DE19509507A1 - Klimaanlage mit verbesserter Betätigung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klima­ anlage mit verbesserter Betätigung für Kraftfahrzeuge.

Nach dem Stand der Technik ist bereits eine Klimaanlage für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen bekannt, in der Ausführung mit Heizmitteln, um einen Luftstrom zu erwärmen, Kühlmitteln, um einen Luftstrom zu kühlen, Umwälzmitteln, um die Zirkulation der mit den Heiz­ und/oder Kühlmitteln in Kontakt tretenden Luft zu bewirken, zwei Belüftungsdüsen, um die unter der Ein­ wirkung der Umwälzmittel zirkulierende und gegebenen­ falls erwärmte und/oder gekühlte Luft in den Fahrgast­ raum einzuführen, wobei eine erste Belüftungsdüse zur Regelung des sie durchströmenden Luftdurchsatzes mit einem beweglichen Element versehen ist, das schwenkbar zwischen einer Minimalöffnungsposition und einer Maximalöffnungsposition auf einer im Fahrgastraum angeordneten Halterung angebracht ist.

Der Zweck der Erfindung besteht insbesondere in einer Optimierung der Verteilung der erwärmten oder gekühl­ ten Luft im Fahrgastraum.

Dazu bezieht sich die Erfindung auf eine Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs der vor­ genannten Art, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreh­ fest mit dem beweglichen Element verbundene erste Klappe die zweite Belüftungsdüse verschließt, wenn sich das bewegliche Element in der Minimalöffnungs­ position befindet.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

• - Das bewegliche Element betätigt Temperaturregelungs­ mittel, die auf die Heiz- und/oder Kühl- und/oder Umwälzmittel einwirken, um die Temperatur der zu den Belüftungsdüsen geleiteten Luft zu regeln, so daß die Luft in der Minimal- und Maximalöffnungsposition erwärmt bzw. gekühlt wird.
• - Die Halterung besteht aus einem Armaturenbrett, wobei die erste Belüftungsdüse in frontseitiger Posi­ tion am Armaturenbrett angeordnet ist, während die zweite Belüftungsdüse in oberem Bereich dieses Arma­ turenbretts in der Nähe der Schwenkachse des beweg­ lichen Elements angeordnet ist.
• - Die erste Klappe ist fest mit dem angelenkten Ende des beweglichen Elements verbunden.
• - Eine zweite Klappe, die drehfest mit dem beweglichen Element verbunden ist, verschließt eine Öffnung, die eine Verbindung der Belüftungsdüsen mit den Luft zu­ leitungsmitteln der Heizmittel herstellt, wenn sich das bewegliche Element in der Minimalöffnungsposition befindet.
• - Die zweite Klappe ist fest mit dem Ende verbunden, das dem angelenkten Ende des beweglichen Elements gegenüberliegt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, auf denen folgendes dargestellt ist:

• - Fig. 1 zeigt eine als Längsschnitt ausgeführte schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs, das mit einer erfindungsgemäßen Anlage ausgerüstet ist.
• - Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Anlage von Fig. 1.
• - Die Fig. 3 und 4 zeigen als Längsschnitt ausge­ führte Teilansichten zur Darstellung einer ersten Aus­ führungsart des beweglichen Elements der Belüftungs­ düse in seiner Minimal- bzw. Maximalöffnungsposition.
• - Die Fig. 5 und 6 zeigen ähnliche Ansichten wie die Fig. 3 und 4 zur Darstellung einer zweiten Ausführungsart des beweglichen Elements der Belüf­ tungsdüse.

In Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Anlage für die Klimatisierung des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs dargestellt, die mit der allgemeinen Bezugsnummer 10 bezeichnet wird.

In dem beschriebenen Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug um eine "Großraumlimousine", wobei die Wind­ schutzscheibe P dieses Fahrzeugs in der Verlängerung der Motorhaube C stark geneigt ist.

