WO1996019359A1 - Heizungs- oder klimaanlage für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO1996019359A1
WO1996019359A1 PCT/EP1995/004915 EP9504915W WO9619359A1 WO 1996019359 A1 WO1996019359 A1 WO 1996019359A1 EP 9504915 W EP9504915 W EP 9504915W WO 9619359 A1 WO9619359 A1 WO 9619359A1
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WO
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air
air conditioning
conditioning system
heating
air inlet
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Ceased
Application number
PCT/EP1995/004915
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bruno Frankenhauser
Lothar GRÖSCH
Peter Jauernig
Cornelius Peter
Ian Bendell
Michael FÖRSTER
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Robert Bosch GmbH
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to EP95941096A priority patent/EP0745034B1/de
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/008—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being air quality
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices

Definitions

  • the invention relates to a heating or air conditioning system for a motor vehicle, which includes an air inlet part, an air outlet part and a middle part which is arranged between the air inlet part and the air outlet part and contains at least one component with an air temperature function.
  • heating systems being understood to mean those in which the central part for air temperature control is only one heating element, e.g. includes a heat exchanger through which hot water can flow.
  • the central part for air temperature control is only one heating element, e.g. includes a heat exchanger through which hot water can flow.
  • an air conditioning system of this type is disclosed in the published patent application DE 30 39 148 AI.
  • the air inlet part containing an air intake fan
  • the central part having an evaporator and a heating element arranged downstream thereof and the air outlet part equipped with various air outlet openings and associated air flaps are arranged axially one behind the other.
  • the air conditioning system consists of three firmly attached, air-guiding housing sections, the front housing section being assigned to the air inlet part with the air intake fan, the middle housing section being assigned to the evaporator. houses and the rear housing portion is common to the rear portion of the central part containing the heating element and the air outlet part.
  • Heating or air conditioning systems of motor vehicles are usually arranged in the cockpit area, where the available installation space is usually very limited, so that there is a need for systems that can also be used in comparatively small installation spaces while maintaining sufficient accessibility for dismantling purposes. e.g. in the event of a repair, can be assembled. Another requirement that often arises in heating or air conditioning systems for motor vehicles is to be able to equip different types of vehicles of similar construction with different heating or air conditioning system variants in the simplest possible way.
  • the invention is therefore based on the technical problem of providing a heating or air conditioning system for a motor vehicle, which can be assembled with comparatively little effort and can be dismantled for repair or recycling-appropriate disposal and is relatively simple in different variants in corresponding vehicles can be installed.
  • the system has a modular structure, in which at least one part of the three parts, namely air inlet part, air outlet part and intermediate middle part, is removably arranged on an adjacent part via a separation point.
  • the combination of the three parts into at least two module units of the system allows both a rational pre-assembly of the individual module units with a corresponding vehicle parts supplier and a simple final assembly of the heating or air conditioning system in the motor vehicle.
  • the possibility of being able to supply individual module units to the system separately also simplifies the logistics.
  • the modular structure enables the implementation with little effort. Different variants of the heating or air conditioning system as well as simple disassembly, which is important both in the case of repairs and after the vehicle has been shut down with regard to the possible recyclability of the various components.
  • the modular units of the heating and air conditioning system which can be removed from each other at the one or more separation points, lie essentially one behind the other in an axial line, and the heating and air conditioning system constructed in this way can be essentially parallel to this axial line Longitudinal vehicle direction are installed.
  • a relatively small front wall opening on the vehicle is therefore sufficient.
  • the central part contains both an evaporator and a heating element arranged downstream thereof, the central part consisting of two module units releasably connected to one another via a further separation point, one of which is the evaporator and the other is the heating element contains.
  • An air conditioning system further developed according to claim 4 is largely modular in that, in addition to the two central part module units which contain the evaporator or the heating element, the air inlet part and the air outlet part are designed as module units which correspond via de Separating points releasably with the module unit containing the evaporator or with the heating element Middle part are connected. Each module unit can be disassembled and exchanged or disposed of separately.
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective exploded view of a first example of a modular air-conditioning system for a motor vehicle
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a modular air conditioning system for a motor vehicle
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the air conditioner of Fig. 2 and
  • FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of a modular air-conditioning system for a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows schematically a first modular automotive air conditioning system with an air inlet part (11), an air outlet part (13) and an intermediate center part (12), the three parts being arranged one behind the other along an axial line (10), which with the air conditioning system installed in the vehicle runs parallel to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the vehicle longitudinal direction is symbolized by an arrow (P), the direction of which points forward with respect to the vehicle.
  • the air inlet part (11) is designed as a separate module unit, which is detachably connected to the upstream end of the middle part (12) via an associated separation point (1).
  • the air outlet part (13) forms an independent module unit which, via an associated separation point (17), communicates with the downstream end face of the middle part (12) is detachably connected.
  • an outlet channel (15) and an elongated window ventilation (14) extending transversely behind the lower edge of a windshield of the vehicle are connected to the air outlet part (13).
  • the middle part (12) itself is made up of two module units (12a, 12b) lying one behind the other, which are detachably joined together via a further separation point (2).
  • an evaporator is accommodated in the upstream central part module unit (12a) and a heating element of the air conditioning system in the downstream central part module unit (12b).
  • the individual module units (11, 12a, 12b, 13) have a box-shaped housing made of plastic and are joined together at the separation points (1, 2, 17) by clip or clip connections. Additional connecting elements can be provided to stabilize the connections, for example in the form of dowel pins.
  • the housings of the air inlet part (11) and the central part module units (12a, 12b) each consist expediently of two halves with a horizontally extending division plane.
