CN1137250A - 空气流阀的调控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于空气管道中，特别是在汽车暖气通风设备中的气流阀的调控装置，它装有一只进行调整移动的电动机2和一只用于电动机2的控制器(3)。为了减少安装费用和准备备件，将电动机2做成步进式电动机，它由靠近它的控制器的输出信号所控制。控制器(3)具有编码输入(K1，K2)，并用它来选择转动方向和转动角度。

Description

空气流阀的调控装置
本发明涉及在空气管道中的气流阀(油阀)(Strmungsklappe)的调控装置，具体说是按权利要求1的概念的汽车上的暖气及通风设备的空气管道中的阀。
气流阀是应用在汽车上供暖和空调或车内环境设备的空气管道之中，大多数是通过软轴驱动或机械传动进行调整控制。
如已经熟知的是通过一只电动机来调整气流阀，在仪表盘的区域内为电动机设置有一只相应的控制器。在这只控制器中，装有由用户调整的阀板转角定值器，从而所配的电动机将根据设定值(sollw-ertvorgabe)通过电子器件进行调整。
在汽车上布置有几只气流阀时，它们一般都具有不同的转动方向，并且往往是被调整于不同的转动角度范围之内。因此，每只电动机将按其相应的工作方式由控制器去操动控制。
当安装几只而每只分别由各自的电动机调整的气流阀时，必须要注意到，各自的控制输出信息应正确无误地送往各自的电动机。虽然在功能试验时可以查觉接线中的错误掉换，但是，由此会有造成阀或电动机的损坏的危险。例如，由于错误地配送控制输出信号，电动机将会被调整到超过了允许的转动角度范围。
本发明的任务是，进一步改善调整装置，以使气流阀的电动调整装置能够达到更容易地安装和更高的功能安全可靠性。
这个任务可通过实施按照本发明权利要求1的技术特征的技术方案得以解决。
电动机是做成步进式(脉冲)电机，是由控制器的输出脉冲所控制。此时，每一台电动机就近地设置一只控制器，控制器接收有选择的转动方向和转动角度的编码输入。步进式电机及控制器要这样地布置在气流阀的区域之中，即使得控制器只会与一只布置在汽车仪表(Amaturenbrett)盘中的传送器相连接。与控制器作实体连接的步进式电机是做成同样的结构，而与电机的位置无关。至于电机在其位置上的调整问题，也就是说，在其位置上规定的转动方向以及转动角度，将通过编码输入的配置来达到。这样，在暖气通风及空调中，总是可以采用由步进式电机和控制器所组成的相同的结构单元。这样，不仅可能进行在所有的电动机之间的相互交换，而且可能对一只电动机作简单的置换。预定的给定值的输入信号是以模拟形式送入控制器。并由控制器转换成输出脉冲。输出脉冲是按熟悉的方式用来控制步进式电动机。这种优异的数字脉冲促成电动机的调整，从而使气流阀作相应的调整，该调整是按预定的转动角度单步地进行的。
最好的结构形式，是将步进式电机及其配属的控制器布置在一个共同的壳体之中，最好是将控制器布置在步进式电机的壳体之中。
控制器的接线，即电源、定值器及编码的接线最好是做成插座连接，该插座位于共同壳体上一个专门窗口的后面。在该插座上最好是插装整体式插头，该插头通过槽口、凸缘等正确地定位而引入到窗口之中，通过插头的插接，电源、定值器的连接，控制器或步进式电机的编码，都被给定了。负责修理或维护保养的服务技术人员，可以将换上的电动机安装在暖气通风设备的任意位置上。此时，在插头插接到插座上后，将会通过编码的输入而向步进式电机通知其转动方向及可能的转动角度。
本发明的其他特征，可以从其他的一些权利要求、说明书以及后面要详细介绍的本发明的实施例的附图中看出来。附图有：
图1是本发明的气流阀调控装置的示意图。
图2-图5是图1所示的调控装置，按编码输入的不同的线路布置图；
图6是从接线侧看的本发明的调控装置的结构单元正视图；
图7是沿图6中“VII-VII”线的剖视图；以及
图8是本发明的调控装置的俯视图。
