DE3039148A1

DE3039148A1 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE3039148A1
Application number: DE19803039148
Authority: DE
Inventors: Katsuaki Matsushima; Masayuki Toyota Aichi Sakai
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1981-04-30
Also published as: US4356965A; DE3039148C2; JPS5848890Y2; JPS5660613U

Description

- Rum nur - Κιμμγ Patentanwälte und

UUHLING IVINMU Vertreter beim EPA

Grupe - Pellmann ^ SSS^Ä

3039148 Dipl.-Ing. R. Kinne

~ ⁷ ~ Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. 8. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20240! 8000 München 2

TeL: 0 89-5396 53

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent Münchei

16. Oktober 1980 DE 0706 / case AT-F-372

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

Klimaanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage zum Erwärmen und Umwälzen von Luft im Innenraum eines Automobiles oder anderen Kraftfahrzeuges. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Heizeinrichtung mit einer einstellbaren Luftklappe zur Regulierung des Mischungsverhältnisses für sogenannten Zweifachbetrieb, bei dem dem Fußbereich einer Person auf einem Vordersitz eines Kraftfahrzeuges verhältnismäßig wärmere Luft zugeführt wird, während gleichzeitig verhältnismäßig kältere Luft dem Oberkörperbereich der Person zugeführt wird.

Es sind verschiedene Klimaanlagen bzw. Luftaufbereitungsanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt. Die einfachsten dieser Anlagen bestehen praktisch nur aus einem Heizelement, das im Innenraum des Kraftfahrzeuges angebracht ist, und einem Geblase, das Luft durch das Heizelement bläst, die im Innenraum,

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in dem sich auch die Fahrzeuginsassen befinden, umgewälzt wird. Als Verbesserung einer solchen Anlage ist es bekannt, ein Leitungssystem vorzusehen, das die Luft von einem Gebläse, dessen Wirkung auch alternativ durch die Staudruckwirkung auf der Außenseite des fahrenden Kraftfahrzeuges ersetzt sein kann, durch das Heizelement und danach durch verschiedene Leitungen leitet, die zu verschiedenen Bereichen im Inneren des Kraftfahrzeuges führen und bei denen es sich beispielsweise um Entfrosterleitungen, die erwärmte Luft zur Windschutzscheibe leiten, damit bei sehr kaltem Wetter niedergeschlagene Feuchtigkeit und Eis entfernt werden, und Fußraumleitungen, die warme Luft zu den Füßen von Fahrzeuginsassen auf den Vordersitzen und bisweilen auch auf den Hintersitzen des Fahrzeuges leiten, und dergleichen handeln kann.

Es ist festgestellt worden, daß sich in einem engen Raum, beispielsweise dem Inneren eines Kraftfahrzeuges, eingeschlossene Menschen unter ergonomischen Gesichtspunkten am wohlsten fühlen - soweit die Umwälzung aufbereiteter Luft betroffen ist -, wenn ihre unteren Körperbereiche wie beispielsweise ihre Füße wärmer als ihre oberen Körperbereiche wie beispielsweise die Köpfe gehalten werden. Es ist daher die Forderung nach einer Klimaanlage entstanden, die den sogenannten Zweifachbetrieb ermöglicht, bei dem dem unteren Körperbereich, d.h. den Füßen,einer auf dem Fahrersitz oder einem Beifahrersitz eines Kraftfahrzeuges sitzenden Person erwärmte Luft zugeführt wird, während deutlich kühlere Luft, möglicherweise auch fast überhaupt nicht erwärmte Luft, zum oberen Körperbereich, d,h. zum Kopf, einer solchen Person geblasen wird. Im Hinblick auf die vielen verschiedenen Wetterbedingungen, mit denen bei der Benutzung eines Kraftfahrzeuges gerechnet werden muß, ist es ferner selbstverständlich zweckmäßig, wenn die Temperatur der beiden genannten Luftströme, der Temperaturunterschied zwischen den Luftströmen und die Durchflüsse der beiden Luftströme einzeln und unabhängig voneinander einstell-

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bar sind. Ferner ist es sinnvoll, bei der Auslegung einer solchen Klimaanlage vorzusehen, daß sie nur eine 'Gebläseeinrichtung wie beispielsweise ein Motorgebläse aufweist und daß sie so einfach wie möglich ist und keine große Anzahl von Luftklappen und Schiebern zum Regulieren der Luftströme zu den verschiedenen Bereichen benötigt, da nicht damit gerechnet werden kann, daß der Benutzer eines Fahrzeuges viel Mühe aufwendet, um die genaue Funktionsweise einer komplizierten Klimaanlage zu verstehen, und eine Klimaanlage, wenn sie übermäßig kompliziert ist und mit zu vielen Bedienungselementen versehen ist, wahrscheinlich nicht so betätigt und eingestellt werden wird, daß sie hinsichtlich der Luftumwälzung und -aufbereitung beste Ergebnisse liefert.

Im Hinblick auf diese Anforderungen ist bereits eine Klimaanlage vorgeschlagen und ausgeführt worden, die in folgender Weise ausgebildet ist. In eine Leitung für Luft, in die am stromauf gelegenen Ende von einem Motorgebläse oder durch Staudruckwirkung bei fahrendem Fahrzeug oder dergleichen Luft eingeblasen wird, ist ein Heizelement eingebaut, das sich über einen Teil der Querschnittsfläche der Leitung erstreckt. Stromauf des Heizelementes ist eine bewegbare Luftklappe angeordnet, die den in die Leitung einströmenden Luftstrom in einen ersten Luftstromantei.l, der durch das Heizelement strömt, sowie einen zweiten Luftstromanteil aufteilt, der am Heizelement vorbeiströmt. Stromab des Heizelementes sind ein erster Luftauslaß und ein zweiter Luftauslaß ausgebildet, die von der Leitung ausgehen. Der erste Luftauslaß, der allgemein als Heizluftauslaß bezeichnet wird, dient dazu, Luft zum unteren Körperbereich, d.h. den Füßen, einer auf dem Fahrersitz oder vorderen Beifahrersitz des Kraftfahrzeuges sitzenden Person zu leiten, und der zweite Luftauslaß, der allgemein als Belüftungs- oder Frischluftauslaß bezeichnet wird, dient dazu, Luft zum oberen Teil des Körpers, d.h. dem Kopf, der Person zu leiten. Zum wahlweisen öffnen

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und Schließen des ersten Luftauslasses und des zweiten Luftauslasses sind Auslaßklappen vorgesehen. Bei richtiger Konstruktion und richtiger Formgebung der Luftleitung sowie richtiger Anordnung und Ausbildung des ersten Luftauslasses und des zweiten Luftauslasses kann diese Klimaanlage drei Betriebsweisen haben:

(a) einen Heizbetrieb, während dessen nur durch den ersten Luftauslaß erwärmte Luft den Füßen einer auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person zugeführt wird; (b) einen Belüftungs- bzw. Frischluftbetrieb _r während dessen nur aus dem zweiten Luftauslaß nicht erwärmte Luft dem Kopf der auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person zugeführt wird; und

(c) einen Zweifachbetrieb, während dessen verhältnismäßig ' wärmere Luft am ersten Luftauslaß vorliegt und im wesentlichen den Füßen der auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person zugeführt wird und gleichzeitig verhältnismäßig kühlere Luft am zweiten Luftauslaß verfügbar ist, die im wesentlichen zum Kopf der Person geleitet wird.

Die verhältnismäßig wärmere Luft wird hier unter anderem auch als Heizluft bezeichnet, selbst wenn sie zugemischte, nicht erwärmte Luft enthält, und die verhältnismäßig kühlere Luft wird hier unter anderem auch als Frischluft bezeichnet, selbst wenn sie teilweise erwärmte Luft enthält und selbst wenn sie sogar gleiche Temperatur wie die Heizluft hat.

Die vorstehend beschriebene Funktionsweise wird in folgender Weise erreicht.

