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DE102018117971B4 - Klimagerät für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des Klimagerätes - Google Patents

Klimagerät für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des Klimagerätes Download PDF

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DE102018117971B4
DE102018117971B4 DE102018117971.5A DE102018117971A DE102018117971B4 DE 102018117971 B4 DE102018117971 B4 DE 102018117971B4 DE 102018117971 A DE102018117971 A DE 102018117971A DE 102018117971 B4 DE102018117971 B4 DE 102018117971B4
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DE
Germany
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air
guiding device
zones
air outlet
mixing chambers
Prior art date
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DE102018117971.5A
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Johannes Stausberg
Michael Fietz
Torsten Klein
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Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
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Abstract

Klimagerät (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend
- mindestens drei Mischkammern (11, 12, 13, 14) für mindestens drei individuell zu klimatisierende Zonen eines Fahrgastraums, wobei zwei der Zonen als Front-Zonen für den Frontbereich des Fahrgastraums und mindestens eine Zone für den Rückraum des Fahrgastraums ausgebildet sind, und
- mindestens einen Luftauslass (16) zu einer Frontscheibe mit einer Luftleiteinrichtung (161) zum Öffnen und Schließen des Luftauslasses (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammern (11, 12, 13, 14) der Zonen derart zueinander angeordnet sind, dass der mindestens eine Luftauslass (16) zur Frontscheibe in sämtliche Mischkammern (11, 12, 13, 14) der Zonen einmündend ausgebildet ist und die Luftleiteinrichtung (161) zwischen zwei Endpositionen stufenlos verstellbar ausgebildet ist, wobei der Luftauslass (16) in einer ersten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) vollständig verschlossen und in einer zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) vollständig geöffnet ist, wobei in der zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) alle von den Mischkammern (11, 12, 13, 14) umschlossenen Volumina mit dem Luftauslass (16) zur Frontscheibe verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Klimagerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Funktion zum Entfernen von Beschlag einer Frontscheibe. Das Klimagerät weist mindestens drei Mischkammern für mindestens drei individuell zu klimatisierende Zonen eines Fahrgastraums und mindestens einen Luftauslass zur Frontscheibe mit einer Luftleiteinrichtung zum Öffnen und Schließen des Luftauslasses auf.
    Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben des Klimagerätes.
  • Klimageräte für Kraftfahrzeuge weisen zunehmend drei oder vier Zonen auf, um allen Fahrzeuginsassen eine individuelle Temperatureinstellung des Sitzplatzes zu ermöglichen. Von einem im Klimagerät angeordneten Gebläse wird ein Luftmassenstrom in das Klimagerät angesaugt und durch das Klimagerät hindurch gefördert. Beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche eines Verdampfers eines Kältemittelkreislaufs wird der Luftmassenstrom entfeuchtet und/oder abgekühlt. Anschließend kann der Luftmassenstrom zum Strömen durch einen Kaltluftpfad und einen Warmluftpfad aufgeteilt werden. Dabei wird der durch den Warmluftpfad geleitete Teilluftmassenstrom über die Wärmeübertragungsfläche eines Heizwärmeübertragers geführt, welcher beispielsweise bei herkömmlichen Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen mit verbrennungsmotorischem Antrieb als ein mit einem Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors gekoppelter Wärmeübertrager ausgebildet ist. Der aus dem Heizwärmeübertrager ausströmende Warmluftstrom und der aus dem Verdampfer ausströmende und durch den Kaltluftpfad geleitete Kaltluftstrom werden unter einem bestimmten einstellbaren Mischungsverhältnis in einer Mischkammer zusammengeführt und damit die Temperatur der Zuluft für den Fahrgastraum eingestellt.
  • Bei Klimageräten mit mehreren Zonen, auch als Mehr-Zonen-Klimageräte bekannt, ist für jede Zone eine Mischkammer vorgesehen, um jeweils ein individualisierbares Mischungsverhältnis von Warmluftstrom und Kaltluftstrom zu gewährleisten.
