DE3908660A1 - Heiz- und/oder klimaanlage fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Heiz- und/oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug.

Eine derartige Anlage, wie sie in der Patentanmel­ dung JP-60-1 31 132 beschrieben ist, enthält eine Frischluft-Zuleitung, aufgeteilt in eine erste Lei­ tung, die eine erste Klappe besitzt und zu einer ersten Austrittsöffnung führt, die in Höhe der In­ strumententafel in die Kabine einmündet, und in eine zweite Leitung, die einen Wärmeaustauscher enthält, worin ein Wärmeträgermedium zirkuliert, wobei die Regulierung mit Hilfe einer Vorrichtung wie eines Hahns möglich ist und wobei die genannte zweite Lei­ tung zu einer zweiten Austrittsöffnung führt, die im allgemeinen im unteren Teil des Fahrzeuges angeord­ net ist, während eine dritte Austrittsöffnung im allgemeinen dazu dient, die Windschutzscheibe von Beschlag und Eisbildung zu befreien, wobei die zwei­ te Leitung und die erste Leitung unterhalb des ge­ nannten Austauschers in der jeweiligen Luftströ­ mungsrichtung durch eine Durchtrittsöffnung mit­ einander verbunden sind, die mit Hilfe einer zweiten Klappe geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Mit Hilfe dieser Anlage ist es möglich, bei geöffne­ ter zweiter Klappe Luft in die erste Leitung einzu­ leiten, die mit Hilfe des Wärmeaustauschers erwärmt wurde, so daß sich die genannte Luft mit der in der ersten Leitung zirkulierenden Luft vermischen kann und daß man durch die erste Austrittsöffnung Luft in die Kabine einleitet, die eine geringere Temperatur hat als die in der zweiten Leitung zirkulierende Luft, jedoch eine höhere Temperatur als die Außen­ luft.

Diese Anlage weist jedoch Nachteile auf.

Tatsächlich ist es erforderlich, die zweite und dritte Austrittsöffnung mit zusätzlichen Klappen zu versehen, die es erlauben, den Luftdurchtritt entwe­ der an beiden Austrittsöffnungen gleichzeitig oder an nur einer dieser Austrittsöffnungen zu unterbre­ chen oder zuzulassen.

Dies führt zu einer Komplikation der Kinematik bei der Regelung der Klappen, indem die Einbaumöglich­ keiten begrenzt werden.

Die Erfindung hat den Zweck, dieser Schwierigkeit abzuhelfen, indem sie eine Heiz- und/oder Klimaanla­ ge von einfacher Konzeption vorschlägt, wodurch gleichzeitig die Leistungen verbessert werden.

Dazu schlägt die Erfindung eine Heiz- und/oder Kli­ maanlage für ein Kraftfahrzeug vor, die eine Außen­ luft-Zuführleitung besitzt, geteilt in eine erste Leitung mit einer ersten Klappe, die zu einer ersten Austrittsöffnung führt, und eine zweite Leitung mit einem Wärmeaustauscher, die zu einer zweiten Aus­ trittsöffnung und einer dritten Austrittsöffnung führt, mit einer Durchtrittsöffnung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung, die unter­ halb des genannten Wärmeaustauschers angeordnet ist und deren Öffnung durch eine zweite Klappe geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klappe in einer Endposition den Durchtritt der Luft, nach­ dem diese den Wärmeaustauscher durchströmt hat, zur ersten Leitung hin verhindert, und daß sie in einer anderen Endposition den Durchtritt der genannten Luft, die in der zweiten Leitung zirkuliert, zu der zweiten und dritten Austrittsöffnung hin unterbin­ det.

Dank der Erfindung wird die gesamte Luft, die den Wärmeaustauscher durchströmt hat, den betreffenden Austrittsöffnungen zugeleitet, wobei in einer der Endpositionen die zweite und die dritte Austritts­ öffnung gleichzeitig verschlossen werden können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die zweite und dritte Austrittsöffnung geeignet, durch eine dritte Klappe abwechselnd verschlossen zu wer­ den.

Nach einem weiteren Merkmal nimmt die dritte Klappe eine Zwischenstellung zur gleichzeitigen Öffnung der zweiten und dritten Austrittsöffnung ein, wenn die zweite Klappe eine Endposition einnimmt, die den Durchtritt verhindert.

Dank dieser Anordnung ist es möglich, die Luft aus der Leitung entweder der zweiten Austrittsöffnung oder der dritten Austrittsöffnung oder aber beiden gleichzeitig zuzuleiten, was für den Fahrzeuginsas­ sen ein hohes Maß an Bequemlichkeit bei der Benut­ zung der Anlage mit sich bringt.

