CN108081900A - 空气控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空气调节系统(2)的空气控制装置(1)，带有包括轴(9)的挡板(7)，带有轴承孔(12)，所述轴承孔在其内圆周上具有与旋转轴线(8)同轴布置的圆柱形内轴承表面(13)。对于本发明，实质上是，所述轴承孔(12)包括偏移区域(14)和支承区域(15)，所述轴(9)包括第一轴部分(16)和第二轴部分(17)，在至少一个翼(10)上布置有密封轮廓件(18)，并且在相关联的壁(11)上布置有反密封轮廓件(19)，所述密封轮廓件和所述反密封轮廓件通过关闭的挡板(7)彼此紧贴，所述轴承孔(12)的偏移区域(14)和支承区域以及两个轴部分(16、17)的尺寸被设计成使得所述挡板(7)在关闭状态中是紧密的并且可以偏移公差。

Description

空气控制装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于空气调节系统的空气控制装置，带有用于形成用于传导空气流的至少一个管道的壳体。本发明还涉及一种用于车辆的空气调节系统，用于通过至少一个这种空气控制装置空气调节车辆内部。

背景技术

从EP 0925969B1已知一种用于空气调节系统的空气控制装置，其包括用于形成用于传导空气流的至少一个管道的壳体和用于控制管道中空气流的至少一个挡板，其中，挡板围绕旋转轴线能旋转地安装在壳体中，用于打开和关闭管道。为此，挡板包括轴，至少一个翼从该轴突出。轴至少在其纵向端之一处能旋转地围绕旋转轴线安装在壳体的作为支撑结构的球上。这里形成的空气控制装置包括在支撑结构中形成的轴承孔，轴穿过该轴承孔突出。此外，空气控制装置配备有与旋转轴线同轴布置的环形密封件，用于密封轴承孔。在已知的空气控制装置中，密封是由与旋转轴线同轴布置的环形密封间隙形成的，该密封间隙在以固定方式布置在轴上的环形周向圆柱形内壁与布置在支撑结构上的环形周向圆柱形外壁之间径向地形成。

同样地，从DE102014217163A1也已知一种用于空气调节系统的空气控制装置，具有与旋转轴线同轴布置的环形密封件，用于密封轴承孔。这里，该密封件形成为迷宫式密封件，并且包括至少一个环形肋和至少一个环形槽，该肋轴向突出到该环形槽中。在肋的彼此远离的两个外壁和槽的两个彼此面对的壁之间，形成内密封间隙和外密封间隙，其在每种情况下均环形地配置并与旋转轴线同轴地布置。借此将实现改进的密封。

从DE102007026620B4已知一种管道打开/关闭装置，其中壳体限定了所述壳体中的第一流体管道和第二流体管道。该装置还包括第一挡板和第二挡板，该第一挡板布置成打开和关闭第一流体管道，而该第二挡板布置成打开和关闭第二流体管道。这里，第一挡板包括第一枢转轴和能与第一枢转轴一起移动的第一挡板本体，其中该第一枢转轴具有第一端和第二端。以相同的方式，第二挡板包括第二枢转轴和能与第二枢转轴一起移动的第二挡板本体。在这种情况下，第二枢转轴定向到第一挡板的第一枢转轴。特别地，借此将实现改进的打开和关闭。

通常，用于空气调节系统的空气控制装置需要高度的紧密性，其通过关闭的挡板不允许任何或仅仅微小的空气泄漏。由于在该领域中使用的塑料部件的尺寸公差相对较大以及在操作期间发生的热膨胀，无论如何必须使用多个弹性密封体或精密的密封几何件以满足该要求。

