DE3912013A1 - Belueftungsanlage fuer kraftfahrzeuginnenraeume - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belüftungsanlage mit den im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Merkmalen.

Die DE-OS 35 26 407 beschreibt eine derartige gattungs­ gemäße Anlage. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Geruchs-/Schadstoffilter aus dem Strömungsweg der Luft zu nehmen oder es in den Strömungsweg einzuschalten.

Als Geruchs-/Schadstoffilter werden im folgenden alle Filter bezeichnet, die geeignet sind, Geruchsstoffe und Schadstoffe aus der Umgebungsluft zu filtern. Hierzu zählen insbesondere Adsorptions-, Absorptions-, Chemie­ sorptionsfilter und Katalysatoren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gat­ tungsgemäße Belüftungsanlage derart weiterzubilden, daß eine Luftmengensteuerung bei kompaktem Aufbau der Gesamtanlage möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Durch die Weiterbildung der Steuerklappe nach dem Stand der Technik zu einer zwei­ flügeligen Steuerklappe gemäß der Erfindung kann auf einfache Art und Weise eine Luftmengenregulierung sowohl bei Einschaltung des Filters als auch bei dessen Um­ gehung erzielt werden. Der Platzbedarf hierfür ver­ größert sich nicht, jedoch wird die gesamte Steuerung der Belüftungsanlage, die in aller Regel mit einer Heizungs- und Klimaanlage zusammenarbeitet, vereinfacht. Zudem ist es mit einer derartigen Luftmengenregelung auch möglich, die gesamte Frischluftzufuhr abzusperren, wenn dies aus irgendeinem Grund gewünscht wird und die gesamte Anlage im reinen Umluftbetrieb zu betreiben. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn bei Vorhandensein einer Klimaanlage ein schnelles Abkühlen des Fahrzeuginnenraumes gewünscht wird. Auch kann ein Umluftbetrieb mit einem Frischluftanteil erzielt werden.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildun­ gen der Erfindung. Durch die Weiterbildung nach An­ spruch 2 wird insbesondere der gesamte Aufwand weiter vereinfacht, da nunmehr nur noch eine einzige Steuer­ klappe vorgesehen ist, die auch nur einen einzigen Antrieb benötigt. Trotzdem läßt sich damit sowohl eine Mengenregulierung der durch das Filter strömenden Luft als auch der Luft bei Bypass-Schaltung erreichen. Dies liegt darin begründet, daß der Strömungswiderstand durch das Absorptionsfilter so groß ist, daß bei geöffnetem Bypass die Luft immer durch den Bypass strömen wird. Darüber hinaus wird in diesem Betriebszustand das Absorptionsfilter ständig von einer geringen Frisch­ luftmenge durchströmt.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 bezieht sich auf die Anordnung eines an sich bekannten Partikelfilters. Dieses wird zweckmäßigerweise vor der Steuerklappe vorgesehen, da es an dieser Stelle für einen Filter­ wechsel leichter zu erreichen ist.

Die Ansprüche 4 und 5 beschreiben Anordnungen für eine weitere Steuerklappe für den Umluftbetrieb. Hierbei kann nach Anspruch 4 die Umluft ebenfalls ständig über das Geruchs-/Schadstoffilter geführt werden, während sie nach Anspruch 5 das Filter umgeht. Auch kann es sinnvoll sein, die Anordnung der Umluftklappen nach Anspruch 4 und 5 in einer einzigen Belüftungsanlage zu kombinieren. Damit ist es möglich, entweder die Umluft über das Geruchs-/Schadstoffilter zu leiten und zu reinigen - dies ergibt nur kleine umgewälzte Luftmengen - oder eine große Umluftmenge unter Umgehung des Filters umzuwälzen. Im letzteren Fall ist es auch möglich, gleichzeitig die Steuerklappe derart zu verstellen, daß der Strömungsweg über das Geruchs-/Schadstoffilter geschlossen bleibt, während der Strömungsweg über den Bypass ein klein wenig geöffnet wird, um einen Umluftbetrieb mit Frischluft­ anteil einzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher dargestellt.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß aufgebaute Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge;

Fig. 2 eine Alternativausführung zu Fig. 1.

