DE102007043058A1 - Klappe, insbesondere für ein Fahrzeug - Google Patents

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    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Klappe (1) zur Regelung eines Medienstroms mit mindestens einer Klappenfläche (4), und die Klappe (1) weist zumindest einen beheizbaren Teilbereich auf, in welchem ein elektrisch beheizbares Material, welches ein Heizelement (10) bildet, angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Klappe, insbesondere für ein Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Klappen dienen üblicherweise zur Regelung eines oder mehrerer Fluidströme, wie beispielsweise der Regelung des Luftmassenstroms eines in einem Luftkanal strömenden Luftstroms oder der Regelung des Luftmassenstroms in Verbindung mit der Lufttemperatur eines aus zwei unterschiedlich temperierten Luftströmen erzeugten Luftstroms. Hierbei bestehen die Klappen, welche die unterschiedlichsten Gestalten aufweisen können, in der Regel aus einem spritzgegossenen Kunststoff, welcher ggf. durch Einlagen verstärkt ist. An einem Klappengrundkörper können – zur Beeinflussung der Luftströmung – Luftleitelemente vorgesehen sein, die ggf. auch gegenüber dem Klappengrundkörper verschwenkbar sind.
  • Derartige Klappen lassen noch Wünsche offen.
  • Ferner ist aus der DE 199 11 645 A1 ein von warmem Kühlmittel durchströmter, verschwenkbarer Wärmetauscher bekannt, welcher in unterschied lichen Heizpositionen in einen zu erwärmenden Luftstrom verschwenkbar ist. Der Wärmetauscher liegt in seiner Ausgangsposition in einer Ausbuchtung eines Luftkanals ein, wobei er von einer Klappe zur Vermeidung einer Erwärmung des Luftstroms abgedeckt ist.
  • Aus der DE 10 2006 045 771 A1 ist eine in einem Luftkanal angeordnete Heizungsanordnung bekannt, die zumindest eine elektrisch beheizbare Heizvorrichtung mit einem Vlies aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, welches zum Erwärmen von Luft elektrisch beheizbar ist. In Verbindung mit der Heizvorrichtung kann auch ein Filter vorgesehen sein.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klappe zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klappe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft eine Klappe zur Regelung eines Medienstroms mit mindestens einer Klappenfläche, insbesondere für ein Fahrzeug, wobei die Klappe zumindest einen beheizbaren Teilbereich aufweist, in welchem ein elektrisch beheizbares Material, welches ein Heizelement bildet, angeordnet ist. Das Beheizen erfolgt bevorzugt elektrisch. Somit erfüllt die Klappe eine Doppelfunktion, nämlich die Regelung eines oder ggf. auch mehrerer Luftströme sowie die geregelte Erwärmung des am Heizelement vorbeiströmenden Luftstroms. Die Klappe selbst kann hierbei in aller Regel relativ einfach ausgebildet sein. Durch die Integration der Heizfunktion in die Klappe ist in Vergleich zu einer getrennten Ausbildung eine deutliche Verringerung des erforderlichen Bauvolumens möglich. Die Klappe kann im Wesentlichen auf herkömmliche Weise ausgebildet sein und in Bezug auf ihre Kinematik betä tigt werden. Eine Anpassung des Medienkanalquerschnitts ist in der Regel nicht erforderlich. Ferner kann die Heizleistung einfach geregelt werden.
  • Die Heizfunktion kann erfüllt werden durch elektrische Widerstände, wobei z. B. Heizmatten, PTC-Elemente (Keramik oder Kunststoff), elektrisch leitende Vliese oder Folien, in Frage kommen. Hierbei können die Heizelemente, insbesondere einschließlich der elektrischen Kontaktierung derselben, auch direkt in das Kunststoffmaterial eingespritzt oder von demselben bereichsweise umspritzt sein. Auch können getrennt von dem restlichen Bereich der Klappe ausgebildete Heizelemente in eine Aufnahme eingepresst, eingeklebt, eingeclipst oder auf sonstige Weise hierin fixiert werden.
