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Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung für Fahrzeuge, gemäß Anspruch 1.
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Eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug setzt sich typischerweise aus einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, einem Gebläse zur Ansaugung von Frisch- oder Umluft, einem Wärmetauscher, insbesondere einem Verdampfer zur Kühlung der Luft, einem zweiten Wärmetauscher zur Erwärmung der Luft, einer Vorrichtung zur Temperierung eines Hauptluftstroms und einem Mischraum zusammen.
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Ein vom Verdampfer austretender gekühlter Luftstrom wird vorzugsweise als ein erster Teilluftstrom über einen direkten Kanal oder Kaltluftkanal in eine Mischkammer geleitet und als ein zweiter Teilluftstrom über einen weiteren Kanal, einem stromabwärts des Verdampfers liegenden weiteren Wärmetauscher, der als Heizkörper ausgeführt ist, zugeführt. Der über den Heizkörper geleitete zweite Teilluftstrom tritt als erwärmter Luftstrom in den Mischraum ein und bildet nach Vermischung mit zumindest einem Teil des ersten, kalten, Teilluftstroms einen Hauptluftstrom.
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Ausgehend von dem Mischraum oder der Mischkammer, versorgt der Hauptluftstrom über verschiedene Luftaustrittsöffnungen den Fahrzeuginnenraum. Diese Luftaustrittsöffnungen oder Ausströmer, wie zum Beispiel Defrostluft-, Mittelluft-, Seitenluft- oder Fussraumluftausströmer sind über weitere Steuerklappen luftmengenmässig unterschiedlich beaufschlagbar.
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Durch die, mittels einer Vorrichtung zur Temperierung der Luft einstellbaren, unterschiedlichen Volumenströme aus kalten und erwärmten Teilluftströmen, ergibt sich die Temperatur des Hauptluftstroms bzw. der Luft in der Mischkammer. Eine solche Vorrichtung zur Temperierung eines Hauptluftstroms, der von der Mischkammer in unterschiedliche Bereiche oder auch Zonen des Fahrzeuginnenraums geleitet wird, besteht meist aus einer Temperaturmischklappe oder aus einer Anordnung solcher Mischklappen. Mittels unterschiedlicher Betriebsstellungen einer solchen Mischklappe, ist eine gezielte Beeinflussung oder Steuerung der Beaufschlagung verschiedener Luftströmungskanäle möglich. Insbesondere können Volumenstromverhältnisse zweier unterschiedlich temperierter Luftströme eingestellt werden, um nach dem Zusammenführen oder Mischen dieser beiden oder mehrerer Luftströme, eine definierte Temperatur zu erzielen. Zumeist handelt es sich bei der Mischklappe um eine einschenklige Mischklappe.
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Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Klimatisierungseinrichtungen bzw. Mischklappen ist jedoch, dass die Mischklappe aufgrund ihrer einschenkligen Ausgestaltung u. a. ein ungünstiges Strömungsverhalten (Außenwandhaftung) des geführten Luftstroms sowie ungünstige Verstellmomente aufweist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimatisierungseinrichtung zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimatisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mischklappe in der Art einer Trommelklappe ausgebildet ist, wobei die Trommelklappe auf ihrer äußeren Umfangsfläche mehrere benachbart zueinander verlaufende Dichtungsstege aufweist, die dichtend an eine Umgebungsstruktur der Klimatisierungseinrichtung zur Anlage kommen, und wobei zwischen zumindest zwei Dichtungsstegen zumindest eine Aussparung zum Durchtritt der Luftströme vorgesehen ist. Durch das Vorsehen einer als Trommelklappe ausgebildeten Mischklappe kann ein vorteilhafteres Strömungsverhalten der zu leitenden Luftströme erzielt werden, da zum einen ungünstige Außenwandhaftungen des Luftstroms vermieden werden und zum anderen kalte und warme Luftströme nach passieren der Mischkammer besser „vereint” werden können, woraus ein besseres Mischungsverhalten der kalten und warmen Luftströme resultiert. Zudem ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, dass an der vorgeschlagenen Mischklappe Dichtungsstege vorgesehen sind, da somit eine bessere Abdichtung des zu leitenden Luftstroms gewährleistet werden und zudem auf das Vorsehen separater Dichtungsmittel verzichtet werden kann. Beispielsweise können die Dichtungsstege im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse verlaufen.