Fig. 3-Fig. 7 unterschiedliche Einstellungen der Steuerklappen an der erfindungsgemäß aufgebauten Belüftungsanlage.

In Fig. 1 ist schematisiert eine Belüftungsanlage 1 für Kraftfahrzeuge dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Luftleitkanal 2, einem Partikelfilter 3, einem Geruchs-/Schadstoffilter 4 mit vorgeschalteter Steuer­ klappe 5 sowie einem Gebläse 6. Das Gebläse 6 saugt Frischluft von einer nicht näher dargestellten Frisch­ lufteinlaßöffnung 7 über die Filteranordnung an und fördert die zumindest teilweise gereinigte Luft zu einem Frischluftauslaß 8. Dieser Frischluftauslaß 8 ist in der Regel der Einlaß eines Heiz- und/oder Klimagerätes. In diesem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Heiz- und/oder Klimagerät wird die angesaugte und zumindest teilweise gereinigte Frischluft weiterbehandelt und dann durch fahrzeugübliche Austrittsdüsen in den Fahrzeugin­ nenraum geleitet.

Zur Luftmengenregulierung der vom Gebläse 6 angesaugten Frischluft dient die Steuerklappe 5. Sie weist hierzu zwei Flügel 9 und 10 auf, die starr miteinander in der Drehachse 11 der Steuerklappe 5 verbunden sind. Der Flügel 9 wirkt mit einem gehäusefesten Wandbereich 12 zusammen, während der Flügel 10 mit einem gehäusefesten Wandabschnitt 13 zusammenwirkt. Der Flügel 9 der Steuer­ klappe 5 dient zum Steuern eines Bypasses 14. In dem Bypass 14 kann die angesaugte und durch das Partikel­ filter 3 vorgereinigte Luft unter Umgehung des Geruchs-/ Schadstoffilters direkt zu dem Gebläse 6 gelangen. Der Flügel 10 der Steuerklappe 5 steuert den Strömungsweg der Luft durch das Filter 4.

Die Luftmengensteuerung arbeitet wie folgt.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung verschließt der Flügel 9 der Steuerklappe 5 den Bypass 14, während der Flügel 10 den gesamten Öffnungsquerschnitt des Strö­ mungsweges durch das Geruchs-/Schadstoffilter 4 frei­ gibt. Innerhalb des markierten Steuerbereiches 15 des Flügels 10 kann nun die durch das Absorptionsfilter strömende Luftmenge reguliert werden. In diesem Steuer­ bereich 15 wirkt der Flügel 9 mit dem gehäusefesten Wandabschnitt 12 zusammen, so daß in diesem gesamten Bereich der Bypass 14 gesperrt ist.

Zum Freigeben des Bypasses 14 wird die Steuerklappe 5 entgegen des Uhrzeigersinnes weiterverschwenkt (Fig. 3). Dadurch gelangt der Flügel 9 außer Kontakt mit dem gehäusefesten Wandabschnitt 12 und öffnet nun den Bypass 14. In dem Steuerbereich 16 kann nun die durch den Bypass 14 strömende Luftmenge mengenmäßig reguliert werden.

In dem Steuerbereich 16 des Flügels 9 der Steuerklappe 5 verschließt der Flügel 10 nicht den Strömungsweg durch das Filter 4. Trotzdem wird dort praktisch keine nen­ nenswerte Luftmenge hindurchströmen, da der Strömungs­ widerstand durch das Filter wesentlich höher ist als der Strömungswiderstand in dem Bypass und an dem geöffneten Flügel 9 der Steuerklappe 5.

