DE19826990A1 - Luftmischeinrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftmischeinrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges zum Mischen von Kalt- und Warmluftströmen, mit einem Kaltlufteinlaß und einem Warmlufteinlaß sowie einem Auslaß für einen Mischluftstrom, mit mehreren aus parallelen Kanalwänden (42) gebildeten Kanälen (40a und 40b), die sich an die Lufteinlässe anschließen, und mit aus mehreren Lamellen (44a, 44b, 46a, 46b) aufgebauten Jalousieklappen (48, 50) zum Öffnen und Schließen der Einlässe. Um eine verbesserte Luftmischeinrichtung bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist, einen geringen Bauraum für die Mischung von Kalt- und Warmluft ermöglicht und die trotz des geringen Bauraums eine optimale Vermischung von Kalt- und Warmluft bewirkt, wobei die Vermischung von Kalt- und Warmluft über den Mischluftstromquerschnitt variabel sein soll, um über den Luftauslaßquerschnitt hinweg ein gewünschtes Temperaturprofil des Mischluftstroms erhalten zu können, wird vorgeschlagen, daß jeweils eine Lamelle (44a bzw. 44b bzw. 46a bzw. 46b) einen einzelnen Kanaleinlaß abdeckt und die Lamellen einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftmischeinrichtung für eine Heizungs- oder Kli­ maanlage eines Kraftfahrzeuges zum Mischen von Kalt- und Warmluft ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 0 303 850 ist eine gattungsgemäße Luftmischeinrichtung be­ kannt, die einen Kaltlufteinlaß und einen Warmlufteinlaß sowie einen Auslaß für einen Mischluftstrom aufweist und die mehrere, aus parallelen Kanal­ wänden gebildete Kanäle aufweist, die sich an die Lufteinlässe anschließen. Kaltluftseitig und warmluftseitig ist jeder zweite Kanal im wesentlichen ge­ schlossen, so daß jeder zweite Kanal Warmluft und die dazwischen liegen­ den Kanäle Kaltluft führen und so am Auslaß der Luftmischeinrichtung eine gute Durchmischung kalter und warmer Luft vorliegt. Der Kaltlufteinlaß und der Warmlufteinlaß sind jeweils durch, aus mehreren Lamellen aufgebaute Jalousieklappen verschließbar.

Zwar kann mit einer derartigen Luftmischeinrichtung eine gute Durch­ mischung kalter und warmer Luft auf relativ kleinem Bauraum erreicht wer­ den, jedoch kann die Vermischung in keiner Weise variiert werden. Lediglich die Gesamtmenge der in die Luftmischeinrichtung einströmenden Kalt- oder Warmluft kann durch die eingangsseitigen Jalousieklappen geregelt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Luftmischeinrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist, einen geringen Bauraum für die Mischung von Kalt- und Warmluft ermöglicht und die trotz des geringen Bau­ raums eine optimale Vermischung von Kalt- und Warmluft bewirkt, wobei die Vermischung von Kalt- und Warmluft über den Mischluftstromquerschnitt variabel sein soll, um über den Luftauslaßquerschnitt hinweg ein gewünsch­ tes Temperaturprofil des Mischluftstroms erhalten zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße Luftmischeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jeweils eine Lamelle einen einzelnen Kanaleinlaß abdeckt und die Lamellen einzeln oder gruppenweise ansteuer­ bar sind. Dadurch kann jedem Kanal eine bestimmte Menge Kalt- und/oder Warmluft zugeführt werden, so daß an den Ausgängen der parallel verlau­ fenden Kanäle, die gemeinsam den Luftauslaß der Luftmischeinrichtung bil­ den, ein gewünschtes Temperaturprofil über den Mischraumquerschnitt ein­ stellbar ist. Ein über den Luftauslaßquerschnitt einstellbares Temperatur­ profil ist besonders vorteilhaft, da dann Luftführungskanäle, die Luft vom Mischraum zu den verschiedenen Ausströmern, wie Mitteldüsen, Seitendü­ sen, Defrosterdüse und Fußausströmer, führen, unmittelbar an den Luftaus­ laß angrenzen können, wobei gewünschte Temperaturdifferenzen der zu den verschiedenen Ausströmern geführten Luft möglich sind.

