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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heiz-Klimagerät für ein Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
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Heiz-Klimageräte, also Einrichtungen zum Klimatisieren oder Temperieren von Luft für einen Insassen- oder Innenraum eines Kraftfahrzeugs, können einen wesentlichen Beitrag zum Insassenkomfort leisten und heutzutage in nahezu allen Kraftfahrzeugen zu finden. Derartige Einrichtungen können jedoch einen signifikanten Bauraumbedarf haben, wodurch sich entsprechende Packaging-Herausforderungen, also Herausforderungen bezüglich einer Anordnung und Unterbringung von Komponenten in dem jeweiligen Kraftfahrzeug, ergeben.
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In der
DE 102 53 854 B3 ist eine Heiz- oder Kühlanlage zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeuginnenraums beschrieben, die eine separate Klimatisierung von vier Zonen des Kraftfahrzeuginnenraums ermöglichen und dabei einen besonders einfachen Aufbau und eine geringe Störanfälligkeit aufweisen soll. Dazu umfasst die dort beschriebene Anlage ein Gehäuse aus zwei funktionsgleich aufgebauten Gehäusehälften, die durch eine erste Trennwand gegeneinander abgegrenzt sind. Durch Kanäle in den Gehäusehälften kann Luft ersten Luftaustritten für vordere Zonen des Kraftfahrzeuginnenraums oder zweiten Luftaustritten für hintere Zonen des Kraftfahrzeuginnenraums zugeführt werden. Durch Anordnung einer zweiten Trennwand in jeder der Gehäusehälften ist ein erster mit den ersten Luftaustritten verbundener und ein zweiter mit den zweiten Luftaustritten verbundener Hauptkanal ausgebildet. Die Hauptkanäle sind von einer weiteren Trennwand in Teilkanäle unterteilt. Insgesamt ist damit aber weiterhin ein signifikanter Bauraumbedarf gegeben, ohne eine Flexibilität zu bieten, die allen heutigen Anforderungen gerecht wird.
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In der
DE 10 2009 028 522 B4 ist eine kompakte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Damit soll ein vormontierbares Klimasystem mit Heizfunktionalität insbesondere für die Anwendung in Kraftfahrzeugen mit unzureichender Wärmequelle aus dem Antrieb derart weitergebildet werden, dass ein Kältemittelkreislauf hermetisch dicht ausgestaltet sowie eine Anordnung der Klimaanlage auch außerhalb des Motorraums des Fahrzeugs möglich ist. Weiter soll eine verbesserte Regelbarkeit ermöglicht werden. Dazu weist eine Verdampfereinheit zwei luftdurchströmte Wärmeüberträger sowie ein Gebläse auf. Eine Kondensatoreinheit weist einen luftdurchströmten Wärmeüberträger sowie ebenfalls ein Gebläse auf. Die Gebläse sind dabei seitlich neben Strömungskanälen der Verdampfereinheit und der Kondensatoreinheit für Frischluft angeordnet. Die Gehäuse der Verdampfereinheit und der Kondensatoreinheit sowie einer Komponenteneinheit bilden dabei eine kompakte Gehäuseanordnung, sodass die Wärmeüberträger innerhalb der kompakten Gehäuseanordnung angeordnet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine temperierte Belüftung eines Kraftfahrzeugs auf besonders bauraumeffiziente und kostengünstige Weise zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Heiz-Klimagerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, besonders bevorzugt für einen elektrisch angetriebenen Kraftwagen, umfasst ein erstes Gehäuse zur Anordnung in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs und ein zweites Gehäuse zur Anordnung außerhalb des Innenraums. Diese beiden Gehäuse sind dabei insbesondere für eine luftführend miteinander verbundene oder gekoppelte Anordnung ausgebildet. Dazu können die Gehäuse insbesondere eine Öffnung beziehungsweise eine zu einer Gehäuseseite hin offene Luftführung aufweisen, wobei diese Öffnungen oder Gehäuseseiten in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Gehäuse in dem jeweiligen Kraftfahrzeug insbesondere einander zugewandt oder miteinander verbunden sein können. Die beiden Gehäuse können dabei direkt, also unmittelbar aneinander anliegen oder indirekt, also unter Vermittlung wenigstens eines weiteren Bauteils, miteinander verbunden oder gekoppelt sein.