  • Bei einer Funktion zum Entfernen von Beschlag, im Weiteren auch als Defrostfunktion bezeichnet, werden speziell mit Wasser oder Wasserdampf beziehungsweise Feuchtigkeit beschlagene Scheiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Windschutzscheibe, in möglichst kurzer Zeit vom Beschlag befreit. Um eine maximale Geschwindigkeit zum Entfernen des Beschlags sicherzustellen, ist möglichst ein gesamter im Klimagerät verfügbarer Warmluftstrom durch einen Luftauslass oder Luftauslässe zur Frontscheibe zu führen.
  • In der DE 10 2015 110 559 A1 wird für die Anordnung von Mischkammern verschiedener Zonen innerhalb des Klimagerätes vorgeschlagen, den Kaltluftstrom für eine erste Zone und eine zweite Zone im Warmluftpfad über die Wärmeübertragungsfläche eines Heizwärmeübertragers zu führen und den Kaltluftstrom für eine dritte und gegebenenfalls eine vierte Zone in einem Bypass am Heizwärmeübertrager, insbesondere in einer vertikalen Richtung unterhalb des Heizwärmeübertragers, am Heizwärmeübertrager vorbeizuführen. Der durch den Heizwärmeübertrager geführte Warmluftstrom wird nach dem Abströmen von der Wärmeübertragungsfläche des Heizwärmeübertragers in einen in vertikaler Richtung nach unten beziehungsweise einen in vertikaler Richtung nach oben strömenden Warmluftstrom aufgeteilt. Dabei wird der nach oben geleitete Warmluftteilstrom zu Mischkammern der ersten und zweiten Zone geführt, während der untere Warmluftteilstrom zu den Mischkammern der dritten und gegebenenfalls vierten Zone geleitet wird.
  • Die statische Trennung des Warmluftpfades bewirkt, dass der Defrostfunktion als Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe lediglich ein Teilstrom des verfügbaren gesamten Warmluftstromes zur Verfügung steht.
  • Aus der DE 10 2008 053 139 A1 geht eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Klimaanlagengehäuse mit ersten und zweiten Durchgängen auf der stromabwärtigen Seite hervor, um Luft jeweils zu einem Luftauslass zur Frontscheibe und einem Luftauslass zum Fußraum zu leiten. Eine Umschaltklappe ist derart ausgebildet, zwischen einer Trennposition zum Unterteilen der Durchgänge gegeneinander und einer Verbindungsposition zum Verbinden der Durchgänge umzuschalten. Eine Luftauslassbetriebsart-Umschaltvorrichtung ist vorgesehen, zwischen einem Fußbetriebsmodus mit geöffneter Klappe des Luftauslasses zum Fußraum sowie geöffneter Klappe des Luftauslasses zur Frontscheibe, und einem Fuß-/Entfrosterbetriebsmodus umzuschalten. Im Fußbetriebsmodus bewirkt eine Fußauslassbetriebsart-Umschaltvorrichtung zudem, dass die Umschaltklappe in der Trennposition angeordnet wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Klimagerät für ein Kraftfahrzeug mit drei oder mehr Zonen bereitzustellen, welches es ermöglicht, einen maximal verfügbaren Warmluftstrom der Defrostfunktion als Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe zur Verfügung zu stellen und dem Luftauslass oder den Luftauslässen zur Frontscheibe zuzuführen. Dabei sollte die Luft gezielt geführt werden und sowohl die Anzahl der einzusetzenden Komponenten als auch deren Bauraumbedarf minimal sein. Die anfallenden Kosten für Herstellung, Montage und Wartung des Klimagerätes sollen minimal sein.
  • Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Klimagerät für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Klimagerät weist mindestens drei Mischkammern für mindestens drei individuell zu klimatisierende Zonen eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs auf. Dabei sind zwei Zonen als sogenannte Front-Zonen für die vordere Sitzreihe mit jeweils einer Zone für den Bereich des Fahrersitzes und für den Bereich des Beifahrersitzes ausgebildet. Die verbleibende mindestens eine Zone ist als dritte Zone für den Rückraum des Fahrgastraumes und damit für die hintere Sitzreihe vorgesehen. Wenn das Klimagerät lediglich eine Zone für den Rückraum des Fahrgastraums aufweist, umfasst die dritte Zone den Bereich der gesamten hinteren Sitzreihe. Falls für den Rückraum zwei oder mehr Zonen vorgesehen sind, kann entweder der Bereich der hinteren Sitzreihe in zwei oder mehr Unterbereiche unterteilt werden oder, beispielsweise in einem mehrere Sitzreihen aufweisenden Kleinbus, mindestens der Bereich einer weiteren hinteren Sitzreihe als eigene Zone mit regelbarer Zuluft für den Fahrgastraum versorgt werden.