Dadurch kann bei Einsatz der erfindungsgemäßen Luftmischeinrichtung in einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges Bauraum, der bis­ her zur Lufttemperierung durch Kalt- und Warmluftmischung notwendig war, eingespart werden. Es hat sich gezeigt, daß bis zu 20% Bauraum einge­ spart werden kann.

Vorteilhafterweise ist jeder Kanal sowohl zum Kaltlufteinlaß als auch zum Warmlufteinlaß hin öffenbar, so daß bereits in einzelnen Kanälen eine Durchmischung von Kalt- und Warmluft erfolgen kann.

Um in Querrichtung zu den Kanälen, am Auslaß der Luftmischeinrichtung, eine homogene Durchmischung zu erreichen, ist kaltluftseitig und/oder warmluftseitig jede zweite Lamelle gleichsinnig ansteuerbar, so daß in einer Jalousieklappe zwei Gruppen von Lamellen gebildet sind und somit jeder zweite Kanal Luft gleicher Temperatur enthält.

Bevorzugt sind die Lamellen einer Gruppe über ein Koppelglied miteinander koppelbar, so daß mit einem einzigen Stellglied alle Lamellen einer Gruppe ansteuerbar sind.

In einer einfachen ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Koppelglied eine linear verschiebbare Schubstange.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Koppelglied eine Antriebswelle mit in Längsrichtung der Welle beabstandeten, identisch ausgerichteten Füh­ rungsnuten, in denen jeweils ein Führungsstift einer Lamelle einer Gruppe geführt ist.

Wenn die Antriebswelle aus mehreren Abschnitten aufgebaut ist, und jeder Abschnitt eine der Führungsnuten aufweist, und die Abschnitte zum Einstel­ len einer gewünschten Winkelstellung zweier benachbarter Abschnitte zu­ einander festlegbar sind, kann ein bestimmtes Temperaturprofil des Misch­ luftstroms eingestellt werden. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Luftmischeinrichtung an verschiedene Geometrien von Heizungs- oder Kli­ maanlagen verschiedener Fahrzeuge optimal angepaßt werden.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, wonach eine Antriebswelle vorgesehen ist, über die die beiden Gruppen einer Jalousieklappe ansteuer­ bar sind und bei dem die beiden Gruppen der anderen Jalousieklappe über Schubstangen betätigbar sind, die ebenfalls durch die Antriebswelle betätig­ bar sind, indem die Schubstangen jeweils ein Führungsglied aufweisen, das jeweils in einer weiteren Führungsnut der Antriebswelle geführt ist. Bei die­ ser Ausführungsform ist lediglich ein einziger Stellmotor zum Antrieb der Antriebsweile notwendig, mit dem somit sämtliche Lamellen beider Jalou­ sieklappen betätigbar sind. Je nach Ausgestaltung der Führungsnuten sind gewünschte Öffnungs- und Schließcharakteristiken der Lamellen der Jalou­ sieklappen einstellbar.

Für eine einfache Herstellung und Montage der erfindungsgemäßen Luftmi­ scheinrichtung ist vorgesehen, daß die Luftmischeinrichtung lufteinlaßseitig Rahmen aufweist, in die die Jalousieklappen einclipsbar sind, wobei die Ja­ lousieklappen mit ihren Lamellen einstückig ausgebildet sind.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung sind die Kanalwände aus ebenen Platten gebildet, die vorteilhafterweise über die lufteinlaßseitigen Rahmen gehalten sind.

