DE19755698A1 - Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit der der linken und rechten Fahrzeuginnenraumseite getrennt temperier­ bare Luft zuführbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US 5,016,704 ist eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, mit der zwei Klimatisierungszonen, nämlich der Frontbereich und der Fondbe­ reich unterschiedlich klimatisierbar sind. Stromabwärts des Verdampfers ist diese Klimaanlage zweigeteilt. In jedem Teilbereich wird über eine Luftklap­ pe die Luftmenge geregelt, die durch den Heizkörper erwärmt oder an dem Heizkörper vorbeigeführt wird. Warm- und Kaltluft können sich stromabwärts des Heizkörpers mischen und werden von einzelnen Ausgängen der Misch­ räume über Luftkanäle den Austrittsdüsen in der jeweiligen- Klimatisierungs­ zone zugeführt. Nachteilig an dieser Klimaanlage ist, daß sie einen großen Bauraum benötigt, da die Mischräume eine Vielzahl von Ausgängen und daran anschließenden Luftkanälen aufweisen. Zur Regelung der Luftführung sind eine Vielzahl von Luftklappen notwendig.

Aus der DE 44 22 120 ist eine Klimaanlage bekannt, die eine Links-Rechts- Regelung aufweist, mit der die Fahrer- und Beifahrerseite unterschiedlich temperierbar sind. Um eine kompakte Bauweise zu erhalten, wird die Kaltluft an beiden Seiten am Wärmetauscher vorbeigeführt und hinter dem Wärme­ tauscher mit der Warmluft gemischt. Der Mischraum ist durch eine Trenn­ wand in zwei Hälften geteilt. Trotz der bereits kompakteren Bauweise ist der Bauraum dieser Klimaanlage aufgrund der seitlich an dem Wärmetauscher vorbeiführenden Kaltluft und der stromabwärts des Wärmetauschers gele­ genen Warmluftschwenkklappen, die eine Schwenkbewegung in den Misch­ raum ausführen, relativ groß. Insbesondere durch die Anordnung einzelner Luftauslaßöffnungen für die der linken und rechten Fahrzeugseite zuzufüh­ renden Luft und der sich an die Auslaßöffnungen anschließenden Kanäle wird eine großer Bauraum benötigt.

Aus der EP 214 605 ist eine weitere Fahrzeugklimaanlage bekannt zur ge­ trennten Links-Rechts-Regelung der Lufttemperatur. Stromabwärts eines Verdampfers ist ein Gehäuse durch eine Gehäusetrennwand zweigeteilt, so daß mittels Heizkörpern und Mischklappen in jeder Hälfte die Lufttemperatur separat regelbar ist. Diese Klimaanlage benötigt ebenfalls einen großen Bauraum, da für jeden Ausströmer im Fahrzeuginnenraum, also Defrost-, Fuß- und Mittel- und Seitenausströmer, eine separate Luftauslaßöffnung vorgesehen ist.

Sämtlichen bekannten Klimaanlagen ist gemeinsam, daß zur getrennten Links-Rechts-Regelung der Lufttemperatur eine Trennwand das Klimaanla­ gengehäuse in eine linke und eine rechte Hälfte trennt und die einzelnen Hälften jeweils die entsprechende Fahrzeugseite mit separat temperierbarer Luft versorgen. Bei einer vertikalen Trennung der Heizungs- oder Klimaan­ lage in eine rechte und linke Hälfte und der entsprechenden Luftführung wird stets ein großer Bauraum benötigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Heizungs- oder Klimaanlage bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist und insbesondere einen geringen Bauraum ermöglicht und mit der zwei Klimatisierungszonen unterschiedlich temperierbare Luft zuführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß sich an eine Luftauslaßöffnung eines Mischraums einer durch eine Trennwand in zwei Hälften geteilten Heizungs- oder Klimaanlage ein Kanalansatzstück anschließt, das ebenfalls durch eine Kanaltrennwand in zwei Hälften geteilt ist. Die Kanaltrennwand ist jedoch zur Gehäusetrennwand in einem Winkel von bevorzugt 90° angeordnet. Die ei­ ne Kanalansatzstückhälfte ist mit der ersten Mischraumhälfte und die andere Kanalansatzstückhälfte mit der zweiten Mischraumhälfte verbunden. In einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, daß die Heizungs- oder Klimaanla­ ge in einer in etwa horizontalen Ebene geteilt ist und die eine Hälfte der Kli­ maanlage beispielsweise der Fahrerseite und die andere Hälfte der Klimaan­ lage der Beifahrerseite zugeordnet ist, so daß eine getrennte Links-/Rechtsregelung der Temperatur möglich ist.