  • Das Heizelement kann luftdurchlässig ausgebildet sein, d. h. der zu erwärmende Luftstrom wird in diesem Fall durch das Heizelement geleitet. Hierbei erfolgt bevorzugt lediglich im Heizungsfall ein Durchleiten von Luft. Im Normalbetrieb der Klappe ohne Heizfunktion ergibt sich so ein unverminderter, maximaler Luftmassenstrom. Im Falle einer Heizfunktion ergibt sich – entsprechend der Ausgestaltung des Heizelements – ein etwas verringerter Luftmassenstrom, jedoch erfolgt gegebenenfalls auch eine verbesserte Luftdurchmischung von erwärmter und nicht erwärmter Luft, so dass die Strähnigkeit der Luft gering gehalten werden kann. Ebenso kann das Heizelement luftundurchlässig ausgebildet sein, d. h. der zu erwärmende Luftstrom wird in diesem Fall an dem Heizelement entlang geleitet. Auch ist eine Kombination von luftdurchlässigen und luftundurchlässigen Heizelementen möglich.
  • Bevorzugt ist das Heizelement an mindestens einem Teilbereich einer Klappenfläche angeordnet. Hierbei kann es flächig auf die Klappenfläche aufgeklebt oder auf sonstige Weise angebracht sein, bspw. starr fixiert.
  • Ebenso kann das Heizelement verschwenkbar an der Klappenfläche angeordnet sein. Hierbei kann eine Schwenkachse in Verbindung mit einer Betä tigungsvorrichtung, bspw. einer Zahnstange, einer Koppelstange o. ä. vorgesehen sein. Ebenso kann die Anbindung über einen Bereich mit temperaturabhängiger Gestalt, bspw. ein Bimetall oder eine Memorylegierung, erfolgen, so dass das Heizelement in Abhängigkeit der Temperatur in den Luftstrom oder aus dem Luftstrom geschwenkt wird.
  • Sowohl im Falle eines verschwenkbaren Heizelements als auch im Falle eines starr an der Oberfläche der Klappe angeordneten Heizelements kann das Heizelement direkt die Klappenfläche bilden, d. h. die eigentliche Luftleit- und Regelfunktion der Klappe erfüllen.
  • Das Heizelement kann auch im Inneren des Klappenkörpers angeordnet sein. Hierbei kann das Material der Klappe gut wärmeleitend ausgebildet sein, so dass die erzeugte Wärme nach außen abgeleitet werden kann. Alternativ kann der Klappenkörper luftdurchströmbar ausgebildet sein, insbesondere einen hohlen Innenraum aufweisen. Zur Regelung eines Luftstroms durch einen hohlen Innenraum der Klappe ist bevorzugt eine Nebenklappe luftanströmseitig sowie ggf. auch luftabströmseitig vorgesehen, insbesondere verschwenkbar an der Klappe angebracht, welche die Ein- bzw. Austrittsöffnung bedarfsgemäß freigibt oder verschließt.
  • Bei der Klappe kann es sich sowohl um eine ein- als auch um eine zweiflügelige Klappe handeln. Ebenso sind andere Klappengestalten, wie Trommelklappen oder schiebetürartige Klappen möglich. Die Klappen können mit Nebenklappen oder anderen Luftleitelementen ausgebildet sein.
  • Insbesondere im Falle einer Ausgestaltung als Trommelklappe kann das Heizelement zwischen der Klappenfläche und der Schwenkachse angeordnet sein. Hierbei sind Anordnungen parallel zur Strömungsrichtung, bspw. gebildet durch Folien, oder Anordnungen quer zur Strömungsrichtung, bspw. durch luftdurchlässige Vliese oder Gitter, möglich. Ebenfalls kann auch das ganze Volumen oder ein Teilbereich hiervon durch eine entsprechend luftdurchströmbare Struktur gefüllt sein.
  • An Stelle von Luft kommen auch beliebige andere Fluide, wie Gasgemische oder Wasser, in Frage, wobei bei stromleitenden Fluiden eine entsprechende Isolation vorgesehen sein muss.
