WO2005035285A1 - Bauteil für eine vorrichtung zur klimatisierung eines fahrzeuginnenraums und vorrichtung zur klimatisierung eines fahrzeuginnenraums - Google Patents

Bauteil für eine vorrichtung zur klimatisierung eines fahrzeuginnenraums und vorrichtung zur klimatisierung eines fahrzeuginnenraums Download PDF

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control device
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flow control
air
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Walter Wolf
Thomas Feith
Jochen Schmitz
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Behr Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • Component for a device for air conditioning a vehicle interior Component for a device for air conditioning a vehicle interior and device for air conditioning a vehicle interior
  • the invention relates to a component, in particular a hybrid component for a vehicle carrier, which is used as a flow channel for a device for air conditioning a vehicle interior. Furthermore, the invention relates to a device for air conditioning a vehicle interior with such a component and an air conditioning system.
  • the wall thicknesses are designed to be sufficiently thick for sufficient form, bending, buckling and torsional rigidity as well as for sufficient compressive strength.
  • the cross member which is designed as a tubular or hollow profile, is suitable in principle for air guidance, for example from an air conditioning system arranged centrally in the front area of the vehicle and the air guidance to side outlets.
  • Such a cross member is known for example from DE 100 64 522 A1.
  • the cross member is made of a lightweight material, in particular of a light metal in the manner of a shell construction.
  • BESTATIGUNGSKOPIE partly or basic body, formed, in which a plastic core forming at least one channel is arranged for sufficient rigidity and compressive strength of the cross member.
  • the duct is provided with several openings for air tapping in order to exit the air flow.
  • a ventilation flap is usually provided, which regulates the amount, distribution, of the air flowing into the air duct from the air conditioning system. Shutdown and / or diversion controls.
  • flaps for adjusting the amount of air flowing into the vehicle interior are provided on the air taps opening directly into the vehicle interior. Such an arrangement of the ventilation flap in the mixing chamber requires a large amount of space.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a component which can be used as an air duct for air conditioning a vehicle interior and has a particularly simple and space-saving construction. Furthermore, a particularly simple device for air conditioning the vehicle interior with such a component is to be specified.
  • the object is achieved in a component by the features of independent claim 1.
  • the object relating to the device for air conditioning a vehicle interior is solved by the features of independent claim 13.
  • the invention is based on the consideration that due to the spatial arrangement of the air conditioning system, the mixing chamber and the air duct connected to it along the longitudinal axis (also called the X axis) of the vehicle, the installation space of the mixing chamber is limited and by the arrangement of the ventilation flap in the mixing chamber requires too much space, which should be reduced. Therefore, existing space should be used particularly easily.
  • the cavity of the base body is used for integrating a flow control device for controlling the flow rate of the medium.
  • the flow control device is used, in particular, for controlling an air flow that is led into an interior of a vehicle by an air conditioning system of a vehicle and is provided for temperature control of the interior of the vehicle.
  • the air flow or the flow rate of the air flow through the flow channel can be completely closed or opened or brought into any intermediate position. This means that the flow rate can be set to zero or the flow channel is opened at most for the air flow, ie the flow rate of the air flow through the flow channel is set to a maximum.
  • the air flow can also be redirected.
  • Such a flow control device which is arranged directly in the flow channel instead of in the mixing chamber, makes use of the installation space already used, so that by moving the arrangement of the flow control device from the mixing chamber into the flow channel, the installation space of the mixing chamber can be reduced or the mixing room of the air conditioning system is enlarged.
  • the metallic base body is expediently provided with a plurality of flow openings for the entry and / or exit of the medium, e.g. B. fresh air, cold air and / or warm air, which are arranged laterally, centrally, above and / or below.
  • the side flow openings are used for ventilation of the side windows and the side of the vehicle interior.
  • the central flow opening which can be divided, serves to ventilate the front area.
  • the upward and / or downward flow openings serve to ventilate the footwell and / or the windscreen.
  • individual flow openings can be completely closed and / or opened or partially closed and / or opened.
  • the flow device is preferably arranged in a transition region between two flow openings.
  • the flow control device is preferably arranged between a central flow opening and a lateral flow opening.
  • the base body which is partially lined with plastic, can be perforated at least in some areas. This is expediently carried out, for example, in an opening area.
  • Such a base body has the particular advantage of saving weight and / or strengthening the structure.
  • the axis of rotation of the flow control device expediently runs perpendicular to the flow opening.
  • the arrangement of the axis of rotation in the flow channel depends crucially on the air distribution between one and the other flow opening.
  • the axis of rotation of the flow control device can be horizontal to the flow opening. course.
  • the axis of rotation is preferably mounted centrally and arranged transversely to the flow opening.
  • the flow control device is designed as a control flap, in particular as a swing flap, a roller flap or a butterfly flap.
  • the flow control device can be used as a roller conveyor cassette, a blind cassette, a V-flap, a double flap, e.g. B. a barn door flap.
  • the flow control device is assigned at least one partition.
  • the partition wall prevents the air from flowing back into the air conditioning system, in particular into the mixing chamber.
  • control flap it can comprise, for example, at least two deflection elements arranged around an axis of rotation, one of the deflection elements between a first position that completely closes the central flow opening and a second position that completely opens the central flow opening is arranged to be adjustable and the other deflection element is arranged to be adjustable between a third position which completely closes the lateral flow opening and a fourth position which fully opens the lateral flow opening.
  • the deflection k elements arranged separately adjustable.
  • the deflection elements can be coupled and thus adjusted depending on one another.
  • the deflection elements can be moved symmetrically and / or asymmetrically relative to one another.
  • the deflection elements eg. B. flaps or wings, symmetrically, that is arranged together with the opening angle constant relative to each other about the axis of rotation.
