DE10144806A1

DE10144806A1 - Vorrichtung zur Durchsatzregelung eines Mediums durch einen Kanal und zur Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal

Info

Publication number: DE10144806A1
Application number: DE10144806A
Authority: DE
Inventors: Michael Komowski
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Die Vorrichtung (10) dient zur Durchsatzregelung eines Mediums durch einen Kanal (12) und zur Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal (12), insbesondere in einem Fahrzeug. Die Vorrichtung (10) weist ein verstellbares Durchsatzregulierelement (14) und ein Temperaturermittlungselement (16) auf. Hierbei ist vorgesehen, dass das Durchsatzregulierelement (14) eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung (18) aufweist, durch welche das Temperaturermittlungselement (16) mit dem Kanal (12) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchsatzregelung eines Mediums durch einen Kanal und zur Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal, insbesondere in einem Fahrzeug, mit einem verstellbaren Durchsatzregulierelement und einem Temperaturermittlungselement, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Sie kommen beispielsweise in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs zur Anwendung, in dem ein Ansaugluftstrom mittels einer Verteilereinrichtung (Verteilerkasten) in mehrere Teilströme unterteilt wird, wobei ein jeweiliger Teilstrom durch eine zugehörige Ansaugleitung (Kanal) geführt wird. In einem jeweiligen Kanal sind üblicherweise eine Durchsatzregelung der Ansaugluft (Medium) und gleichzeitig eine Temperaturermittlung derselben Ansaugluft in dem Kanal erforderlich. Hierzu ist eine Vorrichtung vorgesehen, die ein verstellbares Durchsatzregulierelement und ein Temperaturermittlungselement aufweist. Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist es, dass ein verhältnismäßig großer Bauraum zur Anordnung der genannten Funktionselemente (Durchsatzregulierung, Temperaturermittlung) an einem jeweiligen Kanal notwendig ist. Dies widerspricht der allgemeinen Tendenz einer kompakten Ausgestaltung derartiger Vorrichtungen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verhältnismäßig kleinen Bauraum benötigt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsatzregulierelement eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung aufweist, durch welche das Temperaturermittlungselement mit dem Kanal in Wirkverbindung steht. Somit werden das Durchsatzregulierelement und das Temperaturermittlungselement nicht wie im Stand der Technik in voneinander unabhängigen, getrennten Bauräumen angeordnet, wodurch eine vorteilhafte kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung erschwert wird, sondern es wird der Bauraum des Durchsatzregulierelements zumindest teilweise zusätzlich zur Anordnung des Temperaturermittlungselements genutzt. Somit können die beiden genannten Elemente unter Ausbildung einer kompakten Baugruppe am Kanal (beispielsweise eine Ansaugluftleitung) angeordnet werden. Ferner wird aufgrund der Anordnung des Temperaturermittlungselements in der Ausnehmung des Durchsatzregulierelements eine handhabungsfreundliche Montage der Vorrichtung ermöglicht. Die kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung und insbesondere die "Verschachtelung" der genannten Funktionselemente erlauben es, Freiräume für weitere Funktionseinheiten zu schaffen beziehungsweise zu nutzen.

Vorzugsweise ragt das Temperaturermittlungselement in den Kanal. Hierdurch ist eine betriebsgünstige Anordnung des Temperaturermittlungselements im Kanal möglich ist. Dies kann von Bedeutung sein zur Durchführung einer zuverlässigen beziehungsweise exakten Temperaturermittlung des Mediums im Kanal.

Mit Vorteil ist das Durchsatzregulierelement als eine drehverstellbare Klappe ausgebildet mit einem Drehlager und mit zwei zueinander winkelförmig angeordneten Anschlagflächen, zwischen welchen eine den Kanal gegebenenfalls verschließende Absperrwandung gebildet ist. Somit ist das Durchsatzregulierelement im Kanal frei drehverstellbar insbesondere zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer Schließstellung, wobei die gleichzeitige Aufnahme des Temperaturermittlungselements in der als Durchgangsöffnung ausgebildeten Ausnehmung des Durchsatzregulierelements die Drehbewegung desselben nicht behindert. Dies ermöglicht eine korrekte Funktionserfüllung der Vorrichtung (Durchsatzregelung und Temperaturermittlung) bei gleichzeitig kompakter Ausgestaltung derselben.