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

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges im Querschnitt mit einer erfindungsgemäßen Luftmischeinrichtung;

Fig. 2 und 3 perspektivische Ansichten der erfindungs­ gemäßen Luftmischeinrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Grund­ körpers der erfindungsgemäßen Luftmisch­ einrichtung;

Fig. 5 und 6 Ansichten von Jalousieklappen der Luft­ mischeinrichtung;

Fig. 7 eine Antriebswelle der Luftmischeinrichtung;

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII aus Fig. 3;

Fig. 9 Steuerkurven der Lamellen der Jalousie­ klappen der Luftmischeinrichtung.

Eine in Fig. 1 im Querschnitt teilweise dargestellte Klimaanlage 10 weist einen Verdampfer 12 zur Erzeugung von Kaltluft (durchgezogene Pfeile 14) und einen Heizkörper 16 zur Erzeugung von Warmluft (gestrichelte Pfeile 18) sowie Luftstromsteuerelemente 20, 22 und 24 auf. Die verschiedenen Komponenten der Klimaanlage 10 sind in einem Gehäuse 26 angeordnet. Über das Luftstromsteurelement 22 wird einem Mischraum 28 die Kaltluft 14 und über das Luftstromsteuerelement 24 die Warmluft 18 zugeführt. An den Mischraum 28 schließen sich - nicht dargestellte - Luftführungskanäle an, die die auf eine gewünschte Temperatur gemischte Luft den einzelnen Aus­ strömern, beispielsweise Fußausströmer, Mitteldüse, Seitendüsen, Defroster­ düsen, zuführen. Die Luftstromsteuerelemente 22 und 24 sind Teil einer Luftmischeinrichtung 30 zum Mischen der Kaltluft 14 und Warmluft 18.

Die in den Fig. 2 und 3 perspektivisch dargestellte Luftmischeinrichtung 30 weist einen in Fig. 4 dargestellten Grundkörper 32 auf, der gebildet ist aus zwei Rahmen 34 und 36, die sich an einer ihrer Längsseiten berühren und miteinander einen Winkel α einschließen, der in dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ca. 90° beträgt. Die Rahmen 34 und 36 sind über parallel ver­ laufende Platten 38 verbunden, die sich in Strömungsrichtung der Kalt- und Warmluft 14 und 18 in den Luftmischraum 28 erstrecken. Dadurch sind zwi­ schen den parallel verlaufenden Platten 38 Kanäle 40a und 40b gebildet, so daß die Platten 38 Kanalwände 42 bilden. Jeder zweite Kanal ist mit 40a und die anderen Kanäle mit 40b bezeichnet.

Der Rahmen 34 bildet einen Kaltlufteinlaß und der Rahmen 36 einen Warmlufteinlaß. Die zum Luftmischraum 28 hin offenen Seiten der Kanäle 40a und 40b bilden einen Auslaß für die Mischluft (Fig. 1).

Die in Fig. 5 und 6 näher dargestellten Luftstromsteuerelemente 22 und 24 sind als aus mehreren Lamellen 44a und 44b, bzw. 46a und 46b aufge­ baute Jalousieklappen 48 und 50 ausgebildet. Die Lamellen 44a und 44b, bzw. 46a und 46b sind jeweils in einem Halterahmen 52 bzw. 54 drehbar gehalten. Die Jalousieklappen 48 und 50 sind mit ihren Halterahmen 52 und 54 in die Rahmen 34 und 36 des Grundkörpers 32 einclipsbar, so daß der Kaltlufteinlaß durch die Jalousieklappe 48 und der Warmlufteinlaß durch die Jalousieklappe 50 öffen- und verschließbar ist.

Die Lamellen 44a und 44b, 46a und 46b sind derart ausgebildet, daß jede einzelne Lamelle jeweils einen einzelnen Kanaleinlaß abdeckt, so daß die Kanäle 40a kaltluftseitig durch die Lamellen 44a und warmluftseitig durch die Lamellen 46a abdeckbar sind. Analog sind die Kanäle 40b kaltluft- bzw. warmluftseitig durch die Lamellen 44b bzw. 46b verschließbar.