  • Anwendungsmöglichkeiten derartiger beheizbarer Klappen sind beispielsweise die Klimatisierung eines Fahrzeugs, wobei die Klappen bspw. im Cockpit-Modul, in den Ausströmdüsen für die Belüftung, als Nachheizung in Ausströmdüsen, bei Komfortdüsen (Düsen mit Spot- und Diffusstellung), als Nachheizung in einzelnen Klimaanlagenabgängen sowie zur Verringerung der Strähnigkeit eines Luftstroms dienen können. Ferner kann ein gezieltes Heizen auf einer oder beiden Seiten einer Klappe erfolgen, um beispielsweise eine Temperaturschichtung zu erzielen. Die beheizbaren Klappen können beispielsweise auch an Stelle eines herkömmlichen elektrischen Zuheizers vorgesehen sein, der neben dem Heizer einer Klimaanlage angeordnet ist, und dessen Funktion zum Erwärmen der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luft bei nicht ausreichender Heizleistung des Heizers, bspw. nach einem Motorstart, übernehmen. Die Aufzählung ist hierbei nicht abschließend.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Grundkörpers einer Klappe in einem Luftkanal zur Verdeutlichung der Klappenform gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 die Klappe von 2 in einer Heizstellung,
  • 4 eine Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels,
  • 5 eine Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Heizstellung,
  • 6 eine Draufsicht auf die Klappe von 5,
  • 7 eine Draufsicht auf die Klappe von 5 in geschlossener Stellung,
  • 8a8d verschiedene Ansichten und Öffnungszustände einer beheizbaren Klappe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 9 eine einflügelige beheizbare Klappe,
  • 10 eine schematische Ansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 11 eine perspektivische Ansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
  • 12 die Ansicht von 11 mit Darstellung von Schnittlinien zur Verdeutlichung der Gestalt,
  • 13 die Klappe aus einer anderen Perspektive,
  • 14 einen Schnitt quer durch die Klappe,
  • 15 eine beheizbare Klappe gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel,
  • 16 eine beheizbare Klappe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel, und
  • 17 eine beheizbare Klappe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel.
  • Eine beheizbare Klappe 1, die in einem Luftkanal 2 angeordnet ist, ist um eine Welle 3 verschwenkbar, wobei die im wesentlichen eben und rechteckförmig ausgebildete Klappenfläche 4, auch als Grundkörper bezeichnet, der Klappe 1 je nach Drehwinkel den Luftkanal 2 ganz oder teilweise verschließt bzw. freigibt. Die Klappe 1 kann vorliegend um 90° gedreht werden, wobei beliebige Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen „auf" und „zu" möglich sind. Die Welle 3 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch zwei miteinander fluchtend angeordnete Zapfen 5 gebildet, die sich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Klappenfläche 4 erstrecken.
  • Auf der Klappenfläche 4 sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den 2 und 3 dargestellt ist, Heizelemente 10 angeordnet, wobei es sich vorliegend um luftdurchströmbare Elemente aus einem elektrisch leitenden Vlies handelt, das entsprechend formstabil ausgebildet ist. Die Heizelemente 10 sind ihrerseits klappenartig ausgebildet, wobei sie um eine an einer Längsseite angeordnete Achse verschwenkbar sind. Vorliegend verlaufen diese Achsen der Heizelemente 10 und die Mittelachse der Welle 3 parallel zueinander. Die Schwenkbewegung der Heizelemente 10 ist vorliegend mit der Heizfunktion gekoppelt, d. h. bei einem Heizbetrieb stehen die Heizelemente 10 von der Klappenfläche 4 ab, wie in 3 dargestellt, und ohne Stromdurchleitung liegen die Heizelemente 10 an der Klappenfläche 4 an. Die Stellbewegung der Heizelemente 10 kann mechanisch über einen entsprechenden Antrieb oder durch die Integration von Bimetallelementen oder Memorylegierungselementen im Anbindungsbereich an die Klappenfläche 4 erfolgen, so dass bei Erwärmung der Heizelemente 10 dieselben automatisch gegenüber der Klappenfläche 4 verschwenkt werden. Die lamellenartigen Heizelemente 10 sind vorliegend derart an der Klappenfläche 4 angeordnet, dass sie in Luftströmungsrichtung öffnen, d. h. die Schwenkachse der Heizelemente 10 ist luftabströmseitig angeordnet.