    Zudem weist das Klimagerät mindestens einen Luftauslass zu einer Frontscheibe mit einer Luftleiteinrichtung zum Öffnen und Schließen des mindestens einen Luftauslasses auf. Der Luftauslass zur Frontscheibe ist im Einbauzustand des Klimagerätes in vertikaler Richtung nach oben und damit direkt zur Frontscheibe hin ausgerichtet. Durch die Anordnung der Klimageräte in Kraftfahrzeugen unterhalb und innerhalb des Armaturenbrettes kann die Frontscheibe optimal mit warmer Zuluft beaufschlagt werden.
  • Nach der Konzeption der Erfindung sind alle Mischkammern der einzelnen Zonen derart zueinander ausgerichtet und nebeneinander angeordnet, dass der mindestens eine Luftauslass zur Frontscheibe in sämtliche Mischkammern der Zonen einmündend ausgebildet ist. Die Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe ist zwischen zwei Endpositionen stufenlos verstellbar, wobei der Luftauslass in einer ersten Endposition der Luftleiteinrichtung vollständig verschlossen und in einer zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung vollständig geöffnet ist. In der zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung sind alle von den Mischkammern umschlossenen Volumina mit dem mindestens einen Luftauslass zur Frontscheibe verbunden.
    Mit dem vollständigen Öffnen der Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe werden alle Mischkammern geöffnet, sodass insbesondere beim Betrieb des Klimagerätes in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe die in den von den Mischkammern umschlossenen Volumina eingeschlossene Warmluft zur Frontscheibe ausströmt.
    Es versteht sich, dass die Öffnung jeder Mischkammer zum Luftauslass zur Frontscheibe einen ausreichenden Strömungsquerschnitt aufweist, um den in die Mischkammer einströmenden Warmluftstrom passieren zu lassen.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe um eine Rotationsachse drehbar ausgebildet. Zudem weist die Luftleiteinrichtung im Bereich der mindestens einen Mischkammer für die mindestens eine Zone für den Rückraum des Fahrgastraums eine Ausformung auf, welche im geschlossenen Zustand der Luftleiteinrichtung teilweise in Richtung der mindestens einen Mischkammer der mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums hervorragt.
  • Die Luftleiteinrichtung ist mit der Ausformung vorteilhaft derart mit einem Gehäuse korrespondierend ausgebildet, dass bei einer Drehung der Luftleiteinrichtung in einem Winkel innerhalb eines Bereiches einer Zwischenposition der Luftauslass im Bereich der Mischkammer der Zonen für den Frontbereich geöffnet und der Luftauslass im Bereich der mindestens einen Mischkammer der mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums verschlossen ist.
    Der Winkel der Drehung der Luftleiteinrichtung im Bereich einer Zwischenposition weist bevorzugt einen Wert größer als 0° und bis 30° auf.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind in jede Mischkammer ein Warmluftpfad und ein Kaltluftpfad einmündend ausgebildet. Dabei weist jeder Kaltluftpfad eine Kaltluftklappe und jeder Warmluftpfad auf einer zu einem Anschluss eines Verdampfers eines Kältemittelkreislaufs ausgerichteten Seite eine Warmluftklappe auf. Jeder Kaltluftpfad und jeder Warmluftpfad ist sich jeweils von einem ersten Ende, welches zum Verdampfer des Kältemittelkreislaufs ausgerichtet ist, bis zu einem zum ersten Ende distalen zweiten Ende erstreckend ausgebildet. Am zweiten Ende münden die Pfade in die jeweilige Mischkammer ein. Mittels des Verhältnisses der Öffnungsstellung von Warmluftklappe und Kaltluftklappe kann die gewünschte Temperatur der Zuluft für den Fahrgastraum eingestellt werden.