  • the connection of the respective two housing halves of these module units (11, 12a, 12b) can also take place by means of clips or clamp connections.
  • the air inlet part (11) contains a front cover (18) which covers an obliquely cut opening (19) except for an air inlet (20).
  • At least one filter element and one air intake blower are accommodated in the air inlet part (11) in a manner not shown in detail, wherein the cover (18) can be removed for filter replacement or blower repair.
  • the air outlet part (13) has a first outlet opening (21) on which the elongated window ventilation (14) with its slot-shaped window nozzle (14 ') is seated, and a second outlet opening (22) on which the outlet channel (15) is seated.
  • the outflow channel (15) ends with outflow nozzles (23).
  • the two outlet openings (21, 22) on the opposite side there is a further outlet opening (24) which directs the air into the footwell of the cockpit.
  • Deflection flaps or valves are arranged inside the air outlet part (13) and can be adjusted from the outside by means of actuating devices known per se. With the help of these deflection flaps, the air flowing into the air outlet part (13) is directed to the desired location.
  • the air conditioning system of FIG. 1 consequently consists of four module units, one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle, which can be disassembled separately from one another for exchange or disposal.
  • a large number of air conditioning system variants with essentially the same design can be realized in this way.
  • different types of air inlet parts (11) and air outlet parts (13) be used, but also different middle part module units (12a, 12b) with different evaporator or heating element types.
  • the central part (12) forms a coherent module unit, possibly also together with either the air inlet part ( 11) or the air outlet part (13), or the front middle part module unit (12a) together with the air inlet part (11) or the rear middle part module unit (12b) together with the air outlet part (13) can be a single module unit form.
  • a flange (16) is provided on the circumference on the circumference of the housing of the air inlet part (11) and, when the air conditioning system is installed, bears against the edge of the front wall opening provided for the air conditioning system through an end wall of the motor vehicle.
  • FIG. 2 and 3 show a further example of a motor vehicle air conditioning system, which is similar in structure to that of the air conditioning system of FIG. 1 and works on the principle of water-side control, ie the temperature of the escaping air is regulated via the hot water flow.
  • This air conditioning system also includes an air inlet part (3), an air outlet part (8) and an intermediate middle part (5) in an installed axial line lying parallel to the longitudinal axis of the vehicle one behind the other.
  • the middle part (5) in turn consists of two module units (5a, 5b) which are detachably attached to one another via a separation point (6) and of which the upstream (5a) an evaporator (33) and the downstream (5b) include a heat exchanger (34) functioning as a heating element.
  • the heat exchanger (34) is flowed through by hot water in the usual way via a pipeline system, which includes a flow line (35) and a return line (36), the throughput of which can be regulated to regulate the heating power by means of valves, not shown.
  • a condensate drain (32) is also arranged on the rear of the evaporator in the usual way.
  • the air inlet part (3) forms a module unit which is detachably attached to the front end of the central part module unit (5a) containing the evaporator (33) via a separation point (4). It contains an air intake fan (25), which is arranged in an inclined section of the air inlet part (3) with an inclined fan axis. Suitable fastening surfaces are provided on the inside of the air inlet part (3) for fastening it.
  • the fan (25) comprises an electric motor and a fan wheel, through which air is drawn in either via a recirculation air inlet or a fresh air inlet and for temperature control or air conditioning via the evaporator (33), the heat exchanger (34) and the air outlet part (8 ) can be directed into the cockpit.
  • the amount of fresh air can be regulated via a fresh air flap (26) arranged behind a fresh air inlet and the amount of recirculated air can be regulated via a recirculated air flap (29) arranged behind a recirculated air inlet.
  • the fresh air (30) is passed through a particle filter (27) and an activated carbon filter (28) behind it, each of the two filters (27, 28) in the direction indicated by the dismantling arrows (DI) can be removed obliquely upward from the air inlet part (3).
  • a moisture trap can be provided in front of the filters (27, 28) in order to separate the moisture from the fresh air (30) flowing in from the outside.
  • an inclined annular flange (37) surrounding the housing of the air inlet part (3) lies against the edge of the end wall opening provided in the front wall of the vehicle to accommodate the longitudinally installed air conditioning system.
  • the air outlet part (8) is detachably attached to the rear end of the downstream central part module unit (5b) via a further separation point (7) which contains a circumferential foam seal (9).
  • the respective separating point connection can include dowel pins (38) located on one separating point part, which cooperate with associated centering openings (39) on the other separating point connecting part.
  • the air outlet part (8) contains a downwardly directed air outlet (40) with an associated air flap (41) for the regulated outflow of temperature-controlled air (42) into the footwell of the vehicle, two defrosting outlet openings (43a, 43b) with an associated air flap (43c), via which a defrosting air flow (44) for the vehicle windows can be discharged, and a ventilation and stratification outlet (45) arranged centrally on the top with an associated air flap (46) for generating an air flow (47) for the upper area of the vehicle interior.
  • the upstream middle section module unit (5a) holds the evaporator (33) in such a way that the latter can be removed upwards for exchange purposes, as symbolized by the dismantling arrow (D2).
  • the middle section module unit (5b) located downstream of the flow holds the heat exchanger (34) in such a way that the latter can be removed to the right in FIG. 2, as by the dismantling arrow (D3) indicated.
  • the evaporator (33) or the heat transfer (34) it is therefore not necessary to remove the air conditioning system as a whole, nor to remove one or more of the individual module units (3, 5a, 5b, 8).
  • a control valve for the heat exchanger (34), a temperature sensor for operating the evaporator (33) and a pollutant sensor for detecting the pollutant content of the outside air can also be provided.