  • Der Stromfluss im Heizbetrieb erfolgt von einer Schmalseite in Richtung der anderen Schmalseite, also in Blickrichtung von 3. Die Stromein- und -ausleitung erfolgt über die Wellen 3 der Klappe 1, wofür entsprechende Leitungen in die Wellen eingegossen und mit den Heizelementen 10 verbunden sind.
  • Gemäß einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels, welche sich in ihrer geometrischen Ausgestaltung nicht von der des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet, sind in die Klappenfläche 4 Heizelemente integriert. An Stelle der Heizelemente 10 der 2 und 3 sind luftundurchlässige Klappenelemente um Achsen verschwenkbar vor der Klappenfläche mit den integrierten Heizelementen angeordnet.
  • Als weitere Variante können in beiden Klappenflächen Heizelemente integriert sein, wobei nur an einer Klappenfläche abdeckende, luftundurchlässige Klappenelemente verschwenkbar angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht beispielsweise im Falle eines Heizbetriebs der Heizelemente eine Temperaturschichtung durch ein Abschirmen der Heizelemente auf einer Seite. Die gesamte Heizleistung kann in diesem Fall auf der anderen Seite an den vorbeiströmenden Luftstrom abgegeben werden.
  • Gemäß der in 4 dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels ist die beheizbare Klappe 1, soweit nachfolgend nicht ausdrücklich erwähnt, entsprechend der vorstehend beschriebenen Klappe ausgebildet. Im Unterschied zur Klappe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind jedoch auf beiden Klappenflächen 4 Heizelemente 10 angeordnet. Die Anordnung der Heizelemente 10 ist hierbei derart, dass die Heizelemente 10 auf einer Klappenfläche 4 in Luftströmungsrichtung öffnen, während die Heizelemente 10 auf der gegenüberliegenden Klappenfläche 4 in entgegengesetzter Richtung öffnen.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung können wieder Heizelemente direkt in die Klappenflächen integriert werden und außenseitig luftundurchlässige Klappenelemente vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren, nicht in der Zeichnung dargestellten Variante öffnen die Heizelemente 10 beider Klappenflächen in gleicher Richtung, wobei sowohl ein Öffnen in Luftströmungsrichtung als auch in entgegengesetzter Richtung möglich ist.
  • 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer beheizbaren Klappe 1, wobei die Heizelemente 10 in diesem Fall durch eine luftundurchlässige, elektrisch beheizbare Folie ausreichender Steifigkeit gebildet sind. Die Klappe 1 wird durch einen Rahmen 4', welcher im Prinzip dem äußeren Rand der Klappenfläche des vorigen Ausführungsbeispiels entspricht, hieran an gegenüberliegenden Seiten mittig angebrachte Wellen 3 und besagte, im Rahmen 4' verschwenkbar angeordnete Heizelemente 10 gebildet.
  • Hierbei bilden die in ihrer geschlossenen Stellung aneinander anliegenden Heizelemente 10 eine Klappenfläche 4 (siehe 7). Im geöffneten Zustand der Heizelemente 10 kann die Klappenfläche durchströmt werden, d. h. selbst in einer Querstellung der Klappenfläche ist so ein Durchströmen von Luft möglich, insbesondere zu Heizzwecken. Der Strömungsverlauf in einer teilgeöffneten Stellung der Klappe 1 wie auch der Heizelemente 10 ist in 5 durch einen gepunkteten Pfeil angedeutet. Ferner ist in 5 die Verschwenkbarkeit der Heizelemente 10 um vorliegend etwa 90° durch einen Doppelpfeil angedeutet.