本发明涉及对通用型空气控制装置的改进的实施方案或至少是替代实施方案进行说明的问题，其构造特别简单且具有成本效益，同时通过关闭的挡板而具有高度的紧密性。

发明内容

根据本发明，通过独立权利要求1的主题来解决该问题。有利的实施方案是从属权利要求的主题。

本发明基于通过全新型的轴承构思安装空气调节系统的空气控制装置的挡板的总体思想，其可以特别容易地抵消注塑成型部件出现的由于工艺造成的尺寸公差，并且同时在没有迄今为止用于此目的的精密的密封件的情况下成功实现。根据本发明的空气控制装置包括用于形成用于传导空气流的至少一个管道的壳体。为了控制管道中的空气流，设置至少一个挡板，其围绕旋转轴线能旋转地布置在壳体上，用于打开和关闭管道。挡板包括轴或轴部分，至少一个翼从该轴或轴部分突出，其中轴至少在其纵向端之一处围绕旋转轴线能旋转地安装在壳体的壁上。在壁中形成轴承孔，轴突出到轴承孔中或轴穿过轴承孔突出。轴承孔在其内圆周上具有与旋转轴线同轴布置的圆柱形内支承表面。根据本发明，轴承孔现在包括偏移区域和包括圆柱形内支承表面的支承区域，其中偏移区域的内径大于支承区域。反过来，轴至少在其纵向端之一处包括第一轴部分和第二轴部分，该第一轴部分的外径基本上对应于轴承孔的偏移区域的内径，而该第二轴部分的外径基本上对应于轴承孔的支承区域的内径，即内支承表面的内径。第一轴部分和相关联的偏移区域在这种情况下主要用于密封，使得约0.1mm的环形间隙这里可以确定为公差。第二轴部分和支承区域用于安装轴，使得这里这些尺寸具有较小的公差，并且环形间隙例如达到0.05mm。在至少一个翼上附加地布置有密封轮廓件(例如密封唇缘)，而在相关联的壁上布置有反密封轮廓件(例如也是密封唇缘)，其中两个密封轮廓件延伸至第一轴部分，并且通过关闭的挡板彼此紧贴，即彼此重叠，并且由此优先地将管道密封得至少几乎不透气。通过使密封轮廓件和反密封轮廓件延伸至第一轴部分，可以省略以前在支承区域中与省略的壳体止动肋(用于挡板的郁金香几何件(tulip geometry))一起使用的尺寸大于壳体的挡板侧密封剖面。轴承孔的偏移区域和支承区域以及挡板的两个轴部分的尺寸现在根据本发明被设计成使得处于关闭状态的挡板至少部分地在偏移区域中通过第一轴部分引导，并且至少部分地在支承区域中通过第二轴部分引导，并且密封轮廓件同时紧贴反密封轮廓件。通过挡板的台阶式安装，首次有可能在不需要精密的密封几何件(其在过去必须为此目的而设置)，例如密封郁金香的情况下，吸收注塑成型部件出现的由于工艺造成的尺寸公差。挡板的实际枢转安装受到轴承孔的具有内支承表面的支承区域中的第二轴部分的影响，而挡板相对于壳体或轴承孔的密封受到第一轴部分和轴承孔的偏移区域的影响。这是重要的，特别是如果轴承孔设计成开放的轴承孔，例如用于调节挡板的致动装置(例如电动机)的驱动轴附加地穿过该开放的轴承孔。通过根据本发明的空气控制装置，可以由此实现挡板的简单且坚固的安装，其不需要任何附加的润滑。此外，一个特别的优点是挡板在轴承孔中简单的组装而且特别是盲装是可能的，因为由于彼此互补设计的轴部分和区域，轴部分可以简单地插入轴承孔的相关联的区域中。此外，用于吸收由于生产而产生的尺寸公差的轴向公差偏移几乎是无限制的。根据本发明的空气控制装置是普遍可使用的，即，既可以带有拆分式的壳体，又可以带有非拆分式的壳体，并且挡板可以安装在一侧或者安装在两侧，这也是决定性的优点。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步开发中，第一轴部分布置成相对于轴承孔的支承区域具有轴向间隙。由此可以确保在第一轴部分和第二轴部分之间存在的台阶从不抵靠轴承孔的偏移区域与支承区域之间在轴向方向上的相关联的台阶，并且由此可能带来例如导致挡板的阻塞。

实际上，密封轮廓件或反密封轮廓件形成为弹性密封唇缘。关于它们的宽度，即它们在挡板的轴的轴向方向上的延伸，密封唇缘的尺寸被设计成使得它们总是彼此紧贴，其中挡板处于关闭状态，而不管挡板由于制造而出现的尺寸公差如何。弹性密封唇缘可以随后附接至壳体的壁或挡板的翼，其中，通过根据本发明的解决方案的特别有利的实施方案，还可以想到，密封轮廓件，即密封唇缘，与挡板一体形成，特别是在通常的注塑成型工艺中生产或注塑成型至翼上。

