DE3302377C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdampfer und einem Heizkörper, die in Strömungsrichtung der Luft hintereinander in einem Gehäuse angeordnet sind, das mit einer die aus dem Verdampfer austre­ tende Luft ganz oder teilweise durch den Heizkörper hindurch oder an diesem vorbei führenden Regulierklappe versehen ist und das in Strömungsrichtung der Luft nach dem Heizkörper einen Mischbereich und anschließend Austrittsöffnungen aufweist, die mit an unterschiedlichen Orten, insbesondere des Fahrzeuginnen­ raums, angeordneten Belüftungsöffnungen verbunden sind.

Bei einem Klimagerät der eingangs genannten Art beeinflußt die Regulierklappe die gesamte aus dem Verdampfer austretende Luft. In der einen Extremstellung führt sie diese Luft vollständig durch den Heizkörper hindurch und in ihrer anderen Extremstel­ lung vollständig an dem Heizkörper vorbei. In der Praxis be­ steht der Wunsch, insbesondere in der Abkühlphase bei hohen Auß­ entemperaturen, eine der Austrittsöffnungen bevorzugt mit ei­ einem Kaltluftstrom zu versorgen, während an den übrigen Aus­ trittsöffnungen und den mit diesen verbundenen Belüftungsöff­ nungen ein durch Warmluft temperierter Luftstrom austritt. Da­ durch wird eine Temperaturschichtung erhalten, die von Fahr­ zeuginsassen als angenehm empfunden wird. In den Extremeinstel­ lungen allerdings, d. h. wenn das Klimagerät zum Beheizen des Fahrzeuges benutzt wird, oder wenn mit maximaler Kühlleistung gekühlt wird, sollen dagegen an allen Luftaustrittsöffnungen möglichst die gleichen Temperaturen vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne Verwendung von zusätzlichen Verstellelementen oder Steuergliedern o. dgl. einer der Austrittsöffnungen bevorzugt ein Kaltluftstrom zugeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Regulierklappe auf der dem Heizkörper abgewandten Seite mit den Kaltluftstrom bün­ delnden und umlenkenden Luftleitelementen versehen ist, und daß eine der Austrittsöffnungen in unmittelbarer Nähe des Bereichs angeordnet ist, zu welchem der Kaltluftstrom gerichtet ist, während die anderen Austrittsöffnungen dazu in größerem Abstand angeordnet sind.

Durch diese Ausbildung wird ein Kaltluftstrom gebündelt und be­ vorzugt eine der Austrittsöffnungen zugeführt, so daß die ge­ wünschte Temperaturschichtung realisiert werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Gehäuse auf der dem Heizkörper abgewandten Austrittsseite des Verdampfers mit einem in Richtung der Regulierklappe sich erstreckenden Strömungsstabilisator versehen ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß in jedem Betriebszustand und ins­ besondere auch in mittleren Einstellungen der Regulierklappe die Kaltluftströmung immer an der Regulierklappe anliegt, so daß jeder Einstellung der Regulierklappe eine Luftaustrittstem­ peratur exakt zugeordnet ist. Es wird damit verhindert, daß die Kaltluft frei in den Luftverteilungsraum einströmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Strömungsstabilisator den in Strömungsrichtung vorderen Rand der Regulierklappe überragt und eine in Abstand zu deren vorderem Rand befindliche Dichtungskante bildet, wobei der zwischen dem vorderen Rand und der Dichtungskante liegende Be­ reich zwischen Regulierklappe und Strömungsstabilisator zum Verdampfer hin offen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Betätigungskräfte für die Regulierkräfte verringert werden können und auch immer im wesentlichen in die gleiche Richtung wirken. Auf der dem Heizkörper abgewandten Seite der Regulier­ klappe wird nämlich ein Druckkeil erhalten, der eine hydrosta­ tische Entlastung bewirkt, wobei in der den Heizkörper völlig freigebenden Stellung die wirksame Druckfläche und die zuge­ hörige Hebelänge für das Verstellen der Regulierklappe ver­ ringert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Gehäuse mit einer etwa tangential zur Schwenkbahn des vor­ deren Randes der Regulierklappe verlaufenden Rippe versehen ist, hinter der der vordere Rand der Regulierklappe in der den Heizkörper versperrenden Stellung liegt. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß eine sichere Schließwirkung in der den Heiz­ körper versperrenden Endstellung erhalten wird, ohne daß die Regulierklappe mit einer Andrückkraft an einer Dichtkante an­ liegen muß.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird vorgese­ hen, daß die Höhe der Rippe ausgehend von der Gehäuselängsmitte zur Seite hin ansteigt. Dadurch wird erreicht, daß die Regu­ lierklappe zu Beginn des Öffnungsvorgangs einen mittig von der Rippe ausgehenden V-förmigen Querschnitt freigibt, der sicher­ stellt, daß die zu erwärmende Luft bevorzugt zur Mitte des Heizkörpers strömt. Dadurch werden insbesondere die Schwierig­ keiten einer einseitigen Anströmung des Heizkörpers bei kleinen Regelstellungen vermieden.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend erläutertes Ausführungs­ beispiels der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Längsmittelebene eines erfindungsgemäß ausgebildeten Klimagerätes und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Regulierklappe des Klimagerätes nach Fig. 1 in größerem Maßstab mit einer Darstellung der sich ergebenden Luftströmungen.

