CN102498005A - 用于空气排出口的涡旋装置 - Google Patents

Abstract

一种用于空气排出口(1)的涡旋装置(5)，特别是用于汽车内室的通风或者空调，其包括轮毂(10)和调整轴(14)。此外，该涡旋装置(5)还包括可旋转地支承在轮毂(10)中的并且从轮毂(10)径向延伸的第一导气元件(12)，该第一导气元件能够通过旋转调整轴(14)进行调整；以及包括至少一个可旋转地支承在轮毂(10)中的并且从轮毂(10)径向延伸的第二导气元件(13)。第一导气元件(12)在其背离轮毂(10)的端部具有齿扇(18)，该齿扇啮合于围绕调整轴(14)可旋转的齿圈(21)的齿扇(22)中并与其配合作用。第二导气元件(13)在其背离轮毂(10)的端部具也具有齿扇(20)，该齿扇同样啮合于齿圈(21)的齿扇(22)中并与其配合作用。

Description

用于空气排出口的涡旋装置

技术领域

本发明涉及一种用于空气排出口的涡旋装置。此外本发明还涉及一种配有该涡旋装置的空气排出口，特别用于汽车内室的通风或者空调。

背景技术

空气排出口以多种多样的构造形式为人所知。一般情况下，空气排出口是用来以适宜的方式调节气流的体积流量和方向，用于汽车内室的通风或者空调。对此存在着越来越多的要求：将气流选择性地按一种调节方式作为直接的气流引入内室或者直接引向乘客，以及按另一调节方式作为回旋的、具有涡旋的气流散射地引向乘客或者引入汽车内室。

从楼宇空调技术中已知涡旋排气口。如EP 0 472 777 B1中提供了一种具有涡旋嵌件的排气口。在气道的出口内具有一轮毂，该轮毂在排放侧的端部带有一齿轮传动机构，它可旋转地装有一些从轮毂径向延伸的导气叶片。在此，每个叶片状的导气元件都配备有一齿轮，该齿轮与轮毂端部处传动机构中的相应齿轮配合作用。于此，可以调节导气元件的倾斜角以及因此可以调节流出空气的涡旋的强度。这里存在的缺点是：所述传动机构较强地限制了排气口的自由横截面，因为，由于复杂的齿轮设计结构，轮毂端部自身就有较大的直径。此外，还会带来相对较大的重量。这两点都会对在汽车中的应用产生不利影响。在楼宇空调技术中，20cm以及更大的出口直径是很典型的，而车辆中的出口的直径则是在明显低于10cm的范围内变动。此外，这种调整机构的安装是相对复杂的，并且因此是昂贵的。

DE 299 14 962 U1提供了一种用于汽车的空气排出口，该空气排出口同样具有在中心轮毂处可调节的、径向向外延伸的导气叶片，这些导气叶片可通过带有齿轮或者摩擦轮的中心传动机构分别围绕一个回转轴线回转。安装这种设置有齿轮传动机构或者摩擦轮的空气排出口同样是很复杂的，并且由此是昂贵的。

由FR 2 794 690 A1已知一种用于汽车的空气排出口，其包括在两个对置的侧面敞开的壳体和设置在该壳体中的叶轮，所述叶轮具有垂直于壳体轴线延伸的旋转轴线。这些叶轮或是在其内侧面上或是在其外侧面上设置有啮合齿，并通过有齿的旋转件进行驱动，该旋转件或者是布置在设置在壳体中心的轴上，或者是布置在壳体的周边上。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种空气排出口，该空气排出口能够选择性地将排出的气流置于可调节的涡旋中，或者将气流以直流方式(直接涌流)导入汽车内室或引向乘客。在此，通流面应该尽可能地大。进一步的要求是实现简单、节约成本的安装以及减轻重量。