Wenn die Luftklappe so eingestellt ist, daß sie den zweiten Luftstromanteil praktisch unterbindet, so daß praktisch die gesamte in die Leitung einströmende Luft durch das Heizelement strömt, dann liegt stromab des mittleren Bereiches der Leitung_/ in dem das Heizelement angebracht ist, nur verhält-

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nismäßig warme Luft vor. Wenn in diesem Zustand der zweite Luftauslaß, d.h. der Frischluftauslaß, durch entsprechende Betätigung seiner Auslaßklappe geschlossen ist und der erste Auslaß, d.h. der Heizluftauslaß, durch entsprechende Betätigung seiner Auslaßklappe offen ist, liegt der vorstehend erwähnte Heizbetrieb vor, während dessen warme Luft zum Fußbereich einer auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person geleitet wird.

Wenn die Luftklappe so eingestellt ist, daß sie den ersten Luftstromanteil praktisch unterbindet, so daß praktisch kein Anteil der in die Leitung eintretenden Luft durch das Heizelement strömt und die Luft praktisch vollständig am Heizelement vorbeiströmt, liegt stromab des Heizelementes praktisch kalte Luft vor. Wenn in diesem Zustand der erste Luftauslaß, d.h. der Heizluftauslaß, durch entsprechende Betätigung seiner Auslaßklappe praktisch geschlossen ist und der zweite Luftauslaß, d.h. der Frischluftauslaß, durch entsprechende Betätigung seiner Auslaßklappe offen ist, liegt der Frischluftbetrieb vor, während dessen im wesentlichen kalte Luft zum Oberkörperbereich oder dem Kopf der auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person aus dem Frischluftauslaß geleitet wird.

Wenn schließlich die Luftklappe eine Zwischenstellung einnimmt, in der die in die Luftleitung eingeleitete Luft in einen ersten Luftstromanteil und einen zweiten Luftstromanteil, die ungefähr gleich sind, aufgeteilt wird, wobei der erste Luftstromanteil durch das Heizelement strömt und der zweite Luftstromanteil am Heizelement vorbeiströmt, und wenn sowohl der erste Luftauslaß, d.h. der Heizluftauslaß, als auch der zweite Luftauslaß, d.h. der Frischluftauslaß, durch entsprechende Betätigung ihrer Auslaßklappen geöffnet sind, und wenn die Ausbildung des stromab liegenden Abschnittes der Leitung sowie die Orte des ersten Luftauslasses und des zwei-

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ten Luftauslasses richtig gewählt sind, dann strömt der erste Luftstromanteil, der beim Durchströmen des Heizelementes erwärmt worden ist, hauptsächlich durch den ersten Luftauslaß, d.h. den Heizluftauslaß, aus und strömt der zweite Luftstromanteil, der nicht erwärmt worden ist, da er am Heizelement vorbeigeströmt ist, hauptsächlich durch den zweiten Luftauslaß, d.h. den Frischluftauslaß, aus. Dies ist möglich, da eine Vermischung des ersten LuftStromanteils und des zweiten Luftstromanteils stromab des Heizelementes nicht sofort auftritt; bei entsprechender Formgebung des stromab des Heizelementes liegenden Abschnittes der Leitung kann diese Vermischung wirksam ausgeschlossen werden. In diesem Zustand liegt somit der Zweifachbetrieb vor, bei dem warme Luft auf die unteren Körperbereiche oder die Füße der auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person gerichtet wird und bei dem kältere Luft auf die Oberkörperbereiche oder den Kopf der Person gerichtet wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß der Zustand "warme Füße, kühler Kopf" erreicht wird. Selbstverständlich erfolgt durch Vermischen des ersten Luftstromanteils mit dem zweiten Luftstromanteil stromab des Heizelementes eine gewisse Erwärmung der Frischluft aus dem zweiten Luftauslaß bzw. Frischluftauslaß und eine gewisse Abkühlung der Heizluft aus dem ersten Luftauslaß bzw. Heizluftauslaß; dies kann sich jedoch günstig auf das durch die Klimaanlage hervorgerufene Wohlbefinden auswirken.

Die vorbeschriebene Klimaanlage mit Zweifachbetrieb hat sich im praktischen Einsatz als recht befriedigend erwiesen, da sie Zweifachbetrieb ermöglicht, bei dem der Zustand "warme Füße, kühler Kopf" für den Fahrer erreicht wird. Die bekannte Klimaanlage arbeitet jedoch nicht perfekt, und ferner fehlt es ihr an Einstellbarkeit. Die Mischungsverhältnisse des ersten Luftstromanteils und des zweiten Luftstromanteils, d.h. genauer die Anteile, zu denen die Luft aus dem ersten Luftauslaß bzw. Heizluftauslaß aus Luft vom ersten Lüftstroman-

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teil und Luft vom zweiten Luftstromanteil zusammengesetzt ist, und die Anteile; zu denen die Frischluft aus dem zweiten Luftauslaß bzw. Frischluftauslas aus Luft vom ersten Luftstromanteil und vom zweiten Luftstromanteil zusammengesetzt ist,sind durch die körperliche Ausbildung der Luftleitung und der Luftauslässe konstruktiv in der Anlage vorgegeben und können, bei festliegenden Durchflüssen des ersten Luftstromanteils und des zweiten Luftstromanteils, durch den Fahrer des Fahrzeuges nicht wahlweise verändert werden.

Ferner kann im Zweifachbetrieb der Unterschied zwischen der Temperatur der kühleren Luft, die durch den zweiten Luftauslaß bzw. Frischluftauslaß zum Kopf der auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sitzenden Person geleitet wird_/ und der Temperatur der wärmeren Luft, die durch den ersten Luftauslaß bzw. Heizluftauslaß zu den Füßen der Person geleitet wird, nicht eingestellt werden. Da verschiedene Fahrer unterschiedliche Intensitäten des Zustandes "wärme Füße, kühler Kopf" bevorzugen, besteht somit hinsichtlich der Steuerbarkeit ein Problem.

Ferner ist bei der herkömmlich ausgebildeten Klimaanlage ein Problem aufgetreten, das darin besteht, daß im Nicht-Zweifachbetrieb bisweilen eine störende Ungleichmäßigkeit der Temperatur der aus dem Heizluftauslaß und dem Frischluftauslaß auftretenden Luft aufgetreten ist, weil sich der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil stromab des Heizelementes nicht immer ausreichend mischen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Klimaanlage zum Erwärmen, Aufbereiten und Steuern eines Luftstromes zu schaffen, die in sehr gut steuerbarer Weise im Zweifachbetrieb den Zustand "warme Füße, kühler Kopf" liefern kann und bei der die Temperatursteuerbarkeit weder im Heizbetrieb noch im Belüftungsbetrieb verschlechtert ist. 35

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Bei der zu schaffenden Klimaanlage soll im Zweifachbetrieb der Unterschied zwischen der Temperatur der durch den Frischluftauslaß zum Kopf der auf dem Vordersitz des mit der Klimaanlage ausgerüsteten Fahrzeuges sitzenden Person gerichteten Luft und der Temperatur der durch den Heizluftauslaß zu den Füßen der Person gerichteten Luft frei einstellbar sein, damit im Zweifachbetrieb die Intensität des Zustandes "warme Füße, kühler Kopf" steuerbar ist.

Ferner soll bei der zu schaffenden Klimaanlage, bei der ein erster Luftstromanteil dem Heizelement zugeführt wird und ein zweiter Luftstromanteil am Heizelement vorbeiströmt, die Intensität der Vermischung zwischen dem ersten Luftstromanteil und dem zweiten Luftstromanteil· stromab des Heizeiementes steuerbar sein, damit die Intensität des Zustandes "warme Füße, kühler Kopf" steuerbar ist, der die Person in dem Fahrzeug ausgesetzt ist, das mit der Klimaanlage ausgerüstet ist.