Das dargestellte Klimagerät besitzt ein aus mehreren Teilen, ins­ besondere Kunststofformteilen, zusammengesetztes Gehäuse 9, an das ein ebenfalls mehrteiliges aus mehreren Kunststofformteilen herge­ stelltes Gebläsegehäuse 19 angeschlossen ist. Das Gebläsegehäuse 19 enthält ein zwei Gebläseräder aufweisendes Gebläse 16, das zwischen den Gebläserädern einen Antriebsmotor 17, vorzugsweise einen Elek­ tromotor aufweist, der in einer Halterung 18 des Gebläsegehäuses gehalten ist. Das Gebläsegehäuse 19 bildet für die beiden nicht dargestellten Gebläseräder Spiralgehäuse, deren Ausblasöffnungen einem in dem Gehäuse 9 angeordneten Verdampfer 10 zugeordnet sind, der in nicht näher dargestellter Weise an ein Kälteaggregat angeschlos­ sen ist.

Um im Bereich der Halterung 18 für den Antriebsmotor 17, d. h. zwischen den beiden Spiralgehäusen der Gebläseräder eine gleich­ mäßige Anströmung der Eintrittsseite des Verdampfers 10 zu erhal­ ten, ohne daß in diesem mittleren Bereich Rückströmungen zu den Gebläserädern auftreten, ist die die Motorhalterung 18 umgebende Wandung mit einer zur Eintrittsseite des Verdampfers 10 vorspringen­ den Ausbauchung 20 versehen, die über eine etwa lotrecht zur Ein­ trittsseite des Verdampfers 10 verlaufende Fläche und etwa annähernd tangential in eine die Halterung umgebende Wandung übergeht. Von dieser Ausbauchung erstreckt sich dann eine Wandfläche gradlinig unter einem spitzen Winkel zu dem Rand des Verdampfers. Die Aus­ bauchung 20 wird seitlich zum Bereich der nicht dargestellten Ge­ bläseräder durch radial zur Antriebswelle der Gebläseräder ver­ laufende Wandungen begrenzt.

