DE3904846A1 - Vorrichtung zur beheizung und/oder klimatisierung eines kraftfahrzeuges - Google Patents
Vorrichtung zur beheizung und/oder klimatisierung eines kraftfahrzeugesInfo
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Beheizung und/oder Klimatisierung eines Kraftfahr
zeuges.
Eine derartige Vorrichtung enthält gewöhnlich eine
Außenluft-Zuführleitung, unterteilt in einen ersten
Zweig, der durch erste Düsen in die Kabine einmün
det, und einen zweiten Zweig, der einen Wärmeaustau
scher enthält, welcher sich zur Erwärmung der hin
durchströmenden Luft eignet und der durch zweite
Düsen in die Kabine einmündet, wobei der erste und
der zweite Zweig in der jeweiligen Luftströmungs
richtung unterhalb über eine Durchtrittsöffnung
miteinander verbunden sind, die eine Mischzone für
den ersten Zweig bildet, sowie mittels eines Ele
ments wie eines Hahns, der eine Regelung der Tempe
ratur der aus den Düsen austretenden Luft erlaubt.
Dieses Element ermöglicht die Erzeugung von Luft
entweder mit gleicher Temperatur am Austritt der
ersten und zweiten Düse, oder der aus den ersten
Düsen austretenden Luft mit einer anderen Temperatur
als der aus den zweiten Düsen austretenden Luft.
Im letzteren Falle erfüllt die Vorrichtung eine zu
sätzliche Funktion, die sogenannte Zwei-Ebenen-Funk
tion oder Temperaturschichtungsfunktion, wodurch die
Erzeugung eines Temperaturunterschiedes zwischen dem
ersten Zweig und dem zweiten Zweig möglich wird.
Es wurde jedoch festgestellt, daß diese Vorrichtung
verschiedene Nachteile in sich birgt.
Tatsächlich besitzen die verschiedenen Düsen bei den
bisher bekannten Ausführungsformen in Nähe der Ein
mündungen Klappen, die eine Regelung der daraus aus
tretenden Luftmenge gestatten, und wenn beispiels
weise die Klappen der Düsen des ersten Zweigs ge
schlossen sind, kommt es in der Durchtrittsöffnung
zu einem Luftrückfluß, indem sich die genannte Luft
im Bereich der behandelten Luft mit der dort vorhan
denen Luft vermischt und dadurch die Temperatur be
einträchtigt.
Vorliegende Erfindung hat den Zweck, diesen erhebli
chen Nachteil auszuschalten und gleichzeitig eine
einfache und kompakte Heizvorrichtung zu schaffen.
Dazu enthält die Vorrichtung zur Beheizung und/oder
Klimatisierung eines Kraftfahrzeuges eine Außenluft-
Zuführleitung, unterteilt in einen ersten Zweig, der
über erste Düsen in die Fahrzeugkabine einmündet,
und einen zweiten Zweig, der einen Wärmeaustauscher
enthält, der zur Erwärmung der hindurchströmenden
Luft geeignet ist und durch zweite Düsen in die Ka
bine einmündet, wobei der erste Zweig und der zweite
Zweig miteinander über eine Durchtrittsöffnung ver
bunden sind und ein Regelelement eine Veränderung
der Temperatur der aus den Düsen austretenden Luft
gestattet, wobei die genannte Vorrichtung dadurch
gekennzeichnet ist, daß eine Klappe mit zwei Flü
geln, die um eine quer zur Hauptluftströmungsrich
tung angeordnete Achse drehbar ist, in der Durch
trittsöffnung in Nähe des dem Wärmeaustauscher
nächstgelegenen Randes der genannten Öffnung ange
ordnet ist.
Nach einem anderen Merkmal verschließt die Klappe in
einer Endstellung die Durchtrittsöffnung und läßt
dabei die Öffnung des ersten Zweigs frei oder umge
kehrt.
Dank dieser Anordnung kann die eventuell aus dem
ersten Zweig zurückströmende Luft nicht in den Aus
tritt der zweiten Abzweigung eindringen.
Gemäß einem anderen Merkmal dient der Flügel der
Klappe als Maske für den Wärmeaustauscher.
In diesem Falle weist die Lufttemperatur am Austritt
des zweiten Abzweigs zwei Temperaturstufen auf.
