DE102016220124A1

DE102016220124A1 - HVAC Getriebe um eine Temperatur- und Modussteuerung mit einem Aktor herzustellen

Info

Publication number: DE102016220124A1
Application number: DE102016220124.7A
Authority: DE
Inventors: Jim Nolta; Chad Engberg; David Lumley
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Ein Heizungs, Ventilations und Klimaanlagen System umfassend ein Hauptgehäuse, eine Temperaturklappe, eine Modus Klappe und einen Steuerungsmechanismus. Die Temperaturklappe ist in einem Mischungs und Konditionierungsbereich des Hauptgehäuses angeordnet, um eine Temperatur eines Luftflusses zu einem Verteilungsabschnitt des Hauptgehäuses zu steuern. Die Modusklappe ist in dem Verteilungsabschnitt des Hauptgehäuses angeordnet, um einen Luftfluss durch ein oberes Rohr und ein unteres Rohr zu steuern. Der Steuerungsmechanismus wirkt mit jeder der Temperaturklappe und der Modusklappe zusammen. Der Steuerungsmechanismus beinhaltet einen einzelnen Aktor, dazu ausgestaltet ist unabhängig die Temperaturklappe und die Modusklappe zu steuern, um eine unabhängige Temperatursteuerung für jeden einen oberen Modus, einen unteren Modus und einen gemischten Modus der Betätigung bereitzustellen.

Description

BEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S.-Patentanmeldung mit der Nummer 62/242,737, die am 16. Oktober 2015 eingereicht wurde, wobei ihre gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Klimasteuerungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere ein Klimasteuerungssystem für ein Fahrzeug für ein Heizungs, Lüftungs und Klimaanlagensystem für das Fahrzeug.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet typischerweise ein Klimasteuerungssystem, welches eine