DE10024692A1

DE10024692A1 - Steuereinrichtung für Gasströme

Info

Publication number: DE10024692A1
Application number: DE10024692A
Authority: DE
Inventors: Walter Denk; Karl Lochmahr; Eric Reinisch; Klaus Waibel
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-29
Also published as: US20020000307A1; FR2809166B1; US7334628B2; FR2809166A1

Abstract

Beschrieben wird eine Steuereinrichtung für Gasströme, die mit einer schwenkbaren Klappe versehen ist, die zwischen Seitenwänden eines Führungskanals gelagert ist. An einer der Seitenwände ist dabei eine Aufnahmetasche zum Einsetzen eines Antriebselementes vorgesehen, die so ausgerichtet ist, dass die Abtriebswelle des Antriebselementes nach dem Einsetzen in Eingriff mit der Klappe steht. Diese Aufnahmetasche kann so angeordnet sein, dass das Antriebselement koaxial zur Schwenkachse der Klappe oder quer dazu eingesetzt wird. Für den Fall, dass die Aufnahmetasche in das Kanalinnere hereinreicht, wird die Schwenkklappe mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Gasströme, insbesondere für in Kanälen geführte Luftströme in Kraftfahr zeug-Heizurigs- oder Klimaanlagen, mit mindestens einer Klap pe, die schwenkbar zwischen Seitenwänden eines Kanals, insbe sondere eines in den Kanal einbaubaren Rahmens angeordnet und durch ein Antriebselement bewegbar ist, das an einer der Sei tenwände angebracht ist und mit seiner Abtriebswelle mit der Klappe in Wirkverbindung steht.

Aus der DE 44 42 000 A1 ist eine Heizungs- und/oder Klimaein richtung bekannt, die in den Fig. 3 bis 5 eine Steuereinrich tung der eingangs genannten Art zeigt. Dort durchsetzt einer der Lagerzapfen einer Klappe die Seitenwand eines Rahmens und ist dort mit einem Ritzel versehen, das mit einem entspre chenden Ritzel eines Antriebsmotores kämmt. Die übrigen dort vorgesehenen Klappen sind über Kupplungsstangen mit der ers ten Klappe verbunden, die bei dem dort gezeigten Ausführungs beispiel ausschließlich angetrieben wird.

Bei einer solchen Bauart muß der Antriebsmotor außen an der Seitenwand des Rahmens so montiert werden, dass seine Ab triebswelle bzw. das auf dieser sitzende Ritzel passend in das Ritzel der Klappe eingreift. Dieser Anbau des Antriebsmotors macht daher gewisse Anpassungsvorgänge notwendig. Die Montage des Antriebsmotors ist aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass die Montage eines Antriebsmotors wesentlich einfacher wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Steuereinrich tung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass an der Sei tenwand eine Aufnahmetasche zum Einsetzen des Antriebselemen tes vorgesehen ist und dass die Aufnahmetasche so ausgerich tet und ausgebildet ist, dass die Abtriebswelle des Antriebs elementes nach dem Einsetzen in Eingriff mit der Klappe steht.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Montage des An triebes ohne komplizierte Ausrichtvorgänge. Der Antrieb ist nur in die dafür vorgesehene Aufnahmetasche einzuschieben bis er seine Endposition erreicht, in der dann auch seine Ab triebswelle mit der zugeordneten Klappe in Wirkverbindung kommt.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Aufnahmetasche einen Durchlaß für die Abtriebswelle aufweisen, so dass die Tasche im übrigen geschlossen sein kann. Die Aufnahmetasche kann da bei in einer ersten Ausführungsform als koaxial zu der Schwenkachse der Klappe verlaufende Einsteckführung für das Antriebselement ausgebildet sein, die in weiterer Ausgestal tung der Erfindung nach der von der Klappe abgewandten Seite der Seitenwand offen ist. Bei dieser Ausgestaltung nämlich lässt sich das Antriebselement in einfacher Weise auch noch nach dem Einbau der Klappen in die zugeordnete Einstecköff nung von außen her einführen. Eine Demontage bereits zusam mengesetzter Teile braucht nicht vorgenommen zu werden.