  • the changeover from fresh air to circulating air can take place manually or automatically when an increased pollutant concentration is detected in the fresh air by the pollutant sensor.
  • the air recirculation position the air circulates in the cockpit, being sucked in by the air intake fan (25) via the air intake.
  • a guide (not shown) is provided on the vehicle body side in the form of two lateral rails which run essentially in the longitudinal direction of the vehicle and which engage in a plurality of recesses (48) which correspond to this and which engage on the sides of the air conditioning system housing.
  • the various module units (3, 5a, 5b, 8) can be detachably connected to the cockpit, the front wall or another vehicle body area at associated fastening points.
  • FIG. 4 shows an air conditioning system, which is largely similar to the air conditioning system of FIGS. 2 and 3, but works according to the principle of air-side control, ie the temperature of the air supplied to the vehicle interior is controlled by controlling the ratio of a heating element away air flow portion regulated to an air flow portion past the heating element.
  • the air conditioning system in turn consists of an air inlet part (50), an air outlet part (51) and an intermediate middle part (52), which in turn consists of a front module unit (52a) containing an evaporator (53) with a rear condensate drain (54) and a rear module unit (52b) containing a heat exchanger (55) acting as a heating element.
  • the two central part module units (52a, 52b) are detachably fastened to one another via a separation point (56).
  • the air inlet part (50) is detachably attached to the front end of the central part module unit (52a) containing the evaporator (53) via a separating point (57) there.
  • the air inlet part (50) in turn contains an inclined ring-side flange (58) on the outside of the housing, which, when the air conditioning system is installed, bears against the edge of an associated end wall opening, an air suction blower (59) for suction optionally from recirculated air (60) a recirculation flap (61) or of fresh air (62) via a fresh air flap (63) and forwarding to the air-conditioning and air-tempering central part (52).
  • a particle filter (64) and an activated carbon filter (65) are in turn provided one behind the other between the fresh air flap (63) and the air intake fan (59).
  • the air outlet part (51) is connected via a separating point (66) there, which has a downward footwell outlet (67) and an upward one Has ventilation outlet (68) and a defrosting outlet (69), each outlet being assigned an air flow regulating flap.
  • the footwell outlet cross section (70) is illustrated in FIG. 4 with a dashed frame.
  • the heating element (55) is arranged in the rear central part module unit (52b) in such a way that it only occupies an upper flow area of the central part (52), which flows downstream from an associated warm air flap (71 ) can be opened or closed controllably towards the air outlet part (51) for the purpose of regulating the amount of warm air flow (72).
  • the element (55) remaining free area forms a bypass for the air (73) emerging from the evaporator, an associated bypass flap (74) being used to regulate the corresponding amount of cold air flow (75) entering the air outlet part (51).
  • the warm air flap (71) and the bypass flap (74) are rotatably mounted on the housing of the rear middle part module unit (52b).
  • an additional stratification channel (76) is provided, the inlet of which lies below the bypass flap (74), so that regardless of the position of the warm air flap (71) and the bypass flap (74), a certain proportion of that from the Ver ⁇ air flow (73) emerging in the steamer enters the stratification channel (76), the outlet opening of which opens into the ventilation outlet (68), to which the stratification air flow portion (77) is fed.
  • the invention provides air conditioning systems with a modular structure, both on the air side and on the water side, in which an air inlet part, an air outlet part and an intermediate middle part, which contains components with air temperature control function, at least one is detachably attached as a module unit to at least one of the two other parts, which in turn form a common or in turn each form one or more independent module units.
  • a large number of similarly constructed air conditioning systems of essentially the same design can be realized by using different module units, for example systems with different types of evaporators or heating elements, in particular those with different cooling or heating capacities.
  • the air conditioning systems can be designed for installation in the longitudinal direction of the vehicle, but alternatively also for installation that is at least partially transverse.
  • the shown arrangement of the modular units of the air conditioning system in the longitudinal direction of the vehicle is particularly favorable from the point of view of the installation space required.
  • the invented The modular construction of the air conditioning system in accordance with the invention further simplifies the replacement of individual module units or components contained therein, as well as a recycling-friendly dismantling of the air conditioning system.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- und/oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Lufteintrittsteil, einem Luftaustrittsteil und einem mindestens ein Lufttemperierfunktionsbauteil enthaltenden Mittelteil zwischen dem Lufteintrittsteil und dem Luftaustrittsteil. Es wird ein modularer Aufbau für die Heizungs- oder Klimaanlage mit einzelnen, über eine jeweilige Trennstelle (4, 6, 7) miteinander lösbar verbundenen Moduleinheiten vorgeschlagen, wobei eine derartige Trennstelle mindestens zwischen dem Lufteintrittsteil (3) und dem Mittelteil (5) und/oder zwischen dem Mittelteil und dem Luftaustrittsteil (8) vorgesehen ist. Damit werden eine hohe Variantenvariabilität sowie eine günstige Montage und Demontage der Anlage ermöglicht. Verwendung im Kraftfahrzeugbau.

Description

Heizunσs- oder Klimaanlage für ein Kraf f-*-hrτ:p*ιg
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, die einen Lufteintrittsteil, einen Luftaustrittsteil und einen zwischen dem Lufteintrittsteil und dem Luftaustrittsteil angeordneten, mindestens ein Bauteil mit Lufttemperierfunktion enthaltenden Mittelteil beinhaltet. Der¬ artige Anlagen sind bekannt, wobei unter Heizungsanlagen sol¬ che verstanden werden, bei denen der Mittelteil zur Lufttempe¬ rierung lediglich ein Heizelement, z.B. einen von heißem Was¬ ser durchströmbaren Wärmeübertrager, beinhaltet. Bei Klimaan¬ lagen befindet sich in dem Mittelteil zusätzlich ein Verdamp¬ fer im Luftströmungsweg stromaufwärts vom Heizelement.