  • Innerhalb des Klimagerätes ist außer dem Verdampfer des Kältemittelkreislaufs vorteilhaft ein Heizwärmeübertrager derart ausgerichtet, dass jeweils ein Abschnitt der Wärmeübertragerfläche des Heizwärmeübertragers in einem zu jeder Mischkammer ausgebildeten Warmluftpfad angeordnet ist. Damit kann jede Mischkammer mit einem Warmluftstrom beaufschlagt und die Zuluft jeder Mischkammer zum Fahrgastraum auf eine gewünschte Temperatur geregelt werden.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Klimagerätes besteht folglich darin, dass die gesamte beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des Heizwärmeübertragers erwärmte Luft, unabhängig von der jeweiligen Zone des Klimagerätes durch vollständiges Öffnen der Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe, das heißt bei einer Stellung der Luftleiteinrichtung in der zweiten Endposition, entnommen und direkt zur Frontscheibe geleitet werden kann, ohne zusätzliche Einrichtungen, insbesondere Luftleiteinrichtungen vorsehen zu müssen.
    Während eines vom Betriebsmodus des Klimagerätes in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag einer Frontscheibe abweichenden Betriebsmodus, bei welchem die Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe lediglich einen geringen Strömungsquerschnitt des Luftauslasses freigibt, um zumindest einen geringen Luftstrom zur Frontscheibe zu gewährleisten, wird lediglich Luft aus den Mischkammern der Front-Zonen entnommen und zur Frontscheibe geleitet. Die Mischkammer oder Mischkammern der Zone oder Zonen für den Rückraum des Fahrgastraumes sind im Bereich des Luftauslasses zur Frontscheibe geschlossen und derart dimensioniert, dass die gesamte Warmluft zur Temperierung der Zuluft für die jeweilige Zone genutzt wird.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftleiteinrichtung des mindestens einen Luftauslasses zur Frontscheibe in einer vertikalen Richtung oberhalb der Mischkammern angeordnet. Dabei sind jeweils eine der Mischkammern der Front-Zonen in einer horizontalen Richtung außenseitig und die mindestens eine Mischkammer der mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums zwischen den Mischkammern der Front-Zonen ausgebildet.
  • Zum einen sind vorzugsweise die Warmluftklappen aller Mischkammern in einer horizontalen Richtung nebeneinander angeordnet. Zum anderen sind vorteilhaft die Kaltluftklappen aller Mischkammern in einer horizontalen Richtung nebeneinander ausgerichtet.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Warmluftklappen in einer ersten horizontalen Richtung eine gemeinsame Reihe ausbildend und die Kaltluftklappen in einer zweiten horizontalen Richtung eine gemeinsame Reihe ausbildend angeordnet. Dabei sind die derart ausgerichteten Reihen der Warmluftklappen und der Kaltluftklappen in einer vertikalen Richtung übereinander angeordnet, wobei die Reihe der Warmluftklappen in der vertikalen Richtung unterhalb der Reihe der Kaltluftklappen ausgebildet ist.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Warmluftklappe und die Kaltluftklappe von mindestens einer Zone über ein Koppelelement miteinander verbunden, sodass die Öffnungspositionen der Klappen derart miteinander gekoppelt sind, dass jeweils der gleiche Gesamtluftvolumenstrom durch den Warmluftpfad und den Kaltluftpfad geleitet wird und jeweils lediglich die Aufteilung des Luftvolumenstroms auf die Pfade variiert.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des Klimagerätes für ein Kraftfahrzeug gelöst. Nach der Konzeption der Erfindung werden bei einem Betrieb des Klimagerätes in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag einer Frontscheibe beim Verstellen einer Luftleiteinrichtung in eine zweite Endposition und vollständigen Öffnen der Luftleiteinrichtung alle von Mischkammern umschlossenen Volumina mit mindestens einem Luftauslass zur Frontscheibe verbunden, sodass in den von den Mischkammern umschlossenen Volumina eingeschlossene Warmluft vollständig zur Frontscheibe geleitet wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Betrieb des Klimagerätes in einem von der Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe abweichenden Betriebsmodus beim Verstellen der um eine Rotationsachse drehbar ausgebildeten Luftleiteinrichtung, ausgehend von einer ersten Endposition und vollständig geschlossenem Luftauslass um einen Winkel innerhalb eines Bereiches einer Zwischenposition der Luftauslass zur Frontscheibe im Bereich von Mischkammern von Zonen für den Frontbereich geöffnet und der Luftauslass im Bereich von mindestens einer Mischkammer einer mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums versch lassen.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1: ein erfindungsgemäßes Klimagerät in perspektivischer Ansicht,
    • 2: eine Schnittdarstellung des Klimagerätes im Bereich einer Mischkammer einer Zone für den Rückraum des Fahrgastraumes beim Betrieb im Kaltluftmodus in einer Seitenansicht,
    • 3: das Klimagerät mit geschlossener Luftleiteinrichtung des Luftauslasses zur Frontscheibe beim Betrieb im Kaltluftmodus nach 2,
    • 4: die Schnittdarstellung des Klimagerätes aus 2 beim Betrieb in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe und
    • 5: das Klimagerät mit geöffneter Luftleiteinrichtung des Luftauslasses zur Frontscheibe beim Betrieb zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe nach 4.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Klimagerät 1 in perspektivischer Ansicht. Das Klimagerät 1 weist vier Mischkammern 11, 12, 13 und 14 auf. Die beiden in horizontaler Richtung x außenseitig angeordneten Mischkammern 11, 14 sind jeweils einer Front-Zone, das heißt Zonen für die vordere Sitzreihe mit jeweils einer Zone für den Bereich des Fahrersitzes und einer Zone für den Bereich des Beifahrersitzes, zugeordnet, während die beiden Mischkammern 12, 13 zweier Zonen für den Rückraum des Fahrgastraumes mittig und damit in der horizontalen Richtung x zwischen den außenseitig angeordneten Mischkammern 11, 14 angeordnet sind.
    In jede Mischkammer 11, 12, 13, 14 ist jeweils ein Warmluftpfad und ein Kaltluftpfad einmündend angeordnet, wobei jeder Warmluftpfad mit einer Warmluftklappe 111, 121, 131, 141 und jeder Kaltluftpfad mit einer Kaltluftklappe 112, 122, 132, 142 verschließbar ausgebildet ist. Die Kaltluftklappen 112, 122, 132, 142 sind dabei eine in horizontaler Richtung x erste, obere Reihe ausbildend und die Warmluftklappen 111, 121, 131, 141 sind eine in horizontaler Richtung x zweite, untere Reihe ausbildend angeordnet. Die Warmluftklappen 111, 121, 131, 141 und die Kaltluftklappen 112, 122, 132, 142 sind in der Gesamtheit innerhalb eines Strömungspfades 15 mit einem nicht dargestellten Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs ausgerichtet.
    Ein derart von den in vertikaler Richtung y übereinander in Reihen angeordneten Klappen ausgebildetes Rechteck überdeckt vorteilhaft einen maximalen Anteil des Strömungsquerschnitts des mit dem Verdampfer ausgebildeten Strömungspfades 15.
    Die Mischkammern 11, 12, 13, 14 sind in Blickrichtung hinter den zumindest teilweise geöffneten Kaltluftklappen 112, 122, 132, 142 sowie den geschlossenen Warmluftklappen 111, 121, 131, 141 ausgebildet.
  • Die Warmluftklappe 121, 131 einer Zone für den Rückraum des Fahrgastraumes ist jeweils über ein mechanisches Koppelelement mit der Kaltluftklappe 122, 132 der gleichen Zone für den Rückraum des Fahrgastraumes mechanisch verbunden, sodass die Öffnungspositionen der Klappen derart miteinander korrespondieren, dass jeweils der gleiche Gesamtluftvolumenstrom durch den Warmluftpfad und den Kaltluftpfad der Zone geleitet wird und jeweils lediglich die Aufteilung des Luftvolumenstroms auf die Pfade variiert. Damit kann die Temperatur der Zuluft der Zone vorteilhaft mit lediglich einem Aktuator, wie einem Schritt-Motor oder einer manuellen Steuerung, eingestellt werden. Mit dem Aktuator wird das Verhältnis von Warmluftstrom zu Kaltluftstrom in die Mischkammer 12 ,13 direkt steuert.