Die Einsteckführung kann in Weiterbildung der Erfindung auf der Innenseite der Seitenwand vorgesehen sein, wobei dann die Klappe mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen sein kann, die Platz schafft für die Anordnung der Einsteckfüh rung. Die Einsteckführung kann aber auch auf der Außenseite der Seitenwand vorgesehen sein, so dass eine solche Ausspa rung in der Klappe überflüssig wird und die Seitenwand, ins besondere ein mit der Seitenwand versehener Einbaurahmen nach außen vorstehend die Einsteckführung besitzt.

Die Einsteckführung kann zylindrisch ausgebildet und mit ei ner koaxialer Bohrung auf der geschlossenen Seite zur Durch führung der Abtriebswelle des Antriebselementes versehen sein. Bei dieser Ausführungsform wird eine einfache koaxiale Anordnung des Antriebselementes und der Klappe erreicht.

Es ist aber auch möglich, die Aufnahmetasche als quer zu der Schwenkachse der Klappe verlaufende Einsteckführung für das Antriebselement auszubilden, das in diesem Fall eine in Rich tung zu der Klappe abstehende Abtriebswelle aufweisen muß. Auch in diesem Fall kann eine solche Aufnahmetasche auf der Seite der Seitenwand vorgesehen sein, die nach innen zur Schwenkklappe gerichtet ist, wobei die Schwenkklappe mit ei ner Aussparung versehen ist, die Platz für eine Schwenkbewe gung vorbei am Antriebselement lässt.

Es ist aber auch möglich, diese Aufnahmetasche auf der von der Schwenkklappe abgewandten Seite der Seitenwand, also au ßen anzuordnen, wobei dann eine Durchführöffnung für die Ab triebswelle in der Seitenwand vorzusehen ist.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird im folgenden be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuereinrich tung nach der Erfindung mit einer zylindrischen und in Richtung der Schwenkachse einer Steuerklappe ausgerichteten Einsteckführung für ein nicht gezeigtes Antriebselement, die auf der Innenseite einer Lager wand für die Klappe vorgesehen ist,

Fig. 2 die perspektivische Darstellung einer Steuereinrich tung mit einer angetriebenen Klappe, bei der eine Einsteckführung ähnlich Fig. 1 vorgesehen ist,

Fig. 3 die Darstellung des Rahmens nach Fig. 2 für den Ein bau der Klappe,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der anstelle eines zylindrischen Antriebselementes und einer ent sprechend ausgebildeten Einsteckführung ein recht eckiger Antrieb mit einer rechteckigen Einsteckfüh rung vorgesehen ist, bei die Einsteckrichtung aber ebenfalls in Richtung der Schwenkachse der Klappe liegt,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Einsteckführung senkrecht zu der Achse der Klappe liegt,

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 5, jedoch mit einem An trieb einschließlich Getriebe, dessen Länge - in Ein steckrichtung - in etwa der Breite der Steuerklappe entspricht,

Fig. 7 die schematische Ansicht der Einrichtung nach Fig. 6 in Richtung des Pfeiles VII gesehen,

Fig. 8 eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 5 mit ei nem Antriebsgehäuse, das über Nuten an der Seitenwand gehalten ist in einer ersten Klappenstellung,

Fig. 9 die Ausführungsform der Fig. 8 mit einer leicht ver schwenkten Klappe,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung der Befestigungsmöglichkeit des Antriebselementes nach Fig. 8,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 10, jedoch in einer anderen Ausführungsform der Einsteckführung,

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines Antriebsele mentes mit Getriebe in einer ersten Klappenstellung und

Fig. 13 die Anordnung nach Fig. 12 in einer zweiten Klappen stellung.

Die Fig. 1 läßt erkennen, dass eine Klappe 1 mit einer in ihrer Längsmitte angeordneten Schwenkachse 2 versehen ist. Diese Klappe 1 wird in nicht näher dargestellter, weil be kannter Weise in einem Strömungskanal so angeordnet, dass sie in einer ihrer Schwenkstellungen den Durchtrittsquerschnitt des Kanales alleine oder mit anderen, ähnlichen Klappen zu sammen vollkommen verschließt. In einer weiteren Endstellung, die 90° gegenüber der eben erwähnten Endstellung verschwenkt ist, liegt die Klappe etwa parallel zur Kanalachse und gibt daher den Strömungsquerschnitt frei.

