DE2437232B2

DE2437232B2 - Heizungs- bzw. klimaanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2437232B2
Application number: DE19742437232
Authority: DE
Inventors: Hermann 5024 Pulheim Loth Gustav 5000 Köln Lorenz Siegfried 5020 Frechen Haesters
Original assignee: Ford-Werke AG, 5000 Köln
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2437232C3; GB1508908A; DE2437232A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem im Fahrgastraum unterhalb der Instrumententafel angeordneten, luftseitig gesteuerten Wärmeaustauscher, der über hinter der Instrumententafel verlaufende Luftverteilungskanäle mit Defroster- und Belüftungsdüsen verbunden ist und von einem zum Teil außerhalb des Fahrgastraumes in der Luftkammer unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten Gebläse beaufschlagt ist und wobei dem Gebläse je nach gewünschter Betriebsweise unterschiedliche Luftzuleitgehäuse entweder nur mit einer Frischluftklappe oder mit einer Frischluft- und einer Umluftklappe vorschaltbar sind und wobei in den Umluftstrom ein im Fahrgastraum angeordneter Kälteaustauscher einschaltbar ist.

Aus der DT-OS 22 52 706 ist eine Heizungs- bzw. Klimaanlage etwa der eingangs genannten Art bekannt, die aus einer für Standardausstattung eines Fahrzeugmodells vorgesehenen Heizungsanlage im Wege des Baukastenprinzips in eine Klimaanlage für die Spitzenausstattung des Fahrzeugmodells umrüstbar ist.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß wesentliche Teile der Heizungsanlage, wie Wärmeaustauscher, Luftverteilungskanäle und Gebläse beim Umrüsten der Anlage zu einer Klimaanlage unverändert beibehalten werden können, wodurch die Umrüstungskosten erheblich geringer sind als z. B. die Kosten für einen Einbau einer herkömmlichen, von der vorhandenen Heizungsanlage vollkommen unabhängigen Klimaanlage. ^6s

Neben diesem Vorteil ist bei der bekannten Anlage als Nachteil anzusehen, daß das für die Heizungsanlage voreesehene Luftzuleitgehäuse samt Frischluftklappe bei einem Umrüsten auf eine Klimaanlage gegen ein anderes Luftzuleitgehäuse mit einer Frischluft- und einer Umluftklappe ausgetauscht werden muß. was bedeutet, daß bei einem nachträglichen Umrüsten der Anlage das bisherige Luftzuleitgehäuse weggeworfen wird. Weiterhin ist als Nachteil anzusehen, daß für den Kälteaustauscher ein eigenes Gehäuse erforderlich ist. das unterhalb der Instrumententafel angeordnet werden muß, wo die hier stark beengten Raumverhältnisse die Montage und die erforderlichen Anschlußarbeiten sowie eine spätere Wartung erheblich verteuern bzw. erschweren.

Neben diesen Nachteilen bezüglich des erforderlichen Material- und Montageaufwandes treten bei der bekannten Anlage bei einem Betrieb als Klimaanlage noch Nachteile bezüglich der Funktionsweise auf.

Diese Nachteile ergeben isch zum einen aus der Anordnung des Kälteaustauscher in der Weise, daß nur der Umluftanteil durch ihn hindurchgeführt werden kann, wodurch bei einem Betrieb mit hohem Frischluftanteil, wie er z. B. bei Zigaretten rauchenden Fahrzeuginsassen erforderlich ist, keine ausreichende Kühlwirkung zu erzielen ist und zum anderen aus der Anwendung eines wasserseitig gesteuerten Wärmeaustauschers, wodurch die durch den Kälteaustauscher angesaugte Luft auch noch den abgeschalteten Wärmeaustauscher durchströmen muß, wofür wie in der DT-OS erläutert wird, eine für den Betrieb der Klimaanlage erforderliche höhere Leistung des Gebläses vorgesehen werden muß.

