DE19954972C1 - Vehicle interior heating/air conditioning system has a shaped body forming the cold air bypass wall with a stepped run through it to reduce the air flow noise into the vehicle - Google Patents
Vehicle interior heating/air conditioning system has a shaped body forming the cold air bypass wall with a stepped run through it to reduce the air flow noise into the vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für eine Fahrgastzelle von Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heating or air conditioning system for a passenger compartment of vehicles according to the preamble of Claim 1.
Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 197 31 908 C1) ist der Kaltluft-Bypass flach über den Wärmetauscher geführt und durch einen zwischen den Längswänden des Gehäusekastens, auch Klimakasten genannt, sich erstreckenden Steg, der gleichzeitig zur Festlegung des Wärmetauschers in dessen Einbaulage dient, gegenüber dem Wärmetauscher und Luftmischraum abgeschottet. Dadurch verläuft der Kaltluft- Bypass in Strömungsrichtung der dem Wärmetauscher zugeführten Kaltluft direkt zu dem Luftauslaß für die Mittelebene in dem oberen Bereich des Luftmischraums. Infolge dieser Bypassführung kommt es bei einem großen Luftdurchsatz im Gehäusekasten über die an dem Luftauslaß angeschlossenen sog. Mitteldüsen im Armaturenbrett der Fahrgastzelle zu einer starken Durchschallung direkt in die Fahrgastzelle.In a known air conditioning system of this type (DE 197 31 908 C1) the cold air bypass is guided flat over the heat exchanger and by one between the longitudinal walls of the housing box, also called climate box, extending web that at the same time to determine the heat exchanger in it Installation position serves, opposite the heat exchanger and Air mixing room sealed off. The cold air Bypass in the direction of flow of the supplied to the heat exchanger Cold air directly to the air outlet for the central plane in the upper area of the air mixing room. As a result of this Bypass control occurs when there is a large air flow in the Housing box via the so-called connected to the air outlet. Center nozzles in the dashboard of the passenger compartment into one strong sonication directly into the passenger compartment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art eine solche den Raumkomfort wesentlich beeinträchtigende Durchschallung durch die im Gehäusekasten strömenden Luft in die Fahrgastzelle wesentlich zu reduzieren.The invention has for its object in a Air conditioning of the type mentioned such Noise penetration significantly impairing room comfort the air flowing into the cabin into the passenger compartment to reduce significantly.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. The object of the invention is through the features of Claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß durch die neuartige Ausbildung des Kaltluftkanals der direkte Schallweg in die Fahrgastzelle verbaut und damit der in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Geräuschpegel aus dem Gehäusekasten stark reduziert ist. Darüber hinaus bietet der vorzugsweise hohl ausgebildete Formkörper zusätzlichen Bauraum zur Unterbringung von Bauelementen, die bislang außen am Gehäusekasten angeordnet werden, so z. B. von Antriebseinheiten für die Steuerorgane zum Dosieren der in den Luftmischraum aus dem Wärmetauscher einströmenden Warmluft, und die damit besser geschützt sind.The air conditioning system according to the invention has the advantage that the new design of the cold air duct the direct Sound path installed in the passenger compartment and thus that in the Perceptible noise level from the passenger compartment is greatly reduced. In addition, the preferred hollow shaped body additional space for Housing components that were previously on the outside Housing box are arranged so. B. of drive units for the control elements for dosing the in the air mixing space the warm air flowing into the heat exchanger, and therefore better are protected.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention Air conditioning with appropriate training and Embodiments of the invention are in the further Claims specified.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung einen Längsschnitt eines sog. Klimakastens einer Klimaanlage für Fahrzeuge, schematisch dargestellt.The invention is based on one shown in the drawing Embodiment described in more detail below. Here the drawing shows a longitudinal section of a so-called climate box an air conditioning system for vehicles, shown schematically.
