DE19951102C1 - Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit mindestens einem in einem Klimakasten ausgebildeten Luftverteilraum, der an gegenüberliegenden Enden einerseits einen Luftauslaß zum Anschließen einer Defrosterdüse (Defrosterauslaß) und einen diesem unmittelbar benachbarten Luftauslaß zum Anschließen einer in der Mittelebene der Fahrgastzelle angeordneten Seitendüse sowie andererseits mindestens einen Luftauslaß zum Anschließen einer im Fußraum der Fahrgastzelle angeordneten Fußraumdüse aufweist, wobei dem Defrosterauslaß eine Defrosterklappe und dem Fußraumauslaß ein Steuerorgan zum dosierten Freigeben des Luftdurchtrittsquerschnitts zugeordnet ist. Zur optimierten Luftverteilung im Defroster- und Heizbetrieb ist die Defrosterklappe als Abschöpfklappe ausgebildet, die in ihrer Offenstellung den überwiegenden Teil der zuströmenden Luft zum Defrosterauslaß hin abschöpft, und dem Seitenauslaß eine Drosselklappe zugeordnet, die den Querschnitt des Seitenauslasses in ihrer einen Schwenkendstellung vollständig und in ihrer anderen Schwenkendstellung nur teilweise freigibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 28 13 909 C3) ist das dem Fußraumauslaß zugeordnete Steuerorgan als einflügelige Schwenkklappe ausgebildet, die so angeordnet ist, daß sie in ihrer einen Schwenkposition den Fußraumauslaß gegenüber einem aus dem Wärmetauscher ausströmenden Warmluftstrom vollständig freigibt und Seiten- und Defrosterauslaß gegenüber diesem Warmluftstrom absperrt und in einer anderen Schwenkendstellung umgekehrt den Fußraumauslaß absperrt und den Warmluftstrom zu Defroster- und Seitenauslaß führt. Dem Seitenauslaß kann zusätzlich Kaltluft über einen Bypass zugemischt werden.

Bei einer ebenfalls bekannten Klimaanlage (DE 43 38 099 C2) ist der Luftverteilraum unmittelbar einem Wärmetauscher nachgeordnet und der Seitenauslaß in Einbaulage auf halber vertikaler Höhe im Luftverteilraum plaziert. Von einem zwischen einem Verdampfer und einem Wärmetauscher eingeschlossenen Kaltluftraum führt ein Kaltluftkanal über den Wärmetauscher hinweg zum oberen Ende des Luftverteilraums. Im Kaltluftkanal ist der Defrosterauslaß mit einer gelochten Defrosterklappe angeordnet, die in ihrer einen Schwenkendstellung den Defrosterauslaß freigibt und die Kaltluft zum Luftverteilraum drosselt und in ihrer anderen Schwenkendstellung umgekehrt den Defrosterauslaß abdeckt und den kompletten Kaltluftstrom zum Luftverteilraum hin durchläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß im Heizbetrieb die Fußraumdüsen die größere Warmluftmenge erhalten und bei Defrosterbetrieb die Defrosterdüsen bevorzugt mit Luft versorgt werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß im Heizbetrieb die Seitendüsen angedrosselt werden und damit die größere Menge an Warmluft über den Fußraumauslaß zur Fußraumdüse abströmt. Im Defrosterbetrieb liegt der Seitenauslaß im "Windschatten" der Defrosterklappe, und diese schöpft den Großteil der Warmluft hin zum Defrosterauslaß ab. Eine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehene vorteilhafte Zwangskopplung zwischen Drosselklappe und Fußraumauslaß-Steuerorgan sorgt dafür, daß die Drosselung des Seitenauslasses beim Öffnen des Fußraumauslasses durch dessen Steuerorgan automatisch erfolgt.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 ausschnittweise einen Schnitt eines Klimakastens einer Klimaanlage für Fahrzeuge längs der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht des Klimakastens in Richtung Pfeil II in Fig. 1, teilweise geschnitten.

