DE19543699C2 - Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Belüftungsvorrichtung (DE 40 02 754 C2) ist der Luftfilter in zwei Teilfilter aufgeteilt, die in Luftströmungsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und gemeinsam den gesamten Luftdurchtrittsquerschnitt des Luftführungsgehäuses überdecken. Eine vom unteren Filterrand des mehr stromaufwärts liegenden Teilfilters zum oberen Filterrand des mehr stromabwärts gelegenen Teilfilters sich erstreckende Trennwand, die bis zu den beiden Gehäuseseiten reicht, teilt den von einem Gebläse erzeugten Zuluftstrom auf zwei Teilströme auf, von denen jeder einen Teilfilter durchströmt. In der Trennwand ist eine Wandöffnung vorgesehen, die von der Bypassklappe abgeschlossen ist. Im Bypassbetrieb für erhöhten Luftdurchsatz wird die Bypassklappe geöffnet, und der größte Teil des Zuluftstroms umströmt den stromaufwärts gelegenen Teilfilter, tritt durch die Wandöffnung hindurch und umströmt den weiter stromabwärts gelegenen Teilfilter, um dann über den Gehäuseausgang abzufließen. Ein geringer Teil des Zuluftstroms durchströmt nach wie vor auf getrennten Wegen die beiden Teilfilter. Diese konstruktive Ausführung des Luftführungsgehäuses und der darin integrierten Filteranordnung ist fertigungstechnisch aufwendig, erfordert zum Filterwechsel den getrennten Ausbau von zwei Teilfiltern von unterschiedlichen Zugriffsorten am Luftführungsgehäuse aus und erzwingt eine relativ starke Umlenkung des Luftstroms im Bypassbetrieb, was mit höherem Strömungswiderstand und erheblichen Strömungsgeräuschen verbunden ist.

Bei einer bekannten Belüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art (DE 37 41 504 A1) überdeckt die Lufteintrittsöffnung des mit einem Gebläseausgang verbundenen Gehäuseeingangs den Eingangsbereich beider Strömungskanäle und die dazwischenliegende schmale Stirnwand des Luftfilters. Der Gehäuseausgang ist rechtwinklig zum Gehäuseeingang angeordnet und seine Ebene liegt parallel zum Luftfilter und erstreckt sich über die gesamte Länge des unteren Strömungskanals. Jeder Strömungskanal ist mittels einer in dessen Eingangsbereich angeordneten Luftklappe verschließbar, wobei die dem unteren Strömungskanal zugeordnete Luftklappe die Bypassklappe darstellt. Bei geschlossener Bypassklappe und geöffneter Luftklappe des oberen Strömungskanals strömt die vom Gebläse in das Gehäuse eintretende Luft in den endseitig geschlossenen oberen Strömungskanal, strömt nach 90° Umlenkung durch den Luftfilter hindurch und verläßt direkt und geradlinig über den unteren Strömungskanal und den Gehäuseausgang das Gehäuse. Im Bypassbetrieb bei geöffneter Bypassklappe und geschlossener Luftklappe im oberen Strömungskanal strömt die über den Gehäuseeingang eintretende Luft in den endseitig ebenfalls geschlossenen unteren Strömungskanal, wird hier um 90° umgelenkt und tritt über den an der Längsseite des unteren Strömungskanals sich erstreckenden Gehäuseausgang wieder aus dem Gehäuse aus. Der als Schadstoffilter ausgebildete Luftfilter ist als Filterkassette aufgebaut, die in Führungen im Gehäuse eingeschoben und dort gehalten wird. Zum Wechseln des Luftfilters wird die Wechselkassette in ihrer ganzen Länge aus den Führungen im Gehäuse herausgezogen.