  • Soll viel Kaltluft im Luftkanal strömen, so liegen die nicht stromdurchflossenen Heizelemente 10 aneinander an, wie in 7 dargestellt, und die Klappe 1 ist in ihrer „auf"-Stellung, d. h. die Heizelemente 10 sind im Wesentlichen parallel zur Luftströmungsrichtung angeordnet.
  • Die Stellbewegung der Heizelemente 10 (Mechanik ist vorliegend nicht dargestellt) erfolgt vorliegend über einen Antrieb des ersten Heizelements 10 im Bereich dessen Schwenkachse und eine Kopplung sämtlicher Heizelemente 10 über eine Stange, welche am äußeren Ende mit den Heizelementen verschwenkbar verbunden ist.
  • Alternativ kann der Antrieb der einzelnen Heizelemente über eine verschiebbare Zahnstange erfolgen.
  • Beliebige andere Koppelungen oder getrennte Antriebe für die einzelnen Heizelemente sind möglich.
  • Die einzelnen Heizelemente können im Rahmen auch jalousieartig angeordnet sein.
  • Ferner können luftdurchlässige und luftundurchlässige Heiz- und/oder Klappenelemente kombiniert sein, bspw. in zwei Reihen hintereinander angeordnet sein, so dass in Abhängigkeit von der gewünschten Temperatur und dem Luftmassestrom eine optimale Regelung möglich ist. Hierbei kann beispielsweise zum Öffnen der Fenster im Rahmen die erste Reihe von Heiz- oder Klappenelementen entgegen der Luftströmungsrichtung verschwenkbar sein, während die zweite Reihe von Heiz- oder Klappenelementen zum Öffnen der Fenster im Rahmen in Richtung der Luftströmungsrichtung verschwenkbar ist. Bei entsprechend dicker Ausgestaltung des Rahmens ist beispielsweise auch ein Schwenken in gleicher Richtung möglich.
  • An Stelle von um Achsen verschwenkbare Heizelementen können die Heizelemente auch mittels Filmscharnieren an Stegen angeordnet sein, d. h. die Klappenfläche ist gitterartig ausgebildet, wobei die Gitteröffnungen durch die Heizelemente verschließbar sind.
  • Gemäß einer nicht in der Zeichnung dargestellten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels sind die verschwenkbaren Heizelemente in einer Baugruppe in einem Rahmen angeordnet, welcher getrennt vom Rahmen der Klappe ausgebildet ist. Der Rahmen samt Heizelementen wird im Rahmen der Montage in den Klappenrahmen eingesetzt. Hierbei kann eine Art Baukastensystem vorgesehen sein, so dass aus wenigen Elementen unterschiedliche Klappenabmessungen für beheizbare Klappen realisiert werden können.
  • In 8a8d ist als drittes Ausführungsbeispiel eine in einem Luftkanal 2 angeordnete, beheizbare Klappe 1 mit beidseitig fest angebrachten, zickzackförmig verlaufend angeordneten Heizelementen 10 vorgesehen. Hierbei sind dreieckförmige Kanäle zwischen dem Heizelement 10 und der Klappenfläche 4 ausgebildet, welche auch von Luft durchströmbar sind, wie in 8b und 8c durch Pfeile angedeutet ist. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über die beiden einander gegenüberliegenden Wellen 3. Der Grundkörper der Klappe 1, an welchem die Heizelemente 10 angebracht sind, ist isolierend ausgebildet. Die Heizelemente 10 sind vorliegend an den Klappenflächen 4 angeklebt.
  • Gemäß einer nicht in der Zeichnung dargestellten Variante des dritten Ausführungsbeispiels ist beidseitig des Grundkörpers der Klappe ein durchgehendes Heizelement angeklebt, wobei das Heizelement durch eine Heizmatte gebildet ist.
  • Eine Heizmatte kann gemäß einer zweiten Variante des dritten Ausführungsbeispiels auch direkt in den Grundkörper der Klappe eingespritzt sein, wobei das Material der Klappe möglichst gut wärmeleitend sein sollte, um die in der Heizmatte erzeugte Wärme schnell nach außen ableiten zu können.