Gemäß einem anderen Merkmal dienen die Klappenflügel
als Deflektoren.
Diese Deflektoren erlauben eine bessere Aufteilung
oder Vermischung der Luftströme.
Die weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung,
worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen
wird, die folgendes darstellen:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Be
heizungs- und/oder Klimatisierungsvorrichtung gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer
Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer
weiteren Variante der Vorrichtung gemäß der Erfin
dung;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer
anderen Variante der Vorrichtung gemäß der Erfin
dung.
Gemäß Fig. 1 enthält die Beheizungs- und/oder Kli
matisierungsvorrichtung eine Zuführleitung 1 für
Außenluft, bei der es sich um Luft handeln kann, die
beim Durchtritt durch einen Verdampfer behandelt
wird, der Bestandteil eines Klimatisierungskreises
ist, wobei sich die genannte Leitung in einen ersten
Zweig unterteilt, der über eine erste Leitung 3 zu
den ersten Düsen 4 hin in die Kabine einmündet,
welche in Höhe des Instrumentenbrettes angeordnet
sind und deren Öffnungs- und Schließbewegung durch
eine Klappe 5 gesteuert wird, und in einen zweiten
Zweig 6 mit einem Wärmeaustauscher 7 für die Zirku
lation des Mediums, der durch ein Steuerelement wie
z.B. einen Hahn 8 geregelt werden kann, und wobei
sich der Austritt 9 der Abzweigung 6, d.h. der
unterhalb des Austauschers 7 in der jeweiligen Strö
mungsrichtung der Luft gelegene Teil aufteilt, und
zwar einerseits in eine zweite Leitung 10, die zu
zweiten Düsen führt, welche durch eine Klappe 12 ge
steuert werden können und beispielsweise zum unteren
Teil der Kabine hin ausgerichtet werden können, und
eine dritte Leitung 13, die zu dritten Düsen 14 hin
führt, welche durch eine Klappe 14′ gesteuert werden
und die beispielsweise zur Windschutzscheibe des
Fahrzeuges hin gerichtet sind, um diese zu enteisen
oder einer Beschlagung entgegenzuwirken, und ande
rerseits in einen Kanal 15, der den Austauscher 7
umgeht und in den Zweig 2 einmündet und dabei eine
Durchtrittsöffnung 16 bildet, die in diesem Falle
vor dem Austauscher 7 angeordnet ist und dazu geeig
net ist, eine Verbindung zwischen dem Austritt 9 des
Abzweigs 6 und der Leitung 3 des Abzweigs 2 herzu
stellen und so eine sogenannte Mischzone zu bewir
ken.
In dieser Durchtrittsöffnung ist eine Klappe 17 mit
zwei Flügeln 18, 19 angeordnet, die rund um eine
quer zur Hauptluftströmungsrichtung angeordnete Ach
se 20 drehbar ist.
Wie aus der Figur besser ersichtlich, liegt die Ach
se 20 der Klappe 17 im Durchtritt 16 und insbesonde
re an dem Rand 21 der genannten Durchtrittsöffnung,
der dem Wärmeaustauscher 7 am nächsten gelegen ist.
Diese Beheizungs- und/oder Klimatisierungsvorrich
tung arbeitet wie folgt:
Der Fahrzeuginsasse regelt die für das Kabineninnere
gewünschte Temperatur mit einem Steuerungselement,
in diesem Falle einem Hahn 8, welches auf die Strö
mungsgeschwindigkeit des im Austauscher 7 zirkulie
renden Wärmeträgermediums einwirkt.
Wird in der Kabine Frischluft gewünscht, d.h., wenn
es sich bei der aus den Düsen 4, 11 und 14 austre
tenden Luft um Frischluft handelt, ist der Hahn 8 in
geschlossener Stellung und die Klappe 17 befindet
sich vorzugsweise in der Stellung, die in der Figur
mit einem Vollstrich dargestellt ist.
In dieser Stellung verschließt sie mit dem Flügel 19
die Durchtrittsöffnung 16 und mit dem anderen Flügel
18 maskiert sie einen Teil des Eintritts 22 der Ab
zweigung 6, wobei der Eintritt 22 hier mit der Vor
derseite des Austauschers 7 vertauscht ist.