Die weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die nur beispielhaften Charakter hat und worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Heiz- und/oder Klimaanlage gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Variante der Anlage;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Variante der Anlage.

In Fig. 1 enthält die Heiz- und/oder Klimaanlage gemäß der Erfindung eine Außenluft-Zuführleitung 1, geteilt in eine erste Leitung 2, welche zu einer ersten Austrittsöffnung 3 wie z.B. den in Höhe der Instrumententafel in die Kabine einmündenden Luft­ klappen führt, und eine zweite Leitung, die einen Wärmeaustauscher 5 mit darin zirkulierendem Wärme­ trägermedium enthält und durch eine Steuerungsvor­ richtung, wie z.B. einen Hahn 6, geregelt werden kann, wobei die genannte zweite Leitung zu einer zweiten Austrittsöffnung 7 führt, die im allgemeinen im unteren Teil des Fahrzeuges angeordnet ist, und wobei eine dritte Austrittsöffnung 8 im allgemeinen dazu dient, die Windschutzscheibe von Beschlag oder Eisbildung zu befreien, während die Leitung 2 und die Leitung 4 unterhalb des Austauschers 5 in der Strömungsrichtung der Luft durch eine Durchtritts­ öffnung 9 miteinander verbunden sind.

Die erste Leitung 2 ist mit einer ersten Klappe 10 versehen, die oberhalb des Durchtritts 9 angeordnet ist und um eine Achse 11 herum so gedreht werden kann, daß sie eine Zwischenstellung zwischen der durch einen Vollstrich dargestellten "Zu"-Stellung und der durch eine punktierte Linie dargestellten "Auf"-Stellung einnehmen kann.

Die zweite Leitung 4 besitzt in Höhe der Schnitt­ stelle zwischen der zweiten Austrittsöffnung 7 und der dritten Austrittsöffnung 8 eine dritte Klappe 12, die eine erste Position I, dargestellt durch einen Vollstrich, einnehmen kann, in der die Aus­ trittsöffnung 8 verschlossen ist, oder eine zweite Position II, die durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, in der die Austrittsöffnungen 7 und 8 frei von Hindernissen sind, und eine dritte Posi­ tion III, die durch eine punktierte Linie darge­ stellt ist, in der die Austrittsöffnung 7 geschlos­ sen ist.

Der Durchtritt 9 kann mit Hilfe einer zweiten Klappe 13 geschlossen oder geöffnet werden, die alle Zwi­ schenstellungen zwischen der äußersten "Zu"-Stellung I, die durch einen Vollstrich dargestellt ist, und der äußersten "Auf"-Stellung III, dargestellt durch eine punktierte Linie, einnehmen kann, wobei die letztgenannte Position die Möglichkeit bietet, den Luftdurchtritt zu den Austrittsöffnungen 7 und 8 völlig zu versperren. Dazu ist die Klappe 13 drehbar um eine Achse 14 herum angebracht, die sich an dem Ende des Durchtritts 9 befindet, der vom Austauscher 5 am weitesten entfernt ist.

Diese Heiz- und/oder Klimaanlage arbeitet wie folgt:

Der Fahrzeuginsasse regelt die in der Kabine ge­ wünschte Lufttemperatur durch eine Regelvorrichtung, wie z.B. einen Hahn 6, der auf die Strömungsmenge des im Austauscher 5 zirkulierenden Wärmeträgerme­ diums einwirkt.

Betätigt der Insasse den Hahn 6 in einer Weise, daß sich dieser in voll geöffnetem Zustand befindet, so steht Warmluft in dem Bereich 5′ zur Verfügung, der in der betreffenden Luftströmungsrichtung gesehen unterhalb des Austauschers 5 liegt.

Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, um diese Luft den Austrittsöffnungen 3, 7, 8 zuzu­ leiten.

Wünscht man an den Austrittsöffnungen 7, 8 zum Bei­ spiel Warmluft, so befindet sich die Klappe 13 in Position I zum Verschließen des Durchtritts 9 und die Klappe 12 befindet sich in Position I oder II oder III, wobei die Position I der Klappe 12 den Durchtritt der erwärmten Luft nur zur Austrittsöff­ nung 7 hin, die Position II der Klappe 12 den Luft­ durchtritt zu den Austrittsöffnungen 7 und 8 und die Position III der Klappe 12 den Durchtritt zur Aus­ trittsöffnung 8 hin gestattet.