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Erfindungsgemäß weisen das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse jeweils eine Befestigungs- oder Verbindungsschnittstelle zur luftführenden Kopplung oder Verbindung der beiden Gehäuse miteinander auf, sodass im montierten Zustand des Heiz-Klimageräts in dessen durch die Verbindungschnittstelle verlaufender Längsrichtung das zweite Gehäuse mit dem ersten Gehäuse fluchtet. Mit anderen Worten sind also in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse in Längsrichtung des Heiz-Klimageräts beziehungsweise in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs auf einer Linie oder in einer Reihe angeordnet. Das erste und das zweite Gehäuse also derart angeordnet sein, dass sich ihre Querschnitte von dem Innenraum aus in dieser Fahrzeuglängsrichtung nach vorne betrachtet zumindest teilweise überlappend. Somit ergibt sich also eine Längs- oder Hintereinanderanordnung des ersten Gehäuses und des zweiten Gehäuses.
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Erfindungsgemäß weist das erste Gehäuse mehrere Luftverteilklappen zur Verteilung von Luft für den Innenraum auf. Das erste Gehäuse, insbesondere ein in dessen Längsrichtung der Verbindungsschnittstelle gegenüberliegender Endbereich des zweiten Gehäuses, kann also als Klappenkasten fungieren und dazu in an sich bekannter Weise verschiedene Luftführungen, Kanäle und/oder Luftauslässe aufweisen. Bevorzugt können in dem ersten Gehäuse zudem ein oder mehrere Wärmetauscher zum Temperieren von Luft für den Innenraum aufgenommen sein, beispielsweise ein von einem Kühl- oder Kältemittel durchströmbarer beziehungsweise durchströmter Verdampfer und eine - bevorzugt von Wasser durchströmte beziehungsweise durchströmbare - Heizeinrichtung oder ein entsprechender Heizkörper. In dem zweiten Gehäuse sind ein Gebläse, ein Luftfilter und eine Frischluftansaugöffnung angeordnet, wobei das Gebläse in Längsrichtung des zweiten Gehäuses zwischen dessen Verbindungsschnittstelle und dem Luftfilter angeordnet ist. Mit anderen Worten ist also in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug der Luftfilter in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs und des Heiz-Klimageräts vor dem Gebläse auf dessen von dem Innenraum abgewandter Seite angeordnet. Die Längsrichtung oder Längserstreckung des zweiten Gehäuses beziehungsweise des bestimmungsgemäß eingebauten oder montierten Heiz-Klimageräts insgesamt kann also mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammenfallen. Durch die Längsanordnung des Gebläses und des Luftfilters in dem zweiten Gehäuse kann dessen Längserstreckung, also dessen Ausdehnung in oder entlang der Längsrichtung des Heiz-Klimageräts beziehungsweise der Fahrzeuglängsrichtung größer als die Höhe des zweiten Gehäuses, also dessen Ausdehnung in bestimmungsgemäßer Einbaulage in Fahrzeughochrichtung, sein. Dadurch ergibt sich eine kompakte, besonders flachbauende Ausgestaltung des Heiz-Klimageräts. Dies kann wiederum auf besonders einfache Weise einen besonders effektiven Fußgängerschutz des jeweiligen Kraftfahrzeugs ermöglichen, da auf besonders einfache Weise sichergestellt werden kann, dass oberhalb eines bestimmten Niveaus keine harten Komponenten angeordnet sind.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aufteilung von Komponenten des Heiz-Klimageräts auf zwei Gehäuse wird eine besonders einfache Montage ermöglicht. Dadurch, dass dabei das zweite Gehäuse sowie die entsprechenden darin aufgenommenen Komponenten aus dem Innenraum ausgelagert werden und beispielsweise in einem Vorderwagen des Kraftfahrzeugs angeordnet werden können, kann zudem in dem Innenraum mehr Platz für jeweilige Fahrzeuginsassen geschaffen werden, ohne dass dafür eine Veränderung oder Anpassung einer Karosserieform des Kraftfahrzeugs notwendig wäre. Diese Auslagerung des zweiten Gehäuses beziehungsweise der entsprechenden Komponenten aus dem Innenraum kann insbesondere für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, beispielsweise BEVs (englisch: battery electric vehicles), besonders einfach realisiert werden, da sich bei diesen durch den Verzicht auf eine Verbrennungskraftmaschine in dem Vorderwagen hierfür nutzbarer Bauraum bietet. Durch die