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Die
Erfindung betrifft eine Klappe, insbesondere für ein Fahrzeug,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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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.
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Derartige
Klappen lassen noch Wünsche offen.
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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.
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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.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klappe zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Klappe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Darstellung des Grundkörpers
einer Klappe in einem Luftkanal zur Verdeutlichung der Klappenform
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine
Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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3 die
Klappe von 2 in einer Heizstellung,
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4 eine
Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß einer
Variante des ersten Ausführungsbeispiels,
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5 eine
Seitenansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel in einer Heizstellung,
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6 eine
Draufsicht auf die Klappe von 5,
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7 eine
Draufsicht auf die Klappe von 5 in geschlossener
Stellung,
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8a–8d verschiedene
Ansichten und Öffnungszustände einer beheizbaren
Klappe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
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9 eine
einflügelige beheizbare Klappe,
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10 eine
schematische Ansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel,
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11 eine
perspektivische Ansicht einer beheizbaren Klappe gemäß dem
fünften Ausführungsbeispiel,
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12 die
Ansicht von 11 mit Darstellung von Schnittlinien
zur Verdeutlichung der Gestalt,
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13 die
Klappe aus einer anderen Perspektive,
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14 einen
Schnitt quer durch die Klappe,
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15 eine
beheizbare Klappe gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel,
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16 eine
beheizbare Klappe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel,
und
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17 eine
beheizbare Klappe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Auch
bei dieser Ausgestaltung können wieder Heizelemente direkt
in die Klappenflächen integriert werden und außenseitig
luftundurchlässige Klappenelemente vorgesehen sein.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Alternativ
kann der Antrieb der einzelnen Heizelemente über eine verschiebbare
Zahnstange erfolgen.
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Beliebige
andere Koppelungen oder getrennte Antriebe für die einzelnen
Heizelemente sind möglich.
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Die
einzelnen Heizelemente können im Rahmen auch jalousieartig
angeordnet sein.
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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.
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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.
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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.
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In 8a–8d 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Luftkanal, in welchen die Klappe 1 eingebaut ist, weist
entsprechende Anschläge auf, an denen die Ränder 39, 43 in
der jeweiligen Endposition anliegen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Natürlich
sind auch Kombinationen des sechsten und siebten Ausführungsbeispiels
möglich.
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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.
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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.
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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.
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Ferner
kann eine erfindungsgemäße beheizte Klappe, obwohl
vorstehend nicht ausdrücklich erwähnt, anstelle
von Luft auch andere Gase oder auch Flüssigkeiten regeln
und ggf. erwärmen.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19911645
A1 [0004]
- - DE 102006045771 A1 [0005]