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Vorzugsweise kann die Mischklappe um eine Rotationsachse zwischen einer ersten Endposition, in der sie einen ersten Strömungskanal (Kaltluft) vollständig verschliesst und einer zweiten Endposition, in der sie einen zweiten Strömungskanal (Warmluft) vollständig verschliesst, verschwenkbar gelagert sein.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mischklappe einen im Wesentlichen bauchigen Mischklappenkörper aufweisen kann, der von zwei Seitenflächen und einer Mantelfläche definieren wird. Durch die bauchige Ausgestaltung des Mischklappenkörpers und der zumindest einen bevorzugt zentralen Aussparung in der Mantelfläche, können kalte und warme Luftströme innerhalb des Mischklappenköpers im Wesentlichen zentralisiert werden, wodurch die Kalt- und Warmpfade der Luftströmung besser zueinander geführt werden können und sich somit eine homogenere Strömungscharakteristik ausbildet.
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Beispielsweise können die Dichtungsstege im Wesentlichen rechtwinklig aus dem Mischklappenkörper herausragen bzw. von diesem abstehen. Beispielsweise können die Dichtungsstege dichtende Eigenschaften aufweisen (insbesondere in dem sie aus einem elastischen Material bestehen) oder mit zusätzlichen Dichtungselementen versehen sein. Ebenfalls oder Ersatzweise können auch Dichtelemente an der die Dichtungsstege kontaktierenden Umgebungsstruktur vorgesehen sein. Bei der Umgebungsstruktur kann es sich beispielsweise um Kontaktflächen des Gehäuses, der Mischkammer oder sonstiger Bauteile (Verdampfereinheit/Heizeinheit) handeln.
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Bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, können sich die Dichtungsstege im Wesentlichen U-förmig umlaufend um den Mischklappenkörper erstrecken. Dabei können alle Bereiche des U-förmigen Dichtungsstegs die gleiche Höhe aufweisen. Denkbar wäre jedoch auch, dass sich einzelne Bereiche des Dichtungsstegs von anderen Bereichen bezüglich ihrer Höhe oder Ausgestaltung unterscheiden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass sich vier Dichtungsstege am Außenumfang des Mischklappenkörpers erstrecken können, wobei zwei äußere Dichtungsstege die Stirnseiten der Mischklappe bilden, und wobei zwischen den beiden innenliegenden Dichtungsstegen die zumindest eine Aussparung verläuft. Beispielsweise kann sich die Aussparung über den gesamten Zwischenraum erstrecken. Es können ferner mehrere nebeneinander angeordnete Aussparungen vorgesehen sein. Die zumindest eine Aussparung kann einen bevorzugt rechteckigen oder viereckigen oder kreisrunden Strömungsquerschnitt aufweisen.
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Vorzugsweise kann die Rotationsachse durchgehend zwischen den beiden äußeren Dichtungsstegen verlaufen, wobei die beiden äußeren Dichtungsstege mit ihren freien Enden an der Rotationsachse anliegen bzw. in dieser münden. Ferner wäre denkbar, dass die Rotationsachse aus zwei einzelnen Drehzapfen gebildet wird, welche achssymmetrisch fluchtend gegenüberliegend angeordnet sind.
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Bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, können die Dichtungsstege im Wesentlichen symmetrisch verteilt um die Rotationsachse der Mischklappe angeordnet sein. Letztendlich kann sich die Verteilung bzw. Anordnung der Dichtungsstege jedoch nach der Umgebungsstruktur bzw. nach der Ausgestaltung der einzelnen Luftkanäle richten.
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Die Mischklappe kann vorzugsweise stufenlos verstellbar gelagert sein, wodurch sich eine besonders flexible bzw. vielfältige Ausrichtung der Mischklappe ermöglichen lässt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Mischklappe einstückig ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann die Mischklappe aus Kunststoff bestehen und im Spritzgussverfahren hergestellt sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
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1 einen schematisch perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mischklappe in Einzeldarstellung;
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2 eine schematisch dargestellte Klimatisierungseinrichtung mit verbauter Mischklappe (gem. 1) in erster Arbeitsstellung;
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3 die Klimatisierungseinrichtung mit verbauter Mischklappe in zweiter Arbeitsstellung;
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4 die Klimatisierungseinrichtung mit verbauter Mischklappe in dritter Arbeitsstellung.
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1 zeigt eine perspektivisch dargestellte Mischklappe 1. Die Mischklappe 1 weist vier auf der Umfangsfläche 2 angeordnete Dichtungsstege 3, 4, 5, 6 auf. Die Dichtungsstege 3, 4, 5, 6 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 12 der Mischklappe 1. Die Mischklappe 1 ist in der Art einer Trommelklappe ausgebildet und weist daher einen bauchigen Mischklappenkörper 13 auf, der sich im Wesentlichen über zwei Seitenflächen 14, 15 sowie einer Mantelfläche 16 definiert.