Die Klappe ist an einer ihrer Stirnseiten mit einem abragen den Lagerzapfen 3 versehen und wird mit diesem in der nicht dargestellten Kanalwand schwenkbar gelagert. Sie besitzt eine etwa rechteckige Ausnehmung 4 an der zweiten Stirnseite, die zur Stirnseite offen ist und auf der anderen Seite durch ei nen Rand 5 begrenzt wird, mit dem das offene Ende eines ko axial zur Schwenkachse 2 angeordneten Hülsenstückes 6 fluch tet, das auch zur Aufnahme des Lagerzapfens 3 dient. Das nicht sichtbare offene Ende des Hülsenstückes 6 dient zur Aufnahme einer Abtriebswelle eines Antriebselementes, bei spielsweise eines Elektromotors, die fluchtend zur Schwenkachse 2 geführt wird und axial verschiebbar, aber drehfest innerhalb der Hülse 6 aufgenommen wird. Zu diesem Zweck kann die Abtriebswelle an ihrem Ende beispielsweise eine von einem Rotationskörper abweichende Form besitzen.

Das nicht dargestellte Antriebselement wird dabei im Sinn des Pfeiles 7 in eine Aufnahmetasche 8 eingeführt, die von der inneren Seite der Seitenwand 9 aus in den Kanalquerschnitt hereinragt und Teil der Seitenwand 9 sein kann. Die Ausneh mung 4 ist so bemessen, dass sie etwas größer als der Außen durchmesser der zylindrischen Aufnahmetasche 8 ist. Wird da her das Antriebselement im Sinn des Pfeiles 7 in die offene Seite der Aufnahmetasche 8 - wie das anhand eines anderen Ausführungsbeispieles anhand der Fig. 2 erkennbar wird - ein geführt, dann dringt die koaxial vom Antriebselement abste hende Abtriebswelle durch die als Durchlaß dienende Bohrung 10 hindurch und lässt sich, wenn die Ausnehmung 4 der Klappe die Aufnahmetasche 8 umgibt, drehfest in die Hülse 6 ein schieben. Der Lagerzapfen 3 der Klappe 1 ist dabei in der zweiten, parallel zur Seitenwand 9 angeordneten Seitenwand des Kanales gelagert, so dass die Schwenkbewegung der Klappe zur Steuerung des den Kanal durchströmenden Luftstromes er folgen kann.

Die Fig. 2 zeigt eine zur Ausführungsform der Fig. 1 sehr ähnliche Ausgestaltung, wobei hier allerdings die mit dem An trieb versehene Klappe 1a keine Ausnehmung für die Aufnahme tasche 11 für das Antriebselement aufweist, sondern um die Längenabmessung der hülsenförmigen Aufnahmetasche 11 kürzer als die beiden an sie angrenzenden Klappen 12 und 13 ist. Die drei Klappen 1a, 12 und 13 sind in einem gemeinsamen Einbau rahmen 14 an gegenüberliegenden Rahmenschenkeln 14a und 14b gelagert und zwar jeweils mit fluchtend zu ihrer Schwenkachse 2 angeordneten Lagerzapfen. Bei der mittleren, kürzeren Klap pe 1a, die im übrigen noch mit quer zur Schwenkachse 2 ver laufenden Versteifungsrippen 15 versehen ist, übernimmt die Lagerung auf der Seite des Rahmenschenkels 14a die Abtriebswelle des in die Hülse 1 im Sinn des Pfeiles 16, d. h. also in die nach außen offene Seite einschiebbaren Antriebselementes. Diese Abtriebswelle durchdringt dabei die Durchlassbohrung 17 der Hülse 11.

Die angetriebene Klappe 1a steht über eine Koppelstange 18 mit den an sie angrenzenden Klappen 12 und 13 in Verbindung. Eine Drehbewegung der Klappe 1a um einen Winkel bis zum 90° wird daher gleichsinnig in eine Drehbewegung der Klappen 12 und 13 umgesetzt. Der Vorteil der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 ist es, dass der gesamte Einbaurahmen 14 mit den Klappen 1a, 12 und 13 bestückt sein kann, wobei auch schon der Antrieb in der Hülse 11 untergebracht ist. Der Einbaurah men 14 läßt sich daher komplett in einen nicht näher gezeig ten Strömungskanal einbauen, so dass dieser mit einer Steuer einrichtung für die durchströmende Luftmenge versehen ist. Ein gesonderter Anbau des Antriebsmotors an einen Kanal wird überflüssig.