  • Gemäß einer weiteren, nicht in der Zeichnung dargestellten Variante des dritten Ausführungsbeispiels ist die Klappe – abgesehen von den Wellen und den Seiten, über welche die Wellen überstehen – aus einem Kunststoff-PTC-Material gebildet. Hierbei erfolgt die Stromeinleitung- und Verteilung über die Wellen und Seiten der Klappe.
  • Die gemäß den ersten Ausführungsbeispielen beschriebenen beheizbaren Klappen sind vorliegend im Wesentlichen spiegelbildlich ausgebildete Schmetterlingsklappen, d. h. die Schwenkachse verläuft in der Mitte der Klappenfläche. Entsprechende Heizelemente sind jedoch ebenfalls auch bei einflügligen Klappen, bei Klappen mit unterschiedlich ausgebildeten Flügeln sowie ggf. auch bei Trommelklappen möglich.
  • Beispielhaft ist als viertes Ausführungsbeispiel eine einflügelige Klappe in 9 dargestellt. Hierbei ist vorliegend nur die im geöffneten Zustand der Klappe 1 dem Luftstrom zugewandte Klappenfläche 4 mit Heizelementen (nicht dargestellt) versehen.
  • In 9 ist gestrichelt eine strömungstechnisch verbesserte Ausgestaltung der Wand des Luftkanals 2 dargestellt, wobei die Wand bis zur Höhe der wärmeabgebenden Klappenfläche 4 luftanströmseitig ausgebildet ist, d. h. die Klappe 1 ist in einer Art Nische angeordnet.
  • Gemäß einer Variante des vierten Ausführungsbeispiels, die in 10 dargestellt ist, ist die Klappe 1 an beiden Klappenflächen 4 mit Heizelementen (nicht dargestellt) versehen. Um im vollständig geöffneten Zustand die gesamte Heizfläche nutzen zu können, ist durch eine Nebenklappe 20 geregelt, ein Bypass 21 zwischen Wand und Klappe 1 vorgesehen, durch den ein Teilluftstrom geleitet wird. Die Nebenklappe 20 verschließt im geschlossenen Zustand der Klappe 1 den Bypass 21 und führt im geöffneten Zustand der Klappe 1, zumindest bei einem Heizbetrieb, trichterartig Luft in den Bypass 21. Eine derartige Anordnung kann zum bedarfsgerechten Beheizen unterer Luftströme verwendet werden.
  • Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, das in den 11 bis 14 dargestellt ist, ist eine beheizbare Klappe 1 mit einer Gestalt bereichsweise ähnlich der einer Trommelklappe vorgesehen, wobei die Klappe drei Bereiche aufweist. Die Klappe 1 weist in ihrer Schwenkachse zwei miteinander fluchtende Zapfen 5 auf, die an den Stirnflächen 35 angeordnet sind. Die Klappe 1 ist spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Schwenkachse in der Mitte der Klappe 1 verlaufenden Ebene ausgebildet, wobei die Schnittlinien dieser Ebene mit der Klappe 1 in 12 dargestellt sind.
  • Die beheizbare Klappe 1 weist auf Grund ihrer Symmetrie zwei äußere Bereiche 36 und einen mittleren Bereich 37 auf. Auf den Oberflächen der Bereiche 36 und 37 sind nicht näher dargestellte Heizelemente in Gestalt einer luftundurchlässigen Folie aufgeklebt, wobei die Heizelemente der einzelnen Bereiche getrennt voneinander regelbar sind.
  • Die Klappe 1 ist in ihren äußeren Bereichen 36 trommelklappenartig ausgebildet, d. h. die Klappe 1 hat die Gestalt eines Teils eines Hohlzylinders. Auf einer sich in Längsrichtung der Klappe 1 erstreckenden Seite 38 enden die Bereiche 36 und 37 auf gleicher Höhe, wobei zur besseren Abdichtung ein sich radial nach außen erstreckender Rand 39 vorgesehen ist, der sich auch über die Stirnflächen 35 bis zu den miteinander fluchtenden Zapfen 5 erstreckt. Der Strömungsquerschnitt der beiden äußeren Bereiche 36 zusammen entspricht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa dem Strömungsquerschnitt des mittleren Bereichs 37.