  • the deflection elements can be arranged so as to be movable relative to one another in any position with an opening angle that can be set as desired.
  • the flow control device is designed as a separate prefabricated module.
  • a flow control device can subsequently be integrated into an already existing vehicle in a component designed as a flow channel, in particular a hybrid component, whereby the flap in the mixing chamber can be dispensed with and a larger mixing space is created.
  • the component comprises a metallic base body, which is at least partially lined with plastic, the cavity of which forms a flow channel for a medium flowing through, in particular air, and in which at least one flow control device for control the flow rate of the medium is integrated.
  • the flow control device is arranged, for example, in the component in its connection area to the air conditioning system. In other words, the flow control device is arranged in the transition area from the air conditioning system to the flow channel in the component itself.
  • the base body which is partially lined with plastic, can advantageously be perforated at least in some areas. expediently this is done, for example, in an opening area.
  • Such a base body has the particular advantage of saving weight and / or strengthening the structure.
  • the component designed as a flow channel is arranged in the center of the air conditioning system, the flow channel running to the side and being provided with a plurality of openings for the entry and / or exit of the medium.
  • the flow control device is preferably in a transition region between two flow openings, e.g. B. between a central opening, in particular a central nozzle, and a side opening, in particular a side nozzle, of the flow channel.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that in a hybrid component designed as a flow channel, in which a flow control device is integrated, when used in an air conditioning system of a vehicle, a particularly compact and space-saving design of a device for air conditioning the vehicle interior is made possible. Due to such a compact and space-saving design, the weight is correspondingly low. With such a component with an integrated flow control device, the space already used is also used several times; the component is therefore particularly suitable for use as an air duct for an air conditioning system in a vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows a perspective illustration of a device for air conditioning with an air conditioning system and with a component designed as a flow channel and connected to the air conditioning system
  • FIG. 2 shows schematically an alternative embodiment of a device for air conditioning with an alternative embodiment for the component
  • FIGS. 3 to 5 schematically show a cross section through a device in the connection area of the air conditioning system and component with different embodiments for a flow control device arranged in the connection area, and
  • FIGS. 6 to 13 schematically show a cross section through the component in a flow opening area with different embodiments for a flow control device arranged in the flow opening area.
  • a device 1 for air conditioning a vehicle interior is shown schematically in FIG. 1.
  • the device 1 is installed, for example, in a vehicle and regulates an air flow directed into the vehicle interior by an air conditioning system 2.
  • the device 1 comprises the air conditioning system 2, to which a component 4 designed as a flow channel is connected.
  • the component 4 has a base body 6, which is preferably made of sheet metal, in particular of a light metal sheet, for. B. from aluminum sheet, magnesium sheet or fine steel sheet is formed.
  • the base body 6, for example formed from two superimposed elements E, is designed in the exemplary embodiment in the closed state as a hollow profile, in particular as a tubular hollow profile.
  • the base body 6 also be designed as a hollow profile with a box-like cross-section and / or at least partially perforated.
  • the base body 6 is formed from two elements E, for example a U-profile or a lower shell and a cover.
  • the base body 6 is provided on the inside with plastic K.
  • the plastic K can be added, inserted or molded in the manner of a plastic liner.
  • the base body 6, which is at least partially lined with the plastic K serves as a flow channel 8, in particular as a flow channel for guiding a medium, e.g. Air conditioning system 2.
  • the air conditioning system 2 generally comprises a blower for fresh air supply, a filter for air purification, an evaporator as part of a refrigeration cycle, a radiator as part of a heating circuit, a temperature control device and a mixing device for temperature control of the air to be supplied to the vehicle interior, in a manner not shown in detail , which is guided into the flow channel 8 of the component 4.
  • the component 4 is provided with a plurality of flow openings S1 to S8 for air conditioning the vehicle interior, of which the flow openings S1 to S5 open laterally, centrally and / or forward into the vehicle interior.
  • further flow openings can open upwards and / or downwards, in particular into the windshield region or the footwell of the vehicle interior.
  • the flow opening S8 serves to supply the air conditioned by the air conditioning system 2 into the flow duct 8, the air being along a flow direction FR by means of the flow duct 8 via its lateral flows.
  • opening S6 and S7 is led to the flow openings S1 to S5 opening into the vehicle interior.
  • the component 4 is arranged centrally on the air conditioning system 2. That the component 4 has a curved course for accommodating the air conditioning system 2, the air conditioning system 2 being connected in the centrally arranged curvature, so that the flow channel 8 has laterally extending flow arms which open into lateral flow openings S5 and S4, in particular side nozzles, e.g. for ventilation of the side windows.
  • the flap for air distribution usually arranged there is omitted.
  • a flow control device 12 which effects the air distribution, this is in a transition area between two flow openings S1 to S7, e.g. arranged between the lateral flow opening S7 and the central flow opening S2.
  • the flow control device 12 is integrated in the flow duct 8, in particular in the connection area of the component 4 to the air conditioning system 2 between the relevant flow openings S2, S7 and S8.
  • the installation space already available in component 4 is used as a movement space for controlling the air distribution. This enables a simple displacement of the conventional ventilation flap of the mixing chamber into the connection area of air conditioning system 2 and component 4 with flow channel 8.
  • FIG. 2 schematically shows an alternative embodiment of a device 1 for air conditioning with an alternative embodiment for component 4.
  • a large central flow opening S2 for the front area of the vehicle interior two central flow openings Solutions S2 are provided, in each of which a flow control device 12 for air distribution for the flow channel 8 is arranged in the side arms.
  • the respective flow control device 12 is arranged in each case in the transition region of the relevant flow openings S2 and S7 or S2 and S6, so that an air distribution is effected in the lateral arms of the flow channel 8 along the flow direction FR.