Aus der US-PS 31 70 509 ist eine weitere Heizungsbzw. Klimaanlage etwa der eingangs genannten Art bekannt, die gleichfalls von einer reinen Heizungsanlage unter Beibehaltung vieler Bauteile in eine Klimaanlage umrüstbar ist. Auch hier muß ein für die Heizungsanlage vorgesehenes Luftzuleitgehäuse beim Umrüsten in eine Klimaanlage demontiert und weggeworfen werden und ein, die Aufnahme eines Kälteaustauscher ermöglichendes neues Luftzuleitgehäuse eingebaut werden.

Neben diesem Nachteil bezüglich des erforderlichen Material- und Montageaufwandes liegen bei dieser bekannten Anlage Verhältnisse vor, die gleichfalls eine optimale Funktionsweise beeinträchtigen.

Diese Beeinträchtigungen ergeben sich aus der Anordnung des Kälteaustauscher in Strömungsrichtung hinter der Gebläseeinheit, wodurch nachfolgend der Gebläseeinheit ein Luftzuleitgehäuse erforderlich ist, das den durch das Gebläse gebündelten und beschleunigten Luftstrom wieder auf eine größere Fläche verteilt um einen akzeptablen Wirkungsgrad des Kälteaustauscher zu erreichen, der bei großem Durchströmungsquerschnitt und geringer Luftgeschwindigkeit größer ist als bei geringem Durchströmungsquerschnitt und hoher Luftgeschwindigkeit Ebenso ergibt die Lage des den Kälteaustauscher aufnehmenden Luftzuleitgehäuses im Motorraum de: Kraftfahrzeuges eine Beeinträchtigung der Kühlwirkung durch die Motorstrahlungswärme, die nur durch zusätzliche Isolierung verringert werden kann. Di« Aufgabe der Erfindung ist, eine Heizungs- bzw Klimaanlage der eingangs genannten Art derart zi verbessern, daß der für eine Umrüstung erforderliche Material- und Montageaufwand verringert wird unc gleichzeitig möglichst viele der eine optimale Funk tionsweise als Klimaanlage beeinträchtigenden Fakto ren vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst indem eine Heizungs· bzw. Klimaanlage der eingang

genannten Art die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale aufweist.

Durch die Anordnung des Gebläses in an sich bekannter Weise als selbständige Gebläseeinheit vollständig in einer vom Motorraum getrennten Luftkammer und der Ausbildung des Luftzuleitgehäuses alt, im -Strömungsquerschnitt großzügig ausgelegte Vorschalteinheit zur Gebläseeinheit, in das eine Frischluft/Umluftklappe und ein im Mischluftstrom liegender Kälteaustauscher einsetzbar sind, wird der beim Umrüsten erforderliche Material- und Montageaufwand durch die Vermeidung von Bauteilen, die demontiert und weggeworfen werden müssen und die Anwendung von nur wenigen, einfachen Bauteilen, die leicht und schnell montiert werden können, ganz wesentlich herabgesetzt

Durch diese erwähnte Anordnung und Ausbildung der Bauteile der Heizungs- bzw. Klimaanlage werden darüber hinaus bei den bisher bekannten Anlagen die Funktionsweise als Klimaanlage störende Faktoren, wie z. B. Motorstrahlungswärme, und zu hohe Strömungsgeschwindigkeit im Kälteaustauscher beseitigt, wodurch die gewünschte Kühlleistung mit einem geringen Leistungsbedarf erzielt wird.

Die Erfindung wird anhand in den Zeichnungen gezeigter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in der Standardaussiattung.

Fig.2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1.

F i g. 3 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie F i g. 1 mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in der verstärkten oder Haevy-Duty-Ausstattung.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

F i g. 5 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie F i g. 1 mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in der Klimaausstattung.

Fig.6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

Die in den Figuren gezeigte Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeuges umfaßt und enthält eine Anzahl von Bauteilen, die, soweit sie unverändert bleiben, in allen Figuren das gleiche Bezugszeichen erhalten.