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Die Dichtungsstege 3, 4, 5, 6 sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und umgreifen die Seitenflächen 14, 15 sowie die Mantelfläche 16 vollständig. Die Mischklappe 1 ist einstückig ausgebildet. Die Dichtungsstege 3 und 6 bilden die Stirnseiten 17, 18 der Mischklappe 1. Die freien Enden 19, 20 der U-förmigen Dichtungsstege 3, 6 reichen bis zur Rotationsachse 12 der Mischklappe 1.
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Zwischen den Dichtungsstegen 4 und 5 ist eine Aussparung 11 vorgesehen. Die Aussparung 11 ermöglicht den Luftdurchtritt für den zu leitenden Luftstrom (Luftströme) und durchgreift die Mantelfläche 16 daher vollständig. Die Aussparung 11 erstreckt sich im Wesentlichen über den gesamten Zwischenraum zwischen den Dichtungsstegen 4 und 5. Die Rotationsachse 12 bildet gleichzeitig die Lagerpunkte für die Mischklappe 1 innerhalb eines Gehäuses. Durch die Ausbildung der Dichtungsstege 3, 4, 5, 6 bilden sich im Wesentlichen flächige Anlage- bzw. Abdichtzonen gegenüber einer Umgebungsstruktur innerhalb des Gehäuses.
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2 zeigt die verbaute Mischklappe 1 gem. 1 innerhalb eines Gehäuses G, insbesondere einer Klimatisierungseinrichtung K. Die Klimatisierungseinrichtung K umfasst u. a. eine Verdampfereinheit V sowie eine Heizeinheit H. Zwischen der Verdampfereinheit V und der Heizeinheit H ist eine Mischkammer M vorgesehen, wobei innerhalb der Mischkammer M die Mischklappe 1 angeordnet ist.
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Ein Luftstrom L kann über die Verdampfereinheit V in die Mischkammer M geleitet werden. Die Mischklappe 1 ist um eine Rotationsachse 12 zwischen einer ersten Endposition, in der sie einen ersten Kaltluft-Strömungskanal 21 vollständig verschliesst und einer zweiten Endposition, in der sie einen zweiten Warmluft-Strömungskanal 22 vollständig verschliesst, verschwenkbar gelagert.
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Bei der hier gezeigten Arbeitsstellung befindet sich die Mischklappe 1 in einer Stellung, in der der Kaltluft-Strömungskanal 21 vollständig verschlossen und der Warmluft-Strömungskanal 22 vollständig geöffnet ist. Der Luftstrom L wird somit durch die Aussparung 11 und die Heizeinheit H geleitet und bildet somit den Warmluftstrom LW.
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Die Dichtungsstege 4 und 5 liegen in dieser Stellung Vollständig an einer Umgebungsstruktur 9, 10 an und bilden, wie mit den Strichkreisen verdeutlicht, dichte Anlagezonen 23, 24.
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3 zeigt die Mischklappe 1 in einer Arbeitsstellung, in der der Kaltluft Strömungskanal 21 vollständig geöffnet ist, während der Warmluft-Strömungskanal 22 vollständig verschlossen ist. Der durch die Verdampfereinheit V geleitete Luftstrom L wird somit an der Heizeinheit H vorbei durch die Aussparung 11 geleitet und bildet somit den Kaltluftstrom LK.
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Die Dichtungsstege 4 und 5 liegen in dieser Stellung vollständig an einer Umgebungsstruktur 8, 9 an und bilden, wie mit den Strichkreisen verdeutlicht, dichte Anlagezonen 24, 25.
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4 zeigt die Mischklappe 1 in einer Arbeitsstellung, in der sowohl der Kaltluft-Strömungskanal 21 als auch der Warmluft-Strömungskanal 22 teilweise durch die Mischklappe 1 freigegeben ist. Der durch die Verdampfereinheit V geleitete Luftstrom L wird zumindest bereichsweise durch die Aussparung 11 an der Heizeinheit H vorbeigeleitet und bildet somit den Kaltluftstrom LK. Gleichzeitig wird der Luftstrom L durch die Aussparung 11 in die Heizeinheit H geleitet wodurch sich der Warmluftstrom LW definiert.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass der Kaltluftstrom LK nicht am Außenwandungsbereich 26 des Gehäuses G anhaftet, wodurch der Kaltluftstrom LK sowie der Warmluftstrom LW nach passieren der Aussparung 11 besser zueinander geführt werden können, wodurch sich eine homogenere Strömungscharakteristik ausbildet.
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Die Mischklappe 1 befindet sich hierbei in einer Stellung, in der kein Dichtungssteg 3, 4, 5, 6 an einer Umgebungsstruktur 7, 8, 9, 10 anliegt. Die Verstellung bzw. Ausrichtung der Mischklappe 1 kann dabei bevorzugt nahezu stufenlos erfolgen.