  • FIGS. 3 to 5 schematically show a cross section through a device 1 in the connection area of air conditioning system 2 and component 4 with different embodiments for a flow control device 12 arranged in the connection area.
  • FIG. 3 shows a flow control device 12 integrated in the flow channel 8, which is designed as a so-called V-cap and by means of which the flow rate of the air is controlled in the direction of the flow opening S7 and S2.
  • V-cap a flow control device 12 integrated in the flow channel 8
  • it can be polygonal in cross-section, in particular square or circular.
  • the flow control device 12 comprises an axis of rotation D about which two deflection elements 14a and 14b are arranged so as to be pivotable.
  • the axis of rotation D of the flow control device 12 runs perpendicular to the flow opening S7 or S2 and to the flow direction FR.
  • the axis of rotation D is arranged largely centrally in the flow channel 8 in a transition area between the two flow openings S7 and S2.
  • the deflection elements 14a, 14b each have a surface which is in the
  • FIG. 3 Essentially corresponds to the cross-sectional area of the associated flow opening S7 or S2.
  • different opening or closing states of the deflection elements 14a, 14b are partially or completely Open or close the relevant flow opening S7 or S2 shown.
  • FIG. 4 shows an alternative form of the flow control device 12 with an alternative form of the deflection element 14a, which has a slightly nodded form.
  • the structure, the arrangement and the shape of the flow control device 12 are essentially determined by the predetermined air distribution in the relevant area of the flow channel 8.
  • the respective deflection element 14a and / or 14b can be designed with a spoiler or another flap shape.
  • FIG. 5 shows the flow control device 12 according to FIG. 4 with an associated partition 16, which prevents the air from flowing back into the flow opening S8 and thus in the direction of the air conditioning system 2.
  • the partition 16 can be stationary or movable.
  • the length I of the partition 16 is limited by a bearing belonging to the flow control device 12.
  • FIG. 5 shows two partition walls 16 of different lengths.
  • the partition 16 can alternatively be designed as a single flap.
  • FIGS. 6 to 13 schematically show a cross section through the component 4 in the transition area between two of the flow openings S1 to S8 with different embodiments for a flow control device 12 arranged there.
  • FIG. 6 shows a flow control device 12, the axis of rotation D of which runs horizontally to the relevant flow opening S2.
  • the flow control device 12 has flap-like deflection elements 14a, 14b for opening and / or closing the flow openings S7 or S2.
  • the position of the deflection elements 14a, 14b is set via a drive unit 18.
  • FIG. 7 shows a further embodiment for a flow control device 12 for controlling the flow rate of a fluid medium, in particular air, through the flow channel 8 in the direction of the flow openings S7 and S2.
  • the deflection elements 14a, 14b are mounted in the center and can be moved by means of the drive unit 18 between a position completely closing the flow opening S7 or S2 in question and a fully opening position.
  • FIG. 8 shows a further embodiment for a flow control device 12, which is designed as a double flap or blind.
  • the two flaps of the double flap are driven by the drive unit 18 to adjust the deflection elements 14a, 14b via a common drive axis 20.
  • FIG. 9 shows, as a flow control device 12, a barn door flap which is formed from two flaps and is likewise connected to the drive unit 18 via a common drive axis 20.
  • FIG. 10 shows as a flow control device 12 a one-sided flap, which is also connected to the drive unit 18.
  • FIG. 11 shows a further embodiment for a flow control device 12 - a so-called roller flap, which is arranged in the center of the flow channel 8 and whose flap or deflection elements 14a, 14b are changed in their position by means of a roller.
  • FIGS. 12 and 13 show further alternative embodiments for a flow control device 12, on the one hand a butterfly flap and on the other hand a swing flap.
  • All of the flow control devices 12 described here can be prefabricated as a separate module, which can also be subsequently integrated into the component 4 in a particularly simple manner.
  • the deflection elements 14a, 14b are coupled or can be controlled or moved separately from one another.
  • the deflection elements 14a, 14b can also be moved symmetrically and / or asymmetrically relative to one another.
  • the flow control device 12 closes or opens the flow channel 8 into the relevant flow opening S1 to S8 at least partially or completely.

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Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Bauteil (4), insbesondere Hybridbauteil für eine Vorrichtung (1) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, vorgesehen, welches einen zumindest teilweise mit Kunststoff (K) ausgekleideten metallischen Grundkörper (6) umfasst, dessen Hohlraum einen Strömungskanal (8) für ein durchströmendes Medium bildet und in welchem mindestens eine Strömungssteuereinrichtung (12) zur Steuerung der Durchflussmenge des Mediums integriert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums mit einer Klimaanlage (2) und einem an die Klimaanlage (2) angebundenen Bauteil (4).

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Bauteil für eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums und Vorrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil, insbesondere ein Hybridbauteil für einen Träger eines Fahrzeugs, welches als ein Strömungskanal für eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums verwendet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums mit einem derartigen Bauteil und einer Klimaanlage.
Aus dem Kraftfahrzeugbau sind aus Rohren gebildete Träger, z. B. Querträger, bekannt, die aus Metall bestehen und entsprechend große Wandstärken aufweisen. Die Wandstärken sind dabei für eine ausreichende Form-, Biege-, Knick- und Torsionssteifigkeit sowie für eine ausreichende Druckbelastbarkeit entsprechend dick ausgeführt. Der als Rohr- oder Hohlprofil ausgebil- dete Querträger eignet sich prinzipiell zur Luftführung, beispielsweise von einer mittig im Frontbereich des Fahrzeugs und der Luftführung angeordneten Klimaanlage zu seitlichen Ausströmern hin.
