CN107131310B - 用于调节风门的锯齿形设计 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于空气处理单元的壳体的调节风门，该调节风门包括可以绕第一旋转轴线旋转的刚性主体。密封元件从刚性主体的第一侧径向向外地延伸。密封元件由弹性材料形成。密封元件还包括从其远端向外延伸的弹性唇缘部。唇缘部具有形成在其外边缘中的第一系列波状部，其中，波状部在唇缘部的外边缘中形成波形形状的轮廓。

Description

用于调节风门的锯齿形设计

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月26日提交的德国专利申请No.10 2016103399.5的优先权，该申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于打开和关闭通道的调节风门，更具体地，涉及一种用于使机动车辆的暖通空调(HVAC)系统的壳体中的通道打开和关闭的调节风门，例如用于控制通过壳体的空气流。

背景技术

车辆通常包括一种暖通空调(HVAC)系统，该暖通空调(HVAC)系统通过提供采暖、冷却和通风使车辆的乘客室内的温度保持在舒适的水平。通过在本领域中称为空气处理单元的集成式机构而在乘客室中保持舒适。空气处理单元调节流过其中的空气并且将经调节的空气分布于整个乘客室中。

空气处理单元通常采用一种壳体，该壳体具有形成于壳体中的管道网络。壳体还包括与通道网络相关联的多个调节风门，用于根据由车辆乘员所选择的操作模式选择性地控制空气到车辆的乘客室内的各个通风口的流动。例如，可以通过以可旋转的方式打开和关闭调节风门中的第一调节风门来将空气流选择性地提供给乘客室的第一通风口。

在根据现有技术的用于对壳体中的通道中的一个通道进行密封的装置中，调节风门具有由弹性材料制成的密封元件，并且壳体具有环绕通道的整体延伸的所谓的密封面。

使用弹性材料比如聚合物来生产密封元件是有利的，因为弹性材料在拉伸应力和压缩应力下弹性地变形，并且之后返回到非变形状态。例如，当调节风门被致动以关闭通道中的一个通道时，密封元件抵靠于周向密封面放置。由此，防止了空气通过通道的任何通过。相反，当调节风门被致动以打开通道时，通过使密封元件从密封面释放或将密封元件拉动离开密封面而使通道打开，由此能够使空气穿过开口。

密封元件可以布置在调节风门的一个或更多个侧部或边缘上。如果调节风门例如被实施为门，则在大多数情况下，密封元件设置在调节风门的三个侧部上，而门型调节风门的铰链侧具有单独的密封装置。

呈扁平形状的被称为密封唇缘部的密封元件在现有技术中是公知的。这些密封元件靠置成使得密封元件的表面的一部分抵靠于壳体的密封面。

当扁平的密封唇缘部用于关闭通道时，会产生噪声，因为关闭过程期间存在当由流体施加到密封唇缘部上的压力大于迫压密封唇缘部抵靠于密封面的弹力的时刻。由流体施加的压力使得密封唇缘部移动离开密封面。因而，流体的压力减小，允许密封件返回到密封面上的位置。该过程连续地重复进行，直到密封元件的弹性力大于由流体的压力产生的力。

使橡胶密封唇缘部在密封面上以及移动远离密封面的重复的过程导致了橡胶密封唇缘部的振动，并且伴随地产生噪声。在机动车辆或机器中的可听见的噪声或可察觉的振动的问题被称为NVH(噪声、振动、声振粗糙度)。机动车辆中的乘客认为噪声例如是令人讨厌和不愉快的。因此，期望消除噪声以提高乘客舒适性。

为了减少噪声的产生，已经使用了在橡胶密封唇缘部的边缘区域中具有凹部或切口的各种密封元件。凹部通过防止橡胶密封唇缘部沿着密封面的同时布置而减少在关闭过程期间噪声的产生。仅当通过调节风门实现更大的接触压力时，关闭过程才完成。

凹部的缺点在于，虽然橡胶密封唇缘部中的凹部防止噪声，但是没有提供明显的关闭机构。门由过压而密封，然而不存在确保密封的明显的密封边缘。因此，在具有凹部的情况下，当装置移动至关闭位置时会发生泄漏。