Auslagerung des Gebläses aus dem Innenraum kann zudem gegebenenfalls eine Geräuschbelastung in dem Innenraum reduziert werden. Als weiterer Vorteil der hier vorgesehenen Ausgestaltung des Heiz-Klimageräts beziehungsweise der hier vorgeschlagenen Anordnung von dessen Komponenten hat sich herausgestellt, dass so auf besonders einfache Weise die gleiche, also eine einzige Ausführung oder Variante sowohl für Linkslenker- als auch für Rechtslenkerfahrzeuge verwendet werden kann, insbesondere auch in Klein- oder Kompaktwagen. Es müssten also für Links- und Rechtslenkerfahrzeuge vorteilhaft keine unterschiedlichen Derivate des Heiz-Klimageräts mehr hergestellt und bereitgestellt werden. Dadurch können Herstellungsaufwand und Kosten eingespart und eine Logistik vereinfacht werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind das Gebläse und der Luftfilter in Hochrichtung und/oder in Querrichtung des zweiten Gehäuses einander überlappend angeordnet. Das Gebläse und der Luftfilter sind also in bestimmungsgemäßer Einbaulage des zweiten Gehäuses beziehungsweise des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug in Hoch- und/oder Querrichtung des zweiten Gehäuses beziehungsweise des Heiz-Klimageräts, was insbesondere der Fahrzeughochrichtung und/oder der Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs entsprechen kann, zumindest teilweise oder bereichsweise an der gleichen Position angeordnet. Das Gebläse und der Luftfilter befinden sich in bestimmungsgemäßer Einbaulage also auf gleicher Höhe und an der gleichen Stelle in Querrichtung, in Längsrichtung jedoch voreinander beziehungsweise hintereinander. Dadurch wird eine besonders kompakte Form des Heiz-Klimageräts ermöglicht. Zudem kann besonders einfach sichergestellt werden, dass so dieselbe Ausgestaltung oder Variante zumindest des zweiten Gehäuses für Rechtslenkerfahrzeuge ebenso wie für Linkslenkerfahrzeuge verwendet werden kann.
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Die Formulierung „zumindest im Wesentlichen“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise bedeuten, dass die entsprechende Ausrichtung oder relative Anordnung oder dergleichen zumindest bis auf Toleranzen oder Abweichungen von beispielsweise bis zu 20 % oder bis zu 20°oder beispielsweise für einen Großteil der jeweiligen Komponente oder Komponenten gelten.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine zentrale Drehachse des Gebläses zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Durchströmungsrichtung des Luftfilters ausgerichtet. Die Durchströmungsrichtung des Filters ist dabei diejenige Richtung, in der zu filternde Luft bestimmungsgemäß durch den Luftfilter hindurchtritt, insbesondere bezogen auf den Luftfilter als Gesamtbauteil, also unter Vernachlässigung interner Turbulenzen oder dergleichen.
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Der Luftfilter kann beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige Gestalt oder Außenform aufweisen. Die Durchströmungsrichtung kann dann zumindest im Wesentlichen senkrecht auf einer Haupterstreckungsebene des Luftfilters stehen. Bevorzugt kann eine Dicke oder Breite des Luftfilters in der Durchströmungsrichtung dabei schmaler oder geringer sein als die Ausdehnungen des Luftfilters in den dessen Haupterstreckungsebene aufspannenden Richtungen. Es hat sich gezeigt, dass durch die hier vorgeschlagene Anordnung die beschriebenen Vorteile besonders effektiv realisiert werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Luftfilter eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf. Die Haupterstreckungsebene des Luftfilters erstreckt sich dabei in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug zumindest im Wesentlichen in einer x-z-Ebene des Kraftfahrzeugs, also in dessen Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeughochrichtung. Eine geringste Ausdehnung des Luftfilters ist dabei zumindest im Wesentlichen in Querrichtung des Kraftfahrzeugs, also in dessen y-Richtung, gegeben. Der Luftfilter steht in bestimmungsgemäßer Einbaulage also im Wesentlichen senkrecht bezüglich eines Bodens des Kraftfahrzeugs und ist mit seiner Längserstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Dies ermöglicht eine in Querrichtung besonders schmale Bauform des Heiz-Klimageräts, wodurch die beschriebene Rechts- Linkslenker-Invarianz des Heiz-Klimageräts besonders einfach realisiert werden kann. Für eine besonders kompakte Ausgestaltung des Heiz-Klimageräts kann der Luftfilter beziehungsweise dessen Luftfiltergehäuse, das in dem zweiten Gehäuse aufgenommen sein kann, unmittelbar ein ebenfalls in dem zweiten Gehäuse aufgenommenes Gebläsegehäuse des Gebläses anschließen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein kompletter das zweite Gehäuse durchströmender Luftstrom durch den Luftfilter hindurchtritt. Insbesondere kann sich der Luftfilter dabei von dem Gebläsegehäuse in Längsrichtung des zweiten Gehäuses bis zu dessen bestimmungsgemäß dem Innenraum abgewandten Vorderseite oder vorderen Gehäusestirnwand erstrecken. Ebenso kann sich der Luftfilter zumindest im Wesentlichen über die gesamte Innenhöhe des zweiten Gehäuses erstrecken.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind in dem ersten Gehäuse ein Verdampfer und eine zwischen diesem und einem Bereich der Luftverteilklappen angeordnete Heizeinrichtung, also ein Heiz-Wärmetauscher aufgenommen. Der Verdampfer ist also bestimmungsgemäß, das heißt im montierten Zustand beziehungsweise in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug, auf einer der Verbindungsschnittstelle beziehungsweise dem zweiten Gehäuse zugewandten Seite der Heizeinrichtung und dem in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Verbindungsschnittstelle des zweiten Gehäuses gegenüberliegenden Bereich der Luftverteilklappen angeordnet, während die Heizeinrichtung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Heiz-Klimageräts zwischen dem Verdampfer und dem Bereich der Luftverteilklappen angeordnet ist. Dabei erstrecken sich Haupterstreckungsebenen des Verdampfers und der Heizeinrichtung in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in dem Kraftfahrzeug zumindest im Wesentlichen in dessen y-z-Ebene. Fachüblich bezeichnet auch hier y die Fahrzeugquerrichtung und z die Fahrzeughochrichtung. Der Verdampfer und die Heizeinrichtung beziehungsweise deren Haupterstreckungsebenen können also zumindest im Wesentlichen senkrecht bezüglich eines Bodens des Kraftfahrzeugs und zumindest im Wesentlichen parallel zur Stirnwand des Kraftfahrzeugs sowie zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet beziehungsweise ausgerichtet sein. Die Stirnwand des Kraftfahrzeugs trennt dabei zumindest bereichsweise den Innenraum des Kraftfahrzeugs von dessen Vorderwagen oder Vorderwagenbereich, der sich beispielsweise unter einer Frontklappe oder Fronthaube des Kraftfahrzeugs befinden kann. Durch die hier vorgeschlagene Anordnung ergibt sich eine besonders kompakte Bauform. Zudem ist ein besonders effizienter Betrieb und eine besonders genaue und zuverlässige Temperierung des Innenraums möglich, da die Luft bereits im Bereich des Innenraums mittels des Verdampfers beziehungsweise der Heizeinrichtung temperiert wird und somit keine langen Wege bis in den Innenraum zurücklegen muss, entlang welcher sich die eingestellte Temperatur verändern könnte.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet das in dem zweiten Gehäuse angeordnete, das Gebläse einhausende Gebläsegehäuse einen Wandbereich einer Luftführung, die von der Verbindungsschnittstelle durch das zweite Gehäuse bis zu einer Eingangsseite des Gebläsegehäuses führt. Mit anderen Worten führt also ein von der Verbindungsschnittstelle durch das zweite Gehäuse führender Luftführungs- oder Strömungspfad für einen Umluftbetrieb unmittelbar an dem Gebläsegehäuse entlang, insbesondere an einer der Eingangsseite gegenüberliegenden, bevorzugt geschlossenen, Rückseite des Gebläsegehäuses. Dieser Pfad führt dann weiter um das Gebläsegehäuse herum, insbesondere durch den Luftfilter, bis zur Eingangsseite des Gebläses. Somit ist für die Führung der Luft in dem Umluftbetrieb also kein zusätzlicher oder separater Luftführungskanal notwendig. Dadurch kann das Heiz-Klimagerät besonders kompakt und kostengünstig gefertigt werden. Damit ergibt sich also ein Packagingvorteil, wobei gleichzeitig ein bei gleicher Außengröße des zweiten Gehäuses größerer beziehungsweise maximierter Querschnitt für die Luftführung zur Verfügung steht. Dadurch muss das Gebläse beispielsweise zum diffusen Ansaugen der Luft im Umluftbetrieb nicht oder weniger häufig unter Volllast laufen. Dies kann Energie einsparen und eine geringere Geräuschbelastung bedeuten.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Luftfilter in einem Strömungspfad angeordnet, der zur Luftführung durch das zweite Gehäuse in einem Umluftbetrieb vorgesehen ist. Dies kann insbesondere der genannte Luftführungs- oder Strömungspfad sein, der an dem Gebläsegehäuse entlangführt. Der Strömungspfad führt dabei von der Verbindungsschnittstelle in Längsrichtung des zweiten Gehäuses entlang einer seitlichen Innenwand des zweiten Gehäuses bis in dessen von der Verbindungsschnittstelle abgewandten vorderen Endbereich, führt dort durch den Luftfilter, insbesondere senkrecht zu dessen Haupterstreckungsebene, und dahinter, also nach Durchtritt des Luftfilters, in entgegengesetzter Längsrichtung entlang einer gegenüberliegenden seitlichen Innenwand bis zu der Eingangsseite des Gebläses. Hier sind also keine separaten Luftführungskanäle ausgebildet, sondern das zweite Gehäuse bildet selbst eine Seitenwand für die Luftführung. Somit kann das Heiz-Klimagerät besonders kompakt und kostengünstig gefertigt werden. Das erfindungsgemäße Heiz-Klimagerät bietet dabei zudem den Vorteil, dass nicht nur von außerhalb des Kraftfahrzeugs angesaugte Frischluft, sondern auch aus dem Innenraum angesaugte Luft für einen Umluftbetrieb mittels des Luftfilters gefiltert werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das zweite Gehäuse zumindest in außerhalb der Verbindungsschnittstelle liegenden Bereichen oder Abschnitten akustisch gedämmt, um einen Geräuscheintrag aus einer Umgebung des zweiten Gehäuses, insbesondere also aus dem Vorderwagenbereich des jeweiligen Kraftfahrzeugs, durch die Verbindungsschnittstelle in den Innenraum des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu einer akustisch ungedämmten Ausführung des zweiten Gehäuses zu reduzieren. Das zweite Gehäuse kann dabei je nach Bedarf beispielsweise ebenso thermisch gedämmt oder isoliert sein. Letztlich kann das zweite Gehäuse also gegebenenfalls nach den gleichen Gesichtspunkten oder dem gleichen Standard akustisch und/oder thermisch gedämmt oder isoliert sein wie der Innenraum. Dadurch können letztlich ein verbesserter Insassenkomfort und ein besonders effizienter Betrieb erreicht werden. Für die akustische Dämmung oder Isolierung kann das zweite Gehäuse beispielsweise mit einem geräuschdämmenden Material ausgekleidet und/oder außenseitig belegt sein. Ebenso kann das zweite Gehäuse beispielsweise ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet sein.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Frischluftansaugöffnung in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Heiz-Klimageräts in einer von der Verbindungsschnittstelle abgewandten vorderen Hälfte des zweiten Gehäuses an dessen Oberseite angeordnet. Dabei kann die Frischluftansaugöffnung insbesondere seitlich, also in Querrichtung des zweiten Gehäuses beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, neben dem Luftfilter angeordnet sein. Die Frischluftansaugöffnung kann hier in Längsrichtung auf einer von der Verbindungsschnittstelle und damit von dem Innenraum abgewandten Seite des Gebläses angeordnet sein. Dadurch kann sich beim Ansaugen von Frischluft von außerhalb des Kraftfahrzeugs durch die Frischluftansaugöffnung ein relativ gradliniger und somit besonders effizienter Strömungspfad für diese Luft innerhalb des zweiten Gehäuses ergeben. Gleichzeitig kann der Luftfilter besonders einfach und leicht zugänglich sein, wodurch eine Wartung oder ein Austausch vereinfacht werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das einen zum Aufenthalt wenigstens eines Fahrzeuginsassen vorgesehenen Insassenraum sowie einen Vorderwagenbereich aufweist. Der Innenraum ist dabei vorderseitig durch eine Stirnwand begrenzt, an die sich auf einer von dem Innenraum abgewandten Seite der Vorderwagenbereich anschließt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist weiter ein erfindungsgemäßes Heiz-Klimagerät auf. Das erste Gehäuse dieses Heiz-Klimageräts ist dabei an der dem Innenraum zugewandten Seite der Stirnwand angeordnet oder montiert, während das zweite Gehäuse des Heiz-Klimageräts in dem Vorderwagenbereich dem ersten Gehäuse gegenüberliegend und mit diesem durch die Stirnwand hindurch luftführend verbunden an der Stirnwand angeordnet oder montiert ist. Die Stirnwand kann dazu also eine entsprechende Ausnehmung oder Öffnung aufweisen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere ein elektrisch angetriebener Kraftwagen, bevorzugt ein batterieelektrischer Kraftwagen, sein. Weiter kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heiz-Klimagerät genannte Kraftfahrzeug sein. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heiz-Klimagerät genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftfahrzeug ein auf der Frischluftansaugöffnung des zweiten Gehäuses angeordnetes Luftführungsbauteil auf. Dieses Luftführungsbauteil weist eine sich zumindest im Wesentlichen parallel zur Oberseite des zweiten Gehäuses erstreckende Bodenfläche sowie davon zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung abstehende Seitenwände auf. Die Seitenwände umgeben dabei zum einen eine der Frischluftansaugöffnung zugewandte Ausnehmung in der Bodenfläche und verlaufen zum anderen entlang eines einer Fahrzeugfront des Kraftfahrzeugs zugewandten Abschnitts oder Bereiches der Bodenfläche bzw. des Luftführungsbauteils. Die Bodenfläche weist dabei im Bereich der Ausnehmung ihre geringste Breite in Fahrzeugquerrichtung auf und verbreitert sich in einem hinter der Ausnehmung liegenden Bereich in Fahrzeugquerrichtung mit zunehmender Entfernung von der Ausnehmung in Fahrzeuglängsrichtung. In einem entsprechend verbreiterten heckseitigen Bereich weist die Bodenfläche eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen auf. Von außerhalb des Kraftfahrzeugs angesaugte Frischluft strömt dann also zunächst durch diese Lufteinlassöffnungen und durchtritt dabei die Bodenfläche in einer ersten Richtung. Die Frischluft fließt dann in einem von den Seitenwänden begrenzten Luftführungsbereich in Richtung der Ausnehmung und der Frischluftansaugöffnung. Dort durchtritt die im Betreibe angesaugte Frischluft die Bodenfläche in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und strömt durch die Ausnehmung in das zweite Gehäuse ein. In dem zweiten Gehäuse strömt die angesaugte Frischluft dann durch den Luftfilter, durch das Gebläse und weiter durch das erste Gehäuse bzw. und schließlich in den Innenraum des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise kann eine Luftzufuhr oder Luftführung für die Frischluft realisiert werden, die ein effektives Abscheiden von Partikeln und eintretendem Wasser ermöglicht.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines mehrteiligen Heiz-Klimageräts für ein Kraftfahrzeug;
- 2 eine schematische ausschnittweise teilgeschnittene Perspektivansicht des Heiz-Klimageräts in einem Kraftfahrzeug;
- 3 eine schematische Perspektivansicht eines Luftführungsbauteils zur Frischluftzuführung zu dem Heiz-Klimagerät; und
- 4 eine schematische ausschnittweise Seitenansicht eines Bereichs um das Luftführungsbauteil zur Veranschaulichung eines Strömungspfads der Frischluft.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Übliche Klimatisierungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge sehen eine im Innenraum liegende Verortung eines Filters und eines Ventilators vor. Üblicherweise können diese Komponenten beispielsweise vor einem Handschuhkasten auf einer Beifahrerseite angeordnet sein. Ein Luftverteiler kann dabei bezogen auf eine Breite des jeweiligen Fahrzeugs zentriert, also mittig im Innenraum, beispielsweise in eine Instrumententafel integriert, verortet sein. Dabei werden alle diese Komponenten typischerweise als zusammenhängende Baugruppe betrachtet. Dies kann einen signifikanten Bauraum in dem Innenraum benötigen, der dann nicht für jeweilige Fahrzeuginsassen in dem Innenraum zur Verfügung steht und zudem unterschiedliche Varianten für Links- und Rechtslenkerfahrzeuge notwendig machen. Gerade derzeit verstärkt aufkommende batterieelektrische Kraftwagen, die keinen Verbrennungsmotor aufweisen, ermöglichen hingegen eine alternative Anordnung von Komponenten, insbesondere eine Nutzung eines bei konventionellen Fahrzeugen typischerweise von dem Verbrennungsmotor eingenommenen Bauraums im Vorderwagen.
