DE4110512A1 - Klimaanlage fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraft­ fahrzeug, welche einen Verdampfer und in einem Heizkanal einen Wärmetauscher mit einem Wasseranschluß aufweist und bei der eine Mischluftklappe zum Aufteilen des vom Verdampfer kommenden Luftstromes über den Heizkanal zu einem Luftauslaß oder unmittelbar über einen Luftkanal zu dem Luftauslaß vorgesehen ist. Eine solche Klimaanla­ ge ist beispielsweise in der US-A-48 52 638 beschrieben.

Zur Regelung der Luftaustrittstemperatur solcher Klima­ anlagen kann man entweder die durch den Wärmetauscher strömende Wassermenge verstellen oder aber sich des Mischluftprinzips bedienen, bei dem mittels einer Misch­ luftklappe der Anteil des durch den Heizkanal geführten Luftstromes in Relation zum unmittelbar über einen Luft­ kanal zum Luftauslaß führenden Luftstromes verändert wird. Dieses Mischluftprinzip ist mit geringerem Aufwand zu verwirklichen. Es hat jedoch den wasserseitig geregel­ ten Klimaanlagen gegenüber den Nachteil, daß sich der Heizkanal durch den permanent vom Wasser durchströmten Wärmetauscher aufheizt, wenn keine oder nur wenig Luft durch ihn geführt wird. Diese Wärme gelangt teilweise in den den Heizkanal umgehenden Luftstrom und führt zu einer unerwünschten Erhöhung der Luftaustrittstempera­ tur. Speziell bei Klimaanlagen wirkt sich in der Klappen­ stellung "kalt" die Aufheizung des gesamten Klimagehäu­ ses, speziell im Bereich des Heizkernes und dessen äuße­ res Umfeld (Ansaugbereich in Umluftstellung) nachteilig aus. Die Austrittstemperatur der Klimaanlage verschlech­ tert sich dann um einige Grad Kelvin.

Diesen Nachteil hat man bislang in Kauf genommen, weil die Anordnung eines Wasserabsperrventils und die hierzu erforderliche, motorische Betätigung einen beträchtli­ chen Aufwand bedingen würde.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Klimaan­ lage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Aufheizen des Heizkanals durch das Wasser seines Wärme­ tauschers bei nicht oder nur geringfügig von Luft durch­ strömtem Heizkanal auf möglichst einfache Weise vermie­ den wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Wasseranschluß ein mit der Mischluftklappe mechanisch gekoppeltes und bei Absperren des Heizkanals mittels der Mischluftklappe schließendes Wasserabsperrventil vorge­ sehen ist.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung eines Wasserab­ sperrventils im Wasseranschluß und durch seine mecha­ nische Kopplung mit der Mischluftklappe kommt es zwangs­ läufig und auf sehr einfache Weise zu einem Schließen des Wasserabsperrventils beim Schließen der Mischluft­ klappe. Der bisher erforderliche Aufwand für die sepa­ rate Ansteuerung eines Wasserabsperrventils, die für ein solches Ventil bestehenden Platzprobleme und der relativ hohe Montageaufwand entfallen dank der Erfindung.

Nach dem Mischluftprinzip arbeitende Klimaanlagen können ohne Veränderung ihrer die Mischluftklappe steuernden Regelung in die erfindungsgemäßen Klimaanlagen umgewan­ delt werden, wenn die Kopplung zum Schließen des Wasser­ absperrventils unmittelbar vor dem Schließen der Misch­ luftklappe ausgebildet ist.

Konstruktiv besonders einfach ist das Wasserabsperrven­ til gestaltet, wenn es ein Schieberventil ist, dessen Schiebergehäuse an einer Seite einen Wasserzulaufan­ schluß und einen Wasserablaufanschluß und auf der gegen­ überliegenden Seite zwei Wärmetauscheranschlüsse auf­ weist.

Als Wasserabsperrventil eignen sich natürlich nicht nur Schieberventile. Der nachfolgend verwendete Begriff "Schieberventile" soll nur beispielshaft sein und anders gestaltete Ventile nicht ausschließen.

Der Schieber kann auf einfache Weise in Schließrichtung und Öffnungsrichtung mittels der Mischluftklappe bewegt werden, wenn zur Betätigung des Wasserabsperrventils am Schieber ein Schiebergestänge angeordnet ist, welches in eine Kulisse eines mit der Mischluftklappe verschwenk­ baren Betätigungsteils eingreift.

Eine alternative Ausführungsform der Schieberbetätigung besteht darin, daß der Schieber durch eine Feder in Of­ fenstellung vorgespannt ist und zur Betätigung des Was­ serabsperrventils ein mit der Mischluftklappe verschwenk­ barer Steuernocken dient, welcher gegen einen aus dem Wasserabsperrventil herausgeführten und mit dem Schieber verbundenen Stößel anliegt.

Bei manchen Motorkühlkreisläufen ist es erforderlich, daß der zum Wärmetauscher führende Wasserkreislauf nicht unterbrochen wird. Auch in solchen Fällen kann man den Wasserfluß durch den Wärmetauscher auf die erfindungs­ gemäße Weise mittels der Mischluftklappe unterbrechen, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung im Wasserabsperrventil zwischen seinem Wasserzulauf­ anschluß und Wasserablaufanschluß eine Bypassverbindung vorgesehen ist und wenn der Schieber mit einem bei geöff­ netem Schieber die Bypassverbindung sperrenden Bypass- Sperrschieber mechanisch gekoppelt ist.

Besonders einfach ist eine solche einen Wasserbypass auf­ weisende Ausführungsform gestaltet, wenn der Bypass- Sperrschieber am gleichen Schiebergestänge befestigt ist wie der Schieber.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfol­ gend beschrieben. In ihr zeigen die Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Klimaanlage,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein Wasser­ absperrventil nach der Erfindung mit angren­ zenden Bauteilen,

Fig. 3 einen senkrechten, gegenüber Fig. 2 um 90 Grad gedrehten Schnitt durch das Wasserab­ sperrventil mit angrenzenden Bauteilen,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Wasserabsperrventils mit angrenzenden Bauteilen,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Wasserabsperrventils mit angrenzenden Bauteilen.

Die in Fig. 1 gezeigte Klimaanlage hat in einem Gehäuse 1 ein Gebläse 2, welches die angesaugte Luft durch einen Verdampfer 3 über einen Luftkanal 4 zu Luftauslässen 5, 6 zu fördern vermag. Am Luftkanal 4 ist ein Heizkanal 7 mit einem wasserbetriebenen Wärmetauscher 8 angebracht, der einen Wasseranschluß 12 hat. Mittels einer Mischluft­ klappe 9 und einer mit ihr über ein Koppelgestänge 10 verbundenen Luftleitklappe 11 kann man den Anteil der durch den Heizkanal 7 strömenden Luft im Verhältnis zur unmittelbar über den Luftkanal 4 zu den Luftauslässen 5, 6 strömenden Luft verändern, um die Luftaustrittstempe­ ratur zu regeln oder zu steuern. Für die Erfindung we­ sentlich ist ein Wasserabsperrventil 13 im Wasseran­ schluß 12, welches mechanisch mit der Mischluftklappe 9 gekoppelt ist und den Wasserdurchfluß im Wärmetauscher 8 unterbricht, wenn sich die Mischluftklappe 9 in der dar­ gestellten, nahezu geschlossenen oder in einer vollstän­ dig geschlossenen Stellung befindet. Die Gestaltung des Wasserabsperrventils 13 ergibt sich aus den folgenden Figuren.

Die Fig. 2 zeigt, daß das Wasserabsperrventil 13 als Schieberventil ausgebildet ist, welches in einem Schie­ bergehäuse 14 einen Schieber 15 hat. An ihm ist ein Schiebergestänge 16 befestigt, welches mit seinem frei­ en, in der Fig. 2 gesehen oberen Ende in eine Kulisse 17 eines Betätigungsteils 18 greift. Dieses Betätigungs­ teil 18 ist fest mit der Mischluftklappe 9 verbunden oder einstückig mit ihr ausgebildet und vermag um eine Achse 19 zu schwenken. Kippt man in Fig. 2 gesehen das Betätigungsteil 18 im Uhrzeigersinn, so wird durch den Verlauf der Kulisse 17 der Schieber 15 nach unten be­ wegt, so daß er in seiner unteren Endstellung einen in den Wärmetauscher 8 führenden Wärmetauscheranschluß 20 versperrt. Ein darunter befindlicher, dem Wasserabfluß dienender Wärmetauscheranschluß 24 bleibt stets offen.

Die Fig. 2 läßt weiterhin schematisch das Koppelge­ stänge 10 erkennen, mit dem die Mischluftklappe 9 mit der Luftleitklappe 11 gekoppelt ist.

Die Fig. 3 zeigt, daß das Schiebergehäuse 14 auf einer Seite übereinander einen Wasserzulaufanschluß 22 und darunter einen Wasserablaufanschluß 23 aufweist. Hierzu fluchtend auf der gegenüberliegenden Seite sind die Wärmetauscheranschlüsse 20 und 24 vorgesehen. Ebenfalls dargestellt in Fig. 3 ist der Schieber 15 mit seinem Schiebergestänge 16. Ein im Schiebergehäuse 14 angeord­ netes Federelement 25 preßt den Schieber 15 dichtend gegen eine Seite des Schiebergehäuses 14.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen durch eine andere Art der Betä­ tigung des Schiebers 15. An ihm ist ein aus dem Schieber­ gehäuse 14 nach oben hin herausführender Stößel 26 ange­ bracht, der von einer den Schieber 15 in seine Offenstel­ lung vorspannenden Feder 27 umgeben ist. Dieser Stößel 26 kann durch Verdrehen eines Steuernockens 28 um die Achse 19 in das Schiebergehäuse 14 hinein bewegt werden. Der Steuernocken 28 ist fest mit der Mischluftklappe 9 verbunden, so daß es bei einem Verschwenken der Misch­ luftklappe 9 zwangsläufig zu einer Betätigung des Was­ serabsperrventils 13 kommt.

Genau wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die Mischluftklappe 9 über das Koppelgestänge 10 mit der Luftleitklappe 11 gekoppelt.

Gemäß Fig. 5 ist am Schiebergestänge 16 unterhalb des Schiebers 15 ein Bypass-Sperrschieber 29 befestigt, der in der dargestellten Offenstellung des Schiebers 15 eine Bypass-Verbindung 30 sperrt. Wird der Schieber 15 durch Verschwenken der Mischluftklappe 9 nach unten in Schließ­ stellung bewegt, so entsteht eine unmittelbare Verbin­ dung zwischen dem in Fig. 3 gezeigten Wasserzulaufan­ schluß 22 und dem dort ebenfalls dargestellten Wasserab­ laufanschluß 23. Zu sehen sind in Fig. 5 weiterhin die Wärmetauscheranschlüsse 20 und 24.

Claims (7)

1. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, welche einen Ver­ dampfer und in einem Heizkanal einen Wärmetauscher mit einem Wasseranschluß aufweist und bei der eine Mischluft­ klappe zum Aufteilen des vom Verdampfer kommenden Luft­ stromes über den Heizkanal zu einem Luftauslaß oder un­ mittelbar über einen Luftkanal zu dem Luftauslaß vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasseranschluß (12) ein mit der Mischluftklappe (9) mechanisch gekoppel­ tes und bei Absperren des Heizkanals (7) mittels der Mischluftklappe (9) schließendes Wasserabsperrventil (13) vorgesehen ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zum Schließen des Wasserabsperrventils (13) unmittelbar vor dem Schließen der Mischluftklappe (9) ausgebildet ist.

3. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wasserabsperrventil (13) ein Schie­ berventil ist, dessen Schiebergehäuse (14) an einer Seite einen Wasserzulaufanschluß (22) und einen Wasserab­ laufanschluß (23) und auf der gegenüberliegenden Seite zwei Wärmetauscheranschlüsse (20, 24) aufweist.

4. Klimaanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Wasserabsperrventils (13) am Schieber (15) ein Schiebergestänge (16) angeordnet ist, welches in eine Kulisse (17) eines mit der Mischluftklappe (9) ver­ schwenkbaren Betätigungsteils (18) eingreift.

5. Klimaanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) durch eine Feder (27) in Offenstellung vorgespannt ist und zur Betätigung des Wasserabsperrventils (13) ein mit der Mischluftklappe (9) verschwenkbarer Steuernocken (28) dient, welcher gegen einen aus dem Schiebergehäuse (14) herausgeführten und mit dem Schieber (15) verbun­ denen Stößel (26) anliegt.

6. Klimaanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserabsperr­ ventil (13) zwischen seinem Wasserzulaufanschluß (22) und Wasserablaufanschluß (23) eine Bypassverbindung (30) vorgesehen ist und daß der Schieber (15) mit einem bei geöffnetem Schieber (15) die Bypassverbindung (30) sper­ renden Bypass-Sperrschieber (29) mechanisch gekoppelt ist.

7. Klimaanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Sperr­ schieber (29) am gleichen Schiebergestänge (16) befe­ stigt ist wie der Schieber (15).