Hintergrund der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine automatische
Belüftungsvorrichtung für die Kabine eines Fahrzeuges, beispielsweise
eines PKW's oder eines LKW's, besonders betrifft sie eine
Belüftungsvorrichtung, die einen zu hohen
Temperaturanstieg in einer Kabine eines Fahrzeuges während des Parkens
des Fahrzeuges verhindert.
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Manchmal steigt die Temperatur in der Kabine eines
Fahrzeuges während des Parkens des Fahrzeuges mit abgestelltem
Motor auf so hohe Temperaturen, wie wir sie im täglichen
Leben sonst nicht beobachten. Wenn beispielsweise ein
Fahrzeug in der Sommersonne abgestellt wird, können die
Temperaturen im Fahrzeug auf 60 bis 70ºC ansteigen.
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Wenn der Motor läuft, ist es möglich, den
Temperaturanstieg in einer Fahrzeugkabine durch eine Klimaanlage zu
verhindern, doch ist der Brennstoffverbrauch einer
Klimaanalge im allgemeinen sehr hoch und das Laufenlassen des
Motors, wenn sich niemand im Fahrzeug befindet, bringt
Sicherheitsprobleme mit sich. Auch das Parken mit offenen
Fenstern ist unpraktisch und durch die Erleichterung eines
Diebstahls riskant.
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In letzter Zeit wurde verschiedentlich ein Ventilator
benutzt, der in einem Abschnitt eines Fensters des
Fahrzeuges montiert ist und der während des Parkens läuft, um
die Luft in der Fahrzeugkabine zu ventilieren, um einen zu
großen Temperaturanstieg in der Kabine zu verhindern. Da
diese Vorrichtung leicht zu zerstören ist, ist sie nicht
geeignet, Diebstähle zu verhindern und es ist auch die
Batteriebelastung beim Betrieb des Ventilators groß,
weshalb die Vorrichtung nicht sehr verbreitet ist. Eine
Vorrichtung entsprechend dem einleitenden Teil des Anspruches
1 ist beispielsweise aus der US-A-4 804 140 bekannt.
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Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine
Kabinenbelüftungsvorrichtung zu schaffen, die mit
Solarenergie angetrieben wird und einer Fahrzeugkabine Luft
zuführt, wenn das Fahrzeug geparkt ist, wobei sie weder
Brennstoff noch Batteriestrom benötigt, wobei die
Vorrichtung nur schwer zerstörbar und diebstahlsicher sein soll.
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung hat eine
Auslaßluftleitung, die durch einen Teil des Fahrzeugkörpers
führt, um Luft von einer Kabine des Fahrzeuges nach außen
zu bringen, eine Frischluftzufuhrleitung, die durch einen
Teil des Fahrzeugkörpers führt, um der Kabine Frischluft
zuzuführen, ein Ventil, das in der Auslaßluftleitung
vorgesehen ist, ein Luftbewegungsmittel, das in der
Auslaßluftleitung vorgesehen und mit dem Ventil in Serie
geschalten ist, ein Ventil, das in der
Frischluftzufuhrleitung vorgesehen ist, ein Luftbewegungsmittel, das in
der Frischluftzufuhrleitung vorgesehen und mit dem Ventil
in Serie geschalten ist, Solarzellen, die an der äußeren
Oberfläche des Fahrzeuges angeordnet sind, um Sonnenlicht
zu empfangen, um elektrischen Strom zu erzeugen und einen
elektrischen Kreis, der jedes der Luftbewegungsmittel
versorgt, wobei er die von den Solarzellen gelieferte
Elektrizität verwendet.
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Da die Luftbewegungsmittel, die in der Auslaßluftleitung
und der Frischluftzufuhrleitung vorgesehen sind, durch die
Energie betrieben werden, die durch die Solarzellen
erzeugt wird und weder Brennstoff noch Batterieenergie
verbrauchen, ist diese Belüftungsvorrichtung sehr
energiesparend. An schönen Tagen, wenn die Temperatur in der
Kabine eines Fahrzeuges ansteigt, können die Solarzellen
soviel Elektrizität erzeugen und liefern, wie von den
Luftbewegungsmitteln benötigt wird. An Regentagen oder in
der Nacht, wenn eine Belüftung nicht notwendig ist, wird
von Solarzellen nur wenig elektrische Energie erzeugt und
die Belüftungsvorrichtung arbeitet nicht.