Die Fig. 4 zeigt noch eine Abwandlung der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 insofern, als hier keine zylindrische Ein steckführung in Form einer Hülse 8 oder 11 vorgesehen ist, sondern eine Einsteckführung 19 in Form einer rechteckigen, zur Außenseite der Seitenwand 9 des nicht dargestellten Strö mungskanales offene Schale, in die im Sinne des Pfeiles 20 ein an die Abmessungen der Einsteckführung 19 angepaßter rechteckiger Antrieb, der beispielsweise auch mit einem Un tersetzungsgetriebe versehen sein kann, einschiebbar ist. Dessen Abtriebswelle durchdringt wie bei den vorher geschil derten Ausführungsbeispielen eine Durchlassöffnung 21 und geht direkt eine drehfeste Verbindung mit der Klappe 22 ein, die über den auf der Schwenkachse 2 liegenden Lagerzapfen 23 an der nicht dargestellten, der Wandung 9 gegenüberliegenden Kanalwandung gelagert ist.

Die Fig. 5 zeigt nun ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für den Antrieb einer Schwenkklappe 24 insofern, als hier die um die Achse 2 schwenkbare Klappe 24 von einem Antriebsaggre gat 25 aus verschwenkt wird, das nicht in Richtung der Schwenkachse 2, sondern quer zu dieser im Sinn des Pfeiles 26 in eine Einsteckführung 27 an der Innenseite der Kanalwand 9 eingeschoben und dort gehalten ist. Auch in diesem Fall über nimmt die Abtriebswelle die Lagerung und den Antrieb der Klappe 24, die auf der der Kanalwand 9 gegenüberliegenden Seite in einer Kanalwand 9a schwenkbar gelagert ist. Die Klappe 24 besitzt, um beweglich gegenüber dem an einer ihrer Stirnseiten angeordneten Antriebselement 25 zu bleiben, eine Aussparung 28, die sich so weit - ausgehend von einer Längs seite - über die Schwenkachse 2 hinaus erstreckt, dass ein Berühren des Antriebselementes 25 bei einer Schwenkbewegung ausgeschlossen ist.

Für die Montage kann bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Einschieben des Antriebselementes 25 in die Einsteckführung 27 in einer Stellung der Klappe 24 erfolgt, die gegenüber der Darstellung nach Fig. 5 um 90° verschwenkt ist. Dann nämlich ist die Einsteckführung 27 von oben her of fen. Die Aufnahme der Abtriebswelle des Antriebselementes 25 an der Schwenkklappe 24, also an der Lagerstelle 29, kann da bei so ausgebildet sein, dass eine Einführung des Endes der Abtriebswelle quer zur Schwenkachse möglich ist. Durch einen Rastvorgang beispielsweise wird eine Sicherung zwischen Ab triebswelle und Schwenkklappe 24 quer zur Schwenkachse 2 er reicht.

Die Fig. 6 und 7 zeigen nun eine Ausführungsform, bei der der Antrieb 30 sich über die gesamte Breite b der Klappe 31 er streckt, die daher um die Dicke a des Antriebes 30 von der Wand 9 des nicht näher gezeigten Luftführungskanales entfernt ist. Der Antrieb 30 kann bei dieser Bauart, wie schematisch Fig. 6 zu entnehmen ist, mit einem Untersetzungsgetriebe 32 ausgerüstet sein. Bezüglich der Aufnahme der nicht näher ge zeigten Abtriebswelle des Antriebes 30 in das Anschlussstück 29 der Klappe 31 gilt das auch schon zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5 gesagte.

Fig. 7 läßt erkennen, dass die Einsteckführung 27', die im wesentlichen der Einsteckführung 27 der Fig. 5 entspricht, als eine einfache Einstecktasche ausgebildet sein kann, die einseitig offen ist.