Die Anlage 10 umfaßt Elemente, die beiderseits einer quer verlaufenden Trennwand 12 angeordnet sind, welche den Fahrgastraum H vom frontseitigen Motorraum M des Fahrzeugs trennt.

Die im Motorraum M angeordneten Elemente der Anlage 10 umfassen ein Luftzufuhrorgan 14, das mit einem Einlaß 16 für die Luft (Pfeil F1) versehen ist, die außerhalb des Fahrzeugs aufgenommen wird, sowie mit einem Einlaß 18 für die aus dem Fahrgastraum H stammende Umluft (Pfeil F2). Der Einlaß 16 ist mit einem unterhalb der Windschutzscheibe P angeordneten Abscheider 20 ver­ bunden, um das Regenwasser der von außen zugeführten Luft abzuscheiden.

Das Luftzufuhrorgan 14 umfaßt eine schwenkbare Klappe 22, die zwischen einer Verschlußposition für den Einlaß 18 (in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien darge­ stellt) und einer Verschlußposition für den Einlaß 16 (in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt) ver­ stellbar ist.

Außerdem umfaßt das Luftzufuhrorgan 14 ein Staubfilter 24, mit dem ein gefilterter Außen- oder Umluftstrom erzeugt werden kann, wobei dieser Luftstrom anschlie­ ßend durch einen Durchgang in der Wand 12 zu den Elementen der Anlage 10 befördert wird, die auf der Seite des Fahrgastraums H angeordnet sind.

Diese Elemente sind hintereinander auf der Längsachse des Fahrzeugs X-X angeordnet und in einem mittleren Modul des Armaturenbretts B untergebracht.

Die im Innern des Fahrgastraums H angeordneten Elemen­ te der Anlage 10 umfassen eine Heizvorrichtung 26 für die Erzeugung von Warmluft und eine Belüftungsvor­ richtung 28 für die Erzeugung von Kaltluft oder klima­ tisierter Luft.

Die Heizvorrichtung 26 ist in dem zur Vorderseite des Fahrzeugs gerichteten Bereich des Armaturenbretts angeordnet, während die Belüftungsvorrichtung 28 in dem zur Rückseite des Fahrzeugs gerichteten Bereich des Armaturenbretts angeordnet ist. Die aus der Zu­ fuhrvorrichtung 14 kommende gefilterte Luft strömt zunächst durch die Heizvorrichtung 26, von wo aus sie dann zur Belüftungsvorrichtung 28 gelangt.

Die Heizvorrichtung 26 ist mit mindestens einer Ent­ froster-/Beschlagfreihalterdüse 30 für die Windschutz­ scheibe P verbunden, um einen Luftstrom (Pfeil F3) zur Windschutzscheibe zu leiten, sowie mit mindestens einer Seitendüse 32, um einen Luftstrom (F4) zu einer Seitenscheibe des Fahrzeugs zu leiten, und mit minde­ stens einer Düse 34, durch die ein Luftstrom (Pfeil F5) zum unteren Bereich des Fahrgastraums geleitet werden kann.

Die Belüftungsvorrichtung 28 ist mit mindestens einer Düse 36 verbunden, die im oberen Bereich des Armatu­ renbretts B angeordnet ist, sowie mit mindestens einer Belüftungsdüse 38, die sich im frontseitigen Bereich des Armaturenbretts B befindet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist zu erken­ nen, daß die Heizvorrichtung 26 aus einem elektrischen Heizradiatorsystem 40 besteht, das drei aufeinander­ folgende elektrische Radiatoren 40-1, 40-2 und 40-3 umfaßt, die beispielsweise Leistungen von 600 W, 1000 W und 1000 W aufweisen. Als Variante könnte das Radia­ torsystem aus einem einzigen Radiator bestehen, in dem die Kühlflüssigkeit des Motors umläuft. Außerdem könnte die Verbindung eines elektrischen Radiators und eines Radiators mit Kühlflüssigkeitsumlauf in Betracht gezogen werden.