如图1所示，现有技术中还已知的是在扁平密封元件100的端部处形成有加厚区域的实施方式。加厚区域被设计成减少关闭过程期间的噪声产生，并且改善装置的密封紧密性。因此，加厚区域可以被设计成沿着壳体102的密封面延伸以封闭开口。

具有加厚区域的密封元件100可以由弹性材料制成，并且在本领域中被称为“蛙指状密封件”，其中，实现了改进的密封性能。特别地，形成了明显的封闭边缘，并且因此，当通道处于关闭位置时，结构的密封的紧密性得到改善。

通过将调节风门沿着图1中由箭头所指示的方向旋转而将密封元件100的加厚端部部分抵靠于通道的密封面放置来实现对通道的关闭。然而，可能产生嘶嘶声，特别是在最终密封之前当密封元件在密封元件100与壳体102的密封面之间留有窄间隙104时。

因此，本领域需要一种用于通道的调节风门，该调节风门能够在关闭过程期间使噪声最小化，同时在调节风门处于关闭位置时提供最大化的密封紧密性。

发明内容

根据本公开，令人惊讶地发现了一种用于通道的调节风门，该调节风门能够在关闭过程期间使噪声最小化，同时在调节风门处于关闭位置时提供最大化的密封紧密性。

在本公开的第一实施方式中，用于空气处理单元的壳体的调节风门包括能够绕第一旋转轴线旋转的刚性主体。第一密封元件从刚性主体的第一侧径向向外地延伸。第一密封元件由弹性材料形成。第一密封元件还包括从第一密封元件的远端向外延伸的第一唇缘部。第一唇缘部具有形成在第一唇缘部的外边缘中的一系列第一波状部。

在本公开的另一实施方式中，用于空气处理单元的壳体的装置包括均设置在壳体的通道内的第一调节风门和第二调节风门。第一调节风门能够绕第一旋转轴线旋转，并且具有从第一旋转轴线沿第一方向径向向外地延伸的第一密封元件。第一密封元件包括第一弹性唇缘部，该第一弹性唇缘部具有形成于其中的一系列波状部。第二调节风门能够绕第二旋转轴线旋转，该第二旋转轴线平行于第一旋转轴线。第二调节风门包括从第二旋转轴线沿第二方向径向向外地延伸的密封面，第二方向与第一方向相反。第一调节风门的第一密封元件构造成当第一调节风门和第二调节风门两者均沿第一方向旋转到关闭位置时接合第二调节风门的密封面。

在本公开的又一实施方式中，用于空气处理单元的壳体的装置包括设置在壳体的通道内的第一调节风门和第二调节风门。第一调节风门能够绕第一旋转轴线旋转，并且具有从第一旋转轴线沿第一方向径向向外地延伸的密封元件。第一密封元件还包括第一弹性唇缘部，该第一弹性唇缘部具有形成于其中的一系列波状部。第二调节风门能够绕第二旋转轴线旋转，第二旋转轴线平行于第一旋转轴线。第二调节风门包括从第二旋转轴线沿与第一方向相反的第二方向径向向外地延伸的第二密封元件。第二密封元件包括第二弹性唇缘部，该第二弹性唇缘部具有形成于其中的一系列波状部。第一调节风门的第一密封元件构造成当第一调节风门和第二调节风门中的每一者沿第一方向旋转时与第二调节风门的第二密封元件配合。

附图说明

图1是根据现有技术的调节风门的放大的局部截面图，其示出了密封元件与壳体的通道的密封面之间的接合。

图2是根据本公开的实施方式的调节风门的从前上方观察的立体图。

图3是图2的调节风门的放大的局部截面图，其示出了密封元件与壳体的通道的密封面之间的接合。

图4是根据本公开的另一实施方式的一对调节风门的侧视图。

图5是根据本公开的另一实施方式的一对调节风门的放大的局部立体图。

具体实施方式

以下详细描述及附图描述并说明了本发明的各种实施方式。描述和附图用于使本领域中的普通技术人员能够实现并运用本发明，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。就所公开的方法而言，所呈现的步骤本质上是示例性的，因此步骤的顺序不是必需的或关键的。