Ein derartiger Querträger ist beispielsweise aus der DE 100 64 522 A1 be- kannt. Dabei ist der Querträger zur Gewichtsreduzierung aus einem Leichtbauwerkstoff, insbesondere aus einem Leichtmetall in Art eines Schalenbau-
BESTATIGUNGSKOPIE teils oder Grundkörpers, gebildet, in welchen für eine hinreichende Steifigkeit und Druckbelastbarkeit des Querträgers ein zumindest einen Kanal bildender Kunststoffkern angeordnet ist. Zum Austritt des Luftstroms ist der Kanal mit mehreren Öffnungen für einen Luftabgriff versehen.
Üblicherweise ist zur Verteilung der von der Klimaanlage in den Fahrzeuginnenraum über die Luftführung zu führenden Luft in einer zwischen der Klimaanlage und der Luftführung angeordneten Mischkammer eine Belüftungs- klappe vorgesehen, die die von der Klimaanlage in die Luftführung strömen- de Luft hinsichtlich Menge, Verteilung, Absperrung und/oder Umlenkung steuert. Zusätzlich sind an den unmittelbar in den Fahrzeuginnenraum mündenden Luftabgriffen Klappen zur Einstellung der in den Fahrzeuginnenraum strömenden Luftmenge vorgesehen. Eine derartige Anordnung der Belüf- tungsklappe in der Mischkammer bedarf eines hohen Bauraums.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil anzugeben, welches als Luftführung für eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums verwendet werden kann und einen besonders einfachen und Bauraum sparenden Aufbau aufweist. Des Weiteren ist eine besonders einfache Vorrich- tung zur Klimatisierung des Fahrzeugsinnenraums mit einem derartigen Bauteil anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Bauteil durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe bezüglich der Vorrich- tung zur Klimatisierung eines Fahrzeugsinnenraums wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 13 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass bedingt durch die räumliche Anordnung der Klimaanlage, der Mischkammer und des daran angebundenen Luftführungskanals entlang der Längsachse (auch X-Achse genannt) des Fahrzeugs der Bauraum der Mischkammer begrenzt ist und durch die Anordnung der Belüftungsklappe in der Mischkammer ein zu großer Bauraum erforderlich ist, der reduziert werden sollte. Daher sollte ohnehin vorhandener Bauraum besonders einfach genutzt werden. Hierzu ist vorgesehen, bei einem Bauteil, welches einen zumindest teilweise mit Kunststoff ausgekleideten metallischen Grundkörper umfasst, dessen Hohlraum einen Strömungskanal für ein durchströmendes Medium bildet, den Hohlraum des Grundkörpers zur Integration einer Strömungssteuereinrichtung zur Steuerung der Durchflussmenge des Mediums zu nutzen. Die Strömungssteuereinrichtung wird insbesondere zur Steuerung eines von einer Klimaanlage eines Fahrzeugs in einen Fahrzeuginnenraum geführten und zur Temperierung des Fahrzeugsinnenraums vorgesehenen Luftstroms verwendet. Mit Hilfe der Strömungssteuereinrichtung kann der Luftstrom bzw. die Durchflussmenge des Luftstromes durch den Strömungskanal vollständig verschlossen oder geöffnet oder in eine beliebige Zwischenstellung gebracht werden. Das heißt, die Durchflussmenge kann auf null gestellt werden oder der Strömungskanal wird maximal für den Luftstrom geöffnet, d. h., die Durchflussmenge des Luftstromes durch den Strömungskanal wird auf ein Maximum eingestellt. Auch kann der Luftstrom umgelenkt werden.
Eine derartige anstelle in der Mischkammer unmittelbar im Strömungskanal angeordnete Strömungssteuereinrichtung nutzt bereits verwendeten Bauraum aus, so dass durch eine Verlagerung der Anordnung der Strömungssteuereinrichtung von der Mischkammer in den Strömungskanal der Bauraum der Mischkammer reduziert werden kann oder der Mischraum der Klimaanlage vergrößert ist. Zweckmäßigerweise ist der metallische Grundkörper mit mehreren Strömungsöffnungen zum Ein- und/oder Austritt des Mediums, z. B. Frischluft, Kaltluft und/oder Warmluft, versehen, die seitlich, mittig, oben und/oder unten angeordnet sind. Die seitlichen Strömungsöffnungen dienen dabei der Belüftung der Seitenfenster und des seitlichen Fahrzeuginnenraums. Die mittige Strömungsöffnung, welche unterteilt sein kann, dient der Belüftung des Frontbereichs. Die nach oben und/oder unten gerichteten Strömungsöffnungen dienen der Belüftung des Fußraumes und/oder der Frontscheibe. Je nach Einstellung einer an das Bauteil angebundenen Klimaanlage können einzelne Strömungsöffnungen vollständig geschlossen und/oder geöffnet oder teilweise geschlossen und/oder geöffnet werden.
Für eine möglichst Bauraum sparende Anordnung der Strömungseinrichtung ist diese vorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen zwei Strö- mungsöffnungen angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform des Bauteils ist die Strömungssteuereinrichtung vorzugsweise zwischen einer mittigen Strömungsöffnung und einer seitlichen Strömungsöffnung angeordnet.
Vorteilhafterweise kann der teilweise mit Kunststoff ausgekleidete Grundkörper zumindest bereichsweise perforiert ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise erfolgt dies beispielsweise in einem Öffnungsbereich. Ein derartiger Grundkörper hat insbesondere den Vorteil Gewicht zu sparen und/oder die Struktur zu verstärken.
Für eine beide Strömungsöffnungen steuernde Luftdurchströmung oder Luftverteilung verläuft die Drehachse der Strömungssteuereinrichtung zweckmäßigerweise senkrecht zur Strömungsöffnung. Hierbei hängt die Anordnung der Drehachse im Strömungskanal maßgeblich von der Luftverteilung zwischen der einen und der anderen Strömungsöffnung ab. Alternativ kann die Drehachse der Strömungssteuereinrichtung horizontal zur Strömungsöff- nung verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drehachse vorzugsweise mittig gelagert und quer zur Strömungsöffnung angeordnet.