In Strömungsrichtung hinter dem Verdampfer 10 ist in dem Gehäuse 9 ein Heizkörper 2 angeordnet, der in nicht näher dargestellter Weise an eine Heißwasserversorgung angeschlossen ist, insbesondere an die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugmotors. Die aus dem Verdampfer 10 austretende Luft kann ganz oder teilweise durch den Heizkörper 2 hindurch oder auch an diesem vorbei in einen sogenannten Misch- oder Luftverteilungsraum 21 des Gehäuses 9 geführt werden, von dem die Luft dann zu Austrittsöffnungen 5, 6 und 7 gelangt, die zu an unterschiedlichen Orten des Fahrzeuginnenraums angeordneten Belüftungsöffnungen führen. Die Austrittsöffnung 5 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit sogenannten Belüftungsdüsen verbunden, die im Bereich des Armaturenbrettes eines Kraftfahr­ zeuges angeordnet sind. Die Austrittsöffnung 5 befindet sich in der Längsmittelebene des Gehäuses 9. Die Austrittsöffnung 7, die auf beiden Seiten des Gehäuses 9 vorhanden ist, führt zu sogenann­ ten Entfrosterdüsen im Bereich einer Windschutzscheibe eines Kraft­ fahrzeuges. Die Austrittsöffnung 6, die auf jeder Seite des Gehäuses 9 vorgesehen ist, führt zum Fußraum des Kraftfahrzeuges und gegebenen­ falls über nicht dargestellte Zwischenstücke zum Fondraum des Fahr­ zeuges.

Von den Fahrzeuginsassen wird es im allgemeinen als angenehm em­ pfunden, wenn von den Belüftungsdüsen des Armaturenbrettes ein Luft­ strom ausgeblasen wird, der kälter als die an den anderen Belüf­ tungsöffnungen ausgeblasene Luft ist, so daß eine Temperaturschich­ tung erhalten wird.

Die Anteile des aus dem Verdampfer 10 austretenden Kaltluftstromes, die durch den Heizkörper 2 hindurch oder an diesem vorbei geführt werden, werden durch die Einstellung einer Regulierklappe 1 bestimmt, die in dem Gehäuse 9 um eine Schwenkachse 22 verschwenkbar angeord­ net ist. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Endstellung versperrt die Luftklappe den Zugang zu dem Heizkörper 2 vollständig, so daß die aus dem Verdampfer austretende Luft ohne den Heizkörper 2 zu durchströmen, zu den Austrittsöffnungen 5, 6 und 7 transpor­ tiert wird, so daß an diesen Austrittsöffnungen jeweils die gleiche Temperatur vorliegt. In der mit gestrichelten Linien dargestellten Endstellung verschließt die Regulierklappe 1 den direkten Zugang zu den Austrittsöffnungen 5, 6 und 7, so daß sämtliche aus dem Verdampfer 10 austretende Luft durch den Heizkörper 2 hindurch­ strömen muß. In den Zwischenstellungen der Regulierklappe 1 er­ folgt eine Aufteilung der Luftströmungen, so daß der an dem Heiz­ körper 2 vorbeiströmenden Luft in dem Misch- und Luftverteilungs­ raum 21 ein Warmluftanteil zugemischt wird, durch welchen die Luft temperiert wird.

Um zu erreichen, daß ein weitgehend untemperierter Kaltluftstrom direkt zu der in der Gehäusemitte befindlichen Luftaustrittsöffnung gelangt, sind auf der dem Heizkörper 2 abgewandten Fläche der Re­ gulierklappe 1 Luftleitplatten 3 und 4 vorgesehen, die sich in der Draufsicht V-förmig zur Gehäusemitte 8 (Fig. 2) verengen. Diese Luftleitplatten 3 und 4, deren in Strömungsrichtung weisende Enden parallel zueinander und parallel zur Gehäusemitte hin abgebogen sind, lenken den an dem Heizkörper 2 vorbeigeführten Kaltluftstrom um und bündeln ihn in der Gehäusemitte 8. Dieser gebündelte Kalt­ luftstrom zerteilt den an der Gehäusewandung (nach oben) strömenden, von dem Heizkörper 2 kommenden Warmluftstrom, so daß dieser zu den beiden Gehäuseseiten umgelenkt wird, während ein Anteil des Kalt­ luftstroms mit einem verringerten Anteil an Warmluft vermischt, nach oben unmittelbar zu der Austrittsöffnung 5 umgelenkt wird. Der zur Seite hin umgelenkte Warmluftstrom vermischt sich in dem Bereich hinter den Luftleitplatten 3 und 4, deren Höhe in Strömungsrichtung der Luft und zur Gehäusemitte hin abnimmt, so daß sich in dem seit­ lichen Bereich des Gehäuses Wirbelzonen 23 bilden, in welchen sich die Kaltluft mit der Warmluft vermischt und somit temperiert wird. Diese temperierte Luft gelangt dann zu den Austrittsöffnungen 6 und 7, die sich im seitlichen Gehäusebereich befinden.

