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Belüftungsvorrichtung für den
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Innenraum eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung
der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art. Bekannte Belüftungsvorrichtungen
für Fahrzeuge sind in der Regel so aufgebaut, daß an verschiedenen Stellen des Armaturenbretts
Öffnungen oder Düsen für verschiedene Luftströmungen vorgesehen sind, die teils
auf den Fahrzeuginsassen, teils auf den Fußraum des Fahrzeugs und teils als Entfrosterströmung
auf die Innenfläche der Windschutzscheibe gerichtet sind. Dabei sind allen Strömungen
Stelleinrichtungen zur Einstellung der verschiedenen Strömungen zugeordnet, wobei
allenfalls insofern eine Zusammenfassung getroffen ist, als der Entfrosterströmung
und der Strömung in den Fußraum eine Stelleinrichtung gemeinsam zugeordnet ist,
die das Schwergewicht zwischer diesen beiden Strömungen bei praktisch konstanter
Summen-Strömung zu verändern gestattet. Will man bei dieser Konstruktion nur eine
einstellbare Entfrosterströmung oder nur eine einsteElW bare Strömung in den Fußraum
die im folgenden auch als zweite Strömung bezeichnet wird, haben-, so muß man außer
der beschriebenen Stelleinrichtung eine weitere Stelleinrichtung betätigen, die
die gesamte Tolu-menströmung zu der zenBelüffungsvarrich-tung und damit
auch
die Anströmung der Fahrzeuginsassen bestimmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Belüftungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei minimalem Aufwand an Stelleinrichtungen
ohne Verlust an Einstellmöglichkeiten einen zentralen und derart kompakten Aufbau
besitzt, daß sie mit Instrumenten, Anzeigelampen und dergleichen eines Armaturenbretts
zu einer Einheit zusammengefaßt sein kann, die auf dem Armaturenbrett montierbar
oder in eine Aufnahme in dem Armaturenbrett einsetzbar ist. Die erfindungsgemäße
Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs.
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Ein erstes wesentliches Merkmal der Erfindung ist also in der Zusammenfassung
der Mittel zur Erzeugung der genannten drei Strömungen in einem gemeinsamen Gehäuse
zu sehen, das eingangsseitig in üblicher Weise in Verbindung steht mit einer Frischluftzuführung
und einer Heizluftzuführung, wobei die Erwärmung der Heizluft in ebenfalls bekannter
Weise entwedttr über vorhandene Wärmequellen, also beispielsweise einen Motorkühler
oder eine Abgaskühlung, oder aber durch zusätzliche Wärmetauscher und dergleichen
erfolgen kann.
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Durch diese "Zentralisierung" der verschiedenen Bestandteile der Belüftungsvorrichtung
wird es möglich, letztere als Einheit an einem Armaturenbrett zu befestigen.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in einer bestimmten
Kopplung der Bewegungen der Stelleinrichtungen für die Entfrosterströmung und die
zweite Strömung, also die Strömung in den Fußraum. Hier erfolgt nicht einfach eine
Verlagerung des Gewichts zwischen den genannten beiden Strömungen, sondern in den
Endbereichen des diesen beiden Stelleinrichtungen gemeinsamen Hebels existiert praktisch
nur eine der genannten beiden Strömungen, während die andere Strömung in ihrer Größe
regelbar ist. Dies schließt nicht aus, daß man auch in demjenigen Endbereich des
genannten Hebels, in dem die zweite Strömung in starkem Maße größenveränderlich
ist,
für eine gewisse, dann allerdings sehr kleine Entfrosterströmung sorgen wird, die
beispielsweise über einen Bypass gewonnen ist. Vorzugsweise wird man die Ausbildung
der Kopplung zwischen den genannten beiden Stelleinrichtungen so auslegen, daß,
ausgehend von der Nullstellung des zugeordneten gemeinsamen Hebels, zunächst bis
etwa zu 1/3 des maximal möglichen Hebelwegs die zweite Strömung, also die Fußraumströmung,
stark progressiv ist, während innerhalb dieses ersten Bereichs die Entfrosterströmung
überhaupt nicht vorhanden oder in der beschriebenen Weise sehr klein ist. Bei dieser
bei etwa 1/3 der maximalen Hebelbewegung liegenden ersten Öffnungsstellung desselben
beginnt bei weiterer Hebelverstellung progressiv die Entfrosterströmung, während
die zweite Strömung wieder abnimmt, bis bei etwa 2/3 der maximalen Hebelverstellung
in einer zweiten Öffnungsstellung desselben die Fußraumströmung bis etwa auf Null
abgenommen, dagegen die Entfrosterströmung vorzugsweise etwa ihren halben Maximalwert
erreicht hat. Von nun an erfolgt bei weiterer Verstellung des Hebels, der in der
Regel ein Schwenkhebel sein wird, bis zu seiner Maximalstellung als dritter Öffnungsstellung
ein weiteres Ansteigen der Entfrosterströmung, während die zweite Strömung unverändert
den Wert Null behält.