在根据本发明的解决方案的另一个有利的实施方案中，至少在第二轴部分的区域中，轴设计为带有啮合轮廓件的空心轴，该啮合轮廓件特别地形成为内部多边形剖面。因此，可以想到挡板的相对简单的驱动器，用于在挡板的打开和关闭状态之间调节挡板，为此目的，仅需要设置致动装置，例如带有驱动轴的电动机。这里，驱动轴可以具有与啮合轮廓件互补形成的外轮廓件，使得驱动轴可以以旋转固定的方式插入到啮合轮廓件中。为此，驱动轴包括例如外部多边形剖面。通过将带有内部多边形剖面的轴与带有外部多边形剖面的致动装置的驱动轴相结合，也可以确保挡板在其轴的轴向方向上相对于电动机的驱动轴之间的纵向滑动性，而不用担心使挡板的驱动在这种情况变得不可能。在轴的第二轴部分和致动装置的驱动轴中，在这里实现了纵向可移位的扭矩传递形式配合。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步开发中，轴承孔设计成开放的或设计为盲孔开口。这里，可以想到，例如，轴承孔在挡板的一个纵向端处被设计为盲孔开口并且在另一个纵向端处开放，其中，在开放的轴承孔的情况下，挡板的驱动受到影响。在关闭的盲孔开口的区域中，没有漏流，使得可以设置根据本发明设置的带有台阶式轴部分的密封功能，但不一定是这样。

根据一种有利的实施方案，各个挡板可以包括至少两个翼，其在不同的从轴周向部分处突出。正好包括两个翼的挡板也可以描述为蝶形挡板。这种挡板的特征特别在于仅需要相对低的扭矩用于调整挡板。

根据一种有利的进一步开发，挡板的至少两个翼可以相对于旋转轴线径向上具有不同的尺寸。因此，挡板变得不对称，这对某些应用是有利的。特别地，轴可以更容易地布置在相应管道的边缘区域中。

在另一种有利的进一步开发中，可以设置成挡板正好包括两个翼，其在周向方向上包括180°的翼角。这种设计也支持复杂的安装情况。

在车辆中用于空气调节车辆内部的根据本发明的空气调节系统配备有上述类型的空气控制装置。这里，至少一个这种挡板可以用于调节循环空气与新鲜空气之间的混合比。附加地或替代地，至少一个这种挡板可以用于调节暖空气与冷空气之间的混合比。附加地或替代地，壳体中的至少一个这种挡板可以用于调节空气流在相应管道中的体积流量。因此，对于各个挡板实现不同的功能。

从从属权利要求、附图以及通过附图的相关联的附图描述获得本发明的其他重要特征和优点。

应当理解，上述特征以及还将在下文中解释的特征不仅可以在所述的各个组合中使用，而且还可以以其他组合或本身使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选示例性实施方案在附图中示出，并且在以下描述中更详细地说明，其中相同的参考标号指示相同或相似或功能相同的部件。

这里在各种情况下示意性示出，

图1是根据本发明的空气控制装置在挡板和相关联的轴承孔的区域中的分解示意图，

图2是根据图1的示意图，但是带有安装的挡板，

图3是图2的细节示意图，

图4是在挡板和轴承孔上的轴向视图，

图5是沿图4的截面A-A的剖面示意图，

图6是带有第一轴部分和第二轴部分的挡板在其轴的区域中的详细视图。

具体实施方式

根据图1，车辆3(未更详细地示出)中的用于空气调节系统2的空气控制装置1包括用于形成用于传导空气流6的至少一个管道5的壳体4。根据本发明的空气控制装置1包括用于控制管道5中的空气流6的至少一个挡板7，其围绕旋转轴线8能旋转地布置或安装在壳体4上，用于打开和关闭管道5。挡板7具有轴9，至少一个翼10从该轴突出。这里，轴9显然不需要穿过挡板7连续地形成，但是也可以在其相应的轴向纵向端处连接至挡板7。轴9至少在其纵向端之一处围绕旋转轴线8能旋转地安装在壳体4的用作支撑结构的壁11上。在壁11或支撑结构中，设置有轴承孔12(也参见图2至图5)，轴9突出到该轴承孔中或轴9穿过该轴承孔突出。这里，轴承孔12在其内圆周上具有与旋转轴线8同轴布置的圆柱形内支承表面18。

根据本发明，轴承孔12现在具有偏移区域14和支承区域15，其中支承区域15形成内支承表面13。反过来，轴9至少在其纵向端之一处具有第一轴部分16和第二轴部分17，该第一轴部分的外径基本上对应于轴承孔12的偏移区域14的内径，而该第二轴部分的外径基本上对应于支承区域15的内径，即对应于轴承孔12的内支承表面13的内径。在至少一个翼10上，附加地布置有密封轮廓件18，而在相关联的壁11上设置有反密封轮廓件19，二者均延伸至轴9的第一轴部分16，并且通过关闭的挡板7彼此紧贴，即彼此重叠。