Die Austrittsöffnungen 5, 6 und 7 sind mit Luftklappen versehen, von denen nur die Luftklappe 24 der Austrittsöffnung 5 dargestellt ist, durch welche die aus den Austrittsöffnungen austretende Luftmenge noch dosiert werden kann.

Um zu erreichen, daß sich die Kaltluftströmung, die an dem Heiz­ körper 2 vorbeiströmt, immer an die Außenfläche der Regulierklappe 1 anlegt und nicht frei und unkontrolliert strömt, ist das Gehäuse 9 auf der Austrittsseite des Verdampfers 10 an der dem Heizkörper 2 abgewandten Seite mit einem sich in Richtung der Regulierklappe 1 erstreckenden Strömungsstabilisator versehen, der die ausströ­ mende Kaltluft in Richtung zu der Regulierklappe 1 umlenkt. Dadurch wird sichergestellt, daß die an der Regulierklappe 1 anliegende Luftströmung sicher in den Misch- und Luftverteilungsraum 21 ge­ langt und nicht etwa in Art eines Kurzschlusses direkt zu den Luftaustrittsöffnungen 5, 6 und 7 strömt.

Der Strömungsstabilisator 11, der eine quer in dem Gehäuse 9 an­ geordnete Platte darstellt, erstreckt sich schräg zu der in ihrer gestrichelten Endstellung befindlichen Regulierklappe 1, deren vorderer Rand von dem Strömungsstabilisator 11 in Strömungsrichtung deutlich überragt wird. Der Rand des Strömungsstabilisators 11 ist als eine Dichtleiste ausgebildet, gegen die sich in der gestrichelt dargestellten Stellung die mit einer gummielastischen Abdeckung ver­ sehene Regulierklappe 1 dichtend anlegt. Zwischen dieser Dichtungs­ kante und dem vorderen Rand der Regulierklappe 1 und dem Strömungs­ stabilisator 11 entsteht ein "Druckkeil", durch welchen eine hydrostatische Entlastung der Regulierklappe 1 in der den Heiz­ körper 2 völlig freigebenden Stellung erhalten wird. Gleichzeitig wird die mit Druck beaufschlagte wirksame Fläche der Regulierklappe 1 in dieser Stellung reduziert, so daß sich geringere Kräfte zum Öffnen ergeben, da sich dadurch auch der beim Öffnen gegebene Hebel­ arm für das Verschwenken der Regulierklappe 1 um ihre Schwenkachse 22 reduziert.

Das Gehäuse 9 ist mit einer quer verlaufenden Rippe 13 versehen, die etwa tangential zu der Schwenkbahn des vorderen Randes der Regulierklappe 1 ausgerichtet ist und die so angeordnet ist, daß in Strömungsrichtung der vordere Rand der Regulierklappe 1 in der dargestellten Stellung, in welcher der Heizkörper 2 völlig ver­ schlossen ist, hinter dieser Rippe 13 auf einem Absatz 25 aufliegt.

Dadurch wird erreicht, daß für diese Schließstellung keine größeren Druckkräfte notwendig sind, um eine ausreichende Abdichtung zu er­ halten. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der obere Rand der Rippe 13 zur Gehäusemitte hin V-förmig ausgespart, so daß die Rippe 13 von der Mitte des Gehäuses 9 aus zu den Seitenwänden hin ansteigt. Dadurch wird erreicht, daß in der Anfangsphase von der Regulier­ klappe 1 ein V-förmiger Öffnungsquerschnitt freigegeben wird, der bewirkt, daß die aus dem Verdampfer austretende Kaltluft mittig zu dem Heizkörper 2 geleitet wird, so daß trotz möglicher Fertigungs­ ungenauigkeiten keine einseitige Beaufschlagung des Heizkörpers 2 erfolgt und damit eine ungleichmäßige Temperaturverteilung zwischen den beiden Gehäuseseiten.