Jede zweite Lamelle 44a der Jalousieklappe 48 ist mittels einer linear ver­ schiebbaren, ersten Schubstange 56 betätigbar, so daß die Lamellen 44a miteinander gekoppelt sind und eine erste Gruppe von Lamellen bilden. Die Lamellen 44b sind in gleicher Weise über eine zweite Schubstange 58 ebenfalls zu einer Gruppe, deren einzelne Lamellen nur gemeinsam ansteu­ erbar sind, verbunden. Die Schubstangen 56 und 58 weisen jeweils ein - nicht dargestelltes - Führungsglied auf, das jeweils in einer Führungsnut 60 bzw. 62 einer in dem Grundkörper 32 gelagerten Antriebswelle 64 geführt ist.

Die Lamellen 46a und 46b weisen jeweils einen Führungsstift 66a, bzw. 66b auf, die jeweils in auf der Antriebswelle 64 angeordneten Führungsnuten 68a bzw. 68b führbar sind. Die Führungsnuten 68a sind untereinander iden­ tisch ausgebildet und ebenfalls die Führungsnuten 68b (Fig. 7). Bei Drehen der Antriebswelle 64 werden somit sämtliche Lamellen 76a bzw. 76b gleich­ sinnig angesteuert.

Somit sind sämtliche Lamellen über die eine Antriebswelle 64 ansteuerbar. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 9 mehrere Steuerkurven, wobei auf der Abszisse der Drehwinkel der Antriebswelle 64 und auf der Ordinate der Öffnungsgrad des jeweiligen Kanaleinlasses aufgetragen ist. Die Kurve durchgezogene Linie B1 zeigt den Öffnungsgrad der Lamellen 44a, die Kurve gestrichelte Linie B2 den Öffnungsgrad der Lamellen 44b, die punktierte Kurve A1 den Öffnungsgrad der Lamellen 46b und die strichpunk­ tierte Kurve A2 den Öffnungsgrad der Lamellen 46a. Aus den Steuerkurven ist ersichtlich, daß verschiedene Luftmischungen eingestellt werden können. Bei Drehwinkel 0° sind alle kaltluftseitigen Kanaleinlässe geöffnet und alle warmluftseitigen Kanaleinlässe geschlossen und beim Drehwinkel 270° ist der Kaltlufteinlaß vollständig verschlossen und der Warmlufteinlaß vollstän­ dig geöffnet. Dazwischen liegen verschiedene Mischstellungen, in denen eine unterschiedliche Mischung von Kalt- und Warmluft erreicht wird. Bei­ spielsweise bei einem Drehwinkel von 80° ist jeder zweite Kanal 40a kaltluft­ seitig geöffnet und die anderen Kanäle 40b kaltluftseitig geschlossen und warmluftseitig ist ebenfalls jeder zweite Kanal 40b geöffnet.

In einer - nicht näher dargestellten - Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebswelle aus mehreren Abschnitten aufgebaut, die sich an den in Fig. 7 gestrichelt dargestellten Linien 70 aneinanderfügen, so daß jeder Abschnitt eine der Führungsnuten 68a und eine der Führungsnuten 68b aufweist. Die einzelnen Abschnitte sind gegeneinander in einer gewünschten Winkelstel­ lung festlegbar. Dadurch werden die Lamellen 46a und 46b zwar immer noch gleichsinnig angetrieben, jedoch sind sie nicht unbedingt parallel zu­ einander ausgerichtet, so daß bei einer bestimmten Winkelstellung der An­ triebswelle 64 einzelne Kanäle 40a und 40b warmluftseitig unterschiedlich weit geöffnet sind. Diese Variabilität ist wünschenswert, wenn das Tempera­ turprofil des Mischluftstroms über den Querschnitt des Mischraums auf eine bestimmte Klimaanlage mit einer bestimmten Geometrie abgestimmt werden soll.