Die durch die Leitung 1 einströmende Frischluft wird
unterteilt in einen ersten Luftstrom, der den Aus
tauscher 7 durchströmt und im wesentlichen die glei
che Temperatur behält und dann den Leitungen 10, 13
und dem Kanal 15 zugeleitet wird, der durch den Flü
gel 18 verschlossen wird, und in einen weiteren
Strom, der den Flügel 18 beaufschlagt, der hier als
Deflektor dient, um anschließend dem Eintritt 23 der
Zweigleitung 2 zugeleitet zu werden.
Dank dieser Anordnung und der durch den Flügel 18
der Klappe 17 gebildeten Maske kann das in der
Zweigleitung 2 zirkulierende Luftvolumen im wesent
lichen gleich dem Volumen sein, welches in der
Zweigleitung 6 zirkuliert, und zwar durch Einwirkung
auf den Einstellbereich des Flügels 18.
Falls in der Kabine Warmluft gewünscht wird, befin
det sich der Hahn 8 in Öffnungsstellung und die
Klappe 17 befindet sich in der Stellung, die in der
Figur durch strichpunktierte Linien dargestellt ist,
wobei der Eintritt 23 der Zweigleitung 2 verschlos
sen ist und die Durchtrittsöffnung 16 frei bleibt.
Die durch die Leitung 1 einströmende Frischluft
strömt durch den Austauscher 7 und wird dabei er
wärmt, und teilt sich dann am Austritt 9 der Zweig
leitung 6 in zwei Ströme auf, von denen der eine den
Leitungen 10 und 13 zugeleitet wird und der andere
dem Kanal 15, der über den Durchtritt 16 mit der
Leitung 3 in Verbindung steht, so daß Warmluft in
die genannte Leitung eintreten kann.
Wünscht der Fahrzeuginsasse Frischluft aus der
ersten Zweigleitung, die den Belüftern 4 zugewandt
ist, und Warmluft in der zweiten Zweigleitung 6, so
befindet sich der Hahn 8 in Öffnungsstellung und die
Klappe 17 befindet sich in der mit einem Vollstrich
dargestellten Stellung.
Die in die Leitung 1 eintretende Frischluft teilt
sich in einen ersten Strom auf, der den Austauscher
durchströmt, dort erwärmt wird und anschließend den
Leitungen 10, 13 und dem durch den Flügel 19 der
Klappe 17 verschlossenen Kanal 15 zugeleitet wird,
und in einen zweiten Strom, der der Zweigleitung 2
zugeleitet wird und in gleicher Weise wie zuvor be
schrieben zirkuliert, wenn in der Kabine Frischluft
gewünscht wird.
Bei dieser Konfiguration kann somit an den Düsen 4
Frischluft austreten, während an den Düsen 11 und 14
Warmluft austreten kann.
Wünscht der Fahrzeuginsasse an den Düsen 4 nur sehr
wenig Frischluft, so betätigt er die Klappe 5 in der
Weise, daß das Luftvolumen, welches aus den genann
ten Düsen austreten kann, begrenzt wird.
In diesem Falle hat der in der Zweigleitung 2 zirku
lierende Luftstrom die Neigung, wieder dem Eintritt
23 der genannten Zweigleitung zuzuströmen und, da
der Durchtritt 16 verschlossen ist, kann der Rück
strom nur durch den Austauscher 7 vonstatten gehen.
Ist die an den Düsen 4 gewünschte Temperatur höher
als die Temperatur der Außenluft, jedoch geringer
als die Temperatur der beim Durchtritt durch den
Austauscher 7 erwärmten Luft, wobei die Regelung
durch den Hahn 8 erfolgt, so betätigt der Fahrzeug
insasse die Klappe 17, um sie in eine Zwischenstel
lung zu bringen, z.B. in die Stellung, die in der
Figur durch eine strichpunktierte Linie dargestellt
ist.
In diesem Falle teilt sich der von der Leitung 1
eintreffende Frischluftstrom in einen ersten Strom
auf, der durch den Flügel 18 der als Deflektor die
nenden Klappe 17 abgeleitet wird, um in die Zweig
leitung 2 einzudringen, und einen zweiten Strom, der
den Wärmeaustauscher durchströmt und sich dort er
wärmt.