Schließlich soll die zu schaffende Klimaanlage im Nicht-Zweifachbetrieb hohe Gleichmäßigkeit der Temperatur der Luft aufweisen, die aus dem Heizluftauslaß bzw. dem Frischluftauslaß der Klimaanlage ausgeblasen wird.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Klimaanlage zum Aufbereiten und Steuern eines Luftstromes, die sich auszeichnet durch ein Leitungssystem, in dessen stromauf gelegenes Ende der Luftstrom eingeleitet wird, ein Heizelement, das innerhalb des Leitungssystems angebracht ist, eine erste Luftklappe, die im Leitungssystem stromauf des Heizelementes angebracht ist und den Luftstrom in einen ersten Luftstromanteil, der durch das Heizeiement strömt, sowie einen zweiten Luftstromanteil· teiit, der nicht durch das Heizel·ement strömt, einen ersten Luftausiaß und einen zweiten Luft^ ausiaß aus dem Leitungssystem, die stromab des Heizeiementes ausgebiidet sind, und eine zweite Luftkiappe, die im Leitungs-

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system stromauf des ersten Auslasses und des zweiten Auslasses sowie stromab des Heizelementes angebracht ist und zwischen einer ersten Stellung sowie einer zweiten Stellung verstellbar ist, wobei die zweite Luftklappe in der ersten Stellung den ersten Luftstromanteil und den zweiten Luftstromanteil voneinander trennt und daran hindert, sich miteinander zu mischen, und dafür sorgt, daß der erste Luftstromanteil entlang der einen Seite der zweiten Luftklappe und der zweite Luftstromanteil entlang der anderen Seite der zweiten Luftklappe strömt, so daß sich die zwei Luftstromanteile erst stromab der zweiten Luftklapoe treffen und nicht vollständig vermischen und so daß die durch den ersten Luftauslaß ausströmende Luft überwiegend aus Luft vom ersten Luftstromanteil besteht und die aus dem zweiten Luftauslaß ausströmende Luft überwiegend aus Luft vom zweiten Luftstromanteil besteht, und wobei die zweite Luftklappe in ihrer zweiten Stellung das Vermischen des ersten Luftstromanteiles mit dem zweiten Luftstromanteil nicht wesentlich behindert, so daß sich der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil stromab der zweiten Luftklappe treffen und praktisch vollständig miteinander mischen und so daß die durch den ersten Luftauslaß ausströmende Luft zu ungefähr gleichen Anteilen wie die aus dem zweiten Luftauslaß ausströmende Luft aus Luft vom ersten Luftstromanteil und Luft vom zweiten Luftstromanteil besteht, und wobei dann, wenn das Heizelement den ersten Luftstromanteil erwärmt, durch Einstellen der zweiten Luftklappe in ihre erste Stellung oder ihre zweite Stellung dafür gesorgt ist, daß entweder, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, hauptsächlich erwärmte Luft aus dem ersten Luftauslaß und hauptsächlich nicht erwärmte Luft aus dem zweiten Luftauslaß erhalten werden kann, oder alternativ, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, Luft mit zumindest annähernd gleichen Temperaturen aus dem ersten Luftauslaß und dem zweiten Luftauslaß erhalten werden kann.

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Wenn bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, treffen sich der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil· stromab des Heizelementes, wobei sie sich intensiv vermischen, so daß die am ersten Luftauslaß verfügbare Luft und die am zweiten Luftauslaß verfügbare Luft praktisch gleiche Temperaturen haben. Dies heißt mit anderen Worten, daß die aus dem ersten Luftauslaß austretende Luft aus Luft vom ersten Luftstromanteil und vom zweiten Luftstromanteil· in praktisch gieichen Anteiien zusammengesetzt ist wie die Luft aus dem zweiten Luf tausl·aß, so daß dann, wenn der erste Luftausl·aß und der zweite Luftausiaß jeweils eine eigene Auslaß^appe zur wahlweisen Steuerung der austretenden Durchflußmenge aufweist, die Durchflußmenge dieser Luft je nach den Wünschen der Bedienperson frei gesteuert werden kann, ohne daß der beschriebene Zustand merkbar gestört wird, daß zwischen den beiden aus den Luftausiässen auftretenden Luftströmen kein Temperaturunterschied besteht. Wenn dagegen die zweite Luftklappe ihre erste Ste^ung ·-■ innimmt, strömt der erste Luftstromanteil· entlang der einen Seite der zweiten Luftklappe und strömt der zweite Luftstromanteil· entiang der anderen Seite der zweiten Luft- ^appe, wobei sich die beiden Luftstromanteiie stromab der zweiten Luftkiappe nicht vo^ständig mischen, so daß die durch den ersten Luftausiaß ausströmende Luft größtenteiis aus Luft vom ersten Luftstromanteil· besteht und im Gegensatz dazu die aus dem zweiten Luftausiaß ausströmende Luft größtenteils aus Luft vom zweiten Luftstromanteil· besteht. Dies heißt mit anderen Worten, daß in diesem Zustand die Luft aus dem ersten Luftauslaß aus Luft vom ersten Luftstromanteil· und vom zweiten Luftstromanteil· in Anteiien besteht, die sich erhebiich von den Anteiien der durch den zweiten- Luftausiaß austretenden Luft unterscheiden. In diesem Fail· ist somit'der erläuterte Zweifachbetrieb möglich. Wenn der erste Luftauslaß zum unteren Körperbereich oder den Füßen der auf dem Vordersitz des mit der Klimaaniage ausgerüsteten Fahrzeuges sitzenden Person ge-

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richtet ist und der zweite Luftauslaß zum Oberkörperbereich oder dem Kopf der Pe"rson gerichtet ist,kann die Bedienperson der Klimaanlage den Zustand "warme Füße, kühler Kopf" herstellen.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die zweite Luftklappe im Bereich zwischen ihrer ersten Stellung und ihrer zweiten Stellung kontinuierlich bewegbar und einstellbar ist, so daß die Klimaanlage einen abgestuften Bereich von Zuständen des Luftstromes liefern kann, der vom Zustand mit unterteiltem Luftstrom, bei dem die zweite Luftklappe in ihrer ersten Stellung ist, durch einen Bereich von Zuständen mit zunehmend geringerem Luftstromtemperaturunterscheid zwischen dem ersten Luftauslaß und dem zweiten Luftauslaß bis zu dem praktisch unterschiedslosen Zustand reicht, der vorliegt, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt.

Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Klimaanlage kann die Intensität des Zustandes "warme Füße, kühler Kopf" von einem Maximalwert der Intensität, bei dem die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, bis zu einem Minimalwert der Intensität kontinuierlich verändert werden, bei dem die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt. Dies heißt mit anderen Worten, daß je nach der Stellung der zweiten Luftklappe in ihrem Stellbereich der Unterschied zwischen den Anteilen, zu denen die am ersten Luftauslaß verfügbare Luft aus Luft vom ersten Luftstromanteil und vom zweiten Luftstromanteil besteht, und den Anteilen, zu denen die am zweiten Luftauslaß verfügbare Luft aus Luft vom ersten Luftstromanteil und vom zweiten Luftstromanteil besteht, stufenlos von einem Maximalwert zu einem Minimalwert veränderbar ist. Demzufolge ist bei der Klimaanlage eine sehr gute Steuerbarkeit der Zweifachwirkung, d.h* des Zustandes "warme Füße, kühler Kopf",möglich.

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In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die erste Luftklappe zur Änderung der relativen Durchflußmengen des ersten Luftstromanteiles und des zweiten Luftstromanteiles in einem Bereich von Stellungen verstellbar ist, so daß durch Verstellen der ersten Luftklappe die mittleren Temperaturwerte der durch den ersten Luftauslaß strömenden Luft und der durch den zweiten Luftauslaß strömenden Luft geändert werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die erste Luftklappe in eine erste Stellung, in der die Luftklappe den ersten Luftstromanteil· praktisch vollständig unterbindet, sowie eine zweite Stellung bewegbar ist, in der sie den zweiten Luftstromanteil praktisch vollständig unterbindet, so daß es durch Einstellen der ersten Luftklappe in ihre erste Stellung möglich ist, einen Strom praktisch vollständig unerwärmter Luft durch den ersten Luftauslaß und durch den zweiten Luftauslaß zu erhalten, und so daß es durch Einstellen der ersten Luftklappe in die zweite Stellung möglich ist, einen Strom praktisch vollständig erwärmter Luft aus dem ersten Luftauslaß und aus dem zweiten Luftauslaß zu erhalten.