Darüber hinaus umfaßt die Heizvorrichtung 26 ein Heizgehäuse 42 mit einem axialen Einlaß 44 für die vom Luftzufuhrorgan 14 kommende Luft, die gegebenenfalls durch den Radiator 40 erwärmt wird. Das Gehäuse 42 umfaßt desweiteren Auslässe 46, 48. Die Auslässe 46 sind mit den Düsen 30 und 32 verbunden, während der Auslaß 48 mit der Düse 34 verbunden ist.

Das Gehäuse 42 nimmt ein Gebläse 52 auf, an dem sich eine Turbine 54 befindet, die durch einen Motor 56 angetrieben wird, wobei die gemeinsame Drehachse von Motor und Turbine die Achse X-X ist.

Die Belüftungsvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 58 mit einem axialen Einlaß 60, der an Einlässe 50, 50′ des Gehäuses 42 angeschlossen ist, und mit einem axialen Auslaß 62. In dem Gehäuse 58 ist ein Belüftungsgebläse 64 mit einem Lüfterrad 66 untergebracht, das durch einen Motor 68 angetrieben wird, dessen Drehachse koaxial mit der Drehachse des Motors 56 und der Achse X-X ist.

Am Auslaß 62 des Gehäuses 58 ist ein Verteilergehäuse 70 mit einem darin angeordneten Verdampfer 72 ange­ bracht.

Die Gehäuse 42, 58 und 70 sind koaxial eingebaut, so daß sie ein kompaktes Modul bilden, das in einer mittleren Position im Armaturenbrett B angeordnet ist.

In den Fig. 2 und 3 wird eine erste Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Belüftungsdüse 38 dargestellt.

Diese Belüftungsdüse 38 umfaßt eine Öffnung 76, die in der den Fahrzeuginsassen zugewandten stirnseitigen Wand 78 des Armaturenbretts vorgesehen ist, und ein bewegliches Element 80, das schwenkbar an der Ober­ kante der Öffnung 76 angebracht ist, was anhand eines Stifts 82 mit einer parallel zu dieser Kante ver­ laufenden horizontalen Achse erfolgt.

Das bewegliche Element 80 ist verstellbar zwischen einer Minimalöffnungsposition der Belüftungsdüse 38, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, und einer Maximal­ öffnungsposition der Belüftungsdüse 38, wie sie in Fig. 4 dargestellt wird.

Das bewegliche Element 80 umfaßt einen als Gitter 84 ausgebildeten durchbrochenen Vorderteil, der sich in der in Fig. 3 veranschaulichten Position in etwa an das Profil der Wand 78 anschließt, so daß er die Öffnung 76 überdeckt.

Die dem Stift 82 gegenüberliegende Unterkante des Gitters 84 geht über eine Griffspitze 86 in eine untere Wand 87 über, die - mit Blick auf die in Fig. 3 dargestellte Position - durch die Öffnung 76 in das Innere des Gehäuses 58 vorsteht.

Die linke und rechte Seitenkante des Gitters 84 und die Unterkante 87 werden durch zwei Seitenwände ver­ längert, die Wangen 88 in der allgemeinen Form eines Dreiecks mit abgerundeten Kanten bilden.

Weiterhin unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ist zu erkennen, daß die Belüftungsdüse 36 eine Öffnung 90 umfaßt, die in der oberen Wand des Armaturenbretts B in der Nähe der Schwenkachse des beweglichen Elements 80 vorgesehen ist.

Eine drehfest mit dem beweglichen Element 80 verbunde­ ne Klappe 92 verschließt diese Öffnung 90, wenn sich das bewegliche Element in der Minimalöffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 3 dargestellt wird.

Die Klappe 90 umfaßt vorzugsweise ein vom Stift 82 durchzogenes Ende, das fest mit dem angelenkten Ende des beweglichen Elements verbunden ist.