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Dies ist jedoch nur eine besonders zweckmäßige und nicht die einzig
mögliche Auslegung der Kopplung zwischen den Stelleinrichtungen für die Entfrosterströmung
und die zweite Strömung, die in der Regel als Kulissenführung ausgebildet sein wird,
damit die notwendige Nichtlinearität der Abhängigkeiten der genannten Strömungen
von der Verstellung des Hebels realisierbar ist. Die Verwendung von Kulissenführungen
an sich im Rahmen von Belüftungsvorrichtungen für Fahrzeuge ist aus der DU-AS 1
655 956, B60h, 1/24, bekannt, jedoch geht es dabei um die Verbindung einer Luftregulierklappe
für die Einströmung in ein nur eine Ausströmöffnung besitzendes Gehäuse mit einem
scheibenförmigen Betätigungsorgan.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Figuren
erläutert, von denen die Figuren 1, 3 und 4 Querschnitte durch die Belüftungsvorrichtung
bei verschiedenen Betriebszuständen, Figur 2 einen Längsschnitt und Figur 5 ein
Diagramm darstellen, in dem über dem Verstellweg des Hebels die Größe der Entfrosterströmung
und die Größe der zweiten Strömung wiedergegeben sind.
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Betrachtet man zunächst Figur 1, so bildet einen wesentlichen Bestandteil
der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung das hohlzylindrische Gehäuse 1, das
mit der Lufteintrittsöffnung 1 r, zumindest einer ersten Austrittsöffnung 2 für
die Entfrosterströmung zu der bei 3 angedeuteten Windschutzscheibe, der zweiten
Öffnung 4 zur Erzeugung einer auf den Fahrer oder Beifahrer gerichteten dritten
Strömung und schließlich die hier durch einen Rohrstutzen 5 gebildete dritte Öffnung
für die in den Fußraum gerichtete zweite Strömung versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die zweite Öffnung 4 in an sich bekannter Weise mit einem Gitter 6 abgedeckt.
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Betrachtet man nun die den drei Strömungen zugeordneten Stelleinrichtungen,
so deckt in der Figur 1 zugrundeliegenden Betriebsstellung die Abdeckung 7 die der
Entfrosterströmung zugeordnete erste Öffnung 2 - bis auf den kleinen Bypass 8 -
ab. Die Abdeckung 7 ist über seitliche Stege 9 und 10 (siehe Figur 2) um die Achse
11 der Vorrichtung mittels des schwenkbaren Hebels 12 mehr oder weniger unter die
erste Öffnung 2 schwenkbar gelagert. Wie Figur 2 erkennen läßt, sind in die Seitenwände
13 und 14 des Gehäuses zu diesem Zweck Lagereinsätze 15 und 16 drehfest eingefügt,
die in Richtung nach außen weisende Zapfen und in Richtung nach innen weisende hohlzylindrische
Fortsätze zur Halterung der verschiedenen Antriebsorgane sowie der Abdeckung 17
für die zweite Öffnung auSweisen.Auch dieserAbdeckung, die übrigens zur Ausrichtung
der dritten Strömung mit einem Strömungsleitkörper 18 verbunden sein kann, ist ein
Betätigungshebel 19 zugeordnet, der, wie Figur 2 zeigt, wie die anderen Betätigungshebel
durch Schlitze im Gehäuse 1 hindurchgeführt
ist. Die aktiven Teile
der verschiedenen Stelleinrichtungen gleiten bei Bewegung des zugehörigen Hebels
über eine mehrere Millimeter dicke Schaumstoffschicht 20, die der Abdichtung und
dem Verhindern von Geräuschen dient.