如图1所示，调控装置1包括一只控制器3和一只电动机2。该电动机在本实施例中是步进电动机2，它通过功率放大级5的控制导线4进行控制，而功率放大级是由控制电路6所控制。控制电路6是通过输入导线7输入一个步进电动机2的转动角度位置的给定值信号(Sollwertsignal für die Drehwinkellage)。转动方向及允许的转动角度范围是通过编码级8a，8b而通知给控制电路6的。编码级8a，8b是通过编码输入K1，K2而接入电路。必需的电源电压是通过接线端子15及16而加在控制器3上。步进电动机2是通过控制器3提供电源。
从控制器3的输入导线7并经控制电路6通知的模拟输入信号表达了步进电动机2所要求的转动角度位置。这个输入信号将由控制电路6转换成为输出脉冲或数字输出信号，并通过连接导线4a及功率放大级5，再经过控制导线4而确定电动机2的工作运行。这种控制电路6的数字输出信号，考虑了通过编码输入K1及K2所提供的转动方向及最大转动角度的数据，也就是气流阀所允许的调整范围。
另外，控制器2还装有一个电子自行诊断电路9，它的功能在申请人为SAIA公司、申请号为93810805.7的欧洲专利申请中有所介绍。
图2-图5表示了本发明的调控装置的几个电路实例。输入导线7中包括有一只分压器10，分压器的中间抽头7b接在端子SW上，而端子SS通过变阻器11而接地(端子16)。当编码输入K1及K2断开时，电动机沿一个方向转动，通过这个转动方向气流阀阀板12将从其停止位置沿箭头方向顺时针转动而作出调整，从图示的停止位置顺时针方向可能达到的调整角度(箭头13)为70°。
在图3中的电路实例中，输入导线7的端子SS/SW是按照图2与分压器10连接，编码输入K1及K2都接地(端子16)，这样，气流阀阀板12将从图3所示停止位置沿箭头所示的逆时针方向调整，这阀板12，从所示的停止位置可能达到的调整角度约为100°。
在图4的电路实例中，不采用图2及图3中的可连续调整的分压器，而是装有一只可以转换的分压器10a，通过这种分压器可以在端子SS/SW之间转换成为不同的电位电压。在该实例中，开关17具有3个转换位置，通过这些位置的转换，可能达到各个预定的步进电动机转动角度位置以及由步进电动机所调整的气流阀阀板12的调整角度位置。当编码输入K2接地而编码输入K1断开时，通过这样的编码气流阀阀板12从图示的停止位置将会沿箭头13所指的顺时针方向转动，其可能达到的调整角度约为90°。调整移动是在由开关17所规定的三个位置之间进行，这些位置可以通过分压器10a的欧姆电阻的选择预先规定。
在图5的电路实例中，有一输入导线7的调节支路7b连接在两只并联的调控装置1的输入SW(Eingnge)上。通过一只欧姆电阻18和一只开关17，或使接地(端子16)，或接到调控装置1的输入SS上。第1只调控装置1的编码输入K1接地，而它的编码输入K2以及第2只调控装置1的编码输入K1与K2都保持断开。这样，第1只调控装置所控制的气流阀阀板12a逆时针转动，而第2只调控装置所控制的气流阀阀板12b则顺时针调整转动(箭头13)。通过所选择的编码，两只气流阀12a及12b可从它们的停止位置调整到70°的调整角。此时，开关17的位置变化使两气流阀12a及12b或在一个端头位置上，或在另一个端头位置上。
图6-图8表示调控装置的结构形式，特别是从图7中的剖面图可以看出，步进电动机2是固定在壳体19的支座20，21之中，其中步进电动机2的控制导线4是直接钎焊在薄板22上面，这块板支托住控制器3。控制器3可以做成分离的电子电路，或者就做成一只微处理机23。这紧靠步进电动机2的控制器3是固定在壳体19上的相应支架24之中，最好是将步进电动机2和控制器3放置在一个共同的安装空间25之中，该空间25通过一个隔壁26与齿轮箱27分隔开来。步进电动机2的驱动轴伸入到齿轮箱27之中。在图示实例中，齿轮箱包含有一些配对齿轮，通过这些齿轮可以传递所需要的调整力，它们可以按要求的传动比或减速比进行设计。齿轮箱的输出轴28通过图示的联轴节29与上述气流阀12，12a，12b的调整轴相连接。