根据本发明，上述目的通过具有权利要求1特征的空气排出口得以实现。引用权利要求1的各从属权利要求提供了本发明更多的有利的设计特征。

根据本发明的用于空气排出口、特别是用于汽车内室通风或者空调的涡旋装置包括一轮毂和一调整轴。此外，涡旋装置还包括可旋转地支承在轮毂中的并且从轮毂径向延伸的第一导气元件，该第一导气元件能够通过旋转调整轴进行调整；并且包括至少一个可旋转地支承在轮毂中的并且从轮毂径向延伸的第二导气元件。第一导气元件在其背离轮毂的端部具有一齿扇，该齿扇啮合于一个围绕调整轴可旋转的齿圈的一齿扇中并与其配合作用。第二导气元件在其背离轮毂的端部也具有一齿扇，该齿扇同样啮合于所述齿圈的一齿扇中并与其配合作用。第一导气元件具有另一齿扇，该另一齿扇啮合于耦联到调整轴上的一齿扇中并与其配合作用。

通过导气元件的齿扇与齿圈的配合作用，将第一导气元件的旋转运动传递到第二导气元件上，并与第一导气元件的旋转运动同步。由此省却了轮毂中(如其依据现有技术那样的)复杂的齿轮传动机构或者摩擦轮传动机构。

本发明的另外一个优点在于采用少的、简单的和经济的注塑件，这些注塑件可以通过简单的插接安装组合在一起。本发明由此提供了这样一种用于空气排出口的涡旋装置，其轻便、经济并且可以在最大程度上避免材料混合的情况下制造，该涡旋装置通过导气元件的很宽的调整范围，按照乘客的期望，使得气流可以在直接流动(Spot，定点)和剧烈成涡旋的气流(diffus，散射)之间进行调节。

附图说明

借助于附图来详细说明本发明的一个实施例。在附图中示出：

图1配有根据本发明的涡旋装置的空气排出口的透视图；

图2空气排出口的前视图；

图3在气流方向上观察的涡旋装置的透视图；

图4侧视图中涡旋装置的导气元件的驱动和同步，不带有壳体；

图5空气排出口的侧视图；

图6空气排出口的剖切的侧视图；

图7空气排出口在相对图6错开90°的平面内的剖切的侧视图。

具体实施方式

图1、5、6和7示出了带有通风道3的空气排出口1。在汽车内室的空气出口的区域内具有一涡旋装置5，借助于该装置，可以分别按照期望来对排出的气流2进行从定向的流动(定点气流或直接气流)到成涡旋的散射的气流的调节。

可以附加地将涡旋装置5可回转地布置在通风道3的内部，从而仍能在车辆内室中依所期望方向调节排出的气流，这一点特别是在定向的流动调节的情况下是值得期望的。

沿气流2的方向指向车辆内室，涡旋装置5被置入通风道3的壁的一个球形扩展部4中。图1的透视图示出从前面观察、即从车辆侧出发逆着气流2的方向观察的涡旋装置5。图2示出逆着气流2垂直观察的涡旋装置的示图。

涡旋装置5具有一中心的轮毂10，该轮毂通过承载结构9与涡旋装置5的壳体相连接，并且被该壳体保持就位。如从图3中可见，壳体包括上面的壳体件8.1和下面的壳体件8.2，该壳体件与承载结构9相连。沿气流2的方向观察，上面的壳体件8.1处于下面的壳体件8.2之前。承载结构9、轮毂10和壳体件8.1构成一个一体的注塑件。

齿圈21插装在涡旋装置5的壳体壁6的一凹槽中，更确切地说，是在壳体件8.1、8.2之间的分界缝80的区域内，该齿圈可以围绕(将在后面描述的)作为虚拟旋转轴线的调整轴14旋转。