Die Fig. 8 und 9 beschreiben ein abgewandeltes Ausführungs beispiel insofern, als hier ein Antrieb 33 gezeigt ist, der in etwa dem Antrieb 25 nach Fig. 5 entspricht, aber an seinem Gehäuse beidseitig Nuten 34 aufweist, die Teil einer schwal benschwanähnlichen Ausbildung des Gehäuses des Antriebes 33 sind und zur Aufnahme von Führungsleisten 35 dienen, die Teil einer Einsteckführung an der Kanalwand 9 sind. Die Montage erfolgt im übrigen wie sie anhand von Fig. 5 schon erwähnt wurde. Auch in diesem Fall besitzt die Klappe 24, die jener nach Fig. 5 entsprechen kann, die Ausnehmung 28, um bei der Schwenkbewegung nicht mit dem Antrieb 33 in Berührung zu kom men. Das Gehäuse des Antriebes 33 ist bei diesem Ausführungs beispiel mit einer Abrundung 35 an der Ecke versehen, an der die Kante 28a der Ausnehmung 28 bei der Schwenkbewegung der Klappe 24 im Sinn des Pfeiles 36 vorbeischwenkt. Die Abrun dung ist daher mit dem Radius r versehen, der dem Abstand der Kante 28a von der Schwenkachse 2 entspricht.

Die Fig. 11 zeigt eine Aufnahmeführung 38, die das Einsteck gehäuse eines Antriebselementes 37 auf der zu der nicht ge zeigten Klappe hinweisenden Seite umfasst. Das Gehäuse des Antriebes 37 besitzt einen Absatz 39, der zur exakten Führung durch einen Durchlassschlitz der Einsteckführung 38 greift.

Die Fig. 12 und 13 wiederum zeigen eine Ausführungsform mit einem Antrieb 40, der im Sinn des Pfeiles 41 in eine durch Vorsprünge 42 gebildete Einsteckführung einschiebbar ist. Dieser Antrieb 40 enthält ein Untersetzungsgetriebe, das raumsparend in Richtung der Schwenkachse 2 ausgebildet ist. Auch hier ist die Klappe 43 wiederum mit einer Aussparung versehen, die ein Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse des An triebes 40 erlaubt. Die Kante 44 der Aussparung schwenkt auch hier an einer, entsprechend der Schwenkbewegung abgerundeten Gehäusekante vorbei.

Alle gezeigten Ausführungsformen zeichnen sich durch die in Patentanspruch 1 und in den nachfolgenden Ansprüchen aufge führten Merkmale aus. Sie erlauben eine besonders einfache Klappenmontage einschließlich Antrieb.

Claims

1. Steuereinrichtung für Gasströme, insbesondere für in Kanälen geführte Luftströme in Kraftfahrzeug-Heizungs- oder Klimaanlagen, mit mindestens einer Klappe, die schwenkbar zwischen Seitenwänden (9) eines Kanals, insbesondere eines in den Kanal einbaubaren Rahmens (14) angeordnet und durch ein Antriebselement bewegbar ist, das an einer der Seitenwände (9) angebracht ist und mit seiner Abtriebswelle mit der Klap pe (1, 1a, 22, 24, 31, 43) in Wirkverbindung steht dadurch gekennzeichnet, dass an der Seitenwand (9) eine Aufnahmetasche (8, 1, 19, 27, 35, 38, 42) zum Einsetzen des Antriebselementes vorgesehen ist und dass die Aufnahmetasche so ausgerichtet und ausgebildet ist, dass die Abtriebswelle des Antriebselementes nach dem Einsetzen in Eingriff mit der Klappe (1, 1a, 22, 24, 31, 43) steht.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Aufnahmetasche (8, 11, 19) einen Durchlaß (20, 17, 21) für die Abtriebswelle aufweist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Aufnahmetasche (8, 11, 19) als koaxial zu der Schwenkachse (2) der Klappe (1, 1a, 22) verlaufende Einsteckführung für das Antriebselement ausgebildet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einsteckführung (8, 11, 19) nach der von der Klappe abgewandten Seite der Seitenwand (9) hin offen ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einsteckführung auf der Seite der Seiten wand (9) angeordnet ist, die nach innen zur Schwenkklappe hin gerichtet ist und dass die Schwenkklappe (1, 24, 43) mit ei ner Aussparung (4, 28, 44) versehen ist, die Platz für eine Schwenkbewegung am Antriebselement vorbeilässt.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einsteckführung (19) auf der Außenseite der Kanalwand (9) angeordnet ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einsteckführung (8, 11) zylindrisch mit koaxialer Bohrung (10, 17) auf der geschlossenen Seite zum Durchführen der Antriebswelle des Antriebselements versehen ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Aufnahmeführung (27, 35, 38, 42) als quer zu der Schwenkachse (2) der Klappe (24, 31, 43) verlaufende Einsteckführung für das Antriebselement ausgebildet ist.