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Wesentlich für die Erfindung ist die Tatsache, daß der dritten, also
der auf den Fahrzeuginsassen gerichteten Strömung ein individueller Hebel 19 zugeordnet
ist, während der Hebel 12 den Stelleinrichtungen für die Entfrosterströmung einerseits
und die Fußraumströmung andererseits gemeinsam ist. Im Bereich der hier als Stutzen
5 ausgebildeten dritten Öffnung ist als aktives Glied der Stelleinrichtung für die
Fußraumströmung die Klappe 21 um eine zu der Gehäuseachse 11 parallele, den Stutzen
5 diametral durchsetzende Schwenkachse 22 schwenkbar angeordnet. Der Stutzen 5 kann,
wie gesagt, ein Pohrstutzen sein, d.h. einen runden Querschnitt besitzen; es kann
jedoch auch zweckmäßig sein, die Füßströmung über eine größere Breite sich erstrecken
zu lassen, wozu dann der Stutzen 5 in einem Querschnitt durch ihn beispielsweise
rechteckförmig sein kann. Entsprechend ist die Form der Klappe 21 gewählt, deren
oberer und unterer Rand sich gegen die Schaumstoffdichtung 23 in den zwei Schließstellungen
der Klappe 21 legen.
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Wie Figur 1 zeigt, geht die eigentliche Klappe 21 über in die Kulissenführung
24 für den Stift 25 an der Seitenwand 10 der Abdeckung 7 für die Entfrosterströmung.
Die Form der Kulissenführung 24, also ihres Schlitzes, ist entsprechend der gewünschten
Abhängigkeit der Stellungen der beiden Abdeckorgane 7 und 21 voneinander und damit
von der Stellung des gemeinsamen Hebels 12 gewählt.
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Betrachtet man zunächst Figur 1, so ist angenommen, daß der dort nicht
gezeichnete, in Figur 2 mit 12 bezeichnete Hebel seine unterste Stellung und damit
seine Nullstellung einnimmt. Wie bereits bemerkt, deckt die Abdeckung 7 die erste
Öffnung 2 bis auf den schmalen Bypass ab, und auch die Klappe 21 befindet sich in
einer
ihrer beiden Nullstellungen: Unabhängig davon, daß die zweite
Strõmung und die Entfrosterströmung nicht oder praktisch nicht existieren, kann
die dritte Strömung durch Verschwenken beliebig eingestellt werden. Auch ist es
möglich, mittels des in Figur 2 bei 26 wiedergegebenen Hebels, der beispielsweise
über einen Bowdenzug mit einer Klappe im Kasten eines Wärmetauschers verbunden ist,
die gewünschte Lufttemperatur einzustellen.
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In Figur 3 ist angenommen, daß der Hebel 12 in eine Öffnungsstellung
verschwenkt ist, die etwas mehr als 1/3 seiner maximalen Verstellung entspricht.
Hierdurch ist die Klappe 21 aus ihrer ersten Schließstellung gemäß Figur 1 im Uhrzeigersinn
etwas mehr über ihre maximale Öffnungsstellung verschwenkt, in der sie parallel
zur Achse des Stutens 5 verläuft. Die Abdeckung 7 für die Entfrosterströmung nimmt
eine Zwischenstellung ein, in der etwas mehr als 50 % der maximal möglichen Entfrosterströmung
vorliegen. Dabei spielt nicht nur die Größe des von der Abdeckung 7 jetzt freigegebenen
Bereichs der ersten Öffnung 2 eine Rolle, sondern auch die Stellung der Strömungsleitwand
27, Sie über die Seitenwände 9 und 10 starr mit der abdeckung 7 verbunden ist und
ihr unter Bildung eines Strömungskanals gegenübersteht.
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Weiterhin unterscheidet sich die Betriebsweise nach Figur 3 von derjenigen
nach Figur 1 dadurch, daß jetzt die Abdeckung 17 für die zweite Öffnung 6 in eine
teilweise Abdeckstellung ebenfalls im Uhrzeigersinn geschwenkt ist.
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Betrachtet man nun die Betriebs stellung nach Figur 4, so erkennt
man zunächst, daß die eben erläuterte Strömungsleitwand 27 nunmehr fluchtet mit
dem in der Figur oberen Rand 28 der Öffnung 2 für die Entfrosterströmung. Außerdem
deckt die Abdeckung 17 für die dritte Strömung die zugehörige Öffnung 4 für die
auf die Fahrzeuginsassen gerichtete dritte Strömung vollständig ab. Dieser Betriebszustanl
wird beim Fahrtbeginn im Winter vorliegen, wenn
die Windschutzscheibe
3 abgetaut werden muß. Zur Unterstützung dieser Wirkung ist die Klappe 21 im Uhrzeigersinn
weiter in ihre zweite Schließstellung geschwenkt, so daß auch die Fußraumströmung
unterbunden ist. Wie Figur 4 deutlich erkennen läßt, besitzt die Kulissenführung
24 hierfür gleichsam einen Freilaufbereich 29 für den Stift oder Zapfen 25. Wie
Figur 4 weiter zeigt, befindet sich in dieser voll geöffneten Stellung der ersten
Öffnung 2 für die Entfrosterströmung der Zapfen 25 schon praktisch am in der Figur
rechten Ende dieses Freilaufbereichs 29, so daß also die Klappe 21 ihre dort dargestellte
zweite Schließstellung bereits zuvor eingenommen hat.