Entsprechend einer bevorzugten Ausübungsform ist das Drehlager als geschlossener Lagerring ausgebildet. Ein derartiges Durchsatzregulierelement kann fertigungstechnisch in verhältnismäßig einfacher Weise hergestellt werden. Dabei wird die Ausnehmung (Durchgangsöffnung) vorzugsweise durch das Drehlager selbst gebildet. Da das Temperaturermittlungselement nicht drehbewegt werden muss, kann es von einer geeignet ausgebildeten Kanalwandung (Gehäuse) gehalten werden und derart durch in die Ausnehmung in den Kanal ragen, dass eine zuverlässige Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal möglich ist. Dabei steht der Lagerring mit der Kanalwandung in Verbindung, die als Drehlagerung für das Durchsatzregulierelement und gleichzeitig als Aufnahme für das Temperaturermittlungselement dient.

Vorzugsweise ist das Drehlager an einer ersten Seite des Durchsatzregulierelements und ein Verbindungszapfen desselben zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit einer Antriebseinrichtung der Vorrichtung an einer zweiten, insbesondere gegenüberliegenden Seite vorgesehen. Da das Innenvolumen (Ausnehmung) des Drehlagers vorzugsweise zur Anordnung des Temperaturermittlungselements dient, bietet es sich an, einen Verbindungszapfen des Durchsatzregulierelements insbesondere auf der in Bezug auf das Drehlager gegenüberliegenden Seite des Durchsatzregulierelements anzuordnen. Hierdurch wird eine kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht, wobei das Temperaturermittlungselement und die Antriebseinrichtung in voneinander unabhängien Bereichen beziehungsweise Bauräumen angeordnet werden können.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform sind das Drehlager und der Verbindungszapfen in einem Gehäuse der Vorrichtung jeweils drehgelagert, wobei das Gehäuse an der ersten Seite eine Durchgangsöffnung aufweist, in welcher das Temperaturermittlungselement aufgenommen ist. Somit ist das Temperaturermittlungselement ortsfest und bewegungsstarr im Gehäuse aufgenommen, während das Durchsatzregulierelement zur vorzugsweise automatisierten Einnahme einer erwünschten Betriebsstellung zwischen der maximalen Öffnungsstellung und der Schließstellung am selben Gehäuse drehgelagert ist. Aufgrund der gleichzeitigen Drehlagerung des Verbindungszapfens im Gehäuse insbesondere an der in Bezug auf das Drehlager gegenüberliegenden Seite wird eine betriebsgünstige und stabile Lagerung des verstellbaren Durchsatzregulierelements ermöglicht.

Das Temperaturermittlungselement kann in Bezug auf eine Drehachse des Durchsatzregulierelements koaxial oder versetzt angeordnet sein. Somit ist trotz Erzielung einer besonders kompakten Ausgestaltung der Vorrichtung eine variable Anordnung des Temperaturermittlungselements im Durchsatzregulierelement beziehungsweise im Gehäuse und somit im Kanal möglich.

Das Temperaturermittlungselement ist vorzugsweise bewegungsstarr am Gehäuse fixiert, da es im Gegensatz zum Durchsatzregulierelement keine Bewegung (Drehbewegung) im Kanal durchführen muss.

Mit Vorteil sind die Anschlagflächen jeweils durch einen entsprechenden Vorsprung gebildet und insbesondere unter einem Winkel von ca. 90° zueinander angeordnet. Ein derartig ausgebildetes Durchsatzregulierelement ist fertigungstechnisch verhältnismäßig einfach realisierbar.

Vorzugsweise enthält das Gehäuse zwei entsprechend den Anschlagflächen des Durchsatzregulierelements beabstandete Anschläge zur definierten Positionierung des Durchsatzregulierelements mittels einer Drehbewegung in eine maximale Öffnungsstellung und in eine Schließstellung. Somit wird die Drehverstellbewegung des Durchsatzregulierelements im Kanal durch die Anschläge des Gehäuses begrenzt.

Vorteilhafterweise sind die Anschlagflächen und/oder die Kontaktflächen der Anschläge mit einem Dichtungsmaterial versehen. Das Dichtungsmaterial dient zur Herstellung einer in Bezug auf das Medium (zum Beispiel Saugluft) dichten Schließstellung des Durchsatzregulierelements im Kanal sowie zur Reduzierung von Verschleißerscheinungen an den Kontaktflächen beziehungsweise an den Anschlagflächen.