Die Windlaufgruppe eines Kraftfahrzeugs besteht im wesentlichen aus einem hochgezogenen Bodenblech 1, das über ein Spritzwandblech 2 mit einem Instrumentenblech 3 und einem Windlaufblech 4 verbunden ist. Eine sich von der Motorhaube 5 nach unten zum hochgezogenen Bodenblech 1 erstreckende Motortrennwand 6 bildet eine Luftkammer 7 unterhalb der Windschutzscheibe 8.

Das Windlaufblech 4 oder im vorliegenden Fall Teile der Motorhaube 5 sind in an sich bekannter Weise mit Lufteinlaßschlitzen 9 versehen, über die Frischluft in die Luftkammer 7 eintreten kann. Eine Heizungsanlage in der Standardausstattung nach den F i g. 1 und 2 besteht aus einer im Fahrgastraum 10 angeordneten, am do Spritzwandblech 2 montierten Heizungseinheit 11. Die Heizungseinheit 11 besteht im wesentlichen aus einem Heizungsgehäuse 12, in dem ein über eine Beipaßklappe 13 luftseitig gesteuerter Wärmeaustauscher 14 und eine Luftverteilungsklappe 15 angeordnet ist. ^fl5

Die Heizungseinheit 11 ist an ihrer Ausgangsseite über Luftverteilungskanäle 16 und 17 mit Defrosterbzw. Belüftungsdüsen 18 und 19 verbunden. An ihrer Eingangsseite ist die Heizungseinheit 11 mit einer in der Luftkammer 7 angeordneten, am Spritzwandblech 2 montierten Gebläseeinheit 20 verbunden. Die Gebläseeinheit 20 besteht im wesentlichen aus einem Gebläsegehäuse 21 und einem darin angeordneten Antriebsmotor 22 mit Gebläserotoren 23 und 24. Das Gebläsegehäuse 21 dient hierbei als ein für die Standardausstattung ausreichendes Luftzuleitgehäuse.

Bei der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Heizungsanlage in der Standardausstattung arbeitet die Heizungsanlage nur mit Frischluft, was z.B. für südlichere Länder vollkommen ausreichend ist

Eine Heizungsanlage in der verstärkten oder Heavy-Duty-Ausstattung nach den F i g. 3 und 4 besteht aus allen Teilen der Heizungsanlage in der Standardausstattung, wobei lediglich ein einziges Luftzuleitgehäuse 25 der Gebläseeinheit 20 vorgeschaltet wird. Das Luftzuleitgehäuse 25 ist hierbei derart ausgestaltet daß benachbart einer Frischlufteintrittsöffnung 26 eine Umlufteintrittsöffnung 27 vorgesehen ist, die gegen eine in der Standardausstattung durch einen Deckel 28 verschlossene, nunmehr geöffnete Umluftöffnung 29 im Spritzwandblech 2 liegt

Das Luftzuleitgehäuse 25 ist weiterhin mit einer Lageranordnung 30 für eine nachträglich einsetzbare Frischluft/Umluftklappe und mit einer Aufnahme 31 für einen Kälteaustauscher versehen, im Luftzuleitgehäuse 25 ist hierbei eine Einsetzöffnung für das Einsetzen des Kälteaustauscher vorgesehen (nicht gezeigt) die durch einen Deckel verschlossen ist.

Für eine Heizungsanlage in der verstärkten oder Heavy-Duty-Ausstattung wird das der Gebläseeinheit 20 vorgeschaltete Luftzuleitgehäuse 25 nur mit einer ir die Lageranordnung 30 eingesetzten Frischluft/Umiuu klappe 33 versehen.

Die Frischluft/Umluftklappe 33 kann hierbei zwischen ihren Endstellungen, in denen sie einmal die Frischlufteintrittsöffnung 26 und das andere Mal die Umlufteintrittsöffnung 27 verschließt, in herkömmlicher Weise über eine Bowdenzuganordnung bedient werden.