Die Luftmischeinrichtung besteht bevorzugt aus Kunststoff, wobei vorteilhaf­ terweise die Lamellen einer Jalousieklappe einstückig ausgebildet sind und zur Montage der kompletten Jalousieklappe lediglich in den entsprechenden Rahmen eingeklipst werden müssen.

Claims (12)

1. Luftmischeinrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage (10) eines Kraftfahrzeuges zum Mischen von Kalt- (14) und Warmluftströmen (16), mit einem Kaltlufteinlaß und einem Warmlufteinlaß sowie einem Auslaß für einen Mischluftstrom, mit mehreren aus parallelen Kanal­ wänden (42) gebildeten Kanälen (40a und 40b), die sich an die Lufteinlässe anschließen und mit aus mehreren Lamellen (44a und 44b bzw. 46a und 46b) aufgebauten Jalousieklappen (48 und 50) zum Öffnen und Schließen der Einlässe, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Lamelle (44a bzw. 44b bzw. 46a bzw. 46b) einen einzel­ nen Kanaleinlaß abdeckt und die Lamellen (44a, 44b, 46a, 46b) ein­ zeln oder gruppenweise ansteuerbar sind.

2. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (40a bzw. 40b) sowohl zum Kaltlufteinlaß als auch zum Warmlufteinlaß hin öffenbar ist.

3. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß kaltluftseitig und/oder warmluftseitig jede zweite Lamel­ le (44a bzw. 44b bzw. 46a bzw. 46b) gleichsinnig ansteuerbar ist, so daß in einer Jalousieklappe (48 bzw. 50) zwei Gruppen von Lamellen (44a und 44b bzw. 46a und 46b) gebildet sind.

4. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (44a bzw. 44b bzw. 46a bzw. 46b) einer Gruppe über ein Koppelglied miteinander koppelbar sind.

5. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied eine linear verschiebbare Schubstange (56, 58) ist, mit der die Lamellen (44a bzw. 44b) einer Gruppe verbunden sind.

6. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied eine Antriebswelle (64) ist mit in Längsrichtung der Antriebswelle (64) beabstandeten, identisch ausgebildeten Füh­ rungsnuten (68a, 68b), in denen jeweils ein Führungsstift (66a bzw. 66b) einer Lamelle (46a bzw. 46b) einer Gruppe geführt ist.

7. Luftmischeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle aus mehreren Abschnitten aufgebaut ist und jeder Abschnitt eine der Führungsnuten aufweist und die Abschnitte zum Einstellen einer gewünschten Winkelstellung zweier benachbar­ ter Abschnitte zueinander, festlegbar sind.

8. Luftmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Jalousieklappen (48 und 50) jeweils wenigstens zwei Gruppen von Lamellen (44a und 44b bzw. 46a und 46b) aufweisen und die Lamellen (44a und 44b) der Gruppen einer der Jalousieklappen (48) über die Schubstangen (56 und 58) und die Lamellen (46a und 46b) der Gruppen der anderen Jalousieklappe (50) über die Antriebswelle (64) gekoppelt sind und die Schubstangen (56 und 58) jeweils ein Führungsglied aufweisen, das jeweils in einer weiteren Führungsnut (60, 62) der Antriebswelle (64) geführt ist.

9. Luftmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einlaßseitig Rahmen (34 und 36) vor­ gesehen sind, in die die Jalousieklappen (48 und 50) einklipsbar sind.

10. Luftmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (44a und 44b bzw. 46a und 46b) jeweils einer Jalousieklappe (48 bzw. 50) einstückig aus­ gebildet sind.

11. Luftmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwände (42) aus ebenen Platten (38) gebildet sind.

12. Heizungs- oder Klimaanlage mit einer Luftmischeinrichtung nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche.