DE4214862C1 - Air conditioning in motor vehicle - has fresh- or circulating air valve shaped as part of cylinder rotating about cylinder axis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage mit einer Frischluft-Umluft-Weiche, die einen Frischluft-Ansaugkanal und/oder einen Umluft- Ansaugkanal mit einem weiterführenden Luftkanal verbin­ det, wozu diese Kanäle in einer eine Umschaltklappe auf­ weisenden Kammer münden.

Bei der Klimatisierung von Fahrzeugen, worunter auch die einfache Beheizung oder Belüftung fallen soll, ist es er­ wünscht, den dem Fahrzeug-Innenraum zugeführten Luftstrom wahlweise aus der Umgebung oder auch aus dem Fahrzeug-In­ nenraum abziehen zu können. Der erstgenannte Fall stellt den sog. Frischluftbetrieb, der zweitgenannte Fall den sog. Umluftbetrieb dar, selbstverständlich soll auch ein Mischbetrieb möglich sein. Bei bekannten Fahrzeug- Klimatisierungsanlagen, so beispielsweise nach der DE-C- 35 20 413 oder der DE-C-30 36 546 sind hierfür einfache Umschaltklappen vorgesehen, die entsprechende Kanäle mit entsprechenden Kammern verbinden.

Bekannt ist es darüber hinaus, im Frischluft-Ansaugkanal ein Drosselorgan, beispielsweise abermals eine Klappe, vorzusehen, um die Menge der von der Umgebung in die Kli­ matisierungsanlage eintretenden Frischluft, die stark von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig ist, wie gewünscht zu regeln. Beim bekannten Stand der Technik sind zumindest zwei Klappen erforderlich, um die genann­ ten Funktionen, d. h. die wahlweise Frischluft-Umluft-An­ saugung ggf. inklusive Mischen sowie die Frischluftmen­ genregelung, in einer Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimati­ sierungsanlage zu realisieren. Da dies einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand darstellt, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Anlage aufzuzei­ gen, bei der eine einzige Umschaltklappe auf einfache Weise mehrere Funktionen ausüben kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Um­ schaltklappe annähernd die Form eines Sektors eines Kreiszylinders besitzt, im wesentlichen um die Zylinder­ achse verdrehbar ist, und einen derart geformten Mantel­ flächenabschnitt aufweist, daß durch Verdrehen der Um­ schaltklappe bei geschlossenem Umluft-Ansaugkanal der freie Mündungsquerschnitt des Frischluft-Ansaugkanales oder des weiterführenden Luftkanales veränderbar ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Umschaltklappe stellt somit ein im Gegensatz zu üblichen, im wesentlichen ebe­ nen Umschaltklappen, ein räumliches Gebilde dar, so daß diese räumliche Erstreckung in der dritten Dimension dazu genutzt werden kann, den Mündungsquerschnitt eines zwei­ ten Luftkanales zu verändern und gleichzeitig einen er­ sten Luftkanal beispielsweise stets abgesperrt zu halten. Weiterhin soll eine derartige Umschaltklappe um eine Drehachse verdrehbar sein. Unter diesen Voraussetzungen erlaubt es der beschriebene Kreiszylindersektor, mit sei­ nen Seitenflächen, d. h. den gedachten Schnittflächen be­ züglich des gedachten Kreiszylinders, einen ersten Kanal geschlossen zu halten und gleichzeitig mit dem Mantelflä­ chenabschnitt die Mündungsöffnung eines zweiten Kanales zu überstreichen und somit dessen freien Mündungsquer­ schnitt zu beeinflussen.

Eine besonders raumsparende Anordnung, bei der die Frischluft-Umluft-Weiche zusätzlich zu der oben beschrie­ benen Funktion dazu genutzt werden kann, bei im wesentli­ chen geschlossenem Frischluft-Ansaugkanal den Umluftstrom zu drosseln, ergibt sich, wenn der weiterführende Luftka­ nal im wesentlichen zwischen dem Umluft-Ansaugkanal und dem Frischluft-Ansaugkanal in der Kammer mündet. Die Drosselung des Umluftstromes bzw. Frischluftstromes er­ folgt dabei dann jeweils durch Beeinflussung der Mün­ dungsöffnung des quasi mittig liegenden weiterführenden Luftkanales. Im Sinne einer kompakten Bauweise kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Kammer einen im wesent­ lichen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, so daß die Kammergrundfläche sowie die Kammerdeckfläche und die Kam­ merseitenwände im wesentlichen einen Halbkreiszylinder beschreiben. Der Umluft-Ansaugkanal und der Frischluft- Ansaugkanal sowie der weiterführende Luftkanal münden bei einer derartigen Gestaltung bevorzugt in den Kammer-Sei­ tenwänden.

Weist ein Flächenabschnitt der Umschaltklappe - insbeson­ dere deren Mantelflächenabschnitt - an einer geeigneten Stelle eine Aussparung auf, so kann bei im wesentlichen vollständigen Umluftbetrieb über diese Aussparung dennoch ein geringer Frischluftstrom in den weiterführenden Luft­ kanal gelangen. Diese Luftmischstrategie ist bei Fahr­ zeug-Klimatisierungsanlagen üblich, um stets eine zumin­ dest geringfügige Erneuerung der im Fahrzeug-Innenraum verbrauchten Luftmassen zu gewährleisten. Die Aussparung kann dabei im Zusammenwirken mit der Kammerwand so ge­ staltet sein, daß ein definierter Teilquerschnitt freige­ geben und einem bestimmten Umluftstrom ein bestimmter prozentualer Anteil von Frischluft beigemengt wird.

Dies sowie weitere Vorteile der Erfindung werden auch aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spieles ersichtlich.

Fig. 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch die Kammer einer erfindungsgemäßen Fahrzeug-Klimatisie­ rungsanlage,

Fig. 2 zeigt diese Kammer in dreidimensionaler Dar­ stellung ohne Umschaltklappe, während bei

Fig. 3 in der gleichen Darstellung diese Kammer mit der Umschaltklappe gezeigt ist.

In eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Kammer mün­ den ein Frischluft-Ansaugkanal 2, ein Umluft-Ansaugkanal 3 sowie ein weiterführender Luftkanal 4. Dieser weiter­ führende Luftkanal führt zu einem Gebläse (nicht gezeigt) und mündet schließlich im Innenraum eines Fahrzeuges. In der Kammer 1 ist eine Umschaltklappe 5 angeordnet, die es ermöglicht, den weiterführenden Luftkanal 4 mit dem Frischluft-Ansaugkanal 2 und/oder dem Umluft-Ansaugkanal 3 zu verbinden und zugleich den in den weiterführenden Luftkanal 4 gelangenden Luftstrom mengenmäßig zu beein­ flussen.

Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, besitzt diese Umschaltklappe 5 im wesentlichen die Form eines Sektors eines Kreiszy­ linders und ist um die Zylinderachse 6 dieses gedachten Kreiszylinders verdrehbar. Gelagert ist die Zylinderachse 6 in der Kammergrundfläche 7 und der Kammerdeckfläche 8, die jeweils einen im wesentlichen halbkreisförmigen Quer­ schnitt aufweisen, so daß die Kammerseitenwände im we­ sentlichen einen Halbkreiszylinder beschreiben, der an die Umschaltklappe 5 unter Berücksichtigung deren Ver­ drehweges angepaßt ist. Der Frischluft-Ansaugkanal 2, der Umluft-Ansaugkanal 3 sowie der weiterführende Luftkanal 4 münden dabei in den Kammerseitenwänden.

In Fig. 1 ist die Umschaltklappe 5 in drei verschiedenen Positionen a, b, c dargestellt. In der mit dem Buchstaben a bezeichneten Position schließt die Umschaltklappe 5 mit ihrer Seitenfläche 51 den Umluft-Ansaugkanal 3 vollstän­ dig ab. Gleichzeitig sind die Mündungsquerschnitte des Frischluft-Ansaugkanales 2 sowie des weiterführenden Luftkanales 4 vollständig freigegeben, so daß ein Frischluftstrom ungedrosselt und ungehindert in den Fahr­ zeug-Innenraum gelangen kann. In der mit b bezeichneten Position hingegen versperrt die Umschaltklappe 5 mit ih­ rem Mantelflächenabschnitt 52 einen Teil des Mündungs­ querschnittes des weiterführenden Luftkanales 4. Weiter­ hin ist in dieser Position der Umluft-Ansaugkanal durch die Seitenfläche 51 vollständig abgesperrt. In dieser Po­ sition kann somit bei geschlossenem Umluft-Ansaugkanal der in den Luftkanal 4 gelangende Frischluftstrom durch die Umschaltklappe 5 gedrosselt werden, wobei das Maß der Drosselung durch geringfügiges Verdrehen der Umschalt­ klappe 5 um ihre Drehachse/Zylinderachse 6 einstellbar ist.