Eine Klimaanlage dieser Art ist in der Offenlegungsschrift DE 30 39 148 AI offenbart. Bei dieser Klimaanlage sind der ein Luftansauggebläse enthaltende Lufteintrittsteil, der einen Verdampfer und ein strömungsabwärts davon angeordnetes Heiz¬ element aufweisende Mittelteil und der mit verschiedenen Luft¬ austrittsöffnungen samt zugeordneten Luftklappen ausgestattete Luftaustrittsteil axial hintereinanderliegend angeordnet. Die Klimaanlage besteht aus drei fest aneinander fixierten, luft- führenden Gehäuseabschnitten, wobei der vordere Gehäuseab¬ schnitt dem Lufteintrittsteil mit dem Luftansauggebläse zuge¬ ordnet ist, der mittlere Gehäuseabschnitt den Verdaπrofer be- herbergt und der hintere Gehäuseabschnitt dem hinteren, das Heizelement enthaltenden Abschnitt des Mittelteils und dem Luftaustrittsteil gemeinsam ist.
Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen sind meist im Cockpitbereich angeordnet, wo der zur Verfügung stehende Ein¬ bauraum meist sehr begrenzt ist, so daß Bedarf an Anlagen be¬ steht, die auch in vergleichsweise kleine Einbauräume unter Aufrechterhaltung einer ausreichenden Zugänglichkeit für De¬ montagezwecke, z.B. im Reparaturfall, montierbar sind. Eine weitere, sich häufig an Heizungs- oder Klimaanlagen für Kraft¬ fahrzeuge stellende Anforderung besteht darin, auf möglichst einfache Weise verschiedene, konstruktiv ähnlich gebaute Fahr¬ zeugtypen mit unterschiedlichen Heizungs- oder Klimaanlagenva¬ rianten ausrüsten zu können.
Der Erfindung liegt daher als technisches Problem die Bereit¬ stellung einer Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahr¬ zeug zugrunde, die mit vergleichsweise geringem Aufwand mon¬ tierbar und zwecks Reparatur oder recyclinggerechter Entsor¬ gung demontierbar ist und relativ einfach in unterschiedlichen Varianten in entsprechende Fahrzeuge eingebaut werden kann.
Dieses Problem wird durch eine Heizungs- oder Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Anlage besitzt einen modularen Aufbau, bei dem von den drei Teilen, nämlich Lufteintrittsteil, Luftaustrittsteil und zwischenliegender Mittelteil, wenigstens ein Teil über eine Trennstelle abnehm¬ bar an einem angrenzenden Teil angeordnet ist. Die Zusammen¬ fassung der drei Teile zu wenigstens zwei Moduleinheiten der Anlage erlaubt sowohl eine rationelle Vormontage der einzelnen Moduleinheiten bei einem entsprechenden Fahrzeugteilezulie¬ ferer als auch eine einfache Endmontage der Heizungs- oder Klimaanlage in das Kraftfahrzeug. Die Möglichkeit, einzelne Moduleinheiten der Anlage getrennt zuliefern zu können, ver¬ einfacht außerdem die Logistik. Als weiteren Vorteil ermög¬ licht der odulare Aufbau mit geringem Aufwand die Realisie- rung unterschiedlicher Varianten der Heizungs- bzw. Klimaan¬ lage sowie eine einfache Demontage, die sowohl im Reparatur¬ fall als auch nach Stillsetzen des Fahrzeugs im Hinblick auf eine mögliche Recyclingfähigkeit der verschiedenen Bauteile von Bedeutung ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 liegen die an der einen oder den mehreren Trennstellen voneinander abnehmbaren Moduleinheiten der Heizungs- und Klimaanlage im wesentlichen in einer Axiallinie hintereinander, und die sol¬ chermaßen aufgebaute Heizungs- und Klimaanlage kann mit dieser Axiallinie im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung eingebaut werden. Zur Unterbringung dieser Heizungs- oder Kli¬ maanlage genügt folglich bereits ein verhältnismäßig kleinflä¬ chiger Stirnwanddurchbruch am Fahrzeug.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Klimaanlage bein¬ haltet der Mittelteil sowohl einen Verdampfer als auch ein strömungsabwärts von diesem angeordnetes Heizelement, wobei der Mittelteil aus zwei über eine weitere Trennstelle lösbar miteinander verbundenen Moduleinheiten besteht, von denen die eine den Verdampfer und die andere das Heizelement enthält. Auf diese Weise können mit wenig Aufwand durch Verwenden ver¬ schiedener Verdampfer-Moduleinheiten und/oder Heizelement- Moduleinheiten ja nach Bedarf unterschiedliche Klimaanlagen¬ varianten realisiert werden, wobei der Lufteintrittsteil und der Luftaustrittsteil ebenfalls anwendungsabhängig unverändert bleiben oder in verschiedenen Varianten zum Einsatz kommen können.