有一个第一导气元件12和多个第二导气元件13从轮毂10出发径向延伸，这些导气元件构造为桨状或叶片状的，并且以一个内端部可旋转地保持在轮毂10中，而以一个外端部可旋转地与齿圈21配合作用，正如下文还将阐述的那样。相对于通过空气排出口1的气流2，导气元件12、13可调整其倾斜度。通过倾斜度调整，可形成气流2所期望的涡旋度。若导气元件12、13以其面120、130与气流2平行，则涡旋装置5的空气排放面7对于通流气流2被释放为最大。面120、130相对于气流2方向的倾斜会使气流至少部分转向，并且由此会产生所期望的涡旋。图2示出处于相对于气流2方向倾斜大约45°的位置中的导气元件12、13。

图3和4示出了导气元件12、13的支承结构。特别是图4(其中示出不带壳体的涡旋装置5)，清楚地说明了用于调整导气元件12、13的面120、130的倾斜度的驱动机构。在图3的示图中，相对气流2方向的倾斜度为大约45°，这就相当于相对由齿圈21定义的平面的几何法线的方向，或者也相当于相对空气排放面7的法线。

调整轴14轴向穿过轮毂10而延伸，该调整轴在其面向汽车内室的端部上带有操纵元件11。在调整轴14的对置的内端部15处具有一齿扇16，可从图3和4中看到。第一导气元件12与齿扇17和18固定连接。优选使齿扇17和18与第一导气元件12一体地在注塑工艺中制成。

调整轴14的齿扇16与第一导气元件12的内部的、面向轮毂10的齿扇17配合作用。第一导气元件12的外部的齿扇18啮合于齿圈21的齿扇22中并与其配合作用。第一导气元件12以及同样第二导气元件13在其面向轮毂10的端部上分别带有一个轴颈19，该轴颈可旋转地插入轮毂10中，如图4中示出的那样(在图4中为了清晰性以及为了示出调整轴14而略去了轮毂10)。

这里示出的实施方式中，在涡旋装置5中安装了共计8个导气元件-一个第一导气元件12和七个第二导气元件13.1至13.7。对于本领域技术人员来说，能够容易地推知：这个数目可以按照边界条件，例如空气排放面7的尺寸大小、各导气元件之间所期望的空间、涡旋的强度、导气元件的最大可能调整角，作出变化。

还可从图4中看到，第二导气元件13同样在其外部的、面向齿圈21的端部各带有一个齿扇20。第二导气元件13可以用与第一导气元件12相同的方式制造。

第二导气元件13的齿扇20，类似于针对第一导气元件12所示出的那样，同样啮合于齿圈21的齿扇22中并与其配合作用。如图4所示，齿圈21为此可具有一些配置给导气元件12、13的各个齿扇18、20的、短的齿扇22，或者构成为带有连续环绕的啮合齿的齿圈。

若调整轴14通过操纵元件11旋转了一个所期望的并且容许的转角，则通过齿扇16和17的配合作用将旋转运动传递到第一导气元件12上。该第一导气元件相对气流2方向也同样旋转一个符合于配合作用之齿扇16和17的传动比的角度。典型地，齿扇16和17的传动比、同样还有齿扇18、20和22的传动比为1，但也可以不是1，以便例如通过调整轴14的与第一和第二导气元件12、13的倾斜角相比更大的容许转角范围，来实现对该倾斜角更为精细的调节。

通过第一导气元件12的齿扇18以及其与齿扇22的配合作用，将调整动作传递到齿圈21上，并且进而通过其它齿扇22.1至22.7与第二导气元件13.1至13.7的齿扇20.1至20.7的配合作用传递到该第二导气元件上。由此，第一导气元件12的运动与第二导气元件13.1至13.7的运动是同步的。(在图4中为了清晰性起见未示出导气元件13.7。)

优选地，齿扇18、20构造为有齿的四分之一圆，也就是说，齿扇的侧边的张角为大约45°。依据导气元件12、13的所期望的调整角，齿扇18、20可更大或者更小。在示出的实施例中，导气元件12、13通过调整轴14既可顺时针又可逆时针旋转。在此，相应于齿扇18、20作为四分之一圆的构造，最大调整角在各个方向上为45°。