Die Strömungssteuereinrichtung ist als eine Steuerklappe, insbesondere als eine Schaukel-Klappe, eine Walzen-Klappe oder eine Schmetterlings- Klappe, ausgebildet. Alternativ kann die Strömungssteuereinrichtung als eine Rollband-Kassette, eine Jalousie-Kassette, eine V-Klappe, eine Doppel- Klappe, z. B. eine Scheunentor-Klappe, ausgebildet sein.
Um einen Rückstrom des Mediums, insbesondere von Luft der Klimaanlage, in diese zurück zu verhindern, ist der Strömungssteuereinrichtung mindestens eine Trennwand zugeordnet. Mittels der Trennwand wird bei geöffneter Strömungssteuereinrichtung in Richtung des Strömungskanals ein Rückströmen der Luft in die Klimaanlage, insbesondere in die Mischkammer, ver- hindert.
Je nach Art und Funktion sowie Anordnung der Strömungssteuereinrichtung, insbesondere der Steuerklappe, kann diese beispielsweise mindestens zwei um eine Drehachse angeordnete Auslenkelemente umfassen, wobei eines der Auslenkelemente zwischen einer ersten, die mittige Strömungsöffnung vollständig schließenden Stellung und einer zweiten, die mittige Strömungsöffnung vollständig öffnenden Stellung verstellbar angeordnet ist und das andere Auslenkelement zwischen einer dritten, die seitliche Strömungsöffnung vollständig schließenden Stellung und einer vierten, die seitli- ehe Strömungsöffnung vollständig öffnenden Stellung verstellbar angeordnet ist. Mit einer derartigen Anordnung der Strömungssteuereinrichtung ist neben einer möglichst Bauraum sparenden Anordnung auch ein Komponenten, insbesondere Strömungssteuerelemente, sparender Aufbau gegeben.
Für eine möglichst flexible Einstellung der Luftverteilung, z. B. in den seitlichen Strömungskanal oder nach vorne in den Frontbereich, sind die Auslen- kelemente getrennt voneinander verstellbar angeordnet. Alternativ können die Auslenkelemente gekoppelt und somit abhängig voneinander verstellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Auslenkelemente relativ zueinander symmetrisch und/oder asymmetrisch bewegbar. Bei- spielsweise sind die Auslenkelemente, z. B. Klappen oder Flügel, symmetrisch, d. h. gemeinsam mit gleich bleibendem Öffnungswinkel zueinander um die Drehachse bewegbar angeordnet. Alternativ können die Auslenkelemente getrennt voneinander in eine beliebige Stellung mit einem beliebig einstellbaren Öffnungswinkel zueinander bewegbar angeordnet sein.
Für einen möglichst einfachen Aufbau des Bauteils und eine möglichst einfache Montage ist die Strömungssteuereinrichtung als ein separates vorgefertigtes Modul ausgeführt. Hierdurch kann nachträglich in ein bereits vorhandenes Fahrzeug eine Strömungssteuereinrichtung in ein als Strömungskanal ausgebildetes Bauteil, insbesondere Hybridbauteil, integriert werden, wodurch die Klappe in der Mischkammer entfallen kann und ein größerer Mischraum geschaffen ist.
Bei der Vorrichtung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums mit einer Klimaanlage und einem an die Klimaanlage angebundenen Bauteil umfasst das Bauteil einen zumindest teilweise mit Kunststoff ausgekleideten metallischen Grundkörper, dessen Hohlraum einen Strömungskanal für ein durchströmendes Medium, insbesondere Luft, bildet und in welchem mindestens eine Strömungssteuereinrichtung zur Steuerung der Durchflussmenge des Mediums integriert ist. Dabei ist die Strömungssteuereinrichtung beispielsweise im Bauteil in dessen Anbindungsbereich an die Klimaanlage angeordnet. Mit anderen Worten: Die Strömungssteuereinrichtung ist im Übergangsbereich von Klimaanlage zum Strömungskanal im Bauteil selbst angeordnet.
Der teilweise mit Kunststoff ausgekleidete Grundkörper kann vorteilhafterweise zumindest bereichsweise perforiert ausgebildet sein. Zweckmäßiger- weise erfolgt dies beispielsweise in einem Öffnungsbereich. Ein derartiger Grundkörper hat insbesondere den Vorteil Geweicht zu sparen und/oder die Struktur zu verstärken.
Im Allgemeinen ist das als Strömungskanal ausgebildete Bauteil mittig an der Klimaanlage angeordnet, wobei der Strömungskanal jeweils zur Seite hin verläuft und mit mehreren Öffnungen zum Eintritt und/oder Austritt des Mediums versehen ist. Bevorzugt ist die Strömungssteuereinrichtung in einem Übergangsbereich zwischen zwei Strömungsöffnungen, z. B. zwischen einer mittigen Öffnung, insbesondere einer Mitteldüse, und einer Seitenöffnung, insbesondere einer Seitendüse, des Strömungskanals angeordnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei einem als Strömungskanal ausgebildeten Hybridbauteil, in welchem eine Strömungssteuereinrichtung integriert ist, bei einer Verwendung in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs eine besonders kompakte und Bauraum sparende Ausführung einer Vorrichtung zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums ermöglicht ist. Bedingt durch eine derartig kompakte und Platz sparende Ausführung ist auch das Gewicht entsprechend gering. Durch ein der- artiges Bauteil mit einer integrierten Strömungssteuereinrichtung wird zudem bereits verwendeter Bauraum mehrfach genutzt; somit ist das Bauteil besonders für den Einsatz als Luftführungskanal für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Klimatisierung mit einer Klimaanlage und mit einem an die Klimaanlage angebundenen als Strömungskanal ausgebildeten Bauteil, Figur 2 schematisch eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zur Klimatisierung mit einer alternativen Ausführungsform für das Bauteil,
Figuren 3 bis 5 schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung im Anbindungsbereich von Klimaanlage und Bauteil mit verschiedenen Ausführungsformen für eine in dem Anbindungsbereich angeordnete Strömungssteuereinrichtung, und
Figuren 6 bis 13 schematisch einen Querschnitt durch das Bauteil in einem Strömungsöffnungsbereich mit verschiedenen Ausführungsformen für eine im Strömungsöffnungsbereich angeordnete Strömungssteuereinrichtung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur Klimatisierung eines Fahr- zeuginnenraums gezeigt. Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug eingebaut und regelt einen von einer Klimaanlage 2 in den Fahrzeuginnenraum geleiteten Luftstrom. Die Vorrichtung 1 umfasst dazu die Klimaanlage 2, an welche ein als Strömungskanal ausgebildetes Bauteil 4 angebunden ist.