Bei dieser Ausbildung des Strömungskanals im Gehäuse erfolgt sowohl im Filterbetrieb als auch im Bypassbetrieb jeweils eine 90°-Umlenkung des das Gehäuse durchströmenden Luftstroms, was mit höherem Strömungswiderstand und größeren Strömungsgeräuschen verbunden ist. Darüber hinaus wird durch die Ausbildung des Luftfilters als ausziehbare Wechselkassette sehr viel Freiraum für den Filterwechsel benötigt, der insbesondere bei Verwendung der Belüftungsvorrichtung in Kompaktklimaanlagen, die zumindest teilweise in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, im Fußraum der Fahrgastzelle nicht zur Verfügung steht.

Ein bekanntes Filtergehäuse mit darin eingesetztem Filter (DE 43 27 834 A1) ist mit einem Schwenkdeckel versehen, der sich parallel zur Filterfläche und im Abstand davon erstreckt und eine im Filtergehäuse angeordnete Öffnung zum Filterwechsel überdeckt. Der Querschnitt der Öffnung ist größer als die Filterfläche, so daß nach Abschwenken des Schwenkdeckels der Luftfilter senkrecht zu seiner Filterfläche aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf einen platzsparenden, einfachen und schnellen Filterwechsel und geringeren Strömungswiderstand im Bypassbetrieb zu verbessern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung hat den Vorteil, daß im Bypassbetrieb nach Ausschwenken der Bypassklappe aus dem oberen Strömungskanal dort der Zuluftströmung ein nahezu geradliniger Strömungskanal ohne jegliche Umlenkung zwischen Gehäuseein- und -ausgang zur Verfügung steht. Damit ist im Bypassbetrieb der Strömungswiderstand auf ein Minimum gesenkt. Die am Ende des Luftfilters den Bypass abschließende Bypassklappe sorgt im Filterbetrieb für die Durchströmung des Luftfilters und spart zugleich eine zweite Luftklappe für die Steuerung der Luftströmung im Filterbetrieb ein. Die den Luftfilter durchsetzende Luft fließt über den unteren Strömungskanal zu dem Gehäuseausgang ab. Durch die trennbare Ausbildung des unteren Strömungskanals vom Luftführungsgehäuse ist der Luftfilter gut zugänglich und kann schnell und mühelos in einem einzigen Montagevorgang gewechselt werden. Der Filter wird dabei in Richtung seiner kleinsten Ausdehnung, nämlich senkrecht zur Filterfläche, dem Gehäuse entnommen, so daß zum Filterwechsel nur wenig Freiraum unterhalb des Gehäuses benötigt wird. Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung eignet sich daher besonders gut zum Einbau in Klimakompaktanlagen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Belüftungsvorrichtung für ein Fahrzeug,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Luftfilters in der Belüftungsvorrichtung gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch im Längsschnitt dargestellte Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge kann in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage betrieben werden. Die Belüftungsvorrichtung weist ein Luftführungsgehäuse 10 mit einer einstückig umlaufenden Gehäusewandung, die sich aus einer oberen Gehäusewand 101 und einer unteren Gehäusewand 102 sowie zwei seitlichen Gehäusewänden 103 zusammensetzt, und mit einem Gehäuseeingang 11 und einem Gehäuseausgang 12 auf. Der Gehäuseeingang 11 steht mit einer quer zur Achse des Luftführungsgehäuses 10 ausgerichteten Lufteintrittsöffnung 111 mit dem Auslaß eines Gebläses 13 in Verbindung. Auf der Saugseite des Gebläses 13 ist ein Luftansaugstutzen 14 angeschlossen, in dem eine Frischluftöffnung zum Ansaugen von Frischluft und eine Umluftöffnung zum Ansaugen von Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum vorgesehen sind. Frischluft- und Umluftöffnung werden von einer Luftklappe 15 gesteuert. An den Gehäuseausgang 12 wird üblicherweise ein Luftverteilerkasten direkt oder unter Zwischenschaltung einer Heizungs- oder Klimaanlage angeschlossen.