未图示、但对本领域技术人员来说容易想到的是：加设止挡件来限制转角。对此例如可以是齿扇22的一个端部处的至少一个伸出的凸台，该凸台通过与在齿扇18或20上的至少一个相应的配对凸台的配合作用来阻止齿扇18或20继续旋转。在此情况下，在本实施例中齿扇18、20的张角必须只为大约一半那么大，也就是说，八分之一圆就足够了。相应地，这一点也可在齿扇16和17的配合作用中实现。

原则上，导气元件12、13也可旋转至其重叠的程度，几乎关闭空气排放口。任意的中间位置以及不同的涡旋调节都是可能的。

不同于手动调整的另一选择是，也可将一调节驱动器用法兰连接到调整轴14上，优选是在其面向气流的端部上。

如已经提到的那样，轮毂10、承载结构9和涡旋装置5的壳体的至少一部分可以低成本地在注射成型工艺中由塑料一体地制成。导气元件12、13与整合的齿扇17、18、20和/或轴颈19同样可以在简单的注塑工艺中经济地、一体地制成，调整轴14与一体注射成型上去的操纵元件11以及可套装上的齿扇16也同样如此。或者，作为另一选择，齿扇16也可以一体地注射成型到调整轴14上，而在装配时可以将操纵元件11套装在调整轴14的对置的端部上。齿圈21同样可以是简单的注塑件。

该涡旋装置5的组装是通过各零部件的简单的插接安装来实现。

Claims (11)

1.用于空气排出口的涡旋装置，包括：

轮毂(10)；

调整轴(14)；

可旋转地支承在所述轮毂(10)中的并且从所述轮毂(10)径向延伸的第一导气元件(12)，该第一导气元件能够通过旋转所述调整轴(14)进行调整；

至少一个可旋转地支承在所述轮毂(10)中的并且从所述轮毂(10)径向延伸的第二导气元件(13)，

其特征在于，所述第一导气元件(12)在其背离所述轮毂(10)的端部具有一齿扇(18)，该齿扇啮合于一个围绕所述调整轴(14)可旋转的齿圈(21)的一齿扇(22)中并与其配合作用；所述第二导气元件(13)在其背离所述轮毂(10)的端部具有一齿扇(20)，该齿扇同样啮合于所述齿圈(21)的一齿扇(22)中并与其配合作用；以及，所述第一导气元件(12)具有另一齿扇(17)，该另一齿扇啮合于耦联到所述调整轴(14)上的一齿扇(16)中并与其配合作用。

2.如权利要求1所述的涡旋装置，其特征在于，齿扇(17、18、20)与各相应的导气元件(12、13)固定连接并且优选与该导气元件一体地构造。

3.如权利要求1或2所述的涡旋装置，其特征在于，所述轮毂(10)通过一承载结构(9)与所述涡旋装置的壳体相连，并且被该壳体保持就位。

4.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，所述齿圈(21)插装在所述涡旋装置(5)的壳体壁(6)的一凹槽中。

5.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，所述调整轴(14)轴向穿过所述轮毂(10)延伸，并且在一个端部上带有操纵元件(11)，该操纵元件优选与所述调整轴(14)一体地构造。

6.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，各导气元件(12、13)在其面向所述轮毂(10)的端部处分别具有一个轴颈(19)，该轴颈可旋转地插入所述轮毂(10)中。

7.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，设置有一个第一导气元件(12)和多个第二导气元件(13.1，...13.7)。

8.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，所述齿圈(21)具有在周向上彼此间隔开的齿扇(22)。

9.如权利要求1至7之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，齿扇(22)是在周向上连续的啮合齿的部段。

10.如前述权利要求之任一项所述的涡旋装置，其特征在于，齿扇(18、20)的侧边的张角为大约45°。

11.空气排出口，特别是用于汽车的内室，该空气排出口配有按照前述权利要求之任一项所述的涡旋装置(5)，其特征在于，所述空气排出口具有一通风道(3)，该通风道带有扩展部(4)，所述涡旋装置(5)被装入所述扩展部中。

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