Das bewegliche Element 80 betätigt vorzugsweise Tempe­ raturregelungsmittel, die auf die Heiz- 26 und/oder Belüftungsvorrichtung 28, insbesondere auf die Umwälz­ mittel dieser Vorrichtungen einwirken, und/oder einen in den Figuren nicht dargestellten Kompressor, der den Umlauf eines Kältemittels im Verdampfer 72 bewirkt, so daß die Luft in der Minimal- und Maximalöffnungs­ position erwärmt bzw. gekühlt wird.

Desweiteren umfaßt das bewegliche Element 80 in den Figuren nicht dargestellte elektrische Kontaktorgane, die für das Zusammenwirken mit fest am Armaturenbrett B angebrachten Kontaktorganen bestimmt sind, um für die Betätigung der verschiedenen Elemente der Klima­ anlage 10 beim Verschwenken des beweglichen Elements elektrische Verbindungen herzustellen und zu unter­ brechen.

Vorzugsweise betätigt das bewegliche Element die Einlaßklappe 22, die Gebläse 52 und 64 und den Kom­ pressor auf die nachstehend beschriebene Weise.

Wenn sich die Belüftungsdüse 38 in ihrer Minimal­ öffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 3 darge­ stellt wird, ist die Klappe 22 so angeordnet, daß sie ausschließlich Außenluft einläßt, wobei das Heizge­ bläse 52 mit maximaler Geschwindigkeit läuft, während das Belüftungsgebläse 64 sowie der Kompressor abge­ schaltet sind. Die Belüftungsdüse 36 wird durch die Klappe 92 verschlossen. Daher gelangt erwärmte Luft durch die Belüftungsdüse 38 mit einem geringen Durch­ satz in den Fahrgastraum.

Wenn das bewegliche Element 80 in Richtung der Öffnung gezogen wird, bleibt die Klappe 22 in ihrer Ausgangs­ stellung, die Geschwindigkeit des Gebläses 52 nimmt allmählich ab, während die Geschwindigkeit des Geblä­ ses 64 allmählich zunimmt und der Kompressor abge­ schaltet bleibt. Die Klappe 92 öffnet sich nach Maß­ gabe des Schwenkwinkels des beweglichen Organs 80.

Dabei leiten die Belüftungsdüsen 36 und 38 in den Fahrgastraum einen zunehmenden Luftdurchsatz ein, der immer weniger erwärmt wird, so daß es sich schließlich um reine Belüftungsluft handelt.

Wenn sich die Belüftungsdüse 38 in ihrer Maximal­ öffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 3 darge­ stellt ist, nimmt die durch einen nicht dargestellten Kleinstmotor angetriebene Klappe 22 ihre Position ein, in der sie ausschließlich den Einlaß von Umluft her­ beiführt, wobei das Gebläse 52 abgeschaltet ist und das Gebläse 64 mit maximaler Geschwindigkeit läuft, während der Kompressor eingeschaltet ist. Die Belüf­ tungsdüsen 36 und 38 liefern dann einen maximalen Durchsatz an klimatisierter Luft.

Die Klimaanlage 10 kann außerdem bekannte Thermostat­ mittel umfassen, die den Betrieb des Kompressors vorübergehend unterbrechen, wenn die Temperatur im Fahrgastraum unter der Einwirkung der Klimaanlage unter einen voreingestellten Wert absinkt.

Der nach dem Ein-/Aus-Prinzip funktionierende Kom­ pressor, der üblicherweise bei den existierenden Klimaanlagen benutzt wird, kann durch Mittel ersetzt werden, die es ermöglichen, daß der Verdampfer Luft mit einer regelbaren Wärmebelastung ansaugt, wobei es sich beispielsweise um einen Kompressor mit veränder­ licher Leistung handeln kann. Diese Regelungsmittel können eingesetzt werden, um eine Klimatisierung mit fortschreitender Effizienz über einen Teil des Ver­ stellwegs des beweglichen Elements herbeizuführen, wobei diese Effizienz in der Position mit maximaler Öffnung der Belüftungsdüsen maximal ausfällt.