图2和图3示出了根据本公开的实施方式的调节风门2。调节风门2包括轴4、主体6和一个或更多个密封元件8。如图2所示，调节风门2能够绕旋转轴线A旋转。这种类型的调节风门2可以沿由双箭头所指示的方向旋转。调节风门2构造成以可旋转的方式接纳在用于空气处理单元(未示出)的壳体的通道10内。

轴4限定调节风门2的旋转轴线A，并且构造成可旋转地安装在壳体中。在所示的实施方式中，调节风门2关于旋转轴线A对称地形成，其中，轴4和主体6设置在一对向外延伸的相反的密封元件8的中间。因此，如图2所示，轴4用作调节风门2的中心毂。替代性地，调节风门2可以实施为挡板，其中，轴4设置在主体6的第一侧并且密封元件8从主体6的相反的第二侧延伸。

如图3所示，密封元件8中的每一者被细分为第一子区域12和第二子区域14。第一子区域12连接至主体6的外边缘。第二子区域14从第一子区域12向外延伸并且具有比第一子区域12的厚度大的厚度，例如呈凸缘(bead)的形式。在所示的实施方式中，第一子区域12具有形成在第一子区域的中间部分中的弓形部分，并且第二子区域14具有圆形或椭圆形横截面。在替代性实施方式中，第一子区域12可以整体上是弓形的或大致平面的，并且第二子区域14可以具有任意横截面形状，例如多边形横截面。替代性实施方式对于调节风门2在对壳体的通道10进行密封的功能方面没有影响。

为了防止产生噪声，第二子区域14还包括如图2和3所示的从第二子区域14径向向外地延伸的弹性唇缘部16。唇缘部16直接附接至第二子区域14的远侧部分。在替代性实施方式中，唇缘部16还可以在由调节风门2的功能限定的公差范围内附接在关于图3的图示的偏移位置中。

唇缘部16包括形成在其远侧边缘中的一系列波状部18，其中，唇缘部16相对于第二子部分12的延伸长度在平行于轴线A的方向上是可变的。如图2所示，唇缘部16的波状部18可以形成大致波形或锯齿形的轮廓。由波状部18形成的波形轮廓不由本公开固定地限定，并且可以例如基于生产技术或其他要求来调节。例如，波形轮廓可有利地对应于三角波形、弓形波形、多边形波形、不规则波形或其任意组合。波状部18可以规则地形成，其中，波状部18是一致且连续的，或者波状部18可以不规则地形成，其中，波状部18是不一致的且包括各种形状，并且可以是不连续的。在替代性实施方式中，也可以预期到梯形轮廓或矩形轮廓。

如图3所示，空气处理单元的壳体还可包括形成在通道10内的密封面20，并且密封面20构造成当调节风门2处于关闭位置时提供针对密封元件8的接触表面。已经在通道10的密封面20由刚性聚合材料比如聚乙烯(PE)制成时获得了有利的结果，其中，通常用于形成密封元件8的材料可以沿着密封面20滑动。

在关闭过程期间，当调节风门2沿由图2中的逆时针箭头指示的第一方向旋转时，唇缘部16的波状部18在中间步骤期间最初地接触壳体的通道10的密封面20。在中间步骤期间，通过通道10的流体流稳定地减小。由唇缘部16的波状部18产生的残缺的横截面对于波状部18和密封面20之间的流体流而言防止了作用在第二子区域14上的力增大到将致使第二子区域14移动远离密封面20并产生噪声的水平。

随着调节风门2继续沿第一方向旋转，波状部18滑过密封面20的表面。在滑动时，波状部18可以弹性地变形或朝向一侧弯曲，从而进一步减小通道10的保持打开以使流体流过的横截面。

随着调节风门2继续沿第一方向旋转，密封元件8的第二子区域14接触密封面20并且完全地密封通道10。此时，完成了关闭通道10的过程。

在其他空气处理单元中，可以使用多个调节风门2a、2b来选择性地打开和关闭单个通道10，其中，所述多个调节风门2a、2b设置在通道10内，并且调节风门2a、2b的旋转轴线A、B基本上彼此平行地排列，如图4和图5所示。所述多个调节风门2a、2b可以由驱动系统(未示出)控制，所述多个调节风门2a、2b中的两个相邻的调节风门相对于彼此沿相反方向或沿相同方向旋转，其中，当所述多个调节风门2b中的第一个调节风门的密封元件8b接合所述多个调节风门2a中的第二个调节风门的密封面20a时，通道10被关闭。