罩壳分隔面(Gehuseteilungsebene)最好达到隔壁26的高度，这样，在拆除壳体盖头19a之后(见图6)，就可能接触到步进电动机2和控制器3。
控制器的接线端子(电源电压，输入导线，编码输入)最好布置在薄板22上的、与步进电动机2相对的另一边缘上，并做成特殊的插座形式30。插座30是正对着罩壳19上的窗口31，而另有一固定在安装空间25内的保险片(Sicherungsglied)32伸出窗口31之外。在该保险片32的伸出窗口31的自由端34上设有定位孔33，当插头为达到电气连接而穿过窗口31插装在插座30上时，插头上的定位件将卡牢在定位孔33之中，这样，插头就固连在插座30之上而不会脱落。
在正对保险片32的窗口边缘上设有槽口35，插头(未画出)上的相应凸缘将啮合在槽口35之中。插装插头时，槽口35保证插头能正确定位地插在插座30上面，这样，在任何情况下，都保持有正常的电气连接。
在插上插头后即可使用的调控装置1的、安装齿轮箱的壳体部分上设有固定凸耳40，在这种用特殊塑料制成的壳体上最好注塑三只固定凸耳40，因而在拆下盖头19a以后，在装好的调控装置上仍可以接触电动机和控制器。盖头19a(见图6)是通过定位件41而叠合在安装齿轮箱的底部壳体的、有相应结构的卡固棱边42之上。
具有相同结构的调控装置1，无论其使用位置如何，都可分别加以应用，此时，将通过编码输入K1，K2的接线而决定步进电动机的转动方向和转动角度，并从而决定由步进电动机操纵的气流阀阀板12，12a，12b的调整方向和调整角度。通过本发明的调控装置，特别能够以简便的方式，对并联的气流阀进行同步或异步的控制。另外还可以设置几个编码输入K1及K2，并专门应用一种按位开关，在一只4位开关上，可以对16种不同位置进行编码。
图1中所示的诊断电路9一方面它可以检查控制器3中的电气故障，另一方面有可能通过控制器的诊断电路9自动地查知气流阀门的瞬时调整位置将到达什么样的最近端位置。如果调控装置断电的话，气流阀阀板将回到最近端位置上，这样，在重新进入工作时，气流阀将在最短的时间内重新到达停止工作前所在的位置。

Claims (10)

1.一种空气管道中特别是汽车上的暖气通风设备中的气流阀(12，12a，12b)的调控装置，它包括一只进行调整移动的电动机(2)和一只电动机2的控制器(3)，其特征在于，该电动机是步进式(脉冲)电动机(2)，它由靠近它的控制器(3)的输出脉冲所控制，控制器(3)具有编码输入(K1，K2)，并用以选择转动方向和转动角度。
2.按照权利要求1的调控装置，其特征在于，将模拟输入信号送入控制器(3)中。
3.按照权利要求1及2的调控装置，其特征在于，步进式电动机(2)和控制器(3)设置在一只共同的壳体(19)之中。
4.按照权利要求1-3中任一项的调控装置，其特征在于，控制器(3)设置在步进式电动机2的壳体之中。
5.按照权利要求1-4中任一项的调控装置，其特征在于，电动机(2)通过一只齿轮箱驱动气流阀(12，12a，12b)，电动机(2)及控制器(3)设置在一只共同壳体(19)的安装空间(25)之中，该安装空间(25)是与齿轮箱分隔开的。
6.按照权利要求1-5中任一项的调控装置，其特征在于，控制器(3)的接线端子(15，16，SS，SW K1，K2)是做成插座接头(30)的。
7.按照权利要求1-6中任一项的调控装置，其特征在于，控制器(3)的插座接头(15，16，SS，SW，K1，K2)是设置在共同壳体(19)上的窗口(31)的后面。
8.按照权利要求1-7中任一项的调控装置，其特征在于，模拟输入信号是由欧姆式分压器(Ohmschen Spannungsteiler)(10，10a)所分接。
9.按照权利要求1-8中任一项的调控装置，其特征在于，控制器为一只微处理机(23)。
10.按照权利要求1-9中任一项的调控装置，其特征在于，控制器(3)装有一个自行诊断电路(9)。
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