Eine nach Anspruch 4 weitergebildete Klimaanlage ist in hohem Maße dadurch modular aufgebaut, daß zusätzlich zu den beiden Mittelteil-Moduleinheiten, die den Verdampfer bzw. das Heiz¬ element enthalten, der Lufteintrittsteil und der Luftaustritt¬ steil als Moduleinheiten gestaltet sind, die über entsprechen¬ de Trennstellen lösbar mit der den Verdampfer enthaltenden bzw. mit der das Heizelement enthaltenden Moduleinheit des Mittelteiles verbunden sind. Jede Moduleinheit kann separat demontiert und ausgetauscht bzw. entsorgt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich¬ nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Explosionsansicht eines ersten Beispiels einer modular aufgebauten Kli¬ maanlage für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht einer modular aufgebauten, wasserseitig geregelten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 3 eine Längsschnittansicht der Klimaanlage von Fig. 2 und
Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer modular aufgebauten, luftseitig geregelten Klimaanlage für ein Kraftfahr¬ zeug.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine erste modular aufgebaute Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Lufteintrittsteil (11) , einem Luftaustrittsteil (13) und einem zwischenliegenden Mit¬ telteil (12) , wobei die drei Teile längs einer Axiallinie (10) hintereinander angeordnet sind, die bei in das Fahrzeug einge¬ bauter Klimaanlage parallel zur Fahrzeuglängsrichtung ver¬ läuft. Die Fahrzeuglängsrichtung ist durch einen Pfeil (P) symbolisiert, dessen Richtung bezüglich des Fahrzeugs nach vorne weist. Der Lufteintrittsteil (11) ist als eine separate Moduleinheit gestaltet, die über eine zugehörige Trennstelle (1) lösbar mit dem strömungsaufwärts gelegenen Stirnende des Mittelteiles (12) verbunden ist. Ebenso bildet das Luft¬ austrittsteil (13) eine eigenständige Moduleinheit, die über eine zugehörige Trennstelle (17) mit dem strömungsabwärts ge- legenen Stirnende des Mittelteiles (12) lösbar verbunden ist. An den Luftaustrittsteil (13) sind luftaustrittsseitig ein Ausströmkanal (15) sowie eine sich quer hinter der Unterkante einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs erstreckende, langge¬ streckte Scheibenbelüftung (14) angeschlossen.
Der Mittelteil (12) selbst ist aus zwei hintereinander liegen¬ den Moduleinheiten (12a, 12b) aufgebaut, die über eine weitere Trennstelle (2) lösbar aneinandergefügt sind. In nicht näher gezeigter Weise ist in der strömungsaufwärts gelegenen Mittel¬ teil-Moduleinheit (12a) ein Verdampfer und in der strömungsab¬ wärts gelegenen Mittelteil-Moduleinheit (12b) ein Heizelement der Klimaanlage untergebracht. Die einzelnen Moduleinheiten (11, 12a, 12b, 13) besitzen ein kastenförmiges Gehäuse aus Kunststoff und sind an den Trennstellen (1, 2, 17) durch Clips- oder Klammerverbindungen aneinandergefügt. Zur Stabili¬ sierung der Verbindungen können zusätzliche Verbindungsele¬ mente vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Paßstiften. Die Gehäuse des Lufteintrittsteils (11) und der Mittelteil- Moduleinheiten (12a, 12b) bestehen jeweils zweckmäßigerweise aus zwei Hälften mit waagrecht verlaufender Teilungsebene. Die Verbindung der jeweiligen beiden Gehäusehälften dieser Modul- einheiten (11, 12a, 12b) kann dabei ebenfalls mittels Clips¬ oder Klammerverbindungen erfolgen. Der Lufteintrittsteil (11) beinhaltet eine frontseitige Abdeckung (18) , die eine schräg angeschnittene Öffnung (19) bis auf einen Lufteinlaß (20) ab¬ deckt. Im Lufteintrittsteil (11) sind in nicht näher gezeigter Weise wenigstens ein Filterelement und ein Luftansauggebläse untergebracht, wobei die Abdeckung (18) zwecks Filterwechsel oder Gebläsereparatur abgenommen werden kann.
Der Luftaustrittsteil (13) besitzt eine erste Auslaßöffnung (21) , auf welcher die langgestreckte Scheibenbelüftung (14) mit ihrer schlitzförmigen Scheibendüse (14') aufsitzt, sowie eine zweite Auslaßöffnung (22) , auf welcher der Ausströmkanal (15) aufsitzt. Cockpitseitig schließt der Ausströmkanal (15) mit Ausströmdüsen (23) ab. Den beiden Auslaßöffnungen (21, 22) gegenüberliegend ist eine weitere Auslaßöffnung (24) vorgese¬ hen, welche die Luft in den Fußraum des Cockpits leitet. In¬ nerhalb des Luftaustrittsteils (13) sind nicht dargestellte Umlenkklappen bzw. Ventile angeordnet, die von außen über an sich bekannte Stelleinrichtungen einstellbar sind. Mit Hilfe dieser Umlenkklappen wird die in den Luftaustrittsteil (13) einströmende Luft an die gewünschte Stelle geleitet.