Die Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, weist einen in Fig. 1 schematisch und ausschnittweise im Schnitt dargestellten Klimakasten 11 auf, an dem eingangsseitig ein hier nicht dargestelltes Gebläse angeschlossen ist. Im Klimakasten 11 sind in Luftströmungsrichtung gesehen hintereinander mit Abstand voneinander ein hier nicht dargestellter Verdampfer und ein Wärmetauscher 12 angeordnet, die zwischen sich einen Kaltluftraum 13 begrenzen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind stromabwärts des Gebläseluftstroms unmittelbar hinter dem Wärmetauscher 12 zwei Luftmischräume 14, 14' zur getrennten Einstellung der Temperatur der für die Klimatisierung der linken und rechten Seite der Fahrgastzelle benötigten Luft nebeneinander angeordnet. Die beiden Luftmischräume 14, 14' sind durch eine Trennwand 15 voneinander separiert, die sich in Einbaulage des Klimakastens 11 vertikal von etwa der Mitte der Luftaustrittsfläche 121 des Wärmetauschers 12 aus bis zur Rückwand 111 des Klimakastens 11 erstreckt. Jeder Luftmischraum 14 bzw. 14' hat einen etwa die Hälfte der Luftaustrittsfläche 121 des Wärmetauschers 12 überdeckenden Warmlufteinlaß 16 und einen Kaltlufteinlaß 17. Der Kaltlufteinlaß 17 ist über einen seitlich am Wärmetauscher 12 vorbeiführenden Kaltluftkanal 18 mit dem Kaltluftraum 13 verbunden.

An jedem Luftmischraum 14 bzw. 14' ist ein Luftverteilraum 19 bzw. 19' angeschlossen, wobei jeweils ein Luftverteilraum 19 bzw. 19' seitlich am Klimakasten 11 vorsteht (Fig. 2). Die beiden Luftverteilräume 19, 19' sind identisch ausgebildet, so daß nachfolgend nur der Luftverteilraum 19 beschrieben wird. Das gleiche gilt jedoch auch für den Luftverteilraum 19'.

Der Luftverteilraum 19 weist an seinem in Einbaulage oberen Ende (Fig. 1) einen Luftauslaß 20 zum Anschließen einer dem Beschlagfreihalten einer Windschutz- oder Frontscheibe des Fahrzeugs dienenden Defrosterdüse (im folgenden Defrosterauslaß 20 genannt) und einen diesem unmittelbar benachbarten Auslaß 21 zum Anschließen einer in der Mittelebene der Fahrgastzelle angeordneten Seitendüse (im folgenden Seitenauslaß 21 genannt), sowie an seinem in Einbaulage unteren Ende einen Luftauslaß 22 zum Anschließen einer im Fußraum der Fahrgastzelle angeordneten Fußraumdüse (im folgenden Fußraumauslaß 22 genannt) auf. Der Fußraumauslaß 22 liegt dabei unterhalb der Verbindung zwischen Luftmischraum 14 bzw. 14' und Luftverteilraum 19 bzw. 19'. Das Vorsehen weiterer Luftauslässe im Luftverteilraum 19 ist möglich. Dem Defrosterauslaß 20 ist eine einflügelige Defrosterklappe 23 zugeordnet, deren Schwenkachse 24 sich längs eines zwischen Defrosterauslaß 20 und Seitenauslaß 21 verlaufenden Trennstegs 25 erstreckt. Die einflügelige Defrosterklappe 23 ist mittels eines in Fig. 1 nur strichliniert angedeuteten Antriebs 26 aus einer in Fig. 1 dargestellten Schließstellung, in welcher sie den Defrosterauslaß 20 vollständig abdeckt, in eine in Fig. 1 strichliniert dargestellte Offenstellung überführbar, in der sie die Funktion einer Abschöpfklappe ausübt und den überwiegenden Teil der dem oberen Ende des Luftverteilraums 19 zuströmenden Luft zum Defrosterauslaß 20 hin ableitet. Die Abschöpfstellung ist dabei so gewählt, daß etwa zwei Drittel des lichten Querschnitts des oberen Endes des Luftverteilraums 19 dem Defrosterauslaß 20 zugeordnet ist. In dieser Offen- oder Abschöpfstellung der Defrosterklappe 23 liegt der Seitenauslaß 21 im "Windschatten" der Defrosterklappe 23.

Dem Seitenauslaß 21 ist eine Drosselklappe 27 zugeordnet, die hier zweiflügelig mit einer zwischen den Klappenflügeln verlaufenden Schwenkachse 28 ausgebildet ist. Diese Drosselklappe 27 kann um ca. 90° geschwenkt werden, wobei sie den Seitenauslaß 21 in ihrer in Fig. 1 strichliniert dargestellten Schwenkposition vollständig und in ihrer in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Schwenkposition nur teilweise freigibt, den Seitenauslaß 21 also drosselt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Drosselwirkung der Drosselklappe 27 in ihrer Schließstellung dadurch erzielt, daß die Querschnittsfläche der Drosselklappe 27 kleiner gemacht ist als der lichte Querschnitt des Seitenauslasses 21, so daß zwischen dem Begrenzungsrand des Seitenauslasses 21 und der Drosselklappe 27 ein umlaufender Luftspalt verbleibt. Wie in Fig. 1 in einer zusätzlichen Draufsicht der Drosselklappe 27 dargestellt ist, kann die Drosselklappe 27 zusätzlich noch gelocht sein. Alternativ kann bei einer gelochten Drosselklappe 27 deren Klappenfläche auch gleich groß wie der lichte Querschnitt des Seitenauslasses 21 ausgebildet werden, so daß in Schließstellung der Drosselklappe 27 der Luftspalt entfällt und der gesamte Querschnitt des Seitenauslasses 21 von der Klappenfläche überdeckt ist.

