Ventilators 14 dergestalt synchronisiert, daß ein optimaler Betrieb der Vorrichtung
gewährleistet ist.
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In dieser Fig. 1 ist in gleicher Weise der Außenschlitz 21 eines zweiten Luftkanals 5
dargestellt, der am Rand des Daches zwischen den vorderen und hinteren
Fahrzeugtüren gelegen ist.
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In Fig. 2 ist schematisch ein Fahrzeug 1 dargestellt, in das ein erster Luftkanal 2
eingebaut ist, der sich zwischen den Vordersitzen 22 und Hintersitzen 23 des
Fahrzeuges befindet, und bei dem ein Schiebedach den zweiten Luftkanal 5 bildet. Als
Variante kann der erste Luftkanal auf Höhe der Vordersitze 22 und zwischen diesen
gelegen sein.
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In der Tat erfordern die Fahrzeuge, die mit einem Schiebedach ausgestattet sind, nicht
den Einbau eines speziellen zweiten Luftkanals zwischen der Kabine 3 und der
Außenseite. Es ist jedoch selbst in diesem Fall nicht ausgeschlossen, einen speziellen zweiten
Luftkanal, wie den in Fig. 1 Dargestellten, in der Art und Weise zu realisieren, daß
die Einbruchrisiken begrenzt werden, die bei einem halb geöffneten Schiebedach
vorliegen können, falls dieses keine speziellen Anti-Einbruchsvorkehrungen umfaßt.
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Fig. 3 stellt eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform dar, bei der der erste
Luftkanal 2 nach außen unterhalb des Kofferraums 24 des Fahrzeuges 1 einmündet und
in die Kabine 3 auf Höhe der Ablage 25 hinter dem Rücksitz, wobei der zweite
Luftkanal 5 ein Gitter 21 wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfaßt.
Man beachte, daß der zweite Luftkanal 2 genügend weit weg vom Abgaskreislauf bzw.
von der Auspuffanlage des Fahrzeuges angeordnet sein muß, um nicht von damit
einhergehenden Schadstoffbelästigungen beeinträchtigt zu werden.
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Fig. 4 stellt eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar, bei der zwei erste
Luftkanäle 2 die Sitze 22, 23 des Fahrzeuges 1 durchqueren, um vorne und hinten auf Höhe
der Beine der Fahrzeuginsassen einzumünden.
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Bei einer nicht dargestellten Variante befindet sich ein einziger erster Luftkanal
zwischen den beiden Vordersitzen des Fahrzeuges und durchquert das Fahrzeugdach in der
Weise der Luftkanäle 2.
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Der zweite Luftkanal 5 ist oberhalb des Rückfensters 26 gelegen.
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In der Fig. 5 ist der schematisch in Fig. 2 dargestellte erste Lufikanal 2 in einer Säule
bzw. in einem Träger 27 einer Vorder- oder Hintertür 28 ausgeführt. Die Luft tritt
über die Unterseite 4 des Fahrzeuges 1 ein und mündet in die Kabine 3 ein, wie durch
den Pfeil angedeutet.
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Man beachte, daß ein erster Luftkanal vom gleichen Typ im Träger der Gesamtheit der
Fahrzeugtüren eingebaut sein kann.
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Die Fig. 6 stellt den schematisch in Fig. 4 dargestellten zweiten Luftkanal 5 dar. Eine
Flosse 29 verbirgt bzw. verdeckt einen Schlitz 30, der mit einer Klappe 31 versehen
ist. Dieser Schlitz 30 läßt die Außenseite mit einem Hohlraum 22 in Verbindung treten,
der zwischen dem Dach bzw. dem Hardtop 33 des Fahrzeugs 1 und der Decke 34 der
Kabine bzw. der Fahrgastzelle 3 enthalten ist, wobei ein Schlitz bzw. ein Gitter 35 den
Durchgang von der Luft zwischen der Kabine 3 und diesem Hohlraum 32 zuläßt. Die
Verbindung zwischen der Kabine 3 und dem Hohlraum 32 kann an jeder Stelle der
Deckenoberfläche realisiert werden und vorzugsweise auf Höhe der Fahrzeugsitze.
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Vorteilhafterweise wird die Klappe 31 über einen Seilzug oder einen nicht dargestellten
Motor fernbetätigt.
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Schließlich stellt die Fig. 7 den höhergelegenen bzw. oberen Abschnitt eines
Fahrzeuges 1 dar, bei dem die Außenschlitze 21 von vier zweiten Luftkanälen 5 in der
Nähe des Daches 33 und oberhalb von jeder der vier Türen des Fahrzeuges 1 gelegen
sind.
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Es ist ersichtlich, daß die Ausführungsformen, die gerade beschrieben worden sind, in
keinster Weise einen limitierenden bzw. einschränkenden Charakter aufweisen und daß
diese alle wünschenswerten Modifikationen annehmen können, ohne auf diese Weise
den Schutzbereich dieser Erfindung zu verlassen.
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Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die Belüftung eines Fahrzeuges von dem in
den Zeichnungen dargestellten Typ begrenzt, sondern betrifft in gleicher Weise die
Belüftung von jedem anderen Kraftfahrzeugtyp, einschließlich von Nutzfahrzeugen oder
öffentlichen Transportmitteln, die eine geschlossene Kabine bzw. Fahrgastzelle
aufweisen. Die Erfindung kann in gleicher Weise auf Eisenbahnwaggons angewendet
werden.