在包括图4所示的所述多个调节风门2a、2b的第一实施方式中，所述多个调节风门2a、2b中的至少一者可以被实施为使得密封元件8a、8b具有第二子区域14a、14b和唇缘部16a、16b，唇缘部16a、16b从主体6a、6b的第一侧延伸，而主体6a、6b的第二侧包括形成在第二侧上的密封面20a、20b，所述第二侧形成在旋转轴线A、B的与主体6a、6b的第一侧相反的一侧上。

当多个调节风门中的两个调节风门2a、2b以相同的取向并排布置时，如所示的第二调节风门2b由虚线指示，通道10可以通过使调节风门2a、2b中的每一者逆时针旋转而关闭。当逆时针旋转时，在第二调节风门2b的第二子区域14b与相邻的第一调节风门2a的密封面20a相接触时，通道10关闭。特别地，第二调节风门2b的唇缘部16b的波状部18b可以首先接触第一调节风门2a的密封面20a。通道10的在第二调节风门2b的唇缘部16b的波状部18b与第一调节风门2a的密封面20a之间的残缺横截面防止了作用在第二调节风门2b的第二子区域14b上的力增大到致使第二子区域14b移动远离密封面20a并产生噪声的水平。

在替代性实施方式中，可以在通道10内设置多于两个的调节风门2。应当理解的是，调节风门2中的最外侧的调节风门2将包括密封元件8，密封元件8构造成密封地接合形成在通道10上的密封面20，用于完全地密封通道10。替代性地，密封面20可以固定地安装在通道10内在调节风门2之间，并且两个调节风门2a、2b的第二子区域14a、14b可以旋转成抵靠于密封面20，从而关闭通道10。

图5示出了本公开的又一实施方式。特别地，图5示出了两个调节风门2a、2b和相应的密封元件8a、8b的截面图。调节风门2a、2b各自均可以绕相应的旋转轴线A、B旋转，并且在结构上相同。然而，与图4所示的具有彼此相同的取向的调节风门2a、2b不同，图5的调节风门2a、2b被布置为彼此的反向镜像，并且具有相反的取向。因此，图5所示的调节风门2a、2b构造成：其中，当调节风门2a、2b沿第一方向旋转时，两个调节风门2a、2b的密封元件8a、8b朝向彼此移动以关闭调节风门2a、2b之间的通道10。

在图5的实施方式中，第一调节风门2a和第二调节风门2b绕相平行的旋转轴线A、B布置，对旋转轴线A、B未进行详细描述。如关于图2和图3所示的本公开的实施方式所描述的，调节风门2a、2b中的每一者包括从主体6a、6b的第一侧延伸的密封元件8a、8b中的一者，其中，主体6a、6b的第一侧从旋转轴线A、B沿第一方向径向向外地延伸。

在图5的实施方式中，调节风门2a、2b各自还包括形成在主体6a、6b的第一侧上的密封面20a、20b。因此，与图4的实施方式不同，密封面20a和密封元件8a形成在旋转轴线A的同一侧，密封面20b和密封元件8b形成在旋转轴线B的同一侧。已经在密封面20a、20b由硬质塑料例如聚乙烯(PE)制成时获得了有利的结果。也可以使用能够使调节风门2a、2b中的一者的唇缘部16a、16b的波状部18a、18b在关闭过程期间在调节风门2a、2b中的另一者的密封面20a、20b上滑动的类似的材料。

因为调节风门2a、2b布置为彼此的反向镜像，所以当调节风门2a、2b中的每一者沿第一方向旋转时，调节风门2a、2b的密封元件8a、8b朝向彼此移动。因此，调节风门2a、2b中的一者的唇缘部16a、16b的波状部18a、18b接触调节风门2a、2b中的另一者的密封面20a、20b，从而开始对通道10进行密封的过程。

在该实施方式中，随着通过使调节风门2a、2b继续朝向彼此旋转而实现的对通道10的关闭的继续进行，唇缘部16a、16b的波状部18a、18b开始朝向一侧变形并且在密封面20a、20b的表面上滑动直到第二子区域14a、14b与密封面20a、20b相接触并对通道10密封为止。当第二子区域14a、14b与密封面20a、20b相接触时，迫使第二子区域14a、14b压靠在密封面20a、20b上的力足以实现通道10的牢靠的、无噪声的关闭。