Bei dieser Ausbildung kann die Klimaanlage auch im Heizbetrieb betrieben werden, bei dem die durch das Leitungssystem strömende Luft als.erster Luftstromanteil praktisch vollständig durch das Heizelement geleitet wird und praktisch keine Luft für den zweiten Luftstromanteil übrigbleibt, so daß Luft mit der maximal erreichbaren Temperatur sowohl aus dem ersten Luftauslaß als auch aus dem zweiten Luftäuslaß austritt. Ausserdem ist der Belüftungsbetrieb möglich, bei dem die durch das Leitungssystem strömende Luft als zweiter Luftströmanteil· praktisch voilständig aiii Heizelement vorbeigeleitet wird und praktisch keine Luft für den ersten Luftströmanteil, der durch das Heizelement geht, übrigbleibt, So daß Luft mit der minimal erreichbaren Temperatur sowohl am ersten Luftauslaß als auch am zweiten Luftauslaß atistritt.

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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß das Leitungssystem eine Hauptleitung, in der das Heizelement derart angeordnet ist, daß es sich über einen Teil der Querschnittsfläche der Hauptleitung erstreckt, eine mit einer Öffnung versehene Trennwand, die quer zum äußersten, stromab gelegenen Bereich der Hauptleitung verläuft und deren Ende bildet, sowie stromab der Trennwand eine auslaßseitige Verteilerkammer umfaßt, von der der erste Luftauslaß und der zweite Luftauslaß ausgehen, wobei die Trennwand einen Teil der Wand der Verteilerkammer bildet und wobei der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil in der auslaßseitigen Verteilerkammer umgewälzt und gut gemischt werden können, wenn sich die zweite Luftklappe in ihrer zweiten Stellung befindet.

Bei dieser Ausbildung strömen der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil durch die Öffnung in der Trennwand, bevor sie sich nennenswert miteinander vermischen, und die beiden Luftstromanteile werden entweder in der Verteilerkammer vermischt, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, oder in der Verteilerkammer nicht stark miteinander vermischt, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt. Die Verteilerkammer, deren Wand teilweise von der Trennwand mit der darin ausgebildeten Öffnung gebildet wird, ermöglicht eine gute Umwälzung bzw. Zirkulation der Luft im ersten Luftstromanteil und im zweiten Luftstromanteil, bevor die Luft durch die Luftauslässe abströmt. Dadurch ist dafür gesorgt, daß dann, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, erhebliche Gleichförmigkeit der Temperatur der Luft aus dem ersten Luftauslaß und dem zweiten Luftauslaß sichergestellt ist.

Durch die Verteilerkammer ist dafür gesorgt, daß dann, wenn die in vorstehend beschriebener Weise ausgebildete Klimaanlage im Nieht-Zweifachbetrieb arbeitet, während dessen die

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zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, der erste Luftstromanteil· und der zweite Luftstromanteil· in der Verteilerkammer gut miteinander vermischt werden, bevor die-Luft durch den ersten Luftauslaß und den zweiten Luftauslaß austritt, so daß hohe Gleichmäßigkeit und Stabilität der Temperatur dieser Luft erzielbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die Beschreibung der Ausführungsformen sowie der Zeichnungen ausschließlich der Erläuterung dient und nicht den Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise einschränken soil·. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische, axiaie Schnittdarstellung einer grundlegenden ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage zum Aufbereiten, Erwärmen und Steuern eines Luftstromes, wobei eine bei der Klimaanlage vorgesehene zweite Luftklappe in deren Hauptleitung angeordnet ist

und nicht in eine auslaßseitige Verteiierkammer der Klimaanlage ragt;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung, die schematisch die räumliche Anordnung und Ausbiidung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage wiedergibt, wobei wiederum eine zweite vorgesehene Luftklappe in einer Hauptleitung angeordnet ist und nicht in eine Verteilerkammer der Klimaanlage vorsteht;

Figur 3 eine Figur 2 ähnliche, perspektivische Darstellung, die schematisch die räumliche Anordnung und Ausbildung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kl·ίmaanl·age

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wiedergibt, wobei wiederum eine zweite Luftklappe vorgesehen ist, die im wesentlichen in der Hauptleitung der Klimaanlage angeordnet ist und dann, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, schräg zur Hauptströmungsrichtung verläuft und einen Teil des Luftstromes, der am Heizelement vorbeigeströmt ist, von einem Abschnitt einer Öffnung weglenkt, die zwischen der Hauptleitung und einer auslaßseitigen Verteilerkammer vorhanden ist; und

Figur 4 eine den Figuren 2 und 3 ähnliche, perspektivische Darstellung, die schematisch die räumliche Anordnung und Ausbildung einer vierten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge

mäßen Klimaanlage wiedergibt, wobei eine vorgesehene zweite Luftklappe in einer auslaßseitigen Verteilerkammer angeordnet ist.

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Figur 1 zeigt schematisch, eine axiale Schnittdarstellung einer grundlegenden ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klimaanlage. Die Klimaanlage umfaßt ein Luftgebläse 1, das beispielsweise aus einem Motor und einem Gebläserad besteht, sowie eine erste Leitung 2, in deren stromauf gelegenes Ende das Gebläse 1 Luft fördert. Vom stromab gelegenen Ende der ersten Leitung 2 tritt diese Luft in das stromauf gelegene Ende einer zweiten Leitung 3 ein. Innerhalb der ersten Leitung 2 befindet sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verdampfer 4 einer Luftaufbereitungsanlage, der sich über den gesamten Querschnitt der ersten Leitung 2 erstreckt. Der Verdampfer 4 ist jedoch für die Erfindung nicht wesentlich, und bei der noch folgenden Beschreibung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Klimaanlage wird angenommen, daß der Verdampfer 4 nicht arbeitet.

In einem mittleren Bereich der zweiten Leitung 3 erstreckt sich über einen Teil des Querschnitts ein Heizelement 5, das somit teilweise in die zweite Leitung 3 hineinragt. In das stromauf gelegene Ende bzw. den Einlaß der zweiten Leitung eingeblasene Luft kann daher entweder durch das Heizelement 5 strömen oder an diesem vorbeiströmen. Es ist eine erste Luftklappe 6 vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel bewegbar ist und an einer Seite des Heizelementes 5 schwenkbar so angelenkt ist, daß sie von ihrem Scharnier aus stromauf vorsteht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Luftklappe 6 in verschiedene Stellungen gebracht werden, und zwar zwischen einer ersten Stellung, in der die Luftklappe 6 an der Seite des Heizelementes 5 anliegt, d.h.

in der sie maximal im Gegenuhrzeigersinn (in Figur 1) verschwenkt ist, - dies ist als untere Stellung der Luftklappe in Figur 1 dargestellt -_r und einer zweiten Stellung, in der die erste Luftklappe 6 die vom Heizelement 5 abgewandte Seite der zweiten Leitung 3 berührt, d.h. in der die Luftklappe 6 maximal im Uhrzeigersinn in Figur 1 verschwenkt ist. In der

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letztgenannten Stellung nimmt die Luftklappe 6 ihre in Figur 1 dargestellte obere Stellung ein. Wenn die Luftklappe eine Zwischenstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung einnimmt, wird somit der durch die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 3 strömende Luftstrom in einen ersten Luftstromanteil, der durch einen in Figur 1 unteren, gekrümmten Pfeil angedeutet ist und durch das Heizelement 5 strömt, so daß er erwärmt wird, und einen zweiten Luftstromanteil aufgeteilt, der durch einen in Figur 1 oberen, gekrümmten Pfeil dargestellt ist und am Heizelement 5 vorbeiströmt, so daß er nicht erwärmt wird. Durch Verstellen der ersten 'Luftklappe in der einen oder anderen Richtung zwischen ihrer ersten Stellung und ihrer zweiten Stellung können die relativen Luftdurchflüsse des ersten Luftstromanteils und des zweiten Luftstromanteils verändert werden.