In diesen, in den Figuren dargestellten, Fällen hat der Fahrzeuginsasse darüber hinaus die Möglichkeit, das Volumen der Luft, bei der es sich um Frischluft handelt, in Austrittsöffnung 3 zu regeln, und zwar indem er die Klappe 10 betätigt, die in der durch eine punktierte Linie dargestellten, voll geöffneten Position bis zu der durch eine durchgehende Linie dargestellten voll geschlossenen Position Frischluft in die Leitung 2 und damit Luft in die Austrittsöff­ nung 3 eintreten läßt oder auch nicht.

Wird andererseits an der Austrittsöffnung 3 nur Warmluft und an den Austrittsöffnungen 7, 8 keine Luft gewünscht, so befindet sich die Klappe 13 in der Position III, wodurch die Leitung 4 vollständig geschlossen ist.

Diese Position erlaubt die Zuführung der gesamten Warmluft, die durch den Austauscher 5 geströmt ist, zur Leitung 2 über den Durchtritt 9.

Diese Luft kann der Austrittsöffnung 3 zugeleitet werden, so daß man eine Temperatur erzielen kann, die niedriger ist als die der Luft, die durch den genannten Austauscher geströmt war.

Diese Möglichkeit ergibt sich durch Betätigung der Klappe 10, die jenseits ihrer Schließstellung ein Vermischen der aus der Leitung 2 stammenden Frisch­ luft mit der aus dem Durchtritt 9 stammenden Warm­ luft gestattet, so daß der Austrittsöffnung 3 soge­ nannte Mischluft zugeführt wird.

Ausgehend von diesen Endstellungen I oder III, in denen der Durchtritt 9 oder die Leitung vollständig geschlossen sind, kann die Klappe 13 zwischen diesen äußersten Positionen alle gewünschten Zwischenstel­ lungen einnehmen, wobei die Position II, die als Beispiel durch eine strichpunktierte Linie darge­ stellt ist, die Möglichkeit bietet, in die Leitung 2 einen Teil der erwärmten Luft aus der Leitung 4 über den Durchtritt 9 einzuleiten, während der andere Teil den Austrittsöffnungen 7, 8 zugeführt wird.

In diesem Falle kann es sich bei der aus der Aus­ trittsöffnung 3 austretenden Luft, wie weiter oben beschrieben, um Warmluft oder Mischluft durch Betä­ tigung der Klappe 10 handeln, während die Warmluft in der Leitung 4 der Austrittsöffnung 8 und/oder der Austrittsöffnung 7 zugeleitet werden kann.

Nunmehr wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Ausführungsvariante der Erfindung zeigt.

Diese Ausführungsvariante unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1 dadurch, daß die Leitung 4 durch eine Trennwand 14 in zwei Leitungen 15, 16 geteilt ist, die von der Vorderseite des Wärmeaus­ tauscheraustritts 5′ ausgehen.

Je nach Stellung der Klappe 13 steht die Leitung 15 entweder mit der Leitung 4 oder mit der Leitung 2 in Verbindung.

In der Position II, die in der Figur dargestellt ist, erlaubt die Klappe 13 die Zuführung der gesam­ ten Warmluft, nachdem diese den oberen Teil des Aus­ tauschers 5, begrenzt durch die Trennwand 14, durch­ strömt hat, zum Durchtritt 9, wobei die Luft, die den unteren Teil des Austauschers 5 durchströmt hat, der Leitung 4 zuströmen kann.

Diese Position II bietet den Vorteil, daß dadurch ein eventueller Rückstrom der Luft von der Leitung 2 zur Leitung 4 verhindert wird, indem die Trennwand 14 und die Klappe 13 ein durchgehendes Hemmnis bil­ den, und zwar von der Fläche 5′ des Austauschers 5 bis zum Durchtritt 9.

Die Funktionsweise der Anlage ist im wesentlichen die gleiche wie die zuvor beschriebene.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der der Wärmeaustauscher 5 keine Vorrichtung zur Regelung der Durchflußmenge des Wärmeträgermediums besitzt, sondern wobei das genannte Medium ständig durch die­ sen strömt.

In diesem Falle besitzt die Heiz- und/oder Klimaan­ lage eine dritte Leitung 20 in Ableitung vom Wärme­ austauscher 5, wobei das obere Ende dieser Leitung, in Luftströmungsrichtung betrachtet, direkt mit der Frischluft-Zuführungsleitung 1 in Verbindung steht und das untere Ende der genannten Leitung in die Leitung 4 einmündet, die zu den Austrittsöffnungen 7, 8 führt.

Am unteren Ende der Leitung 20 befindet sich eine Klappe 21, die um eine Achse 22 drehbar ist und alle Zwischenstellungen zwischen der Position I, wodurch die Warmluftzufuhr verhindert wird, und Position II, wodurch die Frischluftzufuhr aus der Leitung 20 ver­ hindert wird, einnehmen kann.