Dem Fußraumauslaß 22 ist ein Steuerorgan 29 zum Einstellen des für den Luftdurchtritt zur Fußraumdüse freigegebenen Querschnitts des Fußraumauslasses 22 zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Steuerorgan 29 als zweiflügelige Schwenkklappe 30 mit mittig verlaufender Schwenkachse 31 ausgebildet, die in ihren beiden in Fig. 1 ausgezogen und strichliniert dargestellten Schwenkendstellungen den Fußraumauslaß 22 vollständig freigibt und vollständig absperrt. Die Schwenkklappe 30 ist mit der Drosselklappe 27 derart gekoppelt, daß in der Offenstellung der Schwenkklappe 30 (in Fig. 1 ausgezogen dargestellt) die Drosselklappe 27 den Seitenauslaß 21 maximal drosselt, sich also in der in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Schließstellung befindet. Die Kopplung der beiden Klappen 27, 30 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch eine Koppelstange 32 realisiert. Die Kopplung kann aber auch elektrisch vorgenommen sein, indem zwei den Klappen 27, 30 zugeordnete, hier nicht dargestellte Antriebe, entsprechend synchronisiert sind. Im Heizbetrieb der Klimaanlage wird bei Öffnen des Fußraumauslasses 22 der Seitenauslaß 21 somit automatisch angedrosselt, so daß die größere Menge an Warmluft zu den Fußraumdüsen der Fahrgastzelle gelangt. Die Defrosterklappe 23 schließt dabei den Defrosterauslaß 20 vollständig ab. Im Defrosterbetrieb zum Beschlagfreihalten der Front- oder Windschutzscheibe wird die Drosselklappe 27 maximal geöffnet, so daß sie ihre in Fig. 1 strichliniert dargestellte Abschöpfstellung einnimmt. Damit wird die Luftversorgung der Defrosterdüsen bevorzugt.

Wie bekannt und nur der Vollständigkeit halber dargestellt ist, ist dem Warmlufteinlaß 16 und dem Kaltlufteinlaß 17 des Luftmischraums 14 - ebenso wie dem Warmlufteinlaß 16' und dem Kaltlufteinlaß 17' des Luftmischraums 14' - jeweils ein Steuerorgan zum Dosieren der in den Luftmischraum 14 bzw. 14' einströmenden Warm- und Kaltluft zugeordnet. Das dem Warmlufteinlaß 16 bzw. 16' zugeordnete Steuerorgan ist als Blenden- oder Jalousieverschluß 33 bzw. 33' ausgebildet, der eine Mehrzahl von parallel nebeneinander in einem Rahmen 34 angeordneten Schwenklamellen 35 aufweist, die synchron um ihre in Längsrichtung sich erstreckenden Schwenkachsen mittels eines Antriebs 36 schwenkbar sind und sich in der Schließstellung des Jalousieverschlusses 33 bzw. 33' einander überlappen. Das Steuerorgan für den Kaltlufteinlaß 17 bzw. 17' ist als einflügelige Schwenkklappe 37 ausgebildet (Fig. 2), die im Kaltluftkanal 18 bzw. 18' zum Sperren und Freigeben des Kanalquerschnitts schwenkbar angeordnet ist.

Alternativ zu der Ankopplung der Drosselklappe 27 des Seitenauslasses 21 an die Schwenkklappe 30 am Fußraumauslaß 22 kann die Drosselklappe 27 auch mit einem der beiden Steuerorgane des Luftverteilraums 19 gekoppelt werden. In Fig. 1 ist hierzu alternativ eine strichpunktiert dargestellte Koppelstange 38 in gleicher Weise wie die Koppelstange 32 mit ihrem einen Stangenende an der Drosselklappe 27 angelenkt. Das andere Stangenende ist an einem fest auf der Abtriebswelle des Antriebs 36 für den Jalousieverschluß 33 sitzenden Schwenkhebel 39 schwenkbeweglich befestigt. Die Anordung von Schwenkhebel 39, Koppelstange 38 und Drosselklappe 27 ist dabei so getroffen, daß in der Offenstellung des Jalousieverschlusses 33 die Drosselklappe 27 ihre in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Schließposition einnimmt, in welcher sie den Seitenauslaß 21 maximal drosselt. Anstatt an den Jalousieverschluß 33 kann die Drosselklappe 27 auch an die Schwenkklappe 37 für die Kaltluftzumischung im Kaltluftkanal 18 angekoppelt werden. Der Seitenauslaß 21 ist dann maximal gedrosselt, wenn die Schwenkklappe 37 den Kaltluftkanal 18 vollständig verschließt.