Am stromab gelegenen Ende wird die erste Leitung 3 von einer Trennwand 7 begrenzt, in der eine Öffnung 8 ausgebildet ist. Sowohl der erste Luftstromanteil als auch der zweite Luft-Stromanteil strömen durch die Öffnung S. Auf der anderen, d.h. von der zweiten Leitung 3 abgewandten,Seite der Trennwand 7 befindet sich eine Speicher- bzw. Verteilerkammer 9, deren Wand teilweise von der Trennwand 7 gebildet ist. Von der Verteilerkammer 9 gehen ein Luftauslaß 10 für Heizluft, ein Luftauslaß 11 für Frischluft sowie ein Luftausla.3 12 zum Entfrosten aus. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Heizluftauslaß 10 von einer diesem zugeordneten Auslaßklappe 13 gesteuert, wird der Frischluftauslaß 11 von einer diesem zugeordneten AuslaQklappe 14 gesteuert und wird der Entfrosterauslaß 12 von einer diesem zugeordneten Auslaßklappe 15 gesteuert. Der Heizluftauslaß 10 ist ganz allgemein mehr auf derjenigen Seite der Verteilerkammer 9 angeordnet, zu der der erste Luftstromanteil gerichtet ist, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, wogegen der Frischluftauslaß 11 in einem gewissen Abstand vom Luftauslaß 10 und

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mehr in Richtung zu demjenigen Bereich der Verteilerkammer 9 angeordnet ist, zu dem der zweite Luftstromanteil geleitet wird, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist. In Figur 1 sind die momentanen Stellungen der verschiedenen Klappen mit ausgezogenen Linien dargestellt, während ihre anderen Stellungen strichdoppelpunktiert dargestellt sind. Im dargestellten Zustand hält die Auslaßklappe 15 den Entfrosterauslaß 12 geschlossen, wogegen sowohl der Heizluftauslaß 10 als auch der Frischluftauslaß 11 von der Auslaßklappe 13 bzw. der Auslaßklappe 14 offen gehalten werden, wie dies beim bereits oben erläuterten Zweifachbetrieb notwendig ist.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist in der zweiten Leitung stromab des Heizelementes 5 und stromauf der Verteilerkammer 9 eine bewegbare zweite Luftklappe 16 vorgesehen und angebracht, die als Kaltluft-Warmluft-Trennklappe bezeichnet werden kann. Die zweite Luftklappe 16 kann zwischen einer mit ausgezogenen Linien in Figur 1 dargestellten ersten Stellung sowie einer strichdoppelpunktiert in Figur 1 dargestellten zweiten Stellung verstellt werden. In der ersten Stellung trennt sie den ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, vom zweiten LuftStromanteil, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, so daß sie die beiden Luftstromanteile daran hindert, sich miteinander zu vermischen, wobei der erste Luftstromanteil· an der in Figur 1 unteren Seite der zweiten Luftklappe 16 vorbeiströmt, während der zweite Luftstromanteil an der in Figur 1 oberen Seite der zweiten Luftklappe 16 vorbeiströmt. In ihrer zweiten Stellung liegt die zweite Luftklappe 16 an der Seite des Heizelementes 5 an, so daß sie das Vermischen des ersten Luftstromanteils und des zweiten Luftstromanteils nicht verhindert Und die beiden Luftstromanteile unmittelbar stromab des Heizelementes 5 aufeinandertreffen.

Wenn während des Zweifachbetriebes, während dessen die Heiz-

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luftauslaßklappe 13 und die Frischluftauslaßklappe 14 beide ihre Offenstellungeri einnehmen, so daß der Heizluftauslaß 10 und der Frischluftauslaß 11 offen sind, die zweite Luftklappe 16 ihre erste Stellung einnimmt, die in Figur 1 ausgezogen dargestellt ist, dann strömen der erste Luftstromanteil, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, sowie der zweite Luftstromanteil, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, durch die Öffnung 8 in der Trennwand 7, ohne daß sie wesentlich miteinander vermischt werden, wobei sie beim Durchtritt durch die öffnung 8 ungefähr in gleicher Richtung strömen, nämlich horizontal in Figur 1, so daß sie nicht sehr stark in der Verteilerkammer 9 wirbeln. Da nun - wie bereits erwähnt wurde der Heizluftauslaß 10 in einem Bereich der Verteilerkammer 9 angeordnet ist, zu dem im wesentlichen der erste Luftstromanteil gerichtet ist, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, während der Frischluftauslaß 11 in einem Bereich der Verteilerkammer 9 angeordnet ist, zu dem der zweite Luftstromanteil gerichtet ist, der nicht durch das Heizelement 5 geströmt ist, besteht der Luftstrom, der durch den Heizluftauslaß 10 austritt, im wesentlichen aus Luft vom ersten, erwärmten Luftstromanteil, wobei er nur einen kleineren Anteil von Luft aus dem zweiten Luftstromanteil enthält, der nicht erwärmt worden ist, während andererseits diejenige Luft, die durch den Frischluftauslaß 11 ausströmt, zum größten Teil aus Luft aus dem nicht erwärmten, zweiten Luftstromanteil besteht und nur einen kleineren Anteil an Luft aus dem erwärmten, ersten Luftstromanteil enthält. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Luftanteile aus dem ersten Luftstromanteil und dem zweiten Luftstromanteil, die durch den Heizluftauslaß 10 strömen, sehr unterschiedlich von den Luftanteilen sind, die durch den Frischluftauslaß 11 strömen. Demzufolge arbeitet die Klimaanlage im Zweifachbetrieb, so daß es möglich ist, für eine Person auf einem Vordersitz eines mit der Klimaanlage ausgerüsteten Fahrzeuges den Zustand "warme Füße, kühler Kopf" zu erzeugen.

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Wenn sich die zweite Luftklappe 16 in ihrer zweiten bzw. verhältnismäßig inaktiven Stellung befindet, die in Figur 1 doppeltstrichpunktiert dargestellt ist, dann treffen die Luft aus dem ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, und die Luft aus dem zweiten Luftstromanteil·, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, stromab des Heizelementes 5 direkt aufeinander, so daß sie sich praktisch sofort zu mischen beginnen. Da die zweite Luftklappe 1 δ keine Leitfunktion mehr erfüllt und die zwei Luftströme nicht mehr voneinander trennt, sind sie schon weitgehend miteinander vermischt, bevor der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil die Trennwand 7 erreichen und durch die darin ausgebiidete öffnung 8 strömen. Während sie sich miteinander vermischen, verwirbein die beiden Luftstromanteile auch, so daß sie, nachdem sie durch die öffnung 8 in der Trennwand- 7 geströmt sind, in der Verteilerkammer 9 eine sehr kräftige Wirbelbewegung ausführen und nicht mehr getrennt zum Heizluftauslaß 10 oder zum Frischluftauslas 11 gerichtet sind. Demzufolge haben die Luft am Heizluftausl·aß 10 und die Luft am Frischiuftauslaß 11 praktisch gleiche Temperaturen, und die Anteile der Luft vom ersten Luftstromanteil und vom zweiten Luftstromanteil in der aus dem Heizluftauslaß 10 ausgeblasenen Luft sind ungefähr die gleichen wie die Anteile von beiden Luftstromanteilen in der aus dem Frischluftauslaß 11 ausgeblasenen Luft. In diesem Betriebszustand wird daher keine Zweifachwirkung erzielte

Durch Einsteilen der zweiten Luftklappe 16 in eine Zwischenstellung innerhalb ihres Stellbereiches zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung kann das vorstehend erläuterte Mischen des ersten Luftstromanteiles und des zweiten Luftstromanteiles in der Verteilerkammer 9 je nach Wμnsch der Bedienperson der Klimaanlage verzögert bzw. geschwächt oder gefördert werden, so daß die Zweifachwirkung nach Wunsch verstärkt oder verringert ist. Wie stark die Wirkung "warme Füße,

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kalter Kopf" für die Person auf dem Vordersitz des Fahrzeuges sein soll, ist somit einstellbar. Es ergibt sich daher sehr gute Steuerbarkeit der erfindungsgemäßen Klimaanlage.