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Damit ergibt sich das Diagramm nach Figur 5 für den Zusammenhang zwischen
dem Verstellweg h des Hebels 12 und den Querschnitten q1 und q2 für die Fußraumströmung
einerseits und die Entfrosterströmung andererseits, wobei zur Vereinfachung die
wirbelerzeugende Wirkung der Luftleitwand 27 vor ihrer mit dem Rand 28 fluchtenden
Stellung als Beeinträchtigung des Strömungsquerschnitts angenommen ist: Ausgehend
von der Nullstellung des Hebels 12, bei der schon eine geringe Entfrosterströmung
q2 entsprechend dem Bypass 8 vorliegt, erfolgt zunächst bis zur ersten Öffnungsstellung
I eine Vergrößerung praktisch nur der Strömung in den Fußraum, da die Abdeckung
7, wie Figur 1 zeigt, bei Schließstellung-des Hebels 12 noch mit einem Bereich 30
in Verstellrichtung der Abdekkung 7 hinter der ersten Öffnung 2 liegt. Erst in der
Öffnungsstellung I des Hebels 12 gibt die hintere Kante der Abdeckung 7 die erste
Öffnung 2 mehr und mehr frei, so daß die Kurve für die Entfrosterströmung bis zu
einer zweiten Öffnungsstellung des Hebels, die bei etwa 2/3 des maximal möglichen
Verstellweges h liegt, auf etwa 50 ffi ihres Maximalwerts angestiegen ist. Gleichzeitig
hat sich aber die Klappe 21 in ihre zweite Schließstellung bewegt, die in Figur
4 dargestellt ist, so daß bei in seiner Öffnungsstellung II befindlichem Hebel 12
die Fhßraumströmung wieder unterbunden ist. Dieser Zustand bleibt infolge des Freilaufbereichs
29
der Kulissenführung 24 bis zur voll geöffneten Stellung IIIdes Hebels 12 erhalten.
Gleichzeitig ist die vollständige Freigabe der ersten Öffnung 2 für die Entfrosterströmung
durch die Abdeckung 7 erfolgt, und infolge der Tatsache, daß nunmehr gemäß Figur
4 die Strömungsleitwand 27 fluchtet mit dem oberen Rand 28 der Öffnung 2, erreicht
die Entfrosterströmung ihren Maximalwert.
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Die bei der Erfindung vorliegende Zentralisierung der verschiedenen
Bestandteile der Belüftungsvorrichtung macht es möglich, sie als eine Einheit in
das Fahrzeug einzusetzen, wobei dann nur noch die Zuleitung 1' mit einer LuTtfangeinrichtung
für Frischluft, die ggf.
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mit einem Ventilator ausgerüstet ist, und einer Heizvorrichtung verbunden
zu werden braucht. Es ist aber auch möglich, das Gehäuse 1 und damit die Belüftungsvorrichtung
zu einer Einheit mit Instrumenten und anderen Einrichtungen su verbinden, die auf
dem Armaturenbrett angeordnet sein müssen. In Figur 2 ist dies dadurch angedeutet,
daß das Gehäuse im linken Teil der Figur in den Instrumenteneinsatz 31 übergeht,
der in diesem Ausführungsbeispiel mit dem gemeinsamen Instrumentenabieckgles 32
versehen ist. Beispiele für eine Einheit bildende Instrumenteneinsätze, die aber
nicht in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildete Belüftungsvorrichbungen enthalten,
zeigen die DAS 1 239 583 und die D2-PS 977 611, beide 63c, 91.
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Auch am in Figur 2 rechten seitlichen Ende weist das Gehäuse 1 einen
von den bisher beschriebenen Bestandteilen der Belüftungsvorrichtung nicht eingenommenen
Raum auf. Er kann zur Aufnahme für irgendwelche Betätigungen, beispielsweise einen
Schalter für ein der Belüftungsvorrichtung zugeordnetes elektrisches Gebläse, Verwendung
finden.
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Selbstverständlich liegt im Rahmen der Erfindung auch eine solche
Ausbildung der Belüftungsvorrichtung, daß bei Betätigung des Hebels 12 zunächst
nur die Entfrosterströmung ansteigt, während sich die zweite Strömung erst von der
ersten Öffnungsstellung des Hebels an einstellt. Im Diagramm nach Figur 5 bedeutet
dies, daß ql den Verlauf der Entfrosterströmung und q2 denjenigen der zweiten Strömung
darstellt.