Diese erwärmte Luft weist am Austritt 9 zwei Tempe
raturstufen auf, eine erste Stufe für den unteren
Teil der Fahrzeugkabine und eine zweite Stufe, die
sich aus der Wirkung des Flügels 18 der Klappe 17
ergibt. Tatsächlich erzeugt dieser in der Zwischen
stellung einen Unterdruckeffekt für den unterhalb
befindlichen Luftstrom, wodurch in Höhe des betref
fenden Austauscherteils Luft anfällt, die auf eine
andere Temperatur erwärmt ist.
Somit hat die auf eine erste Temperaturstufe erwärm
te Luft die Neigung, in die Leitungen 10 und 13 ein
zudringen, während die Luft in einer zweiten Tempe
raturstufe die Neigung hat, dem Kanal 15 zuzuströ
men, der durch die teilweise durch den Flügel 19 der
Klappe 17 verschlossenen Durchtrittsöffnung 16 in
die Leitung 3 einmündet, um sich dann in der Misch
zone mit der darin zirkulierenden Frischluft zu ver
mischen und an den Düsen 4 gemischte Luft zu lie
fern.
Die Temperatur der aus diesen austretenden Luft kann
somit durch kombinierte Betätigung der Flügel 18, 19
der Klappe 17 geregelt werden, während der Flügel 19
für die eventuell von der Leitung 3 her zurückströ
mende Luft eine Ablenkplatte bildet.
Fig. 2 ist eine Variante der Beheizungs- und/oder
Klimatisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wo
bei in dem Kanal 15 ein Schieber 25 vorgesehen ist,
der eine Regelung des Luftvolumens gestattet, das in
die Durchtrittsöffnung 16 eintreten darf, und wo
durch eine Veränderung der Temperatur der aus den
Düsen 4 austretenden Luft möglich ist.
Dieser Schieber kann so mit der Klappe 17 verbunden
sein, daß sich der Schieber 25 in den voll geöffne
ten oder voll geschlossenen Endlagen der Klappe in
den gleichen Stellungen befindet und daß der Schie
ber 25 in den Zwischenstellungen der Klappe 17 Zwi
schenstellungen einnehmen kann, die denen der Klappe
17 gleich oder aber von diesen verschieden sein kön
nen, z.B. eine Schließposition, während sich die die
Düsen 4 steuernde Klappe 5 in geschlossener Stellung
befindet, und zwar, um eine eventuelle Rückströmung
der in der Zweigleitung 2 zirkulierenden Luft in den
Austritt 9 der Zweigleitung 6 zu verhindern.
Ebenso kann, wie aus Fig. 3 besser erkennbar, im
Kanal 15 ein Schieber 30 vorgesehen sein, der in
einer der Endstellungen 30′ eine andere, mit dem
Kanal 15 in Verbindung stehende Leitung 31 begrenzt
und in der anderen Endstellung 30′′ eine Verbindung
zwischen der genannten Leitung mit den Leitungen 10,
13 zuläßt.
Dieser Schieber 30 kann die zuvor für den Schieber
25 beschriebenen Stellungen einnehmen.
Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante, bei der die
Beheizungs- und/oder Klimatisierungsvorrichtung
einen Austauscher 7 aufweist, der keine Mittel zur
Einstellung der Strömungsmenge des darin zirkulie
renden Wärmeträgermediums besitzt.
Dazu ist vorgesehen, daß die Leitungen 10, 13 von
der Leitung 1 abgehen und daß deren Eintritte mit
dem Austritt 9 der Zweigleitung 6 über den Kanal 40
verbunden sind, der den Austauscher 7 in gleicher
Weise umgeht wie im Falle des weiter oben beschrie
benen Kanals 15.
Durch diese Verbindung des Kanals 40 und der Ein
tritte der Leitungen 10, 13 entsteht eine Durch
trittsöffnung 42, in der sich eine Klappe 43 befin
det, die in gleicher Weise wie die Klappe 17 ange
ordnet ist und mit dieser identisch ist.
Somit kann der Austritt 9 der Zweigleitung 6 nur in
die Kanäle 15, 40 einmünden, die durch die Klappen
17, 43 verschlossen werden können.