  • Der mittlere Bereich 37 ist in Richtung der Schwenkachse gewölbt ausgebildet und von den seitlichen Bereichen 36 durch Wände 40 getrennt. Am schwenkachsenseitigen Ende der Wände 40 sind dieselben mittels einer Überbrückung 41 verbunden, wobei diese leicht entsprechend dem mittleren Bereich 37 gewölbt ist. Diese Überbrückung 41 dient zum einen als eine Art Spoiler mit einer Luftleitfunktion und zum anderen der Erhöhung der Stabilität der Klappe 1.
  • Auf der der Seite 38 gegenüberliegenden Seite 42 der Klappe 1 enden die Bereiche 36 und 37 in unterschiedlichen Höhen, wie insbesondere aus 13 ersichtlich ist. Zur Verbesserung des Öffnungsverhaltens sind die äußeren Bereiche 36 abgeschrägt ausgebildet, d. h. sie verlaufen insbesondere nicht parallel zur Schwenkachse. Der mittlere Bereich 37 endet parallel zur Schwenkachse, wobei wiederum ein sich nach außen erstreckender Rand 43 vorgesehen ist, welcher sich auch über die Außenseite der äußeren Bereiche 36, die Stirnflächen 35 bis zu den Zapfen 5 und somit zum Rand 39 erstreckt.
  • Der Luftkanal, in welchen die Klappe 1 eingebaut ist, weist entsprechende Anschläge auf, an denen die Ränder 39, 43 in der jeweiligen Endposition anliegen.
  • Eine derartige mehrteilige Ausgestaltung der Klappe 1 ermöglicht mehrere Luftströme im Bereich der drei Bereiche 36 und 37 getrennt voneinander auch in Bezug auf ihre Temperatur zu regeln.
  • 15 zeigt eine beheizbare Klappe 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Hierbei handelt es sich um eine einfache Trommelklappe mit einer Klappenfläche 4, welche als Abschnitt einer hohlzylindrischen Fläche ausgebildet ist und konzentrisch zur Schwenkachse verläuft, welche durch Zapfen 5, die sich beidseitig erstrecken, gebildet ist. Die Klappenfläche 4 ermöglicht vorliegend eine Umlenkung des Luftstroms um 90°. Im Inneren der Klappe 1 sind zwischen der hohlzylindrischen Klappenfläche 4 und der Schwenkachse in radialer Richtung verlaufend drei Heizelemente 10 annähernd äquidistant im Klappeninneren verteilt angeordnet. Die Heizelemente 10 sind jeweils durch ein grobmaschiges Gitter aus elektrisch leitendem Material gebildet, welches mit relativ geringem Druckverlust durchströmbar ist.
  • Die Klappe gemäß einer Variante des sechsten Ausführungsbeispiels ist in ihrem Inneren mit einer zellenartigen Struktur versehen, welche als Heizelement dient, aber ohne größeren Druckverlust durchströmbar ist.
  • Gemäß dem in 16 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel einer beheizbaren Klappe 1 ist dieselbe wiederum als Trommelklappe entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel ausgebildet, jedoch sind hierbei die Heizelemente 10 konzentrisch zur Klappenfläche 4 angeordnet. Ferner ist auf der Innenmantelfläche, also an der Klappenfläche 4, ein weiteres Heizelement 10 angeordnet. Bei den Heizelementen 10 handelt es sich vorliegend um einen dünnen Film aus elektrisch leitendem Material. Aufgrund der Luftundurchlässigkeit haben die Heizelemente gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch eine Luftleitfunktion.
  • Natürlich sind auch Kombinationen des sechsten und siebten Ausführungsbeispiels möglich.