Das Bauteil 4 weist einen Grundkörper 6 auf, der bevorzugt aus Blech, insbesondere aus einem Leichtmetall-Blech, z. B. aus Aluminium-Blech, Magnesium-Blech oder Feinstahl-Blech, gebildet ist. Der Grundkörper 6, beispielsweise aus zwei aufeinanderliegenden Elemente E gebildet, ist im Ausführungsbeispiel im geschlossenen Zustand als Hohlprofil, insbesondere als ein rohrartiges Hohlprofil, ausgeführt. Alternativ kann der Grundkörper 6 auch als ein Hohlprofil mit einem kastenartigen Querschnitt ausgeführt sein und/oder zumindest bereichsweise perforiert ausgebildet sein. In einer möglichen Ausführungsform mit kastenförmigem Querschnitt ist der Grundkörper 6 aus zwei Elementen E, z.B. einem U-Profil oder einer Unterschale und ei- nem Deckel, gebildet.
Der Grundkörper 6 ist innenseitig mit Kunststoff K versehen. Der Kunststoff K kann dabei in Art einer Kunststoffauskleidung angefügt, eingefügt oder angespritzt sein. Der zumindest teilweise mit dem Kunststoff K ausgekleidete Grundkörper 6 dient im geschlossenen Zustand als Strömungskanal 8, insbesondere als ein Strömungskanal zum Führen eines Mediums, z.B. Luft, der Klimaanlage 2.
Die Klimaanlage 2 umfasst im allgemeinen in nicht näher dargestellter Art und Weise ein Gebläse zur Frischluftzufuhr, ein Filter zur Luftreinigung, einen Verdampfer als Bestandsteil eines Kältekreislaufs, einen Heizkörper als Bestandteil eins Heizkreislaufs, eine Temperiereinrichtung und eine Mischeinrichtung zur Temperierung der dem Fahrzeuginnenraum zu zuführenden Luft, die in den Strömungskanal 8 des Bauteils 4 geführt wird.
Das Bauteil 4 ist zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums mit mehreren Strömungsöffnungen S1 bis S8 versehen, von denen die Strömungsöffnungen S1 bis S5 seitlich, mittig und/oder nach vorne in den Fahrzeuginnenraum münden. Alternativ oder zusätzlich können weitere nicht näher darge- stellte Strömungsöffnungen nach oben und/oder unten, insbesondere in den Frontscheibenbereich bzw. den Fußraum des Fahrzeuginnenraums münden.
Die Strömungsöffnung S8 dient der Zufuhr der von der Klimaanlage 2 klimatisierten Luft in den Strömungskanal 8, wobei die Luft entlang einer Fließ- richtung FR mittels des Strömungskanals 8 über dessen seitliche Strö- mungsöffnungen S6 und S7 zu den in den Fahrzeuginnenraum mündenden Strömungsöffnungen S1 bis S5 geführt wird.
Wie gemäß Figur 1 dargestellt, ist das Bauteil 4 mittig an die Klimaanlage 2 angeordnet. D.h. das Bauteil 4 weist zur Aufnahme der Klimaanlage 2 einen gekrümmten Verlauf auf, wobei in der mittig angeordneten Krümmung die Klimaanlage 2 angebunden ist, so dass der Strömungskanal 8 seitlich verlaufende Strömungsarme aufweist, die in seitliche Strömungsöffnungen S5 und S4, insbesondere Seitendüsen, münden, z.B. zur Belüftung der Seiten- Scheiben.
Zur Vergrößerung des Mischraums in der Mischeinrichtung oder Mischkammer für eine möglichst gut temperierte Luft ist vorgesehen, dass die dort üblicherweise angeordnete Klappe zur Luftverteilung entfällt. Für eine mög- liehst Bauraum sparende Anordnung einer die Luftverteilung bewirkenden Strömungssteuereinrichtung 12 ist diese in einem Übergangsbereich zwischen zwei Strömungsöffnungen S1 bis S7, z.B. zwischen der seitlichen Strömungsöffnung S7 und der mittigen Strömungsöffnung S2, angeordnet. Mit anderen Worten: Die Strömungssteuereinrichtung 12 ist insbesondere im Anbindungsbereich des Bauteils 4 an die Klimaanlage 2 zwischen den betreffenden Strömungsöffnungen S2, S7 und S8 im Strömungskanal 8 integriert. Somit wird der ohnehin im Bauteil 4 verfügbare Bauraum als Bewegungsraum zur Steuerung der Luftverteilung genutzt. Hierdurch ist eine einfache Verlagerung der herkömmlichen Belüftungsklappe der Mischkammer in den Anbindungsbereich von Klimaanlage 2 und Bauteil 4 mit Strömungskanal 8 ermöglicht.