Die Klimaanlage für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, weist einen in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellten Gehäusekasten 11, auch Klimakasten genannt, auf, an dem eingangsseitig ein hier nicht dargestelltes Gebläse angeschlossen ist und der ausgangsseitig eine Mehrzahl von Luftaustrittsstutzen zum Anschluß von in der Fahrgastzelle verteilt angeordneten Luftausströmern aufweist. Dabei ist in bekannter Weise ein Luftaustrittsstutzen 12 für den Anschluß von Ent- oder Defrosterdüsen unter der Frontscheibe der Fahrgastzelle, ein Luftaustrittsstutzen 13 für den Anschluß von in der Mittelebene, vorzugsweise im Armaturenbrett, der Fahrgastzelle angeordneten Luftausströmern (Mitteldüse, Seitendüse) und ein Luftausstrittsstutzen 14 für den Anschluß von in der Fahrgastzelle im Fußbereich angeordneten Fußraumdüsen vorgesehen. Ist der Gehäusekasten 11 für die getrennte Belüftung der linken und rechten Seite der Fahrgastzelle ausgebildet, so sind die Luftaustrittsstutzen 12, 13 und 14 doppelt vorhanden.The air conditioning system for a passenger compartment of a vehicle, in particular a passenger car, has a housing box 11 , also called a climate box, shown schematically in section in FIG. 1, to which a blower (not shown here) is connected on the inlet side and a plurality of air outlet connections for connection on the outlet side of air vents distributed in the passenger compartment. In a known manner, there is an air outlet connection 12 for the connection of defroster or defroster nozzles under the front window of the passenger compartment, an air outlet connection 13 for the connection of air vents (center nozzle, side nozzle) arranged in the center plane, preferably in the dashboard, of the passenger compartment and an air outlet connection 14 intended for the connection of footwell nozzles arranged in the foot area of the passenger compartment. If the housing box 11 is designed for separate ventilation of the left and right side of the passenger compartment, the air outlet connections 12 , 13 and 14 are duplicated.
Im Gehäusekasten 11 sind in Luftströmungsrichtung gesehen hintereinander mit Abstand voneinander ein Verdampfer 15 und ein Wärmetauscher 16 angeordnet, wobei zwischen diesen ein Kaltluftraum 17 ausgebildet ist. Auf der Rückseite des Wärmetauschers 16 ist ein Luftmischraum 18 ausgebildet, der mit den Luftaustrittsstutzen 12-14 in Verbindung steht. Der Luftaustrittsstutzen 13 für die Mittelebene ist dabei im oberen Bereich 181 des Luftmischraums 18 an diesen angeschlossen, während die Luftaustrittsstutzen 12 und 14 für Defroster und Fußraum im übrigen Bereich 182 des Luftmischraums 18 abgehen, so der Luftaustrittsstutzen 12 für die Defrosterdüsen etwa mittig und der Luftaustrittsstutzen 14 für den Fußraum unten. Ist der Gehäusekasten 11 zur getrennten Belüftung der linken und rechten Seite der Fahrgastzelle konzipiert, so sind zwei Luftmischräume 18 dem Wärmetauscher 16 nachgeordnet, die nebeneinanderliegen und durch eine vertikal verlaufende Trennwand voneinander separiert sind.An evaporator 15 and a heat exchanger 16 are arranged one behind the other in the housing box 11 , viewed in the direction of air flow, with a cold air space 17 being formed between them. On the back of the heat exchanger 16 , an air mixing space 18 is formed, which is connected to the air outlet connection 12-14 . The air outlet stub 13 for the central plane is connected to the upper region 181 of the air mixing chamber 18 , while the air outlet stubs 12 and 14 for defroster and footwell extend in the remaining region 182 of the air mixing chamber 18 , so the air outlet stub 12 for the defroster nozzles is approximately in the middle and the air outlet stub 14 for the footwell below. If the housing box 11 is designed for separate ventilation of the left and right side of the passenger compartment, two air mixing spaces 18 are arranged downstream of the heat exchanger 16 , which lie next to one another and are separated from one another by a vertically running partition.