Im Luftführungsgehäuse 10 ist ein Luftfilter 16 integriert, der als Schadstoffilter, vorzugsweise als Aktivkohlefilter, ausgeführt ist. Der Luftfilter 16 ist in einem Filterrahmen 17 gehalten, wobei er innerhalb des Luftführungsgehäuses 10 mit Abstand von der oberen Gehäusewand 101 und der unteren Gehäusewand 102 so angeordnet ist, daß seine Filterebene etwa rechtwinklig zur Lufteintrittsöffnung 111, also parallel zur Achse des Luftführungsgehäuses 10, ausgerichtet ist. Dabei reicht der Luftfilter 16 mit seinem dem Gehäuseeingang 11 zugekehrten vorderen Filterrand bis nahe an die Unterkante der Lufteintrittsöffnung 111 im Gehäuseeingang 11. Der Luftfilter 16 ist bevorzugt trapezförmig ausgebildet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, wobei der dem Gehäuseeingang 11 zugekehrte Filterrand des Luftfilters 16 die kleinere Grundseite des Trapezes bildet.

Durch die beschriebene Anordnung des Luftfilters 16 bildet sich im Luftführungsgehäuse 10 ein oberer Strömungskanal 18 der von der oberen Gehäusewand 101 und der oberen Filterfläche des Luftfilters 16 begrenzt wird, und ein unterer Strömungskanal 19 aus, der von der unteren Gehäusewand 102 und der unteren Filterfläche des Luftfilters 16 begrenzt wird. Dem oberen Strömungskanal 18 ist eine Bypassklappe 20 zugeordnet, die an oder nahe dem vom Gehäuseeingang 11 abgekehrten hinteren Filterrand des Luftfilters 16 angeordnet ist. Die bis zu den seitlichen Gehäusewänden 103 reichende Bypassklappe 20 ist um eine im Luftführungsgehäuse 10 festgelegte Schwenkachse 21 schwenkbar, wobei sie in ihrer in Fig. 1 ausgezogen dargestellten einen Endlage den oberen Strömungskanal 18 vollständig abdeckt und eine Luftumleitungswand für den im oberen Strömungskanal 18 verlaufenden Zuluftstrom darstellt und in ihrer in Fig. 1 strichpunktiert gezeichneten anderen Endlage den oberen Strömungskanal 18 vollständig freigibt und einen Teil der Filterfläche des Luftfilters 16 abdeckt. Im Luftfilterbetrieb, also wenn die Bypassklappe 20 den oberen Strömungskanal 18 absperrt, strömt der vom Gebläse 13 erzeugte Zuluftstrom über die Lufteintrittsöffnung 111 im Gehäuseeingang 11 in den oberen Strömungskanal 18 ein, wird dort umgelenkt, um den Luftfilter 16 zu durchströmen und strömt über den unteren Strömungskanal 19 zum Gehäuseausgang 12 ab. Im Bypassbetrieb, also wenn die Bypassklappe 20 den oberen Strömungskanal 18 vollständig freigibt, strömt der vom Gebläse 13 erzeugte Luftzustrom direkt über den geradlinigen oberen Strömungskanal 18 zu dem Gehäuseausgang 12, ohne daß der Luftstrom irgendeine Umlenkung erfährt.

Im Bereich des unteren Strömungskanals 19 ist die untere Gehäusewand 102 in einer die Filterfläche des Luftfilters 16 übersteigenden Größe trennbar ausgebildet, wobei dieser trennbare Wandbereich eine Wanne oder Haube 22 bildet, die mit ihrem einen Ende an der unteren Gehäusewand 102 schwenkbar angelenkt ist. Die in der unteren Gehäusewand 102 liegende Schwenkachse 23 der Haube 22, die an dem in Luftströmungsrichtung besehen hinteren Ende der Haube 22 liegt, ist rechtwinklig zur Gehäuselängsachse ausgerichtet. Das vordere Ende der Haube 22 ist mittels eines Schnellverschlusses 24 an der unteren Gehäusewand 102 befestigt. Der Luftfilter 16 ist mit seinem Filterrahmen 17 an der Haube 22 befestigt, wobei seine untere Filterfläche etwa in Höhe der Haubenöffnung liegt. Zum Filterwechsel wird nach Lösen des Schnellverschlusses 24 die Haube 22 um ihre Schwenkachse 23 nach unten geschwenkt, wie dies in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Damit schwenkt auch der Luftfilter 16 nach unten. Der nunmehr freiliegende Filter 16 kann problemlos aus dem Filterrahmen 17 herausgezogen werden. Nach Einsetzen eines neuen Luftfilters 16 wird die Haube 22 wieder an die untere Gehäusewand 102 angeklappt und mittels des Schnellverschlusses 24 dort verriegelt.