Das Temperaturermittlungselement kann beispielsweise als Temperaturfühler ausgebildet sein. Ein derartiger Temperaturfühler ragt vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung des Gehäuses beziehungsweise die ebenfalls als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung des Durchsatzregulierelements in den Kanal und ist zur Übermittlung von Temperaturdaten beispielsweise an eine zentrale Steuereinheit mit einer in Bezug auf den Kanal externen Datenübermittlungseinrichtung verbunden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Perspektivdarstellung eines Durchsatzregulierelements der Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Temperaturermittlungselements, das in einem Gehäuse aufgenommen ist;
Fig. 4 eine weitere, schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fig. 1 und
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 der Fig. 4 gemäß der Schnittlinie V-V.
Die Fig. 1, 4 und 5 zeigen in schematischer Darstellung einer allgemein mit 10 bezeichneten Vorrichtung zur Durchsatzregelung eines Mediums durch einen Kanal 12 und zur Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal 12. Dabei ist die Vorrichtung 10 insbesondere in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Ansaugluftkanal einer Klimaanlage (nicht dargestellt), einsetzbar. Die Vorrichtung 10 weist ein insbesondere automatisiert verstellbares Durchsatzregulierelement 14, das als drehverstellbare Klappe ausgebildet ist, und ein Temperaturermittlungselement 16 auf, das als Temperaturfühler ausgebildet ist. Dabei ist das Durchsatzregulierelement 14 mit einer Ausnehmung 18 versehen, in welcher das Temperaturermittlungselement 16 angeordnet ist und durch selbige in den Kanal 12 ragt. Das Durchsatzregulierelement 14 ist mit einem als geschlossener Lagerring ausgebildeten Drehlager 20 (siehe auch. Fig. 2) und mit zwei zueinander winkelförmig angeordneten Anschlagflächen 22 versehen, zwischen welchen eine den Kanal 12 verschließende Absperrwandung 24 gebildet ist. Die Anschlagflächen 22 sind jeweils durch einen entsprechenden Vorsprung 38 gebildet und im vorliegenden Ausführungsbeispiel zueinander unter einem Winkel ca. 90° angeordnet. Die Absperrwandung 24 bildet einen entsprechend sich erstreckenden Teilabschnitt eines Zylinders zwischen den Vorsprüngen 38. Das Drehlager 20 ist an einer ersten Seite 26 des Durchsatzregulierelements 14 angeordnet, während ein Verbindungszapfen 30 des Durchsatzregulierelements 14 zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit einer Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) der Vorrichtung 10 an einer zweiten, gegenüberliegenden Seite 28 vorgesehen ist. Das Drehlager 20 und der Verbindungszapfen 30 sind in einem Gehäuse 32 der Vorrichtung 10 jeweils drehgelagert, wobei das Gehäuse 32 an einer ersten Seite 26 eine Durchgangsöffnung 34 aufweist, in welcher das Temperaturermittlungselement 16 aufgenommen und bewegungsstarr fixiert ist. Das Temperaturermittlungselement 16 kann in Bezug auf eine Drehachse 36 des Durchsatzregulierelements 14 koaxial oder auch, wie im vorliegendem Ausführungsbeispiel, versetzt angeordnet sein. Das Gehäuse 32 enthält zwei entsprechend den Anschlagflächen 22 des Durchsatzregulierelements 14 beabstandete Anschläge 40, welche zur definierten Positionierung des Durchsatzregulierelements 14 mittels einer Drehbewegung um die Drehachse 36 in eine maximale Öffnungsstellung und in eine Schließstellung oder auch in eine Zwischenbetriebsstellung dient. Die Anschlagflächen 22 und/oder die Kontaktflächen der Anschläge 40 sind vorzugsweise mit einem Dichtungsmaterial versehen.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des durch die Durchgangsöffnung 34 des Gehäuses 32 in den Kanal ragenden Temperaturermittlungselements 16, wobei letzteres eine im Bereich der Durchgangsöffnung 34 im Querschnitt rechteckige Ausbildung aufweist. Zur Herstellung einer bewegungsstarren und mediumdichten (luftdichten) Fixierung des Temperaturermittlungselements 16 in der Durchgangsöffnung 34 des Gehäuses 32 ist bei dieser Ausführungsform ein zusätzliches, geeignet ausgebildetes Fixierelement (nicht dargestellt) zwischen dem Temperaturermittlungselement 16 und dem Gehäuse 32 vorzusehen.
Die Vorrichtung 10 erlaubt somit den Einsatz verschiedenartig ausgebildeter Temperaturermittlungselemente 16 bei gleichzeitig kompakter Ausgestaltung der Baugruppe Durchsatzregulierelement 14, Temperaturermittlungselement 16 und Gehäuse 32. Dabei dient das Gehäuse 32 sowohl zur Fixierung des Temperaturermittlungselements 16, als auch zur Drehlagerung des Durchsatzregulierelements 14 sowie zusätzlich zu einer definierten Positionierung des Durchsatzregulierelements 14 in eine maximale Öffnungsstellung und in eine Schließstellung. Das Durchsatzregulierelement 14 ist vorzugsweise als Gusselement ausgebildet, während es sich bei dem Temperaturermittlungselement 16 um einen traditionellen Temperaturfühler handeln kann. Dabei ragt der Temperaturfühler vorzugsweise bis in die Mitte des den Kanal 12 durchsetzenden Mediumstroms (Luftstrom). Da das Durchsatzregulierelement 14 (C- förmige Klappe) um das Temperaturermittlungselement 16 herum drehbewegbar ist, kann eine Durchsatzregelung des Mediums durch den Kanal 12 und gleichzeitig eine Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal 12 in einem verhältnismäßig kleinen Bauraum durchgeführt werden.
Der weitere konstruktive Aufbau und die Funktionsweise der Vorrichtung 10 (wie zum Beispiel automatisierte Drehverstellung des Durchsatzregulierelements 14, Temperaturdatenübertragung an eine zentrale Steuereinheit und ähnliches) sind an sich bekannt und werden deshalb nicht detailliert beschrieben.