Figur 2 zeigt schematisch eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Klimatisierung mit einer alternativen Ausführungsform für das Bauteil 4. Anstelle einer großen mittigen Strömungsöffnung S2 für den Frontbereich des Fahrzeuginnenraums sind zwei mittige Strömungsöff- nungen S2 vorgesehen, in welche jeweils eine Strömungssteuereinrichtung 12 zur Luftverteilung für den Strömungskanal 8 in dessen Seitenarme angeordnet ist. Die jeweilige Strömungssteuereinrichtung 12 ist jeweils im Übergangsbereich der betreffenden Strömungsöffnungen S2 und S7 bzw. S2 und S6 angeordnet, so dass eine Luftverteilung in die seitlichen Armen des Strömungskanals 8 entlang der Fließrichtung FR bewirkt wird.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung 1 im Anbindungsbereich von Klimaanlage 2 und Bauteil 4 mit ver- schiedenen Ausführungsformen für eine in dem Anbindungsbereich angeordnete Strömungssteuereinrichtung 12.
Figur 3 zeigt eine im Strömungskanal 8 integrierte Strömungssteuereinrichtung 12, welche als eine so genannte V-KIappe ausgebildet ist und mittels welcher die Durchflussmenge der Luft in Richtung der Strömungsöffnung S7 und S2 gesteuert wird. Je nach Art und Ausführung des Strömungskanals 8 kann dieser im Querschnitt vieleckig, insbesondere quadratisch oder kreisförmig, ausgebildet sein.
Die Strömungssteuereinrichtung 12 umfasst eine Drehachse D, um die zwei Auslenkelemente 14a und 14b schwenkbar angeordnet sind. Die Drehachse D der Strömungssteuereinrichtung 12 verläuft hierbei senkrecht zur Strömungsöffnung S7 bzw. S2 und zur Fließrichtung FR. Die Drehachse D ist weitgehend mittig im Strömungskanal 8 in einem Übergangsbereich zwi- sehen den zwei Strömungsöffnungen S7 und S2 angeordnet.
Die Auslenkelemente 14a, 14b weisen jeweils eine Oberfläche auf, die im
Wesentlichen der Querschnittsfläche der zugehörigen Strömungsöffnung S7 bzw. S2 entspricht. In der Figur 3 sind verschiedene Öffnungs- bzw. Schließ- zustände der Auslenkelemente 14a, 14b zum teilweise oder vollständigen Öffnen oder Schließen der betreffenden Strömungsöffnung S7 bzw. S2 dargestellt.
Figur 4 zeigt eine alternative Form der Strömungssteuereinrichtung 12 mit einer alternativen Form des Auslenkelements 14a, welches eine leicht abge- nickte Form aufweist. Der Aufbau, die Anordnung sowie die Form der Strömungssteuereinrichtung 12 wird im wesentlich bestimmt durch die vorgegebene Luftverteilung im betreffenden Bereich des Strömungskanals 8. Beispielsweise kann das jeweilige Auslenkelement 14a und/oder 14b mit einem Spoiler oder eine anderen Klappenform ausgeführt sein.
Figur 5 zeigt die Strömungssteuereinrichtung 12 gemäß Figur 4 mit einer zugehörigen Trennwand 16, welche ein Rückströmen der Luft in die Strömungsöffnung S8 und somit in Richtung der Klimaanlage 2 verhindert. Die Trennwand 16 kann dabei stationär oder beweglich ausgebildet sein. Die Länge I der Trennwand 16 ist begrenzt durch ein der Strömungssteuereinrichtung 12 zugehöriges Lager. In der Figur 5 sind zwei unterschiedlich lange Trennwände 16 dargestellt. Auch kann die Trennwand 16 alternativ als eine einzelne Klappe ausgebildet sein.
Die Figuren 6 bis 13 zeigen schematisch einen Querschnitt durch das Bauteil 4 im Übergangsbereich zwischen zwei der Strömungsöffnungen S1 bis S8 mit verschiedenen Ausführungsformen für eine dort angeordnete Strömungssteuereinrichtung 12.
Die Figur 6 zeigt eine Strömungssteuereinrichtung 12, deren Drehachse D horizontal zur betreffenden Strömungsöffnung S2 verläuft. Die Strömungssteuereinrichtung 12 weist klappenartige Auslenkelemente 14a, 14b zum Öffnen und/oder Schließen der Strömungsöffnungen S7 bzw. S2. Die Stel- lung der Auslenkelemente 14a, 14b wird über eine Antriebseinheit 18 eingestellt. Figur 7 zeigt eine weiterer Ausführungsform für eine Strömungssteuereinrichtung 12 zur Steuerung der Durchflussmenge eines fluiden Mediums, insbesondere Luft, durch den Strömungskanal 8 in Richtung der Strömungsöff- nungen S7 und S2. Die Auslenkelemente 14a, 14b sind mittig gelagert und können mittels der Antriebseinheit 18 zwischen einer die betreffende Strömungsöffnung S7 bzw. S2 vollständig schließenden Stellung und einer vollständig öffnenden Stellung bewegt werden.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Strömungssteuereinrichtung 12, welche als eine Doppel-Klappe oder Jalousie ausgebildet ist. Die beiden Klappen der Doppel-Klappe werden zur Verstellung der Auslenkelemente 14a, 14b über eine gemeinsame Antriebsachse 20 von der Antriebseinheit 18 angetrieben.
Figur 9 zeigt als Strömungssteuereinrichtung 12 eine aus zwei Klappen gebildete Scheunentor-Klappe, die ebenfalls über eine gemeinsame Antriebsachse 20 mit der Antriebseinheit 18 verbunden ist.