  • 17 zeigt das achte Ausführungsbeispiel einer beheizbaren Klappe 1, die eine spiegelbildlich zur Schwenkachse ausgebildete zweiflüglige Klappe ist. Ein von der Seitenfläche der Klappe 1 überstehender Zapfen 5 ist in 17 angedeutet. Die Klappe 1 weist einen in Längsrichtung vorne und hinten offenen Hohlraum auf. Eintrittsseitig (gemäß einer Variante auch austrittsseitig) ist eine Nebenklappe 20 angeordnet. Hierbei wird die hohl ausgebildete Klappe 1 in Richtung ihrer Klappenfläche 4 zu Heizzwecken innen durchströmt, wobei die Nebenklappe 20 die Regelung des Luftstroms durch die Klappe 1 vorsieht. Im Innenraum der Klappe 1 sind zwei Heizelemente 10, gebildet durch elektrisch beheizbare Vliese, in Luftströmungsrichtung angeordnet.
  • Gemäß einer nicht in der Zeichnung dargestellten Variante des achten Ausführungsbeispiels ist der Innenraum der Klappe durch ein offenzelliges Heizelement gefüllt, welches mit relativ geringem Druckabfall von Luft durchströmbar ist.
  • Auch wenn vorstehend nicht explizit erwähnt, so kann es bei bestimmten Anwendungsfällen durchaus auch sinnvoll sein, im geschlossenen Zustand der Klappe zu heizen. Hierbei kann – je nach Ausgestaltung der Klappe – die Heizwirkung nur in eine oder in beide Richtungen wirken.
  • Ferner kann eine erfindungsgemäße beheizte Klappe, obwohl vorstehend nicht ausdrücklich erwähnt, anstelle von Luft auch andere Gase oder auch Flüssigkeiten regeln und ggf. erwärmen.
  • Bei der erfindungsgemäßen, beheizbaren Klappe muss es sich zudem nicht notwendigerweise um eine ausschließlich um eine durch Zapfen gebildete Drehachse verschwenkbare Klappe handeln. Es ist vielmehr auch eine schiebetürartige Ausgestaltung der Klappe möglich, wobei es sich beim Bewegungsablauf vorzugsweise um eine überlagerte Linear-Drehbewegung handelt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19911645 A1 [0004]
    • - DE 102006045771 A1 [0005]

Claims (14)

  1. Klappe zur Regelung eines Medienstroms mit mindestens einer Klappenfläche (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (1) zumindest einen beheizbaren Teilbereich aufweist, in welchem ein elektrisch beheizbares Material, welches ein Heizelement (10) bildet, angeordnet ist.
  2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) durch ein Vlies, eine Folie oder durch ein PTC-Element gebildet ist.
  3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) luftdurchlässig und/oder luftundurchlässig ausgebildet ist.
  4. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) an mindestens einem Teilbereich einer Klappenfläche (4) angeordnet ist.
  5. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) verschwenkbar an der Klappenfläche (4) angeordnet ist.
  6. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) an der Klappenfläche (4) starr angebracht ist.
  7. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) die Klappenfläche (4) bildet.
  8. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) im Inneren des Klappenkörpers angeordnet ist.
  9. Klappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) in einem in der Klappe (1) ausgebildeten hohlen Innenraum angeordnet ist.
  10. Klappe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nebenklappe (20) zur Regelung des Luftstroms durch den Innenraum vorgesehen ist.
  11. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (1) eine ein- oder zweiflügelige Klappe ist.
  12. Klappe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe eine einflüglige Klappe ist, wobei im eingebauten Zustand der Klappe (1) in einen Luftkanal (2) die Klappe (1) zumindest im Bereich der Schwenkachse etwas beabstandet von der Wand eines Luftkanals (2) angeordnet ist, und zumindest eine Nebenklappe (20) luftanströmseitig vorgesehen ist.
  13. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (1) eine Trommelklappe ist.
  14. Klappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (10) zwischen der Klappenfläche (4) und der Schwenkachse angeordnet ist.
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