In den Fig. 5 und 6 wird eine zweite Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Belüftungsdüse 38 dargestellt.

In diesem Falle verschließt eine drehfest mit dem beweglichen Element 80 verbundene zusätzliche Klappe 94 eine Öffnung 96, die eine Verbindung zwischen der Belüftungsdüsen 36, 38 und Luftzuleitungsmitteln der Heizvorrichtung 26 herstellt, wenn sich das bewegliche Element in seiner Minimalöffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 5 dargestellt wird.

Die zusätzliche Klappe 94 bildet beispielsweise eine Verlängerung der unteren Wand 87 des beweglichen Elements 80.

Das bewegliche Element 80 betätigt Mittel zur Regelung der Temperatur der zu den Belüftungsdüsen 36, 38 ge­ leiteten Luft, um die vorstehend beschriebene Funk­ tionsweise zu ermöglichen.

Wenn sich das bewegliche Element 80 in seiner Minimal­ öffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 5 darge­ stellt wird, strömt daher der gesamte in Umlaufge­ brachte Luftdurchsatz durch die Heizvorrichtung 26.

Wenn sich das bewegliche Element 80 in seiner Maximal­ öffnungsposition befindet, wie sie in Fig. 5 darge­ stellt wird, kann Kaltluft oder eine Mischung von Kaltluft und Warmluft durch die Belüftungsdüsen 36, 38 strömen.

Claims (6)

1. Klimaanlage für den Fahrgastraum (H) eines Kraft­ fahrzeugs, in der Ausführung mit Heizmitteln (40), um einen Luftstrom zu erwärmen, Kühlmitteln (72), um einen Luftstrom zu kühlen, Umwälzmitteln (14, 52, 64), um die Zirkulation der mit den Heiz- und/oder Kühl­ mitteln in Kontakt tretenden Luft zu bewirken, zwei Belüftungsdüsen (36, 38), um die unter der Einwirkung der Umwälzmittel zirkulierende und gegebenenfalls erwärmte und/oder gekühlte Luft in den Fahrgastraum einzuführen, wobei eine erste Belüftungsdüse (38) zur Regelung des sie durchströmenden Luftdurchsatzes mit einem beweglichen Element (80) versehen ist, das schwenkbar zwischen einer Minimalöffnungsposition und einer Maximalöffnungsposition auf einer im Fahrgast­ raum (H) angeordneten Halterung angebracht ist , da­ durch gekennzeichnet, daß eine drehfest mit dem beweglichen Element (80) verbundene erste Klappe (92) die zweite Belüftungsdüse (36) ver­ schließt, wenn sich das bewegliche Element (80) in der Minimalöffnungsposition befindet.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegliche Element (80) Temperaturregelungsmittel betätigt, die auf die Heiz­ und/oder Kühl- und/oder Umwälzmittel einwirken, um die Temperatur der zu den Belüftungsdüsen (36, 38) gelei­ teten Luft zu regeln, so daß die Luft in der Minimal- und Maximalöffnungsposition erwärmt bzw. gekühlt wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterung aus einem Armaturenbrett (B) besteht, wobei die erste Belüf­ tungsdüse (38) in frontseitiger Position am Armaturen­ brett angeordnet ist, während die zweite Belüftungs­ düse in oberem Bereich dieses Armaturenbretts in der Nähe der Schwenkachse des beweglichen Elements (80) angeordnet ist.

4. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Klappe (92) fest mit dem angelenkten Ende des beweglichen Elements (80) verbunden ist.

5. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zweite Klappe (94), die drehfest mit dem beweglichen Element (80) verbunden ist, eine Öffnung (96) ver­ schließt, die eine Verbindung der Belüftungsdüsen (36, 38) mit Luftzuleitungsmitteln der Heizmittel (26) herstellt, wenn sich das bewegliche Element (80) in der Minimalöffnungsposition befindet.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Klappe (94) fest mit dem Ende verbunden ist, das dem angelenkten Ende des beweglichen Elements (80) gegenüberliegt.