  • Das Klimagerät 1 weist an einer Oberseite und damit in vertikaler Richtung y oben einen Luftauslass 16 zur Frontscheibe des Kraftfahrzeugs mit einer nicht dargestellten Luftleiteinrichtung auf. Weitere nicht dargestellte Luftauslässe, welche ebenfalls in die Mischkammern 11, 12, 13, 14 der einzelnen Zonen einmündend ausgebildet sind, sind beispielsweise in horizontaler Richtung x seitlich, in Blickrichtung rückwärtig beziehungsweise in vertikaler Richtung y unten am Gehäuse des Klimagerätes 1 ausgebildet.
  • In 2 ist eine Schnittdarstellung des Klimagerätes 1 im Bereich einer Mischkammer 12, 13 einer Zone für den Rückraum des Fahrgastraumes beim Betrieb im Kaltluftmodus in einer Seitenansicht gezeigt. 3 zeigt das Klimagerät 1 mit der geschlossenen Luftleiteinrichtung 161 des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe beim Betrieb im Kaltluftmodus nach 2 in einer Draufsicht. Innerhalb des Warmluftpfades 170 ist ein Heizwärmeübertrager 2 angeordnet, welcher sich über den gesamten Strömungsquerschnitt des Warmluftpfades 170 erstreckt. Die Warmluftklappe 121 des Warmluftpfades 170 ist geschlossen.
    Der in vertikaler Richtung y an der Oberseite ausgebildete Luftauslass 16 zur Frontscheibe ist mittels einer Luftleiteinrichtung 161 verschließbar und öffenbar. Der Luftauslass 16 und die Luftleiteinrichtung 161 erstrecken sich in horizontaler Richtung x derart, dass der Luftauslass 16 in jede der Mischkammern 11, 12, 13, 14 der Zonen einmündet.
    Die insbesondere als eine um eine Rotationsachse 163 drehbare Luftklappe ausgebildete Luftleiteinrichtung 161 weist eine Ausformung 162 auf, welche lediglich im Bereich der beiden in horizontaler Richtung x mittig angeordneten Mischkammern 12, 13 ausgebildet ist. Die in Richtung der Mischkammer 12, 13 ausgerichtete Ausformung 162 ermöglicht es, die Luftleiteinrichtung 161 für alle Mischkammern 11, 12, 13, 14 derart zu öffnen, dass aus den in horizontaler Richtung x mittig angeordneten Mischkammern 12, 13 kein Luftstrom ausströmt, während die in horizontaler Richtung x außen angeordneten Mischkammern 11, 14 zum Luftauslass 16 zur Frontscheibe geöffnet sind.
    Die Ausformung 162 korrespondiert im Bereich der Öffnung des Luftauslasses mit dem Gehäuse derart, dass auch bei einer Drehung der Luftleiteinrichtung 161 in einem bestimmten Winkel α, insbesondere bis etwa 30°, um die Rotationsachse 163 die Mischkammer 12, 13 im Bereich des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe verschlossen bleibt, während die Mischkammern 11, 14 der Front-Zonen im Bereich des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe geöffnet sind.
  • In den 2 und 3 ist ein Betrieb des Klimagerätes 1 im Kühlmodus mit einem Regelungszustand der Mischkammer 12, 13 bei höheren Umgebungstemperaturen dargestellt. Die Warmluftklappe 121, 131 ist geschlossen. Die Kaltluftklappe 122, 132 ist vollständig geöffnet. Die Luftleiteinrichtung 161 des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe ist geschlossen. Eine Luftleiteinrichtung 126 eines Luftauslasses 125, 135 zum Fußraum ist geöffnet, sodass die durch den Kaltluftpfad 171 mit der Kaltluftklappe 122, 132 in Strömungsrichtung 172 als Kaltluft in die Mischkammer 12, 13 einströmende Luft durch den Luftauslass 125, 135 mit der Luftleiteinrichtung 126 als Zuluft für den Fahrgastraum als Kaltluft aus dem Klimagerät 1 ausströmt.