Aufgrund der in etwa horizontalen Teilung der Heizungs- oder Klimaanlage können extrem kompakte Klimaanlagen eingesetzt werden, wie sie von nicht getrennt regelbaren Klimaanlagen her bekannt sind, bei denen die lediglich an einer Seite des Heizkörpers vorbeigeführte Kaltluft und die durch den Heizkörper erwärmte Warmluft mischbar sind. Durch das Kanalansatzstück gemäß der Erfindung wird diese in etwa horizontale Trennebene quasi in die Senkrechte gedreht, so daß dann eine Links-/Rechtstrennung geschaffen ist. Überraschenderweise sind die damit verbundenen Druckverluste relativ gering.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftauslaßöffnung durch die beiden Trennwände in vier Teilöffnungen geteilt, wobei die Trenn­ wände bevorzugt senkrecht zueinander angeordnet sind. Zwei diametral ge­ genüberliegende Teilöffnungen sind geschlossen, so daß dadurch in ein­ fachster Weise je eine Kanalansatzstückhälfte nur mit einer Mischraumhälfte verbunden ist.

Vorteilhafterweise ist das Kanalansatzstück Teil des Gehäuses, so daß das Gehäuse und das Kanalansatzstück in einem Stück herstellbar sind.

Um gleichmäßige und nur geringe Druckverluste zu erhalten, weisen die Teilöffnungen in etwa eine gleiche Größe auf.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an jede Kanalansatzstückhälfte je zwei Luftkanäle angeschlossen, wobei der eine den Luftkanal zu den Defrosterausströmern an der Windschutzscheibe und der andere Luftkanal zu den Fußausströmern führt. Über je ein Luftverteile­ lement, das jeweils in einer Kanalansatzstückhälfte angeordnet ist, kann die Luft in den Defrostluftkanal und/oder den Fußluftkanal geführt werden. Be­ vorzugt sind die beiden Luftverteilelemente auf einer gemeinsamen Welle gelagert und gemeinsam verstellbar, so daß die Luftmengen sowohl auf der Fahrer- als auch auf der Beifahrerseite gleich sind und nicht geregelt wer­ den. Dadurch können Einzelteile wie eine separate Lagerung der Luftvertei­ lelemente oder zusätzliche Stellmotoren eingespart werden.

Bevorzugt ist die Luftauslaßöffnung durch ein weiteres Luftverteilelement verschließbar, wobei dieses Luftverteilelement bei geöffneter Luftauslaßstel­ lung eine weitere Auslaßöffnung, über die Luft den Mitteldüsen zuführbar ist, verschließt.

Insgesamt ist mit der erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage eine Anlage geschaffen, die einen extrem kleinen Bauraum benötigt, da auf das von bewährten Einzonenklimaanlagen bekannte Gestaltungskonzept zu­ rückgegriffen ist und dennoch eine Links-/Rechtstrennung der Lufttempera­ tur möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 4 bzw. 5 ohne Luftverteilelemente;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 1, wobei ein Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 1 ebenfalls dargestellt ist.