Claims (9)

1. Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit mindestens einem in einem Klimakasten (11) ausgebildeten Luftverteilraum (19, 19'), der an seinem in Einbaulage oberen Ende mindestens einen Luftauslaß zum Anschließen einer dem Beschlagfreihalten einer Windschutzscheibe dienenden Defrosterdüse (Defrosterauslaß 21, 21') und mindestens einen diesem unmittelbar benachbarten Luftauslaß zum Anschließen einer in der Mittelebene der Fahrgastzelle angeordneten Seitendüse (Seitenauslaß 21, 21'), sowie an seinem in Einbaulage unteren Ende mindestens einen Luftauslaß zum Anschließen einer im Fußraum der Fahrgastzelle angeordneten Fußraumdüse (Fußraumauslaß 22) aufweist, mit einer an einem Trennsteg (25, 25') zwischen Defroster- und Seitenauslaß (20, 21, 20' 21') schwenkbar festgelegten Defrosterklappe (23, 23'), die den Defrosterauslaß (20, 20') in ihrer einen Schwenkendstellung (Schließstellung) vollständig abdeckt und in ihrer anderen Schwenkendstellung (Offenstellung) vollständig freigibt, und mit einem dem Fußraumauslaß (22) zugeordneten Steuerorgan (29) zum Einstellen des für den Luftdurchtritt freigegebenen Querschnitts des Fußraumauslasses (22), dadurch gekennzeichnet,
daß die Defrosterklappe (23, 23') als Abschöpfklappe ausgebildet ist, die in ihrer Offenstellung den überwiegenden Teil der dem oberen Ende des Luftverteilraums (19, 19') zuströmenden Luft zum Defrosterauslaß (20,20') hin ableitet,
und daß dem Seitenauslaß (21, 21') eine Drosselklappe (27, 27') zugeordnet ist, die den Querschnitt des Seitenauslasses (21, 21') in ihrer einen Schwenkendstellung (Offenstellung) vollständig und in ihrer anderen Schwenkendstellung (maximale Drosselstellung) nur teilweise freigibt.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Defrosterklappe (23, 23') in ihrer Offenstellung etwa zwei Drittel des lichten Querschnitts des oberen Endes des Luftverteilerraums (19, 19') dem Defrosterauslaß (20, 20') zuordnet.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der zweiflügelig mit zwischen den Klappenflügeln verlaufender Schwenkachse (28) ausgebildeten Drosselklappe (27, 27') kleiner ist als der lichte Querschnitt des Seitenauslasses (21, 21'), so daß in der maximalen Drosselstellung der Drosselklappe (27, 27') in dem Seitenauslaß (21, 21') ein umlaufender Luftdurchtrittsspalt vorhanden ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der zweiflügeligen mit zwischen den Klappenflügeln verlaufender Schwenkachse (28) ausgebildeten Drosselklappe (27, 27') gleich groß wie der lichte Querschnitt des Seitenauslasses (21, 21') ist und daß die Drosselklappe (27, 27') gelocht ist.

5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (27, 27') mit dem Steuerorgan (29) für den Fußraumauslaß (22) so gekoppelt ist, daß sie bei voll geöffnetem Fußraumauslaß (22) ihre maximale Drosselstellung einnimmt.

6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Luftverteilraum (19, 19') stromaufwärts ein Luftmischraum (14, 14') vorgeordnet ist, der zum dosierten Mischen von Warm- und Kaltluft ein Warmluft-Steuerorgan (33, 33') und ein Kaltluft-Steuerorgan (37, 37') aufweist und
daß die Drosselklappe (27, 27') mit dem Warm- und/oder Kaltluft-Steuerorgan (33, 33' bzw. 37, 37') so gekoppelt ist,
daß sie bei vollständig geschlossenem Kaltluft-Steuerorgan (37, 37') und/oder vollständig geöffnetem Warmluft-Steuerorgan (33, 33') ihre maximale Drosselstellung einnimmt.

7. Klimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Luftverteilraum (19, 19') und Luftmischraum (14, 14') oberhalb des Fußraumauslasses (22) vorgenommen ist.

8. Klimaanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der Drosselklappe (27, 27') mittels eines Koppelgestänges (32 bzw. 38) vorgenommen ist.

9. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (29) für den Fußraumauslaß (22) als zweiflügelige Schwenkklappe (30) mit mittig zwischen den Klappenflügeln verlaufender Schwenkachse (31) ausgeführt ist.