Zum vollständigen Verschließen des Frischlufteintritts, also sowohl des Bypasses 14 als auch des Strömungsweges durch das Filter 4 wird die Steuerklappe 5 im Uhrzeiger­ sinn aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung verschwenkt, und zwar solange, bis sowohl der Flügel 9 als auch der Flügel 10 mit den korrespondierenden gehäusefesten Abschnitten 12 bzw. 13 zusammenwirkt (Fig. 4).

Durch die Anordnung und den Aufbau der Steuerklappe 5 wird gewährleistet, daß auch bei geöffnetem Bypass 14 das Geruchs-/Schadstoffilter 4 nicht vollständig aus dem Luftstrom herausgenommen wird.

Ferner ist in Fig. 1 noch eine weitere Steuerklappe 17 eingezeichnet, die in den Strömungsweg zu dem Geruchs-/ Schadstoffilter 4 hinter der Steuerklappe 5 öffnet. Diese Steuerklappe 17 dient dem Umluftbetrieb, d. h., es wird keine Frischluft über den Einlaß 7 angesaugt, sondern die im Fahrzeuginnenraum vorhandene Luft im Kreislauf umgewälzt. In diesem Fall ist dann die Steuer­ klappe 5 vollständig geschlossen. Durch diese Anordnung der Steuerklappe 17 wird erreicht, daß die im Umluftbe­ trieb umgewälzte Luft ständig das Filter 4 durchströmt und so gereinigt wird. Aufgrund des Strömungswiderstan­ des des Filters 4 wird hierbei nur eine relativ geringe Luftmenge umgewälzt.

In Fig. 2 ist eine alternative Anordnung zu der Belüf­ tungsanlage 1 nach Fig. 1 dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Anlage nur dadurch, daß die Steuerklappe 17′ nun nicht mehr vor dem Ge­ ruchs-/Schadstoffilter 4 angeordnet ist, sondern hinter ihm, und zwar zwischen dem Filter 4 und dem Gebläse 6. Alle übrigen Bauelemente sind gleich und dementsprechend auch mit gleichen Bezugsziffern versehen. Hierbei kann eine hohe Luftmenge umgewälzt werden, allerdings ohne Filterung.

Anhand der Fig. 3-7 werden nun die verschiedenen Betriebszustände der erfindungsgemäß aufgebauten Belüf­ tungsanlage 1 erläutert. Hierbei wurden beide Steuer­ klappen 17 und 17′ eingezeichnet. Diese können, müssen aber nicht, gemeinsam an einer Belüftungsanlage vorge­ sehen werden. Dadurch ergeben sich verbesserte Steuer­ möglichkeiten im Umluftbetrieb.

Während in Fig. 1 und 2 die Steuerklappe 5 in der Stellung gezeichnet ist, die die einströmende Luft über den Geruchs-/Schadstoffilter 4 strömen läßt, ist in Fig. 3 die Stellung der Steuerklappe 5 gezeigt, bei welcher die gesamte max. mögliche einströmende Luftmenge das Geruchs-/Schadstoffilter 4 umgeht. Hierzu wird der Strömungsweg durch das Filter 4 von dem Flügel 10 nicht verschlossen, sondern vollständig geöffnet. Trotzdem wird nur aufgrund des Strömungswiderstandes in dem Filter 4 der überwiegende Teil der angesaugten Frisch­ luft über den Bypass 14 strömen.

In Fig. 4 ist eine Klappensteuerung gezeigt, die beim Umluftbetrieb erzielt wird, wenn die gesamte Umluft von Gerüchen und Schadstoffen gereinigt werden soll. Auf­ grund des relativ hohen Strömungswiderstandes des Filters 4 ist hierbei nur eine geringe Umluftmenge umwälzbar. Hierzu wird die Steuerklappe 5 vollständig geschlossen und die Steuerklappe 17 geöffnet.

In Fig. 5 ist eine Steuerklappenstellung gezeigt, bei welcher eine hohe Luftmenge umgewälzt wird, diese aber nicht gereinigt wird. Hierzu ist die Steuerklappe 5 wieder in ihrer vollständig geschlossenen Stellung eingestellt, während die Steuerklappen 17 und 17′ geöffnet sind. Aufgrund des hohen Strömungswiderstandes des Filters 4 wird auch hier nur eine geringe Luftmenge durch das Filter 4 strömen. Die Hauptluftmenge wird ungefiltert umgewälzt.