Bei der in den F i g. 3 und 4 gezeigten Heizungsanlage in verstärkter oder Heavy-Duty-Ausstattung arbeitet die Heizungsanlage wahlweise mit Frischluft und/oder Umluft, wodurch für nördlichere Länder eini· raschere Entfrostung der Scheiben und eine bessere Erwärmung des Fahrgastraumes erzielbar ist

Eine Heizungsanlage in der Klimaausstattung nach den F i g. 5 und 6 besteht aus allen Teilen der Heizungsanlage in der verstärkten oder Heavy-Duty-Ausstattung, wobei lediglich der die Einsetzöffnung für den Kälteaustauscher verschließende Deckel entfernt und ein Kälteaustauscher 34 in das Luftzuleitgehäuse 25 eingesetzt wird. Selbstverständlich sind hierbei die für den Betrieb des Kälteaustauscher 34 erforderlichen Nebenaggregate, wie Einspritzventil, Thermostat usw als Baugruppe mit dem Kälteaustauscher 34 zusammengefaßt und gemeinsam montierbar.

Bei der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Heizungsanlage ir. der Klimaausstattung arbeitet die Heizungsanlage wahlweise mit Frisch- und Umluft, wobei die gesamte Mischluft den Kälteaustauscher durchströmen muß Dadurch ist eine gleichmäßige, ausreichende Klimatisie rung bei verschiedensten Frischluft/Umluftantener gewährleistet. Die Gebläseleistung kann hierbei au einen allen Betriebszuständen gerecht werdenden, nich zu hohen Wert ausgelegt werden, da im Betrieb al: Klimaanlage bei dem hierfür infolge der geringeren zu Verfugung stehenden Temperaturdifferenz zwischei

der Luft und dem Kältaustauscher erforderlichen hohen Luftdurchsatz nur der Luftwiderstand des Kälteaustauscher zu überwinden ist.

Beim Betrieb als Heizungsanlage kann bei der zur Verfugung stehenden größeren Temperaturdifferenz zwischen Luft und Wärmeaustauscher ein infolge des vorhandenen Luftwiderstandes des Kälteaustauscher und des Wärmeaustauschers auftretender geringerer Luftdurchlaß in Kauf genommen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizungs· bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem im Fahrgastraum unterhalb der lnstrumententafel angeordneten, luftseitig gesteuerten Wärmeaustauscher, der über hinter der Instrumententafel verlaufende Luftverteilungskanäle mit Defroster- und Belüftungsdüsen verbunden ist und von einem zum Teil außerhalb des Fahrgastraumes in der ι ο Luftkammer unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten Gebläse beaufschlagt ist und wobei dem Gebläse je nach gewünschter Betriebsweise unterschiedliche Luftzuleitungsgehäuse entweder nur mit einer Frischluftklappe oder mit einer Frischluft- und '5 einer Umluftklappe vorschaltbar sind und wobei in den Umluftstrom ein im Fahrgastraum angeordneter Kälteaustauscher einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse in an sich bekannter Weise als selbständige Gebläseeinheit (20) vollständig in der Luftkammer (7) angeordnet ist und der Gebläseeinheit (20) ein einziges Luftzuleitgehäuse (25) vorschaltbar ist, das derart ausgebildet ist, daß in dieses eine Frischluft/Umluftklappe (33-Lageranordnung 30) und ein im Misch- luftstrom liegender Kälteaustauscher (34-Aufnahme 31) mit den erforderlichen Nebenaggregaten, wie Einspritzventil, Thermostat usw. nachträglich einsetzbar sind.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1 in verstärkter oder Haevy-Duty-Ausstattung, dadurch gekennzeichnet, daß in das Luftzuleitgehäuse (25) nur die Frischluft/Umluftklappe (33) eingesetzt ist.