Insgesamt besteht die Klimaanlage von Fig. 1 folglich aus vier in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander liegenden Moduleinhei¬ ten, die zwecks Austausch oder Entsorgung getrennt voneinander demontierbar sind. Je nach verwendetem Typ einer jeweiligen Moduleinheit lassen sich auf diese Weise eine Vielzahl von Klimaanlagenvarianten mit im wesentlichen gleicher Bauform realisieren. Dabei können nicht nur verschiedene Typen von Lufteintrittsteilen (11) und Luftaustrittsteilen (13) Verwen¬ dung finden, sondern auch unterschiedliche Mittelteil- Moduleinheiten (12a, 12b) mit unterschiedlichen Verdampfer¬ oder Heizelementtypen. Es versteht sich, daß bei Bedarf auch nur eine oder zwei der gezeigten Trennstellen (1, 2, 17) vor¬ gesehen sein können, so daß beispielsweise der Mittelteil (12) eine zusammenhängende Moduleinheit bildet, ggf. auch zusammen mit entweder dem Lufteintrittsteil (11) oder dem Luftaus¬ trittsteil (13), oder es kann die vordere Mittelteil-Modul¬ einheit (12a) gemeinsam mit dem Lufteintrittsteil (11) oder die hintere Mittelteil-Moduleinheit (12b) gemeinsam mit dem Luftaustrittsteil (13) eine einzige Moduleinheit bilden. Um- fangsseitig umlaufend ist am Gehäuse des Lufteintrittsteils (11) ein Flansch (16) vorgesehen, der beim Einbau der Klimaan¬ lage gegen den Rand der zur Durchführung der Klimaanlage durch eine Stirnwand des Kraftfahrzeugs vorgesehene Stirnwandöffnung anliegt.
In den Fig. 2 und 3 ist ein weiteres Beispiel einer Kraftfahr¬ zeug-Klimaanlage genauer dargestellt, die in ihrem Aufbau dem¬ jenigen der Klimaanlage von Fig. 1 ähnelt und nach dem Prinzip der wasserseitigen Regelung arbeitet, d.h. die Temperatur der ausströmenden Luft wird über den Heißwasserdurchsatz geregelt. Auch diese Klimaanlage beinhaltet in einer im eingebauten Zu¬ stand parallel zur Fahrzeuglängsachse liegenden Axiallinie hintereinanderliegend einen Lufteintrittsteil (3) , einen Luft¬ austrittsteil (8) und einen dazwischen liegenden Mittelteil (5) . Der Mittelteil (5) besteht wiederum aus zwei Moduleinhei¬ ten (5a, 5b) , die über eine Trennstelle (6) lösbar aneinander befestigt sind und von denen die strömungsaufwärts gelegene (5a) einen Verdampfer (33) und die strömungsabwärts gelegene (5b) einen als Heizelement fungierenden Wärmeübertrager (34) beinhalten. Der Wärmeübertrager (34) wird in üblicher Weise über ein Rohrleitungssystem, das eine Vorlaufleitung (35) und eine Rücklaufleitung (36) beinhaltet, von heißem Wasser durch¬ strömt, dessen Durchsatz zur Regelung der Heizleistung mittels nicht dargestellter Ventile geregelt werden kann. An der Ver¬ dampferrückseite ist ebenfalls in üblicher Weise ein Konden¬ satwasserablauf (32) angeordnet.
Der Lufteintrittsteil (3) bildet eine Moduleinheit, die über eine Trennstelle (4) lösbar am vorderen Stirnende der den Ver¬ dampfer (33) enthaltenden Mittelteil-Moduleinheit (5a) ange¬ bracht ist. Er enthält ein Luftansauggebläse (25), das in ei¬ nem schräg verlaufenden Abschnitt des Lufteintrittsteils (3) mit schräg verlaufender Lüfterachse angeordnet ist. Zu seiner Befestigung sind an der Gehäuseinnenseite des Lufteintritts¬ teils (3) geeignete Befestigungsflächen vorgesehen. Das Geblä¬ se (25) umfaßt einen Elektromotor und ein Lüfterrad, über das Luft wahlweise über einen Umlufteinlaß oder einen Frisch- lufteinlaß angesaugt und zur Temperierung bzw. Klimatisierung über den Verdampfer (33) , den Wärmeübertrager (34) und den Luftaustrittsteil (8) in das Cockpit geleitet werden kann. Da¬ bei sind die Frischluftmenge über eine hinter einem Frisch¬ lufteinlaß angeordnete Frischluftklappe (26) und die Umluft¬ menge über eine hinter einem Umlufteinlaß angeordnete Umluft- klappe (29) regulierbar. Die Frischluft (30) wird durch ein Partikelfilter (27) und ein dahinter liegendes Aktivkohlefil¬ ter (28) hindurchgeleitet, wobei jedes der beiden Filter (27, 28) in der durch die Demontagepfeile (Dl) angedeuteten Rich¬ tung schräg nach oben aus dem Lufteintrittsteil (3) herausge¬ nommen werden kann. Vor den Filtern (27, 28) kann eine Feuch- tigkeitsfalle vorgesehen sein, um die Feuchtigkeit der von au¬ ßen einströmenden Frischluft (30) abzuscheiden. Ein das Gehäu¬ se des Lufteintrittsteils (3) umgebender, geneigt verlaufender Ringflansch (37) liegt bei eingebauter Klimaanlage gegen den Rand der in der Stirnwand des Fahrzeuges zur Unterbringung der längs eingebauten Klimaanlage vorgesehenen Stirnwanddurch¬ bruchöffnung an.
Der Luftaustrittsteil (8) ist über eine weitere Trennstelle (7), die eine umlaufende Schaumdichtung (9) beinhaltet, lösbar an dem hinteren Stirnende der strömungsabwärts gelegenen Mit¬ telteil-Moduleinheit (5b) angebracht. Wie für diese Trennstel¬ le (7) in Fig. 2 exemplarisch dargestellt, kann die jeweilige Trennstellenverbindung am einen Trennstellenteil befindliche Paßstifte (38) beinhalten, die mit zugehörigen Zentrieröffnun¬ gen (39) am anderen Trennstellenverbindungsteil zusammenwir¬ ken. Der Luftaustrittsteil (8) enthält einen nach unten ge¬ richteten Luftauslaß (40) mit zugeordneter Luftklappe (41) zur geregelten Ausströmung temperierter Luft (42) in den Fußraum des Fahrzeugs, zwei an der Oberseite seitlich angeordnete Ent- frostungs-Auslaßöffnungen (43a, 43b) mit jeweils zugeordneter Luftklappe (43c), über die eine entfrostende Luftströmung (44) für die Fahrzeugscheiben ausströmbar ist, sowie einen an der Oberseite mittig angeordneten Belüftungs- und Schichtungsaus¬ laß (45) mit zugehöriger Luftklappe (46) zur Erzeugung einer Luftströmung (47) für den oberen Fahrzeuginnenraumbereich.