Die in Fig. 1 schematisch skizzierte Belüftungsvorrichtung ist in ihrer Einbaulage unterhalb des Armaturenbretts im Kraftfahrzeug dargestellt, so daß die Haube 22 nach unten in Richtung zum Fußraum des Kraftfahrzeuginnenraums weist. Die trapezförmige Ausbildung des Luftfilters 16 ermöglicht den problemlosen Ausbau des Luftfilters 16 im Fußraum.

Claims (8)

1. Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere in Verbindung mit Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, das einen Gehäuseeingang mit Lufteintrittsöffnung für einen Zuluftstrom, einen Gehäuseausgang und eine zwischen Gehäuseeingang und -ausgang sich erstreckende Gehäusewandung mit einer oberen, unteren und zwei seitlichen Gehäusewänden aufweist, mit einem im Gehäuse angeordneten Luftfilter, insbesondere Schadstoffilter, der mit zur Ebene der Lufteintrittsöffnung des Gehäuseeingangs etwa rechtwinklig ausgerichteter Filterebene im Abstand von der oberen und unteren Gehäusewand so angeordnet ist, daß oberhalb und unterhalb des Luftfilters ein Strömungskanal verbleibt, wobei der eine Strömungskanal einen Bypass zur Umgehung des Luftfilters bildet, der mittels einer Bypassklappe wahlweise verschließ- und freigebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des Luftfilters (16) so vorgenommen ist, daß dessen dem Gehäuseeingang (11) zugekehrter vorderer Filterrand bis an die Unterkante der Lufteintrittsöffnung (111) reicht und der obere Strömungskanal (18) sich geradlinig zwischen Gehäuseein- und -ausgang (11, 12) ausbildet, daß die Bypassklappe (20) im oberen Strömungskanal (18) an oder nahe dem vom Gehäuseeingang (11) abgekehrten hinteren Filterrand des Luftfilters (16) angeordnet ist und daß in der den unteren Strömungskanal (19) begrenzenden unteren Gehäusewand (102) ein Wandbereich (22) in einer die Filterfläche übersteigenden Größe trennbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der trennbare Wandbereich (22) mittels Schnellverschlusses (24) am Luftführungsgehäuse (10) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der trennbare Wandbereich (22) haubenförmig ausgebildet ist und sich von dem dem Gehäuseeingang (11) zugekehrten vorderen Filterrand über den hinteren Filterrand hinweg erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der haubenförmige Wandbereich (22) einseitig abschwenkbar am Luftführungsgehäuse (10) angelenkt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (23) des haubenförmigen Wandbereichs (22) an dem im Luftströmungsrichtung stromabwärts des Luftfilters (16) liegenden hinteren Rand des haubenförmigen Wandbereichs (22) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (16) an dem haubenförmigen Wandbereich (22) so gehalten ist, daß er an dessen Schwenkbewegung teilnimmt und in dessen vom Luftführungsgehäuse (10) abgeschwenktem Zustand von diesem abnehmbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (16) trapezförmig ausgebildet ist und vorzugsweise daß der dem Gehäuseeingang (11) zugekehrte Filterrand die kleinere Grundseite des Trapezes bildet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Einbaulage im Fahrzeug so festgelegt ist, daß der trennbare Wandbereich (22) im Luftführungsgehäuse (10) zum Fußraum im Fahrzeug weist.