轴承孔12的偏移区域14和支承区域15以及轴9的两个相关联的轴部分16、17的尺寸被附加地设计成使得处于关闭状态的挡板7至少部分地在偏移区域14中通过第一轴部分16引导，并且至少部分地在支承区域15中通过第二轴部分17引导，并且密封轮廓件18紧贴反密封轮廓件19，即与其重叠。第一轴部分16和相关联的偏移区域14主要用于密封，使得例如约0.1mm的环形间隙可以确定为公差。相反，第二轴部分17和支承区域15用于安装轴9，使得在这种情况下的尺寸具有更小的公差，并且环形间隙相应地更小，例如，只有0.05mm。

通过根据本发明的将挡板7安装在轴承孔12中，首次有可能吸收挡板7的生产尺寸公差，特别是在轴9的轴向方向上，即在旋转轴线8的方向上，而不必使用精密的密封几何件或密封件，诸如例如过去在该区域中的密封郁金香。取决于生产尺寸公差，轴9与其相应的轴部分16、17在轴承孔12的相关联区域14、15中接合到不同的深度，然而其中，通过关闭的挡板7，密封轮廓件18紧贴反密封轮廓件，并且通过第一轴部分6在轴承孔12的相关联的偏移区域14中和第二轴部分17在相关联的支承区域15中的至少部分接合，既可以实现轴承孔12的密封，又可以实现挡板7的可靠安装。偏移区域14在这种情况下用作密封区域。通过延伸至第一轴部分16的密封轮廓件18和反密封轮廓件19，在该区域几乎中可以几乎完全避免不期望的漏流。密封轮廓件18和/或反密封轮廓件19可以附加地具有锯齿状边缘26，以便在关闭挡板7时例如通过哨声特别地防止不需要的噪音形成。

通过根据本发明的空气控制装置1，可以由此实现挡板7的简单的、公差吸收以及坚固的安装，其既不需要附加的润滑，例如润滑脂，也不需要精密的密封件。此外，由于第二轴部分7形成一种插入斜面，所以挡板7可以相对容易地安装，特别是甚至是盲装。纯理论上，设置真正的斜面25甚至是可以想象的(参见图3)。通过根据本发明的安装，轴向公差偏移实际上是可能的而没有限制。此外，根据本发明的解决方案既可以与分拆式壳体部件一起使用，还可以与非分拆式壳体部件一起使用，就像与仅安装在一侧或两侧的挡板7一起使用一样。因此，可以实现挡板7的长寿命和具有成本效益的工具。

参考根据图2和图3的示意图，显然，第一轴部分16布置成相对于轴承孔12的支承区域15具有轴向间隙b，使得轴9的第一轴部分16与第二轴部分17之间独立于生产尺寸公差的台阶20从不抵靠轴承孔12的偏移区域14与支承区域15之间的在轴向方向21上的相关联的状态台阶20’，并且由此可能例如导致挡板的阻塞。

密封轮廓件18和反密封轮廓件19可以形成为例如密封唇缘，其随后布置在挡板7的翼10上或壳体4的壁11上。替代地，对于挡板7也可以特别地想到的是，其中设置的密封轮廓件9与其一起注塑成型，从而相对容易地生产。

特别参考图1、图2和图3，显而易见的是，轴9(至少在第二轴部分17的区域中，但通常明显地也在第一轴部分16中)形成为带有啮合轮廓件22的空心轴，该啮合轮廓件特别地形成为内部多边形剖面。为了调节挡板7，可以设置致动装置，例如电动机23(参见图2)，其驱动轴24以旋转固定的方式连接至轴9，特别是形状配合地啮合在啮合轮廓件22中。通过形状配合但可纵向移位的联接将驱动装置(例如电动机23)的扭矩传递到挡板7的轴9，生产尺寸公差也可以相对容易地偏移。

参考根据图1至图5的轴承孔12，显而易见的是，该轴承孔设计成开放的，其中显而易见的是，其显然在相对侧是关闭的，即可以形成为盲孔开口。

挡板7通常包括至少两个翼10，其在轴9的不同周向部分处从其突出。在当前情况下，挡板7包括两个翼10，这两个翼位于平面中并且由此从偏移180°的轴9突出。翼10可以相对于旋转轴线8径向上具有不同的尺寸，但尺寸也可以是相同的。

通过其中布置有根据本发明的空气控制装置1的空气调节系统2，循环空气与新鲜空气之间的混合比和/或暖空气与冷空气之间的混合比和/或空气流6在相应管道5中的体积流量的调节可以在各种情况下特别地根据挡板7的枢转位置实现。