Wenn die Frischluftauslaßklappe 14 geschlossen ist und die
Heizluftauslaßklappe 13 offen ist, so daß die erfindungsgemäße Klimaanlage im Heizbetrieb arbeitet, oder wenn die
Frxschluftauslaßklappe 14 offen ist und die Heizluftauslaßklappe 13 geschlossen ist, so daß die Klimaanlage im Belüftungsbetrieb arbeitet, nimmt die zweite Luftklappe 16 ihre

zweite bzw. inaktive Stellung ein, die strichdoppelpunktiert in Figur 1 dargestellt ist, damit es in der Verteilerkartimer

9 zu kräftiger Durchmischung des ersten Luftstromanteiles,

der durch das Heizelement 5 geströmt ist, und des zweiten Luft-Stromanteiles kommt, der nicht durch das Heizelement 5 geströmt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß aus dem Heizluftauslaß

10 oder dem Frischluftauslaß 11 - je nachdem, welcher offen ist - Luft ohne Temperaturungleichmäßigkeiten ausgeblasen
wird.

Die erste Luftklappe 6 wird betätigt, um das relative Verhältnis des ersten Luftstromanteiles und des zweiten Luftstromanteiles zueinander zu steuern, wie dies bereits erwähnt
wurde. Im Zweifachbetrieb nimmt die erste Luftklappe 6 selbstverständlich eine Zwischenstellung zwischen ihrer ersten
Stellung und ihrer zweiten Stellung ein, so daß der erste
Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil vergleichbare Durchflußmengen haben. Die Vorrichtungen zum Einstellen und Bewegen der ersten Luftklappe 6 und der zweiten Luftklappe

16 sind nicht dargestellt. Vorzugsweise wird die zweite Luftklappe 16 getrennt von der ersten Luftklappe 6 angetrieben. Ferner ist die zweite Luftklappe 16 vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie ihre erste bzw. aktive Stellung,
in der sie den ersten Luftstromanteil und den zweiten Luftstromanteil auf einer gewissen Strecke stromab des Heizele-

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mentes 5 voneinander trennt, entweder nur im Zweifachbetrieb oder wahlweise auch in anderen Betriebszuständen einnimmt. Durch Einstellen der ersten Luftklappe 6 und der zweiten Luftklappe 16 kann die Klimaanlage gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung einen weiten Bereich verschiedener Luftzustände liefern, um eine angenehme Luftbeschaffenheit für einen anspruchsvollen Fahrer odeir Beifahrer im mit der Klimaanlage ausgerüsteten Fahrzeug zu schaffen.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen eine zweite, eine dritte und eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage^ In den Figuren 2, 3 und 4 sind Teile, die Teilen in Figur 1 entsprechen und gleiche Funktionen haben, mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 bezeichnet. Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen deutlicher die räumliche Anordnung und die Formen der ersten Luftklappe 6, der zweiten Luftklappe 16, der Öffnung 8 in der Trennwand 7, des Heizluftauslasses 10, des Frischluftauslasses 11 und des Entfrosterauslasses 12.

Die in Figur 2 dargestellte zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich nur wenig von der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 1. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung hat die Öffnung 8 die Form eines Rechteckes, dessen eine Ecke sich mit der Ecke eines Trapezes überlappt. Der trapezförmige Abschnitt der Öffnung 8 in der Trennwand 7 ist mit dem Bezugszeichen 8a bezeichnet und dient hauptsächlich dazu, Luft vom ersten Luftstromanteil·, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, in die Verteilerkammer 9 durchzulassen. Der rechteckige Abschnitt der Öffnung 8 in der Zwischenwand 7 ist mit dem Bezugszeichen 8b bezeichnet und dient hauptsächlich dazu, den zweiten Luftstromanteil, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, in die Verteilerkammer 9 durchzulassen. Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Luftklappe 16 stromauf der Trennwand 7 aitgebracht, und sie erstreckt sich, wenn sie ihre erste Stellung

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einnimmt, im wesentlichen direkt in Strömungsrichtung des zweiten Luftstromanteiles. Die zweite Luftklappe 16 weist einen stromab gelegenen Rand auf, der ungefähr in der Ebene der Öffnung liegt und diese unterteilt, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt.

Die Funktionsweise der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird im folgenden noch ausführlicher erläutert. Die zweite Luftklappe 16 kann um eine Schwenkachse geschwenkt werden, die parallel zu einer der senkrechten Kanten des Heizelementes 5 verläuft und nahe dieser senkrechten Kante liegt. Die zv/eite Luftklappe 16 wird zwischen ihrer ausgezogen in Figur 2 dargestellten ersten Stellung und ihrer zweiten Stellung verschwenkt, die in Figur 2 doppelstrichpunktiert dargestellt ist. Wenn die zweite Luftklappe 16 ihre ausgezogen in Figur 2 dargestellte erste bzw. aktive Stellung einnimmt, wird Luft vom ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement geströmt ist, durch den unteren trapezförmigen Abschnitt 8a der Öffnung 8 in der Trennwand 7 geleitet, die im wesentlichen in den unteren Bereich der Verteilerkammer 9 einströmt, während die Luft vom zweiten Luftstromanteil, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, durch den oberen rechteckigen Abschnitt 8b der Öffnung 8 in der Trennwand geleitet wird und im wesentlichen in den oberen Bereich der Verteilerkammer 9 strömt. Demzufolge liegt im unteren Bereich der Verteilerkammer 9 verhältnismäßig wärmere Luft als im unteren Bereich vor, wenn die zweite Luftklappe 16 ihre erste Stellung einnimmt. Der Heizluftauslaß 10 geht vom unteren Bereich der Verteilerkammer 9 aus, wogegen der Frischluftauslaß 11 von einem seitlichen Bereich der Verteilerkammer 9 ausgeht. Im Zweifachbetrieb strömt somit verhältnismäßig wärmere Luft aus dem Heizluftauslaß 10 aus, die zum großen Teil aus Luft vom ersten Luftstromanteil besteht, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, während verhältnismäßig kühlere Luft vom Frischluftauslaß 11 ausströmt, die zum großen Teil aus Luft vom zweiten

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Luftstromanteil besteht, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist.

Wenn dagegen die zweite Luftklappe 16 ihre zweite bzw. inaktive Stellung einnimmt, die in Figur 2 strichdoppelpunktiert dargestellt ist und in der die zweite Luftklappe nicht als Leitelement für den ersten Luftstromanteil und den zweiten Luftstromanteil wirkt, mischen sich diese Luftstromanteile im stromab des Heizelementes 5 gelegenen Abschnitt der Leitung 3, bevor sie durch die öffnung 8 in der Trennwand 7 geströmt sind, so daß sie während des"Durchströmens der Öffnung 8 bereits verwirbelt sind. Demzufolge mischen sich der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil· in der Verteilerkammer 9 praktisch vollständig, bevor Teile des Gemisches durch den Heizluftauslaß 10 und den Frischluftauslaß 11 ausströmen, so daß in diesem Pail kein Zweifachbetrieb erfolgt, da die aus dem Heizluftauslaß 10 austretende Luft und die aus dem Frischluftauslaß 11 austretende Luft praktisch in gleichen Verhältnissen aus Luft aus dem ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, und Luft aus dem zweiten Luftstromanteil bestehen, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist.