Die Funktionsweise der Anlage entspricht der oben beschriebenen, abgesehen von der Regelung der Tempe­ ratur der an den Austrittsöffnungen 7, 8 ankommenden Luft.

Diese Regelung erfolgt durch Drehung der Klappe 21 um ihre Achse 22 und ausgehend von den Endstellungen I und II.

Wenn sich somit die Klappe 21 in Position I befin­ det, handelt es sich bei der an den Austrittsöffnun­ gen 7, 8 ankommenden Luft um Frischluft, ungeachtet der Position der Klappe 13, während die an den Aus­ trittsöffnungen 7, 8 ankommende Luft, wenn sich die genannte Klappe in Position II befindet, entweder Luft ist, die auf dem Wege durch den Wärmeaustau­ scher 5 erwärmt wurde, wenn sich die Klappe 13 in der Position zum Verschließen des Durchtritts oder in der Zwischenposition, wie z.B. Position II, be­ findet, oder es kommt keine Luft an, wenn sich die Klappe 13 in Position III befindet.

Eine beliebige Zwischenstellung der Klappe 21 er­ laubt an den Austrittsöffnungen 7, 8 die Zuführung von Mischluft, bestehend aus der in der Leitung 20 zirkulierenden Frischluft und der mit Hilfe des Wär­ meaustauschers 5 erwärmten Warmluft.

Die Temperatur der an den Austrittsöffnungen 3 an­ kommenden Luft wird durch die Klappe 10 geregelt, und zwar ungeachtet der Position der Klappe 21 und somit auch unabhängig von der Temperatur der an den Austrittsöffnungen 7, 8 ankommenden Luft.

Die Erfindung ist auch auf eine Klimaanlage anwend­ bar, bei der ein zur Kühlung der Außenluft verwende­ ter Verdampfer oberhalb des Wärmeaustauschers 5 in die Leitung 1 eingebaut ist.

Claims (9)

1. Heiz- und/oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Außenluft-Zuführleitung (1), geteilt in eine erste Leitung (2) mit einer ersten Klappe (10), die zu einer ersten Austrittsöffnung (3) führt, und in eine zweite Leitung (4) mit einem Wärmeaustau­ scher (5), die zu einer zweiten Austrittsöffnung (7) und einer dritten Austrittsöffnung (8) führt, und mit einer Durchtrittsöffnung (9) zwischen der ersten Leitung (2) und der zweiten Leitung (4), die unter­ halb des genannten Austauschers angeordnet ist und deren Öffnung durch eine zweite Klappe (13) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klappe (13) in einer Endposition (I) den Durchtritt der aus dem Austauscher (5) kommenden Luft zur ersten Leitung (2) hin verhindert und daß sie in der anderen Endposition (III) den Durchtritt der genannten, in der zweiten Leitung (4) zirkulie­ renden Luft zu der zweiten und dritten Austrittsöff­ nung (7, 8) hin verhindert.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Klappe (13) um eine Achse (14) drehbar befestigt ist, die an dem Ende des Durchtritts (9) angeordnet ist, wel­ ches vom Austauscher (5) am weitesten entfernt ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Austrittsöffnung (7, 8) geeignet sind, durch eine dritte Klappe (12) abwechselnd ver­ schlossen zu werden.

4. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Klappe (12) eine Zwischenöffnungsstellung (II) einnimmt, die mit der zweiten und dritten Aus­ trittsöffnung übereinstimmt, wenn die zweite Klappe (13) eine Endposition (I) zum Verschließen des Durchtritts (9) einnimmt.

5. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (4) durch eine Trennwand (14) in zwei Leitungen (15, 16) geteilt ist.

6. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (15) in der Zwischenstellung (II) der Klappe (13) in direkter Verbindung mit der Leitung (2) steht.

7. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher (5) mit einem Mittel (6) zur Rege­ lung der Menge des Wärmeträgermediums ausgerüstet ist, welches durch den genannten Austauscher strömt.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß sie in Ableitung vom Wärmeaustauscher (5) eine dritte Leitung (20) und eine Klappe (21) zur Temperaturre­ gelung enthält, die am unteren Ende der genannten Leitung angeordnet ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klappe (21) zwi­ schen allen Zwischenpositionen eine Position (I) einnimmt, in der der Eintritt der durch den Wärme­ austauscher (5) erwärmten Luft in die zweite und dritte Austrittsöffnung (7, 8) verhindert wird, und eine Position (II), in der der Eintritt der Luft aus der Leitung (20) in die genannten Austrittsöffnungen verhindert wird.