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1 zeigt dazu eine schematische Seitenansicht von Fahrzeugkomponenten zur Lufttemperierung und Luftführung. Schematisch ist hier eine Unterteilung angedeutet in einen Instrumententafelabschnitt 10, der im Innenraum des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordnet ist, einen Vorderwagenabschnitt 12 außerhalb des Innenraums und eine Innenraumluftführung 14. Konkret ist hier ein Heiz-Klimagerät 16 dargestellt, das ein erstes Gehäuse 18 und ein zweites Gehäuse 20 umfasst. Das erste Gehäuse 18 ist dabei in dem Instrumententafelabschnitt 10, also im Innenraum angeordnet beziehungsweise anzuordnen, während das zweite Gehäuse 20 im Vorderwagenabschnitt 12 angeordnet beziehungsweise anzuordnen ist. Diese beiden Gehäuse 18, 20 sind dabei in der dargestellten Weise in einem Übergangs- oder Verbindungsbereich zwischen dem Instrumententafelabschnitt 10 und dem Vorderwagenabschnitt 12 luftführend miteinander gekoppelt.
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Zur Orientierung sind hier schematisch für das Heiz-Klimagerät 16 und das entsprechende Kraftfahrzeug eine Längsrichtung x und eine Hochrichtung z angedeutet. Eine Querrichtung steht dann senkrecht auf diesen beiden Richtungen.
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In dem zweiten Gehäuse 20 sind vorliegend ein Luftfilter 22 sowie ein Gebläse 24 aufgenommen. Durch das Gebläse 24 wird Luft durch den Luftfilter 22 angesaugt und in das erste Gehäuse 18 transportiert. Dazu können das erste Gehäuse 18 und das zweite Gehäuse 20 beispielsweise über eine Trichterkopplung oder Trichterverbindung luftführend miteinander verbunden sein. In dem ersten Gehäuse 18 sind vorliegend ein Verdampfer 26, eine Heizeinrichtung 28 und mehrere Luftverteilklappen zur Luftverteilung aufgenommen. Ein Bereich des ersten Gehäuses 20, in dem diese Luftverteilklappen angeordnet sind, wird hier auch als Klappenkasten 30 bezeichnet. An den Klappenkasten 30 können sich Luftführungen zur Verteilung der Luft in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs anschließen. Beispielhaft sind hier Luftkanäle 32 als Teil der Innenraumluftführung 14 dargestellt.
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Es ist hier zu erkennen, dass die genannten Komponenten des Heiz-Klimageräts 16 in Längsrichtung x in einer Reihe oder Linie, also zumindest im Wesentlichen fluchtend, angeordnet sind.
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2 zeigt eine schematische ausschnittweise teilgeschnittene Perspektivansicht des Heiz-Klimageräts 16 in einem Kraftwagen. Das zweite Gehäuse 20 ist hier in dem Vorderwagenabschnitt 12 an eine ausschnittweise erkennbare Stirnwand 34 des Kraftfahrzeugs montiert. Dabei kann in einem Verbindungs- oder Montagebereich, in dem das zweite Gehäuse 20 mit der Stirnwand 34 verbunden ist, eine Dichtung, beispielsweise eine Schaumdichtung oder dergleichen, vorgesehen sein. In dem Verbindungsbereich umgibt das zweite Gehäuse 20, insbesondere die entsprechende Dichtung, wenigstens eine Ausnehmung oder Durchgangsöffnung der Stirnwand 34, durch die Luft von dem zweiten Gehäuse 20 in das erste Gehäuse 18 sowie gegebenenfalls in umgekehrter Richtung strömen kann.
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Während einer Fertigung oder Montage des Kraftfahrzeugs kann das erste Gehäuse 18 beispielsweise im Rahmen einer konventionellen Cockpitvormontage einschließlich IMC-Prozess dargestellt und montiert werden. Das zweite Gehäuse 20 kann dann nachträglich von vorne gegen die Stirnwand 34 montiert werden.