Bei der in Figur 3 dargestellten dritten bevorzugten Äusführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage sind die Luftauslässe 10 und 11, das Heizelement 5 und die erste Luftklappe 6 in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 2 ausgebildet und angeordnet, wogegen die zweite Luftklappe 16 bei der zweiten Ausführungsform als Klappe ausgebildet ist, die um eine waagerechte, entlang dem Boden der Leitung 3 verlaufende Linie schwenkbar ist. Die zweite Luftklappe 16 ist somit im wesentlichen noch in der Leitung 3 angeordnet. Wenn sie ihre aktive, in Figur 3 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung einnimmt, leitet sie den zweiten Luftstromanteil, der nicht durch das Heizelement 5 geströmt

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ist, nach oben (in Figur 3), so daß dieser zweite Luftstromanteil mehr durch den oberen rechteckigen Abschnitt 8b der öffnung 8 in der Trennwand 7 und nicht so sehr durch den unteren trapezförmigen Abschnitt 8a der öffnung 8 strömt. Selbstverständliche Folge dessen ist, daß der erste Luftstromanteil, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, hauptsächlich durch den trapezförmigen Abschnitt 8a der öffnung 8 in der Trennwand 7 strömt, so daß bei diesem Zweifachbetrieb verhältnismäßig wärmere Luft aus dem Heizluftauslaß 10 ausströmt, die überwiegend aus Luft vom ersten Luftstromanteil besteht, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, während verhältnismäßig kühlere Luft aus dem Frischluftauslaß 11 strömt, die zum großen Teil aus Luft vom zweiten LuftStromanteil besteht, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist.

Bei der in Figur 4 dargestellten vierten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage ist die zweite Luftklappe 16 innerhalb der Verteilerkammer 9 angebracht. Die zweite Luftklappe weist einen stromauf gelegenen Rand auf, der, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, im wesentlichen in der Ebene der öffnung liegt und diese praktisch unterteilt. Wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, wird der Luftstrom, der auf der einen Seite des stromauf gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbeiströmt, vorzugsweise zu einem der beiden Luftauslässe oder 11 geleitet, während der Luftstrom, der auf der anderen Seite des stromauf gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbeiströmt, vorzugsweise zum anderen der beiden Luftauslässe 10 bzw. 11 geleitet wird. Aufgrund dieser Ausbildung werden der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil, die sich bereits im stromab gelegenen Bereich der Leitung 3 zu mischen- begonnen haben, nachdem sie durch die öffnung 8 in der Trennwand 7 geströmt sind, durch die zweite Luftklappe 16 an weiterer Mischung in der Verteilerkammer praktisch gehindert, wenn die zweite Luftklappe 16 ihre aktive

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bzw. erste Stellung einnimmt, die in Figur 4 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Dies heißt mit anderen Worten, daß diejenige Luft, die durch den trapezförmigen unteren Abschnitt 8a der öffnung 8 in der Trennwand 7 strömt und überwiegend aus Luft vom ersten Luftstromanteil besteht, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, obwohl dieser Luftstromanteil bereits begonnen hat, sich mit dem zweiten Luftstromanteil zu mischen, der nicht durch das Heizelement 5 geströmt ist, im wesentlichen zur Unterseite der zweiten Luftklappe 16 strömt, und daß andererseits diejenige Luft, die durch den oberen rechteckigen Ab-schnitt 8b der öffnung 8 in der Trennwand 7 strömt und größtenteils aus Luft vom zweiten Luftstromanteil besteht, der am Heizelement 5 vorbeigeströmt ist, obwohl dieser Luftstromanteil· bereits begonnen hat, sich mit dem ersten LuftStromanteil· zu mischen, der durch das Heizelement 5 geströmt ist, im wesentlichen zur Oberseite der zweiten Luftklappe 16- strömt. Im Zweifachbetrieb strömt somit verhältnismäßig wärmere Luft aus dem Heizluftausl·aß 10, die größtenteiis aus Luft vom ersten Luftstromanteil· besteht, der durch das Heizeiement 5 geströmt ist, während verhältnismäßig kühlere Luft aus dem Frischluftauslaß 11 ausströmt, die größtenteils aus Luft vom zweiten Luftstromanteil· besteht, der am Heizeiement 5 vorbeigeströmt ist.

Es ist somit erkennbar, daß bei der erfindungsgemäßen Klimaanl·age zum Aufbereiten und Steuern eines Luftstromes durch wahlweise, gezieite Betätigung der zweiten Luftkiappe entweder der sogenannte Zweifachbetrieb, während dessen verhä^nismäßig wärmere Luft aus dem ersten Luftausiaß bzw. Luftausl·aß für Heiziuft austritt und verhäitnismäßig kühiere Luft aus dem zweiten Luftausiaß bzw. Luftausl·aß für Frischluft austritt, oder der Nicht-Zweifachbetrieb einste^bar sind, während dessen die aus dem ersten Lu.ftausl·aß und dem zweiten Luftausiaß ausströmende Luft praktisch gieiche Tem-

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peratur haben. Dies wird mittels einer einfachen und zuverlässigen Konstruktion erreicht, die in der Herstellung billig und im Betrieb dauerhaft ist.

Wesentlicher Gedanke der Erfindung ist somit eine Klimaanlage durch die ein Luftstrom fließt. Der Luftstrom wird in ein Leitungssystem eingeleitet, innerhalb dessen ein Heizelement angeordnet ist. Eine erste Luftklappe stromauf des Heizelementes teilt den Luftstrom in einen ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement strömt, sowie einen zweiten Luftstromanteil, der am Heizelement vorbeiströmt. Durch einen ersten Luftauslaß und einen zweiten Luftauslaß stromab des Heizelementes tritt die Luft aus dem Leitungssystem aus. Eine zweite Luftklappe, die stromab des Heizelementes und stromauf der Luftauslässe angeordnet ist, ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar. In der ersten Stellung hindert sie den ersten Luftstromanteil und den zweiten Luftstromanteil am Mischen, so daß die aus dem ersten Luftauslaß austretende Luft hauptsächlich Luft vom ersten Luftstromanteil ist und die aus dem zweiten Luftauslaß austretende Luft hauptsächlich Luft vom zweiten Luftstromanteil ist. In der zweiten Stellung behindert die zweite Luftklappe das Mischen der beiden Luftstromanteile miteinander nicht wesentlich, so daß sich diese stromab des Heizelementes treffen und gut miteinander durchmischen, bevor sie durch die Luftauslässe ausströmen.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen dargestellt und erläutert wird, versteht es sich, daß sie dadurch nicht beschränkt werden soll. Dem Fachmann sind zahlreiche Abwandlungen, Weglassungen und Änderungen hinsichtlich der Form und der Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Der Schutzumfang soll

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daher nicht durch eine der möglicherweise zufälligen Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen oder der Zeichnungen begrenzt sein.