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Trennebenen und der Luftführung.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Klimaanlage 10 dargestellt, mit einem Gehäuse 12 und darin angeordnetem Verdampfer 14 zur Erzeugung von Kaltluft K. Luft wird von einem nicht dargestellten Gebläse in das Gehäuse 12 und durch den Verdampfer 14 hindurch geför­ dert. Stromabwärts des Verdampfers 14 ist ein Heizkörper 16 angeordnet, zur Erzeugung von Warmluft W. Optional kann ein elektrischer Zusatzheiz­ körper 18 dem Heizkörper 16 nachgeordnet sein, der dann zur Aufheizung der Luft eingesetzt wird, wenn die Heizleistung des Heizkörpers 16 nicht ausreicht, beispielsweise beim Kaltstart oder in verbrauchsarmen Fahrzeu­ gen bei niedrigen Außentemperaturen, bei denen die Motorabwärme zur komfortablen Aufheizung des Fahrzeuginnenraumes nicht ausreicht.

Stromabwärts des Verdampfers 14 ist das Gehäuse 12 durch eine Gehäuse­ trennwand 20 in eine erste obere Gehäusehälfte und eine zweite untere Ge­ häusehälfte zweigeteilt. In jeder Gehäusehälfte ist eine Mischklappe 26 an­ geordnet, mit der in jeder Gehäusehälfte am Heizkörper 16 vorbeigeführte Kaltluft (K) und durch den Heizkörper 16 erzeugte Warmluft (W) mischbar sind, so daß in einer ersten oberen Mischraumhälfte 28 und einer unteren, zweiten Mischraumhälfte 30 die Lufttemperaturen getrennt regelbar sind, um zwei Klimatisierungszonen, beispielsweise die Fahrer- und Beifahrerseite, mit unabhängig voneinander temperierbarer Luft versorgen zu können.

Über eine erste Luftauslaßöffnung 32 strömt Luft zu nicht dargestellten De­ frostluftausströmern an der Windschutzscheibe und Fußausströmern auf der Fahrer- und Beifahrerseite. Über eine weitere Luftauslaßöffnung 34 strömt Luft zu in der Instrumententafel angeordneten Mittel- und Seitendü­ sen auf der Fahrer- und Beifahrerseite.

Dabei muß zur getrennten Links-/Rechtsregelung der erfindungsgemäßen Klimaanlage 10 gewährleistet sein, daß die Ausströmer auf der Fahrerseite mit beispielsweise der ersten Mischraumhälfte 28 und die Ausströmer auf der Beifahrerseite mit der anderen Mischraumhälfte 30 verbunden sind.

Dazu schließt sich an die durch die Gehäusetrennwand 20 in eine obere und eine untere Hälfte geteilte Luftauslaßöffnung 32 ein Kanalansatzstück 36 an, das durch eine in einem Winkel zur Gehäusetrennwand 20 angeordnete Ka­ naltrennwand 38 in eine erste und eine zweite Kanalansatzstückhälfte 40 und 42 geteilt ist. Das Kanalansatzstück 36 ist vorteilhafterweise Teil des Gehäuses 12 und zusammen mit diesem in einem Stück herstellbar. In einer Ansicht gemäß der Fig. 3 sind die Kanalansatzstückhälften 40 und 42 als linke und rechte Hälften 40 und 42 dargestellt. Die rechts Kanalansatzstück­ hälfte 42 ist mit der ersten Mischraumhälfte 28 und die linke Kanalansatz­ stückhälfte 40 mit der unteren, zweiten Mischraumhälfte 30 verbunden. Somit ist die Luftauslaßöffnung 32 durch die beiden Trennwände 20 und 38 in vier Teilöffnungen 32a bis 32d geteilt, wobei die Teilöffnungen 32b und 32d, die sich diametral gegenüberliegen, durch Wände 33b und 33d ver­ schlossen sind, so daß in die linke Kanalansatzstückhälfte 40 ausschließlich Luft der unteren Mischraumhälfte 30 strömen kann. Entsprechendes gilt für die rechte Kanalansatzstückhälfte 42, die so nur mit der oberen Mischraum­ hälfte 28 verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung des Kanalansatzstückes 36 wird eine Drehung der Teilungsebene zur links-/rechts getrennten Rege­ lung der Lufttemperatur geschaffen, wie dies in der perspektivischen Darstel­ lung der Fig. 6 gezeigt ist, so daß mit einer in etwa horizontal geteilten Kli­ maanlage 10 eine Links-/Rechtstrennung möglich ist.