通过根据本发明的空气控制装置1，可以由此首次将相关联的挡板7安装在壳体4中，不论该挡板或壳体4的生产尺寸公差如何，使得这些公差可以被偏移，并且挡板7在关闭状态下始终紧密地密封。这可以特别地通过根据本发明的安装实现，其设计极其简单，并且因此也具有成本效益，其特别地不再依赖于迄今为止在该区域中所必需的精密的密封件。

Claims (9)

1.一种用于空气调节系统(2)的空气控制装置(1)，

-带有壳体(4)，所述壳体用于形成用于传导空气流(6)的至少一个管道(5)，

-带有至少一个挡板(7)，所述至少一个挡板用于控制所述管道(5)中的空气流(6)，所述至少一个挡板围绕旋转轴线(8)布置在所述壳体(4)中，用于打开和关闭所述管道(5)，

-其中，所述挡板(7)包括轴(9)，至少一个翼(10)从所述轴突出，

-其中，所述轴(9)至少在其纵向端之一处围绕所述旋转轴线(8)能旋转地安装在所述壳体(4)的壁(11)上，

-带有轴承孔(12)，所述轴承孔在所述壁(11)中形成，所述轴(9)突出到所述轴承孔中或所述轴(9)穿过所述轴承孔突出，

-其中，所述轴承孔(12)在其内圆周上具有与所述旋转轴线(8)同轴布置的圆柱形内支承表面(13)，

其特征在于，

-所述轴承开口(12)具有偏移区域(14)和支承区域(15)，其中，所述偏移区域(14)的内径大于所述支承区域(15)，

-所述轴(9)至少在其纵向端之一处具有第一轴部分(16)和第二轴部分(17)，所述第一轴部分的外径基本上对应于所述轴承开口(12)的偏移区域(14)的内径，而所述第二轴部分的外径基本上对应于所述轴承开口(12)的支承区域(15)的内径，

-在所述至少一个翼(10)上布置有密封轮廓件(18)，并且在相关联的所述壁(11)上布置有反密封轮廓件(19)，所述密封轮廓件和所述反密封轮廓件延伸至所述第一轴部分(16)并且通过关闭的挡板(7)彼此紧贴，即彼此重叠，

-所述轴承开口(12)的偏移区域(14)和支承区域(15)以及所述两个轴部分(16、17)的尺寸被设计成使得处于关闭状态的所述挡板(7)至少部分地在所述偏移区域(14)中通过所述第一轴部分(16)引导，并且至少部分地在所述支承区域(15)中通过所述第二轴部分(17)引导，并且所述密封轮廓件(18)紧贴所述反密封轮廓件(19)，即与其重叠。

2.根据权利要求1所述的空气控制装置，其特征在于，所述第一轴部分(16)布置成相对于所述轴承孔(12)的支承区域(15)具有轴向间隙(b)。

3.根据权利要求1或2所述的空气控制装置，其特征在于，所述密封轮廓件(18)和/或所述反密封轮廓件(19)形成为弹性密封唇缘。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的空气控制装置，其特征在于，至少在所述第二轴部分(17)的区域中，所述轴(9)形成为带有啮合轮廓件(22)的空心轴，所述有啮合轮廓件特别地形成为内部多边形剖面。

5.根据权利要求4所述的空气控制装置，其特征在于，设置有用于调节所述挡板(7)的电动机(23)，所述电动机的驱动轴(24)以旋转固定的方式连接至所述轴(9)。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的空气控制装置，其特征在于，所述轴承孔(12)设计成开放的或设计为盲孔开口。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的空气控制装置，其特征在于，所述挡板(7)正好包括两个翼(10)，其在周向方向上包括180°的翼角。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的空气控制装置，其特征在于，

-所述翼(10)相对于所述旋转轴线(8)径向上具有不同的尺寸，和/或

-所述挡板(7)形成为注塑成型部件，特别是形成为带有轴(9)、翼(10)以及密封轮廓件(18)的一体式注塑成型部件。

9.一种用于车辆(3)的用于空气调节车辆内部的空气调节系统(2)，带有根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个空气控制装置(1)，其中，

-至少一个所述挡板(7)用于调节循环空气与新鲜空气之间的混合比，和/或

-至少一个所述挡板(7)用于调节暖空气与冷空气之间的混合比，和/或

-至少一个所述挡板(7)用于调节所述空气流(6)在所述相应管道(5)中的体积流量。