Der Luftmischraum 18 weist einen Warmlufteinlaß 19, der die Luftaustrittsfläche 161 des Wärmetauschers 16 überdeckt, und einen Kaltlufteinlaß 20 auf, der die Mündung eines unterhalb des Wärmetauschers 16 an diesem vorbeigeführten Kaltluftkanals 21 bildet, der den Kaltlufteinlaß 20 mit dem Kaltluftraum 17 verbindet. Dem Warmlufteinlaß 19 und dem Kaltlufteinlaß 20 ist jeweils ein Steuerorgan zur Dosierung der in den Luftmischraum 18 einströmenden Warm- bzw. Kaltluft zugeordnet, das im Warmlufteinlaß 19 als Blenden- oder Jalousieverschluß 22 und im Kaltlufteinlaß 20 als Schwenkklappe 23 ausgebildet ist. Der Jalousieverschluß 22 besteht in bekannter Weise aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, um ihre Schwenkachsen schwenkbaren Schwenklamellen 24, die miteinander gekoppelt sind und von einem elektromotorischen Stellantrieb 27 geschwenkt werden, wobei sie in ihrer einen Schwenkendstellung sich einander überlappen und den Warmlufteinlaß 19 vollständig abschließen und in ihrer anderen Schwenkendstellung den Warmlufteinlaß 19 vollständig freigeben. Die Schwenkklappe 23 ist ebenfalls von einem elektromotorischen Antrieb (hier nicht dargestellt) zwischen zwei Endpositionen schwenkbar, die in der Zeichnung ausgezogen und strichliniert dargestellt sind. Die ausgezogen dargestellte Offenstellung der Schwenkklappe 23, in der maximal Kaltluft in den Luftmischraum 18 einströmt, ist so festgelegt, daß die Schwenkklappe 23 ein Luftleitelement für den Kaltluftstrom bildet, das einen direkten Eintritt des Kaltluftstroms in den Luftaustrittsstutzen 14 für den Fußraum verhindert. Ist der Gehäusekasten 11 mit zwei nebeneinanderliegenden, voneinander getrennten Luftmischräumen 18 ausgestattet, so ist jedem Luftmischraum 18 ein Warmlufteinlaß 19 und ein Kaltlufteinlaß 20 mit den entsprechenden Steuerorganen zugeordnet, wobei die beiden Warmlufteinlässe 19 der beiden Luftmischräume 18 zusammen die Luftaustrittsfläche 161 des Wärmetauschers 16 überdecken.The air mixing chamber 18 has a warm air inlet 19 , which covers the air outlet surface 161 of the heat exchanger 16 , and a cold air inlet 20 , which forms the mouth of a cold air duct 21 which leads past the heat exchanger 16 and connects the cold air inlet 20 to the cold air space 17 . The hot air inlet 19 and the cold air inlet 20 are each assigned a control element for metering the warm or cold air flowing into the air mixing chamber 18 , which is designed in the warm air inlet 19 as a shutter or blind closure 22 and in the cold air inlet 20 as a pivoting flap 23 . The shutter 22 consists in a known manner of a plurality of juxtaposed, pivotable about their pivot axes swivel blades 24 , which are coupled together and pivoted by an electromotive actuator 27 , where they overlap one another in their pivoting end position and completely close the warm air inlet 19 and fully release the warm air inlet 19 in its other pivoting end position. The pivoting flap 23 can also be pivoted by an electric motor drive (not shown here) between two end positions, which are drawn out in the drawing and shown in broken lines. The open position of the swivel flap 23 , shown in solid lines, in which a maximum of cold air flows into the air mixing chamber 18 , is determined so that the swivel flap 23 forms an air guiding element for the cold air flow, which prevents the cold air flow from entering the air outlet port 14 for the footwell. If the housing box 11 is equipped with two adjacent, separate air mixing spaces 18 , each air mixing space 18 is assigned a warm air inlet 19 and a cold air inlet 20 with the corresponding control elements, the two warm air inlets 19 of the two air mixing spaces 18 together covering the air outlet surface 161 of the heat exchanger 16 .