An jede Kanalansatzstückhälfte 40 bzw. 42 schließen sich jeweils zwei Luft­ kanäle 44a bzw. 44b und 46a bzw. 46b an, wobei die Kanäle 44a und 44b zu den Defrostluftausströmern und die Kanäle 46a und 46b zu den Fußaus­ strömern jeweils auf der linken und rechten Fahrzeugseite führen.

Um eine Luftverteilung der aus der Luftauslaßöffnung 32 ausströmenden Luft in den Defrostluftkanal 44a bzw. 44b und/oder den Fußluftkanal 46a bzw. 46b zu ermöglichen, ist in jeder Kanalansatzstückhälfte 40 bzw. 42 ein Luftverteilelement 50a bzw. 50b vorgesehen, die bevorzugt auf einer ge­ meinsamen Welle 52 gelagert und somit gemeinsam verstellbar sind. Die Welle 52 ist auf Höhe der Gehäusetrennwand 20 angeordnet und die beiden Luftverteilelemente 50a und 50b sind in einem Winkel α, vorzugsweise etwa 40°, zueinander verdreht angeordnet, so daß das Luftverteilelement 50a ausschließlich der Teilöffnung 32a und das Luftverteilelement 50b aus­ schließlich der Teilöffnung 32c zugeordnet ist. Bei gemeinsamer Verstell­ barkeit der Luftverteilelemente 50a und 50b ist keine links-/rechtsgetrennte Luftmengenregelung möglich.

Eine perspektivische Darstellung der Gehäusetrennwand 20 und der Ka­ naltrennwand 38 sowie der Luftverteilelemente 50a und 50b und der da­ durch bedingten Luftführung ist in Fig. 6 gezeigt. Die oberhalb der Gehäuse­ trennwand 20 geführte Luft zur Versorgung der linken Fahrzeugseite ist mit durchgezogenen Pfeilen und die unterhalb der Trennwand 20 geführte Luft zur Versorgung der rechten Fahrzeugseite ist mit gestrichelten Pfeilen dar­ gestellt.

Es wäre auch denkbar, die Luftverteilelemente 50a und 50b jeweils auf einer separaten Welle zu lagern. Dann könnten die Luftverteilelemente strö­ mungsgünstiger in den Kanalansatzstückhälften 40 und 42 angeordnet wer­ den, wodurch der Druckverlust reduziert werden könnte. Dennoch sollten sie gemeinsam verstellbar sein, um den Regelungsaufwand gering zu halten.

Im Bereich der Luftauslaßöffnungen 32 und 34 ist ein weiteres Luftverteile­ lement 56 vorgesehen, das in seiner einen Einstellung die Luftauslaßöffnung 32 und in seiner anderen Endstellung die weitere Luftauslaßöffnung 34 ver­ schließt, so daß mittels dieses Luftverteilelements 56 eine Luftverteilung zwischen den Mittel- und Seitendüsen einerseits und den Fußraum- Defrostausströmern andererseits möglich ist. Da sich die Gehäusetrenn­ wand 20 bis in die Luftauslaßöffnungen 32 und 34 erstreckt, ist das Luftver­ teilelement 56 aus zwei Teilklappen gebildet, wovon die eine Teilklappe 57 in der oberen Mischraumhälfte 28 und die andere Teilklappe in der unteren Mischraumhälfte 30 angeordnet ist und die gemeinsam angetrieben werden.