Um ein sich an dem Heizkörper 2 oder nach dem Heizkörper 2 in dem Gehäuse 9 absetzendes Kondenswasser abführen zu können, ist der Gehäuseboden unterhalb des (abweichend von der Zeichnung in der Praxis annähernd horizontal angeordneten) Heizkörpers 2 mit einer Querrinne 14 versehen, deren Boden zu einer bestimmten Stelle, beispielsweise in der Gehäusemitte oder auf nur einer Gehäuseseite hin zu einer tiefsten Stelle abfällt, an der ein Anschlußstutzen 15 für eine Entwässerungsleitung angebracht ist. Dadurch kann da­ rauf verzichtet werden, den Gehäuseboden insgesamt mit einer Neigung zu einem Entwässerungsanschluß zu versehen.

Claims (9)

1. Klimagerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit ei­ nem Verdampfer und einem Heizkörper, die in Strömungsrichtung der Luft hintereinander in einem Gehäuse angeordnet sind, das mit einer die aus dem Verdampfer austretende Luft ganz oder teilweise durch den Heizkörper hindurch oder an diesem vorbei führenden Regulierklappe versehen ist und das in Strömungsrich­ tung der Luft nach dem Heizkörper einen Mischbereich und an­ schließend Austrittsöffnungen aufweist, die mit an unterschied­ lichen Orten, insbesondere des Fahrzeuginnenraums, angeordneten Belüftungsöffnungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierklappe (1) auf der dem Heizkörper (2) abgewandten Seite mit den Kaltluftstrom bündelnden und umlenkenden Luft­ leitelementen (3, 4) versehen ist, und daß eine der Austritts­ öffnungen (5) in unmittelbarer Nähe des Bereiches angeordnet ist, zu welchem der Kaltluftstrom gerichtet ist, während die anderen Austrittsöffnungen (6, 7) dazu in größerem Abstand an­ geordnet sind.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitelemente (3, 4) aus zwei lotrecht von der Regulier­ klappe (1) aufragenden Luftleitplatten bestehen, deren Abstand sich in Strömungsrichtung verringert, und daß die zu Belüftungs­ düsen führende Austrittsöffnung (5) im Bereich der Gehäuseemit­ te (8) und die übrigen Austrittsöffnungen (6, 7) im Bereich der Gehäuseseiten angeordnet sind.

3. Klimagerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Luftleitplatten (3, 4) mit der sie von der Regu­ lierklappe (1) abragen, in Strömungsrichtung der Luft abnimmt.

4. Klimagerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß - in Strömungsrichtung gesehen - die Enden der Luft­ leitplatten (3, 4) parallel zueinander und zur Gehäusemitte (8) ausgerichtet sind.

5. Klimagerät, insbesondere nach einem der vorausgegangen­ en Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) auf der dem Heizkörper (2) abgewandten Austrittsseite des Verdamp­ fers (10) mit einem in Richtung der Regulierklappe (1) sich er­ streckenden Strömungsstabilisator (11) versehen ist.

6. Klimagerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsstabilisator (11) den in Strömungsrichtung vorderen Rand der Regulierklappe (1) überragt und eine in Abstand zu deren vorderem Rand befindliche Dichtungskante (12) bildet, wobei der zwischen dem vorderen Rand und der Dichtungskante (12) liegende Bereich zwischen Re­ gulierklappe (1) und Strömungsstabilisator (11) zum Verdampfer (10) hin offen ist.

7. Klimagerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungsstabilisator (11) in Strömungsrichtung zu der geschlossenen Regulierklappe (1) hin geneigt ist.

8. Klimagerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) mit einer etwa tangential zur Schwenkbahn des vorderen Randes der Regulier­ klappe (1) verlaufenden Rippe (13) versehen ist, hinter der der vordere Rand der Regulierklappe (1) in der den Heizkörper (2) versperrenden Stellung liegt.

9. Klimagerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Rippe (13) ausgehend von der Gehäuselängsmitte (8) zur Seite hin ansteigt.