  • 4 zeigt die Schnittdarstellung des Klimagerätes 1 aus 2 beim Betrieb in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe. In 5 ist das Klimagerät 1 mit geöffneter Luftleiteinrichtung 161 des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe beim Betrieb zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe nach 4 in einer Draufsicht gezeigt.
    Die Warmluftklappe 121, 131 ist vollständig geöffnet. Die Kaltluftklappe 122, 132 ist geschlossen. Die Luftleiteinrichtung 126 des Luftauslasses 125, 135 zum Fußraum ist geschlossen. Die Luftleiteinrichtung 161 des Luftauslasses 16 zur Frontscheibe ist vollständig geöffnet, sodass die beim Überströmen des Verdampfers konditionierte und als Kaltluft in den Warmluftpfad 170 mit der Warmluftklappe 121, 131 und dem Heizwärmeübertrager 2 einströmende Luft beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des Heizwärmeübertragers 2 erwärmt wird und als Warmluft in Strömungsrichtung 172 in die Mischkammer 12, 13 eingeleitet sowie als Warmluft durch den Luftauslass 16 mit der Luftleiteinrichtung 161 als Zuluft für den Fahrgastraum aus dem Klimagerät 1 an die Frontscheibe ausströmt. Damit wird sämtliche in die Mischkammern 11, 12, 13, 14 als Warmluft einströmende Zuluft durch den Luftauslass 16 zur Frontscheibe geleitet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Klimagerät
    2
    Heizwärmeübertrager
    11, 12, 13, 14
    Mischkammer
    111
    Warmluftklappe Mischkammer 11
    112
    Kaltluftklappe Mischkammer 11
    125
    Luftauslass Fußraum Mischkammer 12
    121
    Warmluftklappe Mischkammer 12
    122
    Kaltluftklappe Mischkammer 12
    126
    Luftleiteinrichtung Luftauslass
    131
    Warmluftklappe Mischkammer 13
    132
    Kaltluftklappe Mischkammer 13
    135
    Luftauslass Fußraum Mischkammer 13
    141
    Warmluftklappe Mischkammer 14
    142
    Kaltluftklappe Mischkammer 14
    15
    Strömungspfad
    16
    Luftauslass Frontscheibe
    161
    Luftleiteinrichtung Luftauslass 16
    162
    Ausformung Luftleiteinrichtung 161
    163
    Rotationsachse Luftleiteinrichtung 161
    170
    Warmluftpfad
    171
    Kaltluftpfad
    172
    Strömungsrichtung Luft
    x
    horizontale Richtung
    y
    vertikale Richtung
    α
    Winkel

Claims (12)

  1. Klimagerät (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend - mindestens drei Mischkammern (11, 12, 13, 14) für mindestens drei individuell zu klimatisierende Zonen eines Fahrgastraums, wobei zwei der Zonen als Front-Zonen für den Frontbereich des Fahrgastraums und mindestens eine Zone für den Rückraum des Fahrgastraums ausgebildet sind, und - mindestens einen Luftauslass (16) zu einer Frontscheibe mit einer Luftleiteinrichtung (161) zum Öffnen und Schließen des Luftauslasses (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammern (11, 12, 13, 14) der Zonen derart zueinander angeordnet sind, dass der mindestens eine Luftauslass (16) zur Frontscheibe in sämtliche Mischkammern (11, 12, 13, 14) der Zonen einmündend ausgebildet ist und die Luftleiteinrichtung (161) zwischen zwei Endpositionen stufenlos verstellbar ausgebildet ist, wobei der Luftauslass (16) in einer ersten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) vollständig verschlossen und in einer zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) vollständig geöffnet ist, wobei in der zweiten Endposition der Luftleiteinrichtung (161) alle von den Mischkammern (11, 12, 13, 14) umschlossenen Volumina mit dem Luftauslass (16) zur Frontscheibe verbunden sind.
  2. Klimagerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (161) des mindestens einen Luftauslasses (16) zur Frontscheibe um eine Rotationsachse (163) drehbar ausgebildet ist und im Bereich der mindestens einen Mischkammer (12, 13) für die mindestens eine Zone für den Rückraum des Fahrgastraums eine Ausformung (162) aufweist, welche im geschlossenen Zustand der Luftleiteinrichtung (161) teilweise in Richtung der mindestens einen Mischkammer (12, 13) der mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums hervorragt.