Die strömungsaufwärts gelegene Mittelteil-Moduleinheit (5a) hält den Verdampfer (33) derart, daß letzterer zu Aus¬ tauschzwecken nach oben herausgenommen werden kann, wie durch den Demontagepfeil (D2) symbolisiert. Analog hält die strö¬ mungsabwär s gelegene Mittelteil-Moduleinheit (5b) den Wärme¬ übertrager (34) derart, daß letzterer in Fig. 2 nach vorne rechts herausgenommen werden kann, wie durch den Demontage- pfeil (D3) angedeutet. Für den Austausch des Verdampfers (33) oder des Wärmeübertrages (34) brauchen daher weder die Klima¬ anlage insgesamt ausgebaut, noch eine oder mehrere der einzel¬ nen Moduleinheiten (3, 5a, 5b, 8) abgenommen zu werden. Im Mittelteil (5) können außerdem ein Stellventil für den Wärme¬ übertrager (34) , ein Temperaturfühler für den Betrieb des Ver¬ dampfers (33) und ein Schadstoffsensor zur Detektierung der Schadstoffanteile der Außenluft vorgesehen sein. Dadurch kann die Umstellung von Frischluft auf Umluft manuell oder selbst¬ tätig dann erfolgen, wenn vom Schadstoffsensor in der Frisch¬ luft eine erhöhte Schadstoffkonzentration detektiert wird. In der Umluftstellung zirkuliert die Luft im Cockpit, wobei sie vom Luftansauggebläse (25) über den Umlufteinlaß eingesaugt wird.
Zur Halterung der eingebauten Klimaanlage ist fahrzeugkarosse- rieseitig eine nicht gezeigte Führung in Form zweier seitli¬ cher, im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Schienen vorgesehen, die in eine Mehrzahl von dazu korrespon¬ dierender Ausnehmungen (48) eingreifen, welche an den Seiten des Klimaanlagengehäuses, insbesondere an dem der Stirnwand zugeordneten Ringflansch (37) und an den zusammenwirkenden Flanschen der Trennstelle (7) zwischen Mittelteil (5) und Luftaustrittsteil (8) eingebracht sind. Zusätzlich können die verschiedenen Moduleinheiten (3, 5a, 5b, 8) an zugehörigen Be¬ festigungspunkten lösbar mit dem Cockpit, der Stirnwand oder einem anderen Fahrzeugkarosseriebereich verbunden sein.
Fig. 4 zeigt eine Klimaanlage, die weitgegend ähnlich wie die Klimaanlage der Fig. 2 und 3 aufgebaut ist, jedoch nach dem Prinzip der luftseitigen Regelung arbeitet, d.h. die Tempera¬ tur der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft wird durch Steuerung des Verhältnisses eines über ein Heizelement hinweg¬ geführten LuftStromanteils zu einem an dem Heizelement vorbei- geführten Luftstromanteils geregelt. Die Klimaanlage besteht wiederum aus einem Lufteintrittsteil (50) , einem Luftaus¬ trittsteil (51) und einem zwischenliegenden Mittelteil (52) , der seinerseits aus einer vorderen, einen Verdampfer (53) mit rückseitigem Kondenswasserablauf (54) beinhaltenden Modulein¬ heit (52a) und einer hinteren, einen als Heizelement fungie¬ renden Wärmeübertrager (55) enthaltenden Moduleinheit (52b) besteht. Die beiden Mittelteil-Moduleinheiten (52a, 52b) sind über eine Trennstelle (56) lösbar aneinander befestigt. An das vordere Stirnende der den Verdampfer (53) enthaltenden Mittel¬ teil-Moduleinheit (52a) ist über eine dortige Trennstelle (57) das Lufteintrittsteil (50) lösbar angebracht. Das Luftein¬ trittsteil (50) beinhaltet wiederum einen schräg verlaufenden, gehäuseaußenseitigen Ringflansch (58) , der sich bei eingebau¬ ter Klimaanlage gegen den Rand eines zugehörigen Stirnwand¬ durchbruchs anlegt, ein Luftansauggebläse (59) zur Ansaugung wahlweise von Umluft (60) über eine Umluftklappe (61) oder von Frischluft (62) über eine Frischluftklappe (63) und Weiterlei¬ tung zu dem luftklimatisierenden und lufttemperierenden Mit¬ telteil (52) . Zwischen Frischluftklappe (63) und Luftansaugge¬ bläse (59) sind wiederum hintereinanderliegend ein Partikel- filter (64) und ein Aktivkohlefilter (65) vorgesehen.
An das hintere Stirnende der das Heizelement (55) enthaltenden Mittelteil-Moduleinheit (52b) ist über eine dortige Trennstel¬ le (66) der Luftaustrittsteil (51) angeschlossen, der einen nach unten gerichteten Fußraumauslaß (67) sowie nach oben ge¬ richtet einen Belüftungsauslaß (68) und einen Entfrostungsaus- laß (69) aufweist, wobei jedem Auslaß eine luftströmungsre- gelnde Klappe zugeordnet ist. Der Fußraumauslaßquerschnitt (70) ist in Fig. 4 mit einer gestrichelten Umrahmung verdeut¬ licht.