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Leerseite

Claims

T₁ ___.,_ _ Π»,., ,._IA _ !^,^.,k Patentanwälte und

IEDTKE - DÜHLING - fVlivNF, VortrPter h*im epä

beim EPA

GD ■ Dip!.-lng. H.Tiedtke

RUPE - KELLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling

Q Π Q Q 1 / Q Dipl.-ing. R. Kinne

0 U O α I ^ 0 Dipl.-ing. R Grupe

• Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

16. Oktober 1980

DE 0706 / case AT-F-372

Patentans-orüche

( 1.!Klimaanlage zum Aufbereiten und Steuern eines Luftstromes, gekennzeichnet

durch ein'Leitungssystem (2, 3, 9), in dessen stromauf gelegenes Ende der Luftstrom eingeleitet wird, ein Heizelement

(S) , das innerhalb des Leitungssystems angebracht ist, eine erste Luftklappe (6), die im Leitungssystem stromauf des Heizelementes angebracht ist und den Luftstrom in einen ersten Luftstromanteil, der durch das Heizelement strömt, sowie einen zweiten Luftstromanteil teilt, der nicht durch das Heizelement strömt, einen ersten Luftauslaß (10) und einen zweiten Luftauslaß (11) aus dem Leitungssystem, die stromab des Heizelementes ausgebildet sind, und eine zweite Luftklappe (16), die im Leitungssystem stromauf des ersten Auslasses und des zweiten Auslasses sowie stromab des Heizelementes angebracht ist und zwischen einer ersten Stellung sowie einer zweiten Stellung verstellbar ist, wobei die zweite Luftklappe in der ersten Stellung den ersten Luftstromanteil und den zweiten Luftstromanteil voneinander trennt und daran hindert, sich miteinander zu mischen, und dafür sorgt, daß der erste Luftstromanteil entlang der ei-

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/6tO7Q Dresdner Bank (München) Kto. 3939344 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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nen Seite der zweiten Luftklappe und der zweite Luftstromanteil entlang der anderen Seite der zweiten Luftklappe strömt, so daß sich die zwei Luftstromanteile erst stromab der zweiten Luftklappe treffen und nicht vollständig ver— mischen und so daß die durch den ersten Luftauslaß ausströmende Luft überwiegend aus Luft vom ersten Luftstromanteil besteht und die aus dem zweiten Luftausla.3 ausströmende Luft überwiegend aus Luft vom zweiten Luftstromanteil· besteht, und wobei die zweite Luftklappe in ihrer zweiten Stellung das Vermischen des ersten Luftstromanteiles mit dem zweiten Luftstromanteil nicht wesentlich behindert, so daß sich der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil stromab der zweiten Luftklappe treffen, und praktisch vollständig miteinander mischen und so daß die durch den ersten Luftauslaß ausströmende Luft zu ungefähr gleichen Anteilen wie die aus dem zweiten Luftauslaß ausströmende Luft aus Luft vom ersten Luftstromanteil· und Luft vom zweiten Luftstromanteil besteht, und wobei dann, wenn das Heizelement den ersten Luftstromanteil· erwärmt, durch Einstellen der zweiten Luftklappe in ihre erste Stellung oder ihre zweite Stellung dafür gesorgt ist, daß entweder, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, hauptsächlich erwärmte Luft aus dem ersten Luftauslaß und hauptsächlich nicht erwärmte Luft aus dem zweiten Luftauslaß erhalten werden kann, oder alternativ, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt, Luft mit zumindest annähernd gleichen Temperaturen aus dem ersten Luftauslaß und dem zweiten Luftauslaß erhalten werden kann.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, ' ■.

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Luftklappe (6) zur Änderung der relativen Durchflußmengen des ersten Luftstromanteiles und des zweiten Luftstromanteiles in einem Bereich von Stellungen verstellbar ist, so daß durch Verstellen der ersten Luftklappe

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die mittleren Temperaturwerte der durch den ersten Luftauslaß strömenden Luft und der durch den zweiten Luftaus-Ia8 strömenden Luft geändert werden können.
3. Klimaanlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennz eichnet,

daß die erste Luftklappe (6) in eine erste Stellung, in
der die Luftklappe den ersten Luftstromanteil praktisch
vollständig unterbindet, sowie in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der sie den zxveiten Luftstromanteil praktisch vollständig unterbindet, so daß es durch Einstellen der ersten Luftklappe in ihre erste Stellung möglich ist, einen Strom praktisch vollständig unerwärmter Luft durch
den ersten Luftauslaß und durch den zweiten Luftauslaß zu erhalten, und so daß es durch Einstellen der ersten Luftklappe in die zweite Stellung möglich ist, einen Strom
praktisch vollständig erwärmter Luft aus dem ersten Luftauslaß und aus dem zweiten Luftauslaß zu erhalten.
4. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die zweite Luftklappe (16) im Bereich zwischen ihrer
ersten Stellung und ihrer zweiten Stellung kontinuierlich bewegbar und einstellbar ist, so daß die Klimaanlage einen abgestuften Bereich von Zuständen des Luftstromes liefern kann, der vom Zustand mit unterteiltem Luftstrom, bei dem die zweite Luftklappe in ihrer ersten Stellung ist, durch einen Bereich von Zuständen mit zunehmend geringerem Luftstromtemperaturunterschied zwischen dem ersten Luftauslaß und dem zweiten Luftauslaß bis zu dem praktisch unterschiedslosen Zustand reicht, der vorliegt, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt.
5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

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daß das Leitungssystem eine Hauptleitung (3), in der das Heizelement (5) derart angeordnet ist, daß es sich über einen Teil der Querschnittsflache der Hauptleitung erstreckt, eine mit einer Öffnung (8) versehene Trennwand (7), die quer zum äußersten, stromab gelegenen Bereich der Hauptleitung verläuft und deren Ende bildet, sowie stromab der Trennwand eine auslaßseitige Verteilerkammer (9) umfaßt, von der der erste Luftauslaß (10) und der zweite Luftauslaß (11) ausgehen, wobei die Trennwand einen Teil der Wand der Verteilerkammer bildet und wobei der erste Luftstromanteil und der zweite Luftstromanteil in der auslaßseitigen Verteilerkammer umgewälzt und gut gemischt werden können, wenn sich die zweite Luftklappe (16) in ihrer zweiten Stellung befindet.
6. Klimaanlage nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Luftklappe (16) in der Hauptleitung (3) angeordnet ist, so daß die zweite Luftklappe in der auslaß-0 seitigen Verteilerkammer (9) keinen Raum beansprucht und die Luft darin unbehindert zirkulieren kann, wenn die zweite Luftklappe ihre zweite Stellung einnimmt.
7. Klimaanlage nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Luftklappe (16) in ihrer ersten Stellung einen Teil des zweiten Luftstromanteiles von einem Abschnitt (8a) der öffnung (8) weglenkt.
8. Klimaanlage nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Luftklappe (16) in ihrer ersten Stellung im wesentlichen in Strömungsrichtung des zweiten Luft-Stromanteiles erstreckt und daß die zweite Luftklappe einen

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stromab gelegenen Rand aufweist, der ungefähr in der Ebene der öffnung (8) liegt und diese unterteilt, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, so daß dann, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, auf der einen Seite des stromab gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbexströmende Luft bevorzugt zu einem der beiden Luftauslässe (10 oder 11) geleitet wird, während auf der anderen Seite des stromab gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbeiströmende Luft bevorzugt zum anderen der beiden Luftauslässe geleitet wird.
9. Klimaanlage nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Luftklappe (16) in der auslaßseitigen Verteilerkammer (9) angeordnet ist und daß die zweite Luftklappe einen stromauf gelegenen Rand aufweist, der im wesentlichen in der Ebene der öffnung (8) liegt und diese unterteilt, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, so daß dann, wenn die zweite Luftklappe ihre erste Stellung einnimmt, auf der einen Seite des stromauf gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbexströmende Luft bevorzugt zu einem der beiden Luftauslässe (10 oder 11) geleitet wird, während auf der anderen Seite des stromauf gelegenen Randes der zweiten Luftklappe vorbexströmende Luft bevorzugt zum anderen der beiden Luftauslässe geleitet wird,
10. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (8) aus zwei mehreckigen Abschnitten (8a, 8b) gebildet ist, wobei eine Ecke des einen mehreckigen Abschnittes eine Ecke des anderen mehreckigen Abschnittes überlappt.
11. Klimaanlage nach Anspruch 10,

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dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (S) aus einem trapezförmigen Abschnitt (8a) und einem rechteckigen Abschnitt (8b) gebildet ist, wobei eine Ecke des trapezförmigen Abschnittes sich mit einer Ecke des rechteckigen Abschnittes überlappt und wobei einer der Abschnitte tiefer als der andere und zur einen Seite des anderen versetzt angeordnet ist.

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