根据本公开，通道10的用于保持使流体流过的横截面在关闭期间逐渐减小而不产生噪声，直到开口完全关闭为止。

根据图5的公开内容，两个调节风门2a、2b可以相对于彼此移动，并且通道10同时在两个位置处被密封，从而进一步提高了密封紧密性。

根据前面的描述，本领域中的普通技术人员可以容易地确定本发明的本质特征，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和修改以使本发明适于各种用途和情况。

Claims (8)

1.一种用于空气处理单元的壳体的装置，包括：

第一调节风门，所述第一调节风门设置在所述壳体的通道内并且能够绕第一旋转轴线旋转，所述第一调节风门具有从所述第一旋转轴线沿第一方向径向向外地延伸的密封元件，其中，所述密封元件包括弹性唇缘部，所述弹性唇缘部具有形成在所述弹性唇缘部中的一系列波状部，其中，所述密封元件包括第一子区域和第二子区域，并且所述第一子区域布置在所述第一旋转轴线与所述第二子区域之间；以及

第二调节风门，所述第二调节风门设置在所述通道内并且能够绕第二旋转轴线旋转，所述第二旋转轴线平行于所述第一旋转轴线，所述第二调节风门包括从所述第二旋转轴线沿第二方向径向向外地延伸的密封面，所述第二方向与所述第一方向相反，其中，在所述第一调节风门和所述第二调节风门的关闭位置中，所述第一调节风门的所述弹性唇缘部和所述第二子区域与所述第二调节风门的所述密封面接触，并且其中，在所述第一调节风门的所述第二子区域与所述第二调节风门的所述密封面接触之前，所述第一调节风门的所述弹性唇缘部与所述第二调节风门的所述密封面接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置能够构造成处于打开位置和所述关闭位置中，其中，在所述打开位置中，所述第一调节风门的所述密封元件与所述第二调节风门的所述密封面间隔开。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二调节风门包括从所述第二旋转轴线沿所述第一方向径向向外地延伸的密封元件。

4.一种用于空气处理单元的壳体的装置，包括：

第一调节风门，所述第一调节风门设置在所述壳体的通道内并且能够绕第一旋转轴线旋转，所述第一调节风门具有从所述第一旋转轴线沿第一方向径向向外地延伸的第一密封元件，其中，所述第一密封元件包括第一弹性唇缘部，所述第一弹性唇缘部具有形成在所述第一弹性唇缘部中的一系列第一波状部，其中，所述第一密封元件包括第一子区域和第二子区域，并且所述第一子区域布置在所述第一旋转轴线与所述第二子区域之间；以及

第二调节风门，所述第二调节风门设置在所述通道内并且能够绕第二旋转轴线旋转，所述第二旋转轴线平行于所述第一旋转轴线，所述第二调节风门包括从所述第二旋转轴线沿与所述第一方向相反的第二方向径向向外地延伸的第二密封元件，其中，所述第二密封元件包括第二弹性唇缘部，所述第二弹性唇缘部具有形成在所述第二弹性唇缘部中的一系列第二波状部，其中，所述第二调节风门包括形成在所述第二调节风门上的密封面，其中，在所述第一调节风门和所述第二调节风门的关闭位置中，所述第一调节风门的所述第一弹性唇缘部和所述第一调节风门的所述第二子区域与所述第二调节风门的所述密封面接触，并且其中，在所述第一调节风门的所述第二子区域与所述第二调节风门的所述密封面接触之前，所述第一调节风门的所述第一弹性唇缘部与所述第二调节风门的所述密封面接触。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一调节风门包括形成在所述第一调节风门上的密封面。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一调节风门的密封面与所述第一密封元件形成在所述第一旋转轴线的同一侧，并且所述第二调节风门的密封面与所述第二密封元件形成在所述第二旋转轴线的同一侧。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述关闭位置中，所述第二调节风门的所述第二弹性唇缘部与所述第一调节风门的密封面相接触。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述一系列第一波状部和所述一系列第二波状部中的每一者是波形形状的。

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