Nimmt die Umschaltklappe 5 in Fig. 1 die mit c bezeich­ nete Position ein, so wird der Umluft-Ansaugkanal 3 na­ hezu vollständig freigegeben. Hingegen ist der Frischluft-Ansaugkanal 2 teilweise durch die Seitenfläche 53, teilweise auch durch den Mantelflächenabschnitt 52 der Umschaltklappe 5 größtenteils abgesperrt. In dieser Position wirkt eine Aussparung 54 im Mantelflächenab­ schnitt 52 der Umschaltklappe 5 derart mit dem durch einen Pfeil 9 bezeichneten Abschnitt der Kammerwand 10 zusammen, daß ein definierter Teilquerschnitt des Frischluft-Ansaugkanales 2 freigegeben ist, um bei im we­ sentlichen vollständigen Umluftbetrieb, d. h. im wesent­ lichen vollständig geöffnetem Umluft-Ansaugkanal 3 eine kontinuierliche Lufterneuerung sicherzustellen. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Frischluft-Ansaugkanal 2 vollständig abzusperren. Hierzu wird die Umschaltklappe 5 weiter gemäß Pfeilrichtung 11 verdreht, bis der sich an die Aussparung 54 anschließende Absatz der Seitenfläche 51 an dem mit dem Pfeil 9 bezeichneten Abschnitt der Kam­ merwand 10 anliegt.

Den räumlichen Figurendarstellungen 2, 3 ist zu entneh­ men, daß das anhand der Fig. 1 geschilderte Prinzip vor­ teilhaft in realen Bauteilen umsetzbar ist. Hierzu muß sich lediglich - wie bereits eingangs geschildert - die Umschaltklappe 5 zylindrisch in der dritten zur Zeichen­ ebene gemäß Fig. 1 senkrechten Dimension erstrecken. Auf engstem Bauraum sowie unter Realisierung der erforderli­ chen Kanalquerschnitte ist hiermit die geschilderte Frischluft-Umluft-Weichenfunktion einfach umsetzbar. Selbstverständlich sind jedoch auch Abweichungen insbe­ sondere konstruktiver Art vom gezeigten Ausführungsbei­ spiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Darüber hinaus sind selbstverständlich weitere Elemente möglich, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind, so beispielsweise ein über die Zylinder­ achse 6 an der Umschaltklappe angreifender Stellmotor zur Verdrehung der Umschaltklappe in bzw. gegen Pfeilrichtung 11.

Claims (5)

1. Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage mit einer Frischluft-Umluft-Weiche, die einen Frisch­ luft-Ansaugkanal (2) und/oder einen Umluft-An­ saugkanal (3) mit einem weiterführenden Luftkanal (4) verbindet, wozu diese Kanäle (2, 3, 4) in einer eine Umschaltklappe (5) aufweisenden Kammer (1) mün­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltklappe (5) annähernd die Form eines Sektors eines Kreiszylin­ ders besitzt, im wesentlichen um die Zylinderachse (6) verdrehbar ist, und einen derart geformten Man­ telflächenabschnitt (52) aufweist, daß durch Verdre­ hen der Umschaltklappe (5) bei geschlossenem Umluft- Ansaugkanal (3) der freie Mündungsquerschnitt des Frischluft-Ansaugkanales (2) oder des weiterführen­ den Luftkanales (4) veränderbar ist.

2. Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weiterführende Luft­ kanal (4) im wesentlichen zwischen dem Umluft-An­ saugkanal (3) und dem Frischluft-Ansaugkanal (2) in der Kammer (1) mündet.

3. Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen des Umluft-Ansaugkanales (3) und des Frischluft-An­ saugkanales (2) durch die Seitenfläche(n) (51 oder 53) der Umschaltklappe (5) - dies sind die gedachten Schnittflächen des Kreiszylindersektors - verschlos­ sen werden.

4. Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelflächenab­ schnitt (52) der Umschaltklappe (5) eine Aussparung (54) aufweist, um bei im wesentlichen geöffnetem Um­ luft-Ansaugkanal (3) im Zusammenwirken mit der Kam­ merwand (10 bzw. deren Abschnitt 9) einen definier­ ten Teilquerschnitt des Frischluft-Ansaugkanales (2) freizugeben.

5. Fahrzeug-Belüftungs- oder Klimatisierungsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, so daß die Kammergrundfläche (7), die Kammerdeckflä­ che (8) sowie die Kammerseitenwände (10) im wesent­ lichen einen Halbkreiszylinder beschreiben, und daß die Ansaugkanäle (2, 3) sowie der weiterführende Luftkanal (4) in den Kammer-Seitenwänden (10) mün­ den.