Claims

1. Vorrichtung zur Durchsatzregelung eines Mediums durch einen Kanal und zur Temperaturermittlung des Mediums in dem Kanal, insbesondere in einem Fahrzeug, mit einem verstellbaren Durchsatzregulierelement und einem Temperaturermittlungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsatzregulierelement (14) eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung (18) aufweist, durch welche das Temperaturermittlungselement (16) mit dem Kanal (12) in Wirkverbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturermittlungselement (16) in den Kanal (12) ragt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsatzregulierelement (14) als eine drehverstellbare Klappe ausgebildet ist mit einem Drehlager (20) und mit zwei zueinander winkelförmig angeordneten Anschlagflächen (22), zwischen welchen eine den Kanal (12) gegebenenfalls verschließende Absperrwandung (24) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (20) als geschlossener Lagerring ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (20) an einer ersten Seite (26) des Durchsatzregulierelements (14) und ein Verbindungszapfen (30) desselben zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit einer Antriebseinrichtung der Vorrichtung (10) an einer zweiten, insbesondere gegenüberliegenden Seite (28) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (20) und der Verbindungszapfen (30) in einem Gehäuse (32) der Vorrichtung (10) jeweils drehgelagert sind, wobei das Gehäuse (32) an der ersten Seite (26) eine Durchgangsöffnung (34) aufweist, in welcher das Temperaturermittlungselement (16) aufgenommen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturermittlungselement (16) in Bezug auf eine Drehachse (36) des Durchsatzregulierelements (14) koaxial oder versetzt angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturermittlungselement (16) bewegungsstarr am Gehäuse (32) fixiert ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagflächen (22) jeweils durch einen entsprechenden Vorsprung (38) gebildet und insbesondere unter einem Winkel von ca. 90° zueinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) zwei entsprechend den Anschlagflächen (22) des Durchsatzregulierelements (14) beabstandete Anschläge (40) aufweist zur definierten Positionierung des Durchsatzregulierelements (14) mittels einer Drehbewegung in eine maximale Öffnungsstellung und in eine Schließstellung.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagflächen (22) und/oder die Kontaktflächen der Anschläge (40) mit einem Dichtungsmaterial versehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturermittlungselement (16) als Temperaturfühler ausgebildet ist.