Die Funktionsweise ist die gleiche wie bei der Anla
ge gemäß Fig. 1, außer hinsichtlich der Regelung
der Temperatur der Erwärmungsluft.
Diese Regelung erfolgt mit der Klappe 43 zwischen
deren beiden Endstellungen, wie sie in Fig. 4 dar
gestellt sind.
Wenn sich somit die Klappe 43 in geschlossener Stel
lung befindet, wie es in der Figur durch Vollstriche
dargestellt ist, handelt es sich bei der durch die
Leitungen 10, 13 in die Kabine eintrömenden Luft um
Frischluft, während die in die Leitung 3 einströmen
de Luft Warmluft oder Kaltluft oder aber gemischte
Luft sein kann, je nach Stellung der Klappe 17, und
wenn die Klappe 43 in geöffneter Stellung steht, wie
es in der Figur durch eine strichpunktierte Linie
dargestellt ist, handelt es sich bei der Luft in den
Leitungen 10, 13 um Warmluft, während die Luft in
der Leitung 3 Warmluft oder Kaltluft oder gemischte
Luft sein kann, je nach Stellung der Klappe 17.
Die Zwischenstellungen der Klappe 43 gestatten eine
Regelung der Temperatur der in die Leitungen 10, 13
einströmenden Luft durch Vermischung des im Kanal 40
zirkulierenden Warmluftvolumens mit dem äus der Lei
tung 1 kommenden Frischluftvolumen.
Bei dieser letzteren Stellung ist die Temperatur der
Luft in der Leitung 3, die durch die Klappe 17 gere
gelt wird, unabhängig von der Temperatur der Luft in
den Leitungen 10, 13.
Die Erfindung kann auf eine Klimaanlage Anwendung
finden, wie weiter oben erwähnt, bei der ein Ver
dampfer, der als Kühlelement für die Außenluft
dient, oberhalb des Austauschers 7 in die Leitung 1
eingebaut ist.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Beheizung und/oder Klimatisierung
eines Kraftfahrzeuges mit Außenluft-Zuführleitung
(1), unterteilt in einen ersten Zweig (2), der über
erste Düsen (4) in die Fahrzeugkabine einmündet, und
einen zweiten Zweig (6), der einen Wärmeaustauscher
(7) enthält, der zur Erwärmung der hindurchströmen
den Luft geeignet ist und durch zweite Düsen (11, 14)
in die Kabine einmündet, wobei der erste Zweig und
der zweite Zweig miteinander über eine Durchtritts
öffnung (16) verbunden sind und ein Regelelement
(8, 43) eine Veränderung der aus den Düsen (4, 11, 14)
austretenden Luft gestattet, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Klappe (17)
mit zwei Flügeln (18, 19), die um eine quer zur
Hauptluftströmungsrichtung angeordnete Achse (20)
drehbar ist, in der Durchtrittsöffnung (16) in Nähe
des dem Wärmeaustauscher (7) nächstgelegenen Randes
(21) der genannten Öffnung angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klappe
(17) in einer Endstellung den Durchtritt (16) ver
schließt und dabei die Öffnung (23) des ersten
Zweigs (2) freiläßt oder umgekehrt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß
der Flügel (18) der Klappe (17) als Maske für den
Wärmeaustauscher (7) dient.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Flügel (18, 19) der Klappe (17)
als Deflektor dienen.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Durchtrittsöffnung (16) vor dem
Austauscher (7) liegt.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Durchtrittsöffnung (16) über
einen Kanal (15) mit dem Zweig (6) verbunden ist.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der Zweig (6) einen Schieber (25,
30) aufweist.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der Austauscher (7) mit einem Ein
stellelement (8) zur Regelung der Durchflußmenge des
Wärmeträgermediums ausgerüstet ist.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Düsen (11, 14) mit der Leitung (1) über
Leitungen (10, 13) verbunden sind, die an dem Aus
tritt der Abzweigung (6) über einen Kanal (40) ange
schlossen sind, so daß eine Durchtrittsöffnung (42)
entsteht.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durch
trittsöffnung (42) eine Klappe (43) aufweist, die
mit der Klappe (17) identisch ist.
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