Figur 10 zeigt als Strömungssteuereinrichtung 12 eine einseitige Klappe, die ebenfalls mit der Antriebseinheit 18 verbunden ist. Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Strömungssteuereinrichtung 12 - eine so genannte Walzen-Klappe, welche mittig im Strömungskanal 8 angeordnet ist und deren Klappen- oder Auslenkelemente 14a, 14b über eine Walze in ihrer Stellung verändert werden. Die Figuren 12 und 13 zeigen weitere alternative Ausführungsformen für eine Strömungssteuereinrichtung 12, zum einen eine Schmetterlings-Klappe und zum anderen eine Schaukelklappe.
Alle hier beschriebenen Strömungssteuereinrichtungen 12 können als ein separates Modul vorgefertigt werden, welches in besonders einfacher Art und Weise auch noch nachträglich in das Bauteil 4 integriert werden kann. Je nach Art und Form sowie Ausführung der Strömungssteuereinrichtung 12 sind die Auslenkelemente 14a, 14b gekoppelt oder getrennt voneinander ansteuerbar bzw. bewegbar. Auch können die Auslenkelemente 14a, 14b relativ zueinander symmetrisch und/oder asymmetrisch bewegt werden.
Durch entsprechende Stellung der Auslenkelemente 14a, 14b verschließt bzw. öffnet die Strömungssteuereinrichtung 12 den Strömungskanal 8 in die betreffende Strömungsöffnung S1 bis S8 zumindest teilweise oder vollständig.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zur Klimatisierung 2 Klimaanlage 4 Bauteil 6 Grundkörper 8 Strömungskanal 12 Strömungssteuereinrichtung 14a, 14b Auslenkelemente 16 Trennwand 18 Antriebseinheit 20 Antriebsachse
D Drehachse E Elemente FR Fließrichtung K Kunststoff S1 bis S8 Strömungsöffnungen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Bauteil (4), insbesondere Hybridbauteil für eine Vorrichtung (1) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, umfassend einen zumindest teilweise mit Kunststoff (K) ausgekleideten metallischen Grundkörper (6), dessen Hohlraum einen Strömungskanal (8) für ein durchströmendes Medium bildet und in welchem mindestens eine Strömungssteuerein- richtung (12) zur Steuerung der Durchflussmenge des Mediums integriert ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1 , bei dem der metallische Grundkörper (6) mit mehreren Strömungsöffnungen (S1 bis S8) zum Ein- und/oder Austritt des Mediums versehen ist, die seitlich, mittig, oben und/oder unten angeordnet sind.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Strömungseinrichtung (12) in einem Übergangsbereich zwischen zwei Strömungsöffnungen (S2, S7) angeordnet ist.
4. Bauteil nach Anspruch 3, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) zwischen einer mittigen Strömungsöffnung (S2) und einer seitlichen Strömungsöffnung (S7, S6) angeordnet ist.
5. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drehachse (D) der Strömungssteuereinrichtung (12) senkrecht zur Strömungsöffnung (S1 bis S8) verläuft.
6. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drehachse (D) der Strömungssteuereinrichtung (12) horizontal zur Strömungsöffnung (S1 bis S8) verläuft.
7. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) als eine Steuerklappe, insbesondere als eine Schaukel-Klappe, eine Walzen-Klappe oder eine Schmetterlings- Klappe, ausgebildet ist.
8. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Strömungssteuereinrichtung (12) mindestens eine Trennwand (16) zugeordnet ist.
9. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strö- mungssteuereinrichtung (12), insbesondere die Steuerklappe, mindestens zwei um eine Drehachse (D) angeordnete Auslenkelemente (14a, 14b) umfasst, wobei eines der Auslenkelemente (14b) zwischen einer ersten, die mittige Strömungsöffnung (S2) vollständig schließenden Stellung und einer zweiten, die mittige Strömungsöffnung (S2) vollständig öffnenden Stellung verstellbar angeordnet ist und das andere Auslenkelement (14a) zwischen einer dritten, die seitliche Strömungsöffnung (S7) vollständig schließenden Stellung und einer vierten, die seitliche Strömungsöffnung (S7) vollständig öffnenden Stellung verstellbar angeordnet ist.
10. Bauteil nach Anspruch 9, bei dem die Auslenkelemente (14a, 14b) gekoppelt oder getrennt voneinander ansteuerbar sind.
11. Bauteil nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Auslenkelemente (14a, 14b) relativ zueinander symmetrisch und/oder asymmetrisch bewegbar sind.
12. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) als ein separates vorgefertigtes Modul ausgeführt ist.
13. Vorrichtung (1 ) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums mit einer Klimaanlage (2) und einem an die Klimaanlage (2) angebundenen Bauteil (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Bauteil (4) einen zumindest teilweise mit Kunststoff (K) ausgekleideten metallischen Grundkörper (6) umfasst, dessen Hohlraum einen Strömungskanal (8) für ein durchströmendes Medium, insbesondere Luft, bildet und in welchem mindestens eine Strömungssteuereinrichtung (12) zur Steuerung der Durchflussmenge des Mediums integriert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) im Bauteil (4) in dessen Anbindungsbereich an die Klimaanlage (2) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Bauteil (4) mittig an die Klimaanlage (2) angeordnet ist und der Strömungskanal (8) jeweils zur Seite hin verläuft und mit mehreren Strömungsöffnungen (S1 bis S8) zum Eintritt und/oder Austritt des Mediums versehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) zur Steuerung der Luftverteilung zwischen einer mittigen Strömungsöffnung (S2), insbesondere einer Mitteldüse, und einer seitlichen Strömungsöffnung (S6, S7), insbesondere einer Seitendüse, des Strömungskanals (8) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Strö- mungssteuereinrichtung (12) als eine Steuerklappe, insbesondere eine Schmetterlings-Klappe, eine Schaukel-Klappe oder eine Walzen-Klappe ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Strömungssteuereinrichtung (12) als ein separates vorgefertigtes Modul ausgeführt ist.
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