In Fig. 6 ist eine Steuerklappenstellung gezeigt, bei welcher ein Umluftbetrieb mit Frischluftanteil erzielt wird. Hierzu ist die Steuerklappe 5 im Uhrzeigersinn aus der Stellung nach Fig. 5 weiter verschwenkt. Die Ver­ schwenkbewegung ist aber nur so groß, daß der Flügel 10 noch mit dem gehäusefesten Wandabschnitt 13 zusammen­ wirkt. Gleichzeitig ist die Steuerklappe 17 geöffnet. Dadurch wird die umgewälzte Umluft durch das Filter 4 geführt, während gleichzeitig Frischluft über das Partikelfilter 3 und den Bypass 14 angesaugt werden kann. Durch eine derartige Klappenstellung wird sicher­ gestellt, daß immer ein geringer Frischluftanteil im Umluftbetrieb zugemischt wird, so daß der verbrauchte Sauerstoffanteil ersetzt wird.

In Fig. 7 hat die Steuerklappe 5 die gleiche Stellung wie in Fig. 6. Im Unterschied zu Fig. 6 ist hier auch noch die Steuerklappe 17′ geöffnet. Damit wird ein Umluftbetrieb mit Frischluftanteil erzielt. Hierbei kann eine hohe Luftmenge umgewälzt werden. Diese umgeht durch die Steuerklappe 17′ das Filter 4. Auch hier wird immer ein geringer Frischluftanteil, der über den Bypass 14 strömt, zugeführt. Diese Klappenstellung ist immer dann von Vorteil, wenn der Fahrzeuginnenraum schnell über eine Klimaanlage gekühlt werden soll.

Allen aufgezeigten Steuerklappenstellungen gemeinsam ist der Vorteil, daß ständig eine geringe Menge von Frisch­ luft oder Umluft das Filter 4 durchströmt. Dadurch wird verhindert, daß sich Resorptionsvorgänge einstellen, die bei einem Einschalten des Filters zu einer starken Geruchsbelästigung führen.

Claims (5)

1. Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuginnenraum, mit mindestens einem Luftleitkanal mit einem Frisch­ lufteinlaß, einem Gebläse sowie einem Geruchs-/ Schadstoffilter, der in dem Strömungsweg der Luft ortsfest angeordnet ist und den Luftleitkanal in einen ersten und zweiten Strömungsweg unterteilt, wobei der erste Strömungsweg das Filter beinhaltet und der zweite Strömungsweg als Bypass zum Filter ausgebildet ist und mit einer dem Filter vorge­ schalteten Steuerklappe versehen ist, die in ihrer ersten Endstellung den Strömungsweg durch das Filter freigibt und in ihrer zweiten Endstellung den Strömungsweg durch das Filter verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (5) zweiflügelig derart ausgebildet ist, daß ein erster Flügel (10) den Strömungsweg durch das Filter (4) steuert, während der andere zweite Flügel (9) den Bypass (14) verschließt und daß während der Steuerung des Bypasses (14) durch den zweiten Flügel (9) der Strömungsweg durch das Filter (4) von dem ersten Flügel (10) geöffnet ist.

2. Belüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flü­ gel (9, 10) der Steuerklappe (5) starr zueinander angeordnet sind.

3. Belüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der Luft vor der Steuerklappe (5) ein Partikelfil­ ter (3) angeordnet ist.

4. Belüftungsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der Luft nach der Steuerklappe (5) und vor dem Geruchs-/Schadstoffilter (4) eine weitere Steuer­ klappe (17) vorgesehen ist, deren Öffnung mit dem Kraftfahrzeuginnenraum in Verbindung steht.

5. Belüftungsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Steuer­ klappe (17′) in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Geruchs-/Schadstoffilter (4) angeordnet ist.