Zur luftseitigen Regelung dieser Klimaanlage ist das Heizele¬ ment (55) in der hinteren Mittelteil-Moduleinheit (52b) so an¬ geordnet, daß es lediglich einen oberen Strömungsbereich des Mittelteils (52) einnimmt, der strömungsabwärts von einer zu¬ gehörigen Warmluftklappe (71) zum Luftaustrittsteil (51) hin zwecks Regelung der Warmluftströmungsmenge (72) steuerbar ge¬ öffnet oder geschlossen werden kann. Der unterhalb des Heiz- elementes (55) freibleibende Bereich bildet einen Bypass für die aus dem Verdampfer austretende Luft (73), wobei eine zuge¬ ordnete Bypassklappe (74) zur Regulierung der entsprechenden, in den Luftaustrittsteil (51) gelangenden Kaltluftströmungs- menge (75) dient. Die Warmluftklappe (71) und die Bypassklappe (74) sind dabei am Gehäuse der hinteren Mittelteil-Modul¬ einheit (52b) drehbeweglich gelagert. Im Luftaustrittsteil (51) ist ein zusätzlicher Schichtungskanal (76) vorgesehen, dessen Einlaß unterhalb der Bypassklappe (74) liegt, so daß unabhängig von der Stellung der Warmluftklappe (71) und der Bypassklappe (74) stets ein gewisser Anteil der aus dem Ver¬ dampfer austretenden Luftströmung (73) in den Schichtungskanal (76) eintritt, dessen Austrittsöffnung in den Belüf ungsauslaß (68) mündet, dem der Schichtungsluftstromanteil (77) zugeführt wird.
Die vorstehende Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Klimaanlagen veranschaulicht, daß durch die Erfindung sowohl luftseitig als auch wasserseitig regelnde Klimaanlagen mit mo- dularem Aufbau bereitgestellt werden, bei denen von einem Lufteintrittsteil, einem Luftaustrittsteil und einem dazwi¬ schenliegenden Mittelteil, der Bauteile mit Lufttemperierungs- funktion beinhaltet, wenigstens einer als Moduleinheit lösbar an wenigstens einem der beiden anderen Teile, die ihrerseits eine gemeinsame oder jeweils wiederum eine oder mehrere eigen¬ ständige Moduleinheiten bilden, lösbar befestigt ist. Somit lassen sich in einfacher Weise eine Vielzahl ähnlich aufgebau¬ ter Klimaanlagen von im wesentlichen gleicher Bauform durch Verwendung jeweils unterschiedlicher Moduleinheiten realisie¬ ren, z.B. Anlagen mit unterschiedlichen Verdampfer- oder Heiz¬ elementtypen, insbesondere solchen mit unterschiedlicher Kühl- oder Heizleistung. Die Klimaanlagen können, wie gezeigt, für einen Einbau in Fahrzeuglängsrichtung, alternativ jedoch auch für jedenfalls teilweise querliegenden Einbau ausgelegt sein. Die gezeigte Hintereinanderanordnung der Moduleinheiten der Klimaanlage in Fahrzeuglängsrichtung ist unter dem Gesichts¬ punkt des benötigten Einbauraums besonders günstig. Der erfin- dungsgemäße modulare Aufbau der Klimaanlage vereinfacht des weiteren den Austausch einzelner Moduleinheiten oder in diesen enthaltener Komponenten sowie eine recyclinggerechte Zerlegung der Klimaanlage.

Claims

Ansprüche
1. Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit
- einem Lufteintrittsteil (3) , einem Luftaustrittsteil (8) und einem mindestens ein Lufttemperierfunktionsbauteil (33, 34) enthaltenden Mittelteil (5) --wischen dem Lufteintrittsteil und dem Luftaustrittsteil, gekennzeichnet durch
- einen modularen Aufbau aus über jeweils eine Trennstelle (4, 6, 7) lösbar miteinander verbundenen Moduleinheiten, wobei eine der Trennstellen zwischen dem Lufteintrittsteil (3) und dem Mittelteil (5) und/oder zwischen dem Mittelteil und dem Luftaustrittsteil (8) vorgesehen ist.
2. Heizungs- oder Klimaanlage nach Anspruch 1, weiter da¬ durch gekennzeichnet, daß der Lufteintrittsteil (11) , der Mit¬ telteil (12) und der Luftaustrittsteil (13) im wesentlichen längs einer Axiallinie (10) hintereinander angeordnet sind, die bei in das Fahrzeug eingebauter Anlage parallel zur Fahr¬ zeuglängsrichtung (9) liegt.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Mittelteil (5) aus zwei in Luftströ¬ mungsrichtung hintereinander liegenden, über eine zugehörige Trennstelle (6) lösbar miteinander verbundenen Moduleinheiten
(5a, 5b) besteht, von denen die strömungsaufwärts gelegene Mo¬ duleinheit (5a) einen Verdampfer und die stromungsabwärts ge¬ legene Moduleinheit (5b) ein Heizelement beinhalten.
4. Klimaanlage nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeich¬ net, daß der Lufteintrittsteil (3) über eine zugehörige Trenn¬ stelle (4) mit der strömungsaufwärts gelegenen Mittelteil- Moduleinheit (5a) und der Luftaustrittsteil (8) über eine zu¬ gehörige Trennstelle (7) mit der stromungsabwärts gelegenen Mittelteil-Moduleinheit (5b) lösbar verbunden sind.
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