  3. Klimagerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (161) mit der Ausformung (162) derart mit einem Gehäuse korrespondierend ausgebildet ist, dass bei einer Drehung der Luftleiteinrichtung (161) in einem Winkel (α) innerhalb eines Bereiches einer Zwischenposition der Luftauslass (16) im Bereich der Mischkammer (11, 14) der Zonen für den Frontbereich geöffnet und der Luftauslass (16) im Bereich der mindestens einen Mischkammer (12, 13) der mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums verschlossen ist.
  4. Klimagerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) einen Wert im Bereich größer als 0° bis 30° aufweist.
  5. Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jede Mischkammer (11, 12, 13, 14) ein Warmluftpfad (170) und ein Kaltluftpfad (171) einmündend ausgebildet sind, wobei jeder Kaltluftpfad (171) eine Kaltluftklappe (112, 122, 132, 142) und jeder Warmluftpfad (170) auf einer zu einem Anschluss eines Verdampfers eines Kältemittelkreislaufs ausgerichteten Seite eine Warmluftklappe (111, 121, 131, 141) aufweist.
  6. Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (161) des mindestens einen Luftauslasses (16) zur Frontscheibe in einer vertikalen Richtung (y) oberhalb der Mischkammern (11, 12, 13, 14) angeordnet ist, wobei jeweils eine der Mischkammern (11, 14) der Front-Zonen in einer horizontalen Richtung (x) außenseitig und die mindestens eine Mischkammer (12, 13) der mindestens einen Zone für den Rückraum zwischen den Mischkammern (11, 14) der Front-Zonen ausgebildet sind.
  7. Klimagerät (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftklappen (111, 121, 131, 141) aller Mischkammern (11, 12, 13, 14) in einer horizontalen Richtung (x) nebeneinander angeordnet sind.
  8. Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltluftklappen (112, 122, 132, 142) aller Mischkammern (11, 12, 13, 14) in einer horizontalen Richtung (x) nebeneinander angeordnet sind.
  9. Klimagerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftklappen (111, 121, 131, 141) in einer horizontalen Richtung (x) eine gemeinsame Reihe ausbildend und die Kaltluftklappen (112, 122, 132, 142) in einer horizontalen Richtung (x) eine gemeinsame Reihe ausbildend angeordnet sind, wobei die derart ausgebildeten Reihen in einer vertikalen Richtung (y) übereinander angeordnet sind und die Reihe der Warmluftklappen (111, 121, 131, 141) in der vertikalen Richtung (y) unterhalb der Reihe der Kaltluftklappen (112, 122, 132, 142) angeordnet ist.
  10. Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftklappe (111, 121, 131, 141) und die Kaltluftklappe (112, 122, 132, 142) von mindestens einer Zone über ein Koppelelement miteinander verbunden sind.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Klimagerätes (1) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Klimagerätes (1) in einer Funktion zum Entfernen von Beschlag einer Frontscheibe beim Verstellen einer Luftleiteinrichtung (161) in eine zweite Endposition und vollständigen Öffnen der Luftleiteinrichtung (161) alle von Mischkammern (11, 12, 13, 14) umschlossenen Volumina mit mindestens einem Luftauslass (16) zur Frontscheibe verbunden werden, sodass in den von den Mischkammern (11, 12, 13, 14) umschlossenen Volumina eingeschlossene Warmluft vollständig zur Frontscheibe geleitet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Klimagerätes (1) in einem von der Funktion zum Entfernen von Beschlag der Frontscheibe abweichenden Betriebsmodus beim Verstellen der um eine Rotationsachse (163) drehbar ausgebildeten Luftleiteinrichtung (161), ausgehend von einer ersten Endposition und vollständig geschlossenem Luftauslass (16) um einen Winkel (α) innerhalb eines Bereiches einer Zwischenposition der Luftauslass (16) zur Frontscheibe im Bereich von Mischkammern (11, 14) von Zonen für den Frontbereich geöffnet und der Luftauslass (16) im Bereich von mindestens einer Mischkammer (12, 13) einer mindestens einen Zone für den Rückraum des Fahrgastraums verschlossen ist.
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