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Die Auslaßluftleitung und die Frischluftzufuhrleitung
führen durch einen Teil des Fahrzeugkörpers und es sind
Ventile nahe und außerhalb der Luftbewegungsmittel
vorgesehen, sodaß der Fahrer nicht wegen einer Beschädigung oder
eines Diebstahls während des Parkens besorgt sein muß. Die
Ventile sind geschlossen, wenn die Luftbewegungsmittel
nicht arbeiten und dies verhindert den Zutritt kalter Luft
zur Kabine beim Fahren des Fahrzeuges, besonders im
Winter, so daß das Erwärmen der Kabine nicht erschwert wird.
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Die Einlaßöffnung der Auslaßluftleitung soll an der Decke
der Kabine angeordnet sein, während der Einlaß der
Frischluftzufuhrleitung an einer Außenfläche des
Fahrzeugkörpers angeordnet sein soll. Durch diese Maßnahmen wird
Luft mit hoher Temperatur, die sich nahe der Decke der
Kabine sammelt, leicht durch Frischluft in Bewegung
versetzt, die mit niedriger Temperatur der Kabine zugeführt
wird, von einer schattigen Stelle unterhalb des
Fahrzeugkörpers, was die Wirksamkeit beim Absenken der Temperatur
in der Kabine sichert.
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Abweiser sind in der Auslaßluftleitung bzw. der
Frischluftzufuhrleitung jeweils außerhalb der genannten
Ventile vorgesehen. Diese Abweiser können Regenwasser
u.änl. vom Eintritt in die Kabine durch die
Auslaßluftleitung bzw die Frischluftzufuhrleitung abhalten, wenn an
einem regnerischen Tag gefahren wird.
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Der elektrische Kreis, der die Solarzellen mit jedem der
Luftbewegungsmittel verbindet, weist eine Serienschaltung
eines Ein-/Ausschalters, eines Thermostates, der in
Abhängigkeit von der Temperatur in der Kabine reagiert und
eines Schalters, der in Abhängigkeit von der Stellung des
Startschlüssels des Fahrzeuges geschaltet ist, auf. Durch
diese Anordnung arbeitet die Belüftungsvorrichtung
automatisch nur, wenn der Motor nicht läuft und die
Temperatur in der Kabine hoch ist, sodaß die Solarzellen
kompakt in ihren Abmessungen und nur mit geringer Kapazität
sein können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil
eines Autos zeigt, das mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung versehen ist.
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Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Fahrzeugkörper entlang
einer Mittellinie der Auslaßluftleitung.
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Fig. 34st ein Schaltdiagramm mit einer Rückansicht eines
Ventils in der Auslaßluftleitung in geschlossener Lage.
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Fig. 4 ist ein Schnitt der Auslaßluftleitung im Bereich
des Ventiles.
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Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm mit einer Rückansicht
desselben Ventils in offener Lage.
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Ventiles in einer
Auslaßluftleitung gemäß einer anderen Ausführungsform der
Erfindung.
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Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das gleiche Ventil.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist eine Solarzelle 10 mit
einer lichtsammelnden Fläche, die Sonnenlicht empfängt, an
einer Oberseite des hinteren Abschnittes (Kofferraum)
eines Fahrzeugkörpers 20 angeordnet. Es soll erwähnt
werden, daß die Solarzelle 10 auch am Dach 22 des
Fahrzeugkörpers 20 oder einer Oberfläche der Motorhaube 23 oder
einer anderen, dem Sonnenlicht ausgesetzten Stelle
angeordnet sein kann.
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Ein in Fig. 1 nicht dargestellter Konverter wandelt den
durch die Solarzelle 10 erzeugten Gleichstrom in einen
Wechselstrom um, auch eine Batterie, die die von der
Solarzelle 10 erzeugte elektrische Energie speichert, ist
vorgesehen.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine Auslaßluftleitung 31,
die Luft einer Kabine 24 durch eine Leitung, die durch den
Fahrzeugkörper 20 nach außen führt und eine
Frischluftzufuhrleitung 41, die Frischluft von außen der Kabine 24
zuzuführen, vorgesehen. Die Auslaßluftleitung 31 entnimmt
der Luft an einer Einlaßöffnung 32 an der Decke 22 der
Kabine 24 und stößt die Luft von einer Auslaßöffnung 33 an
einer Außenseite des Bodens 23 aus. Die
Frischluftzufuhrleitung 41 leitet Frischluft, die von einer Einlaßöffnung
43 an einer äußeren Seite des Bodens 25 aufgenommen wird,
durch eine Auslaßöffnung 42 an einer Innenseite des Bodens
25 in die Kabine 24.