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Zur Veranschaulichung ist hier ein Luftführungs- oder Strömungspfad in dem zweiten Gehäuse 20 für einen Umluftbetrieb angedeutet. Dabei strömt Luft durch eine öffenbare und schließbare Klappe in der Stirnwand 34 aus dem Innenraum in Längsrichtung x in das zweite Gehäuse 20 ein. Dort strömt diese Luft zunächst in Längsrichtung x an dem Gebläse 24 vorbei in einen vorderen Bereich. Dort tritt die Luft in Fahrzeugquerrichtung durch den Luftfilter 22 hindurch und strömt dann in umgekehrter Längsrichtung x wieder zurück und zu einer Ansaug- oder Einlassseite des Gebläses 24. Durch das Gebläse 24 wird die Luft dann, beispielsweise durch einen entsprechenden, die Stirnwand 34 durchgreifenden Luftführungskanal oder -trichter in das erste Gehäuse 18 transportiert-Dort kann die Luft zunächst auf den Verdampfer 26 und anschließend auf die Heizeinrichtung 28 treffen, um schließlich die Luftverteilklappen beziehungsweise den Klappenkasten 30 zu durchströmen. In diesem Bereich kann die Luft zur Temperierung gemischt und/oder verteilt zu werden. Eine hier nicht im Detail erkennbare Frischluftansaugöffnung 46 (siehe 3, 4) ist hier in Querrichtung neben dem Luftfilter 22 an einer Oberseite des zweiten Gehäuses 20 angeordnet. Diese Frischluftansaugöffnung 46 kann ebenfalls mit einer öffenbaren und schließbaren Klappe versehen sein.
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Zur Veranschaulichung einer Frischluftzuführung zeigt 3 eine schematische Perspektivansicht eines entsprechenden Luftführungsbauteils 36. Dieses Luftführungsbauteil 36 ist hier über ein Dichtungsteil 38 an der Frischluftansaugöffnung 46 mit dem zweiten Gehäuse 20 gekoppelt. Das Luftführungsbauteil 36 ist hier im Wesentlichen durch eine Grundplatte oder Bodenfläche 40 gebildet, von der abstehend sich entlang eines in Längsrichtung x vorderen Randes sowie eine zu der Frischlufteinlassöffnung korrespondierende Ausnehmung in der Bodenfläche 40 umgebend Seitenwände 42 erstrecken. Entgegen der Längsrichtung x weitet sich das Luftführungsbauteil 36 auf. In einem derartigen in Längsrichtung rückwärtigen aufgeweiteten Bereich ist die Bodenfläche 40 durch eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen 44 durchbrochen. Im Betrieb kann Frischluft zunächst von in Querrichtung außenliegenden Seiten oder Bereichen unterhalb des Luftführungsbauteils 36 zugeführt werden, anschließend die Lufteinlassöffnungen 44 von unten nach oben durchtreten und anschließend durch die Frischluftansaugöffnung 46 in das zweite Gehäuse 20 eintreten.
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Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 4 eine schematische ausschnittweise Seitenansicht eines Bereichs um das Luftführungsbauteil 36. Eine Luftführung beziehungsweise ein Strömungspfad der Frischluft ist hier schematisch durch entsprechende Pfeile angedeutet. Die Frischluft kann dabei in einem einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs zugewandten Bereich in die Luftführung eintreten und dann vorbei an einer Schallwand 48 zunächst in Querrichtung nach innen und in Längsrichtung x nach vorne entlang des Luftführungsbauteils 36 bis zu der - beispielsweise durch ein Gitter abgedeckten Frischluftansaugöffnung 46 - und dann innerhalb des zweiten Gehäuses 20 in entgegengesetzter Längsrichtung, also von vorne nach hinten, strömen. Entlang dieses Strömungspfades kann die angesaugte Frischluft nach dem Durchtreten der Lufteinlassöffnungen 44 eine Abscheidewand 50 überströmen, an der sich beispielsweise mitgeführtes oder eingetretenes Wasser oder Partikel abscheiden können, sodass deren Eintritt in das Heiz-Klimagerät 16 verhindert werden kann.
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Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie ein zweiteiliges Heiz-Klimagerät 16, insbesondere für eine batterieelektrische Fahrzeugarchitektur realisiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Instrumententafelabschnitt
- 12
- Vorderwagenabschnitt
- 14
- Innenraumluftführung
- 16
- Heiz-Klimagerät
- 18
- erstes Gehäuse
- 20
- zweites Gehäuse
- 22
- Luftfilter
- 24
- Gebläse
- 26
- Verdampfer
- 28
- Heizeinrichtung
- 30
- Klappenkasten
- 32
- Luftkanäle
- 34
- Stirnwand
- 36
- Luftführungsbauteil
- 38
- Dichtungsteil
- 40
- Bodenfläche
- 42
- Seitenwände
- 44
- Lufteinlassöffnungen
- 46
- Frischluftansaugöffnung
- 48
- Schallwand
- 50
- Abscheidewand
- x
- Längsrichtung
- y
- Querrichtung
- z
- Hochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10253854 B3 [0003]
- DE 102009028522 B4 [0004]