Insgesamt ist somit eine äußerst kompakte und sehr einfache Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug geschaffen, mit der eine links-/rechtsgetrennte Regelung der Lufttemperatur möglich ist. Im Vergleich zu einfach und kompakt aufgebauten Einzonenklimaanlagen weist die erfin­ dungsgemäße Klimaanlage im wesentlichen lediglich zusätzliche Trennwän­ de und eine zweigeteilte Mischklappe auf, wobei die einzelnen Mischklap­ penhälften, die den beiden Gehäusehälften zugeordnet sind, getrennt an­ steuerbar sein müssen, so daß lediglich ein weiterer Stellmotor und eine entsprechende Regelungstechnik notwendig sind. Dadurch bleibt die Ein­ fachheit und Kompaktheit der Klimaanlage voll erhalten. Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage trotz der Möglichkeit der Links-/Rechts Trennung kostengünstig herstellbar.

Claims (8)

1. Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäu­ se (12) und darin angeordnetem Heizkörper (16) zur Erzeugung von Warmluft, wobei das Gehäuse (12) zumindest stromabwärts des Heizkörpers (16) durch eine Gehäusetrennwand (20) zweigeteilt ist und in jeder Gehäusehälfte eine Mischklappe (26) angeordnet ist, so daß in einem stromabwärts des Heizkörpers (16) gelegenen und durch die Gehäusetrennwand (20) in eine erste und eine zweite Mischraumhälfte (28 und 30) geteilten Mischraum Kalt- und Warmluft jeweils in jeder Hälfte (28 bzw. 30) auf eine gewünschte Temperatur mischbar sind und der Mischraum wenigstens eine ebenfalls durch die Gehäusetrennebene (20) geteilte Luftauslaßöffnung (32) aufweist zur getrennt regelbaren Temperierung zweier Klimatisierungszonen (Fahrerseite und Beifahrerseite), dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Luftauslaßöffnung (32) ein Kanalansatzstück (36) anschließt, das durch eine in einem Winkel zur Gehäusetrennwand (20) ange­ ordnete Kanaltrennwand (38) in eine erste und eine zweite Kanalan­ satzstückhälfte (40 und 42) geteilt ist und daß die erste Kanalansatz­ stückhälfte (40) mit der einen Mischraumhälfte (28 bzw. 30) und die zweite Kanalansatzstückhälfte (42) mit der anderen Mischraumhälfte (30 bzw. 28) verbunden ist.

2. Heizungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftauslaßöffnung (32) durch die beiden Trenn­ wände (20 und 38) in vier Teilöffnungen (32 a bis d) geteilt ist und zwei diametral gegenüberliegende Teilöffnungen (32b und 32d) ge­ schlossen sind.

3. Heizungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gehäusetrennwand (20) und die Kanaltrenn­ wand (38) in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet sind.

4. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilöffnungen (32a bis d) in etwa eine gleiche Größe aufweisen.

5. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalansatzstück (36) Teil des Gehäuses (12) bildet.

6. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Kanalansatzstück­ hälfte (40 bzw. 42) zwei Luftkanäle (44a bzw. b und 46a bzw. b) an­ geschlossen sind und in beiden Kanalansatzstückhälften (40 und 42) jeweils ein Luftverteilelement (50a bzw. 50b) angeordnet ist zur Ver­ teilung der Luft in den ersten Luftkanal (44a bzw. b) und/oder den zweiten Luftkanal (46a bzw. b).

7. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftverteilele­ mente (50a und b) auf einer gemeinsamen Welle (52) gelagert und damit gemeinsam verstellbar sind.

8. Heizungs- oder Klimaanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Luftverteilele­ ment (56) vorgesehen ist, das in seiner einen Endstellung die Luftaus­ laßöffnung (32) und in seiner anderen Endstellung eine weitere Aus­ laßöffnung (34) verschließt.