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Eine Luftbewegungseinheit 30, die unter Benutzung der
Solarzelle 10 als Kraftquelle arbeitet, ist in der
Auslaßluftleitung 31 vorgesehen. Diese Luftbewegungsvorrichtung
30 umfaßt beispielsweise einen elektrisch betriebenen
Ventilator und führt Luft von der Kabine nach außen.
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Ein Ventil 34, das die Auslaßluftleitung 31 öffnet oder
schließt, ist außerhalb der Luftbewegungseinheit 30
angeordnet. Das Ventil 34 öffnet, wenn die
Luftbewegungseinheit 30 beim Einspeisen elektrischer Energie von den
Solarzellen arbeitet.
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Ähnlich ist eine Luftbewegungseinheit 40, die einen
elektrisch betriebenen Ventilator umfaßt, in der
Frischluftzufuhrleitung 41 vorgesehen, um Luft von der Außenseite in
die Kabine zu drücken und ein Ventil 44 ist außerhalb der
Luftbewegungseinheit 40 vorgesehen, um die
Frischluftzufuhrleitung 41 freizugeben oder zu verschließen.
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Auf diese Weise wird Luft, die während des Parkens erwärmt
wird und sich nahe der Decke sammelt, durch die
Luftbewegungseinheit 30 durch die Auslaßluftleitung 31 über deren
Öffnungen der Decke zwangsausgestoßen, während kühle Luft
mit relativ niederiger Temperatur im Schatten unter dem
Fahrzeugkörper 20 durch die Luftbewegungseinheit 40 und
die Frischluftzufuhrleitung 41 mittels deren Öffnung auf
der Außenseite des Bodens 25 der Kabine zugeführt wird.
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Anordnung und Betrieb der Luftbewegungseinheit 40 und des
Ventiles 44 sind im wesentlichen die gleichen, wie bei der
Luftbewegungseinheit 30 und dem Ventil 34 in der
Auslaßluftleitung 31, die später detailliert beschrieben werden
und können durch Bezugnahme auf deren Beschreibung leicht
verstanden werden.
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Wie in den Fig. 3 und 5 dargestellt, wird das Ventil 31 in
der Auslaßluftleitung 31 durch einen Solenoidantrieb 35
gestellt. Es ist dabei ein Ventilkörper 31 mit einer
Verbindungsstange 37 gekuppelt, die durch eine Treibstange 36
der Solenoidspule 35 bewegt wird, so daß, wenn die
Solenoidspule 35 aktiviert ist, die Verbindungsstange 37 den
Ventilkörper 51 gegen die Kraft einer Rückholfeder 50
verschiebt und die Auslaßluftleitung 31 (siehe Fig. 5)
öffnet.
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Wenn die Solenoidspule 35 nicht aktiviert ist, wird der
Ventilkörper 51 zufolge der Wirkung der Rückholfeder 50
(siehe Fig. 3) in der geschlossenen Lage gehalten.
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Ein elektrischer Kreis 60, der die Luftbewegungseinheit 30
und das Ventil 34 mit der Solarzelle 10 verbindet, weist
eine Serienschaltung eines ersten Schalters 61, der als
Ein-/Ausschalter dient, eines zweiten Schalters 62, der in
Abhängigkeit von der Stellung des Zündschlüssels des
Fahrzeuges, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist,
gestellt ist und eines Thermosates 63, der in Abhängigkeit
von der Temperatur in der Kabine arbeitet, auf.
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Der zweite Schalter 62 ist so in Abhängigkeit vom
Zündschlüssel geschalten, daß er EIN-schaltet, wenn der
Zündschlüssel AUS-geschaltet ist und daß er AUS-schaltet,
wenn der Zündschlüssel EIN-geschaltet ist.
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Ein Temperaturwert, bei dem der Thermostat 63 durch
Schließen des Kontaktes zu arbeiten beginnt, kann frei
festgelegt werden. Es kann beispielsweise der Kontakt
geschlossen werden, wenn die Temperatur in der Kabine über
30ºC steigt.
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Mit diesen Kennzeichen werden die Ventile 34 und 44
automatisch geöffnet und simultan dazu die
Luftbewegungseinheit 30 und 40 gestartet, wenn der Thermostat 63 aktiviert
wird und seinen Kontakt in Übereinstimmung mit dem
Temperaturanstieg in der Kabine schließt, soferne das Fahrzeug
steht und der Zündschlüssel auf AUS steht, so daß der
zweite Schalter 62 in Abhängigkeit von diesem
Zündschlüssel auf EIN steht und wenn der erste Schalter 61 als Ein-
/Ausschalter auf EIN steht.
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Bei diesem Betrieb wird Luft mit hoher Temperatur aus der
Kabine durch die Auslaßluftleitung 31 ins Freie geleitet
und es wird Frischluft mit niedriger Temperatur aus dem
Bereich unter dem Fahrzeugkörper durch die
Frischluftzufuhrleitung 41 in die Kabine geleitet, so daß die
Temperatur in der Kabine automatisch am abnormalen Steigen
gehindert wird.
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Im Gegensatz dazu arbeiten die Luftbewegungseinheiten 30
und 40 nicht, wenn die Temperatur in der Kabine nicht über
den Wert steigt, auf den der Thermostat 63 gesetzt ist. Da
die Luftbewegungseinheiten nur arbeiten, wenn die
Temperatur in der Kabine steigt und Belüftung notwendig ist, kann
die Kapazität der Solarzelle 10 minimiert werden, was auch
die Möglichkeit mit sich bringt, ihre Größe zu minimieren.
Es ist zu beachten, daß an regnerischen oder bedeckten
Tagen oder in der Nacht, wenn die Erzeugung elektrischer
Energie in der Solarzelle 10 nur niedrige Werte erreicht,
die Luftbewegungseinheiten 30 und 40 nicht arbeiten, was
in Hinblick auf die Standzeit der Luftbewegungseinheiten
30 und 40 wünschenswert ist.
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Wenn der Ein-/Ausschalter 61 auf AUS steht oder der Motor
läuft, schließen die Ventile 34 und 44 die
Auslaßluftleitung 31 und die Frischluftzufuhrleitung 41, so daß beim
Fahren, insbesonders im Winter, Frischluft mit niedriger
Temperatur am Zutritt zur Kabine gehindert wird und auch
kein Verlust der Heizwirksamkeit auftritt.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind Abweiser 52A und 52B in
einem spezifischen Abstand, abwechselnd außerhalb des
Ventiles 34 in der Auslaßluftleitung 31 angeordnet, um den
Zutritt von Wasser, beispielsweise Regenwasser nach innen
zu verhindern.
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Die Abweiser 52A sind an einer Wand 31A der
Auslaßluftleitung 31 in einem bestimmten Intervall voneinander
angeordnet und die Abweiser 52B sind in einem bestimmten
Intervall voneinander an der der Wand 31A der Auslaßluftleitung
31 gegenüberliegenden Wand 31B vorgesehen.
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Die Kombination der Abweiser 52A und 52B bildet einen
zick-zack-förmigen Pfad, um den Zutritt von Wasser,
beispielsweise Regenwasser, zur Kabine beim Fahren des
Fahrzeuges bei Regenwetter oder beim Waschen des Fahrzeuges zu
verhindern.
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Solche Abweiser 52A und 52B sind auch außerhalb des
Ventiles 44 in der Frischluftzufuhrleitung 41 vorgesehen.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform des
Ventiles 34 (44). In dieser Ausführungsform ist der
Ventilkörper 51 direkt mit der Betätigungsstange 36 der
Solenoidspule 35 verbunden. Es ist zu bemerken, daß die
Betätigungsstange 36 durch die Rückholfeder 50 in die
Geschlossenlage des Ventiles 34 gedrückt wird.
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Diese Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt
werden, ohne den Bereich der Ansprüche zu verlassen. Die
in der Anmeldung beschriebene Ausführungsform zeigt eine
Anwendung für einen Personenkraftwagen, doch kann die
Erfindung auch für andere Fahrzeuge, beispielsweise
Lastkraftwagen, verwendet werden. Die bevorzugte
Ausführungsform, die in der Beschreibung dargetan ist, ist nur
beispielsweise und nicht beschränkend.