Zur Erzielung einer von den Fahrgästen als angenehm empfundenen Klimatisierung wird angestrebt, die in die Mittelebene eingeblasene Luft niedriger zu temperieren als die in den Fußraum eingeblasene Luft. Hierzu ist im Gehäusekasten 11 längs der oberen Kastenwand 111 ein über den Wärmetauscher 16 hinweggeführter Kaltluft-Bypass 25 ausgebildet, der den oberen Bereich 181 des Luftmischraums 18 mit dem davon abgehenden Luftaustrittsstutzen 13 direkt an den Kaltluftraum 17 anschließt. Die obere Begrenzungswand des Kaltluft-Bypasses 25 wird von der oberen Kastenwand 111 des Gehäusekastens 11 gebildet, während zur Realisierung der unteren Begrenzungswand des Kaltluft-Bypasses 25 ein Formkörper 26 vorgesehen ist, der sich oberhalb des Wärmetauschers 16 zwischen den in Luftströmungsrichtung weisenden Längswänden des Gehäusekastens 11 erstreckt und dem Kaltluft-Bypaß 25 einen etwa stufenförmigen Verlauf verleiht. Durch diesen stufenförmigen Verlauf des Kaltluft-Bypasses 25 ist ein direkter Schallweg von dem Gehäusekasten 11 über den Luftaustrittsstutzen 13 und die Luftausströmer in der Mittelebene der Fahrgastzelle verbaut und damit der in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Geräuschpegel bei hohem Luftdurchsatz im Gehäusekasten 11 stark reduziert. Der Formkörper 26 ist hohl ausgebildet und weist zur Erzielung des etwa stufenförmigen Verlaufs des Kaltluft-Bypasses 25 ein trapezförmiges Kastenprofil auf. Das Innere des Formkörpers 26 ist zur Unterbringung von Bauelementen genutzt, so z. B., wie in der Zeichnung dargestellt, zur Unterbringung des elektromotorischen Antriebs 27 für den Jalousieverschluß 22 im Warmlufteinlaß 19 des Luftmischraums 18. Selbstverständlich sind die Anschlußleitungen des elektromotorischen Antriebs 27 und ggf. weiterer aufgenommener, elektrischer oder elektronischer Bauelemente innerhalb des Formkörpers 26 verlegt. Darüber hinaus kann der Formkörper 26 auch zur Luftführung herangezogen werden. Der Formkörper 26, der auch zur Befestigung des in Einbaulage oberen Ende des Wärmetauschers 16 dient, kann von einem Trägerabschnitt eines üblicherweise in der Fahrgastzelle frontseitig angeordneten Querträgers gebildet werden.In order to achieve an air conditioning that is perceived as pleasant by the passengers, the aim is to temper the air blown into the central plane at a lower temperature than the air blown into the footwell. For this purpose, along the upper box wall 111 is formed an away guided via the heat exchanger 16 the cold air bypass 25 in the housing box 11 of the air mixing chamber connects the upper region of 181 18 to the which the outgoing air outlet port 13 directly to the cold air space 17th The upper boundary wall of the cold air bypass 25 is formed by the upper box wall 111 of the housing box 11 , while a molded body 26 is provided for realizing the lower boundary wall of the cold air bypass 25 , which is located above the heat exchanger 16 between the longitudinal walls of the housing box pointing in the air flow direction 11 extends and gives the cold air bypass 25 an approximately step-shaped course. Due to this step-like course of the cold air bypass 25 , a direct sound path from the housing box 11 via the air outlet connection 13 and the air vents is installed in the central plane of the passenger compartment and thus the noise level perceptible in the passenger compartment is greatly reduced with a high air throughput in the housing compartment 11 . The molded body 26 is hollow and has a trapezoidal box profile to achieve the approximately step-shaped course of the cold air bypass 25 . The interior of the molded body 26 is used to accommodate components, such. B., as shown in the drawing, to accommodate the electromotive drive 27 for the shutter 22 in the warm air inlet 19 of the air mixing chamber 18th Of course, the connecting lines of the electromotive drive 27 and, if appropriate, further accommodated, electrical or electronic components are laid within the molded body 26 . In addition, the molded body 26 can also be used for air guidance. The molded body 26 , which also serves to fasten the upper end of the heat exchanger 16 in the installed position, can be formed by a carrier section of a cross member which is usually arranged on the front side in the passenger compartment.
Im Kaltluft-Bypass 25 ist eine schwenkbare Absperrklappe 28 angeordnet, die ebenfalls elektromotorisch geschwenkt wird und zur Dosierung der dem oberen Bereich 181 des Luftmischraums 18 zugeführten Kaltluftmenge in jede beliebige Stellung zwischen zwei Endpositionen schwenkbar ist. In der einen Endposition (ausgezogen dargestellt) ist der Querschnitt des Kaltluft- Bypasses 25 maximal freigegeben und in der anderen Endposition (strichliniert dargestellt) ist der Kaltluft-Bypass 25 vollständig gesperrt, wobei der Formkörper 26 als Anschlag dient, der die Absperrklappe 28 in dieser Endposition festlegt. Um einen Kaltluftstrom von dem oberen Bereich 181 des Luftmischraums 18 in dessen übrigen Bereich 182 zu verhindern, ist an der Schnittstelle dieser beiden Bereiche 181, 182 ein Luft-Steuerorgan 29 angeordnet, das den lichten Verbindungsquerschnitt zwischen dem oberen Bereich 181 und dem unteren Bereich 182 steuert, und zwar zwischen zwei Endpositionen, in deren anderen einen der Verbindungsquerschnitt maximal freigegeben und in deren der Verbindungsquerschnitt vollständig abgedeckt ist. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Luft- Steuerorgan 29, ebenso wie das Steuerorgan für den Warmlufteinlaß 19 des Luftmischraums 18, als Jalousieverschluß ausgebildet. Das Luft-Steuerorgan 29 wird ebenfalls elektromotorisch betrieben.In the cold air bypass 25 , a pivotable butterfly valve 28 is arranged, which is also pivoted by an electric motor and can be pivoted into any position between two end positions for metering the amount of cold air supplied to the upper region 181 of the air mixing chamber 18 . In one end position (shown in solid lines), the cross-section of the cold air bypass 25 is maximally released and in the other end position (shown in dashed lines) the cold air bypass 25 is completely blocked, the molded body 26 serving as a stop that holds the butterfly valve 28 in it End position. In order to prevent a cold air flow from the upper area 181 of the air mixing space 18 into its remaining area 182 , an air control element 29 is arranged at the interface of these two areas 181 , 182 , which controls the clear connection cross section between the upper area 181 and the lower area 182 controls, namely between two end positions, in the other one of which the connection cross section is maximally released and in which the connection cross section is completely covered. In the embodiment shown in the drawing, the air control member 29 , like the control member for the warm air inlet 19 of the air mixing space 18 , is designed as a shutter. The air control member 29 is also operated by an electric motor.
Anstelle des Luftsteuerorgans 29 kann auch zwischen dem oberen Bereich 181 und dem übrigen Bereich 182 des Luftmischraums 18 eine Rückströmsperre vorgesehen werden, die eine Luftströmung vom oberen Bereich 181 zu dem übrigen Bereich 182 unterbindet, eine umgekehrte Luftströmung aber zuläßt.Instead of the air control member 29 , a non-return valve can also be provided between the upper area 181 and the remaining area 182 of the air mixing chamber 18 , which prevents air flow from the upper area 181 to the remaining area 182 , but allows a reverse air flow.
Ist der Gehäusekasten 11 für die getrennte Belüftung der linken und rechten Seite der Fahrgastzelle konzipiert, so ist der Kaltluft-Bypass 25 mit Absperrklappe 28 doppelt vorhanden. Beide Kaltluft-Bypässe 25 sind durch eine mit der zwischen den Luftmischräumen 18 verlaufenden Trennwand fluchtende Trennwand voneinander getrennt. Der Formkörper 26 bildet die untere Begrenzungswand beider Kaltluft-Bypässe 25.If the housing box 11 is designed for separate ventilation of the left and right side of the passenger compartment, the cold air bypass 25 with the butterfly valve 28 is double. Both cold air bypasses 25 are separated from one another by a partition wall aligned with the partition wall running between the air mixing spaces 18 . The molded body 26 forms the lower boundary wall of both cold air bypasses 25 .
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage beschränkt. Wird in dem Gehäusekasten 11 der Verdampfer 15 entfernt, so fungiert die Anlage als reine Heizungsanlage ohne die Möglichkeit eines Kühlbetriebs. Anstelle der in dem Verdampfer konditionierten Kaltluft strömt die vom Gebläse angesaugte Frisch- oder Umluft direkt dem Wärmetauscher 16 zu und gelangt über den Kaltluftkanal 21 und den Kaltluftbypaß 25 in den Luftmischraum 18.The invention is not limited to the described embodiment of an air conditioning system. If the evaporator 15 is removed in the housing box 11 , the system functions as a pure heating system without the possibility of cooling operation. Instead of the cold air conditioned in the evaporator, the fresh or recirculated air drawn in by the blower flows directly to the heat exchanger 16 and reaches the air mixing chamber 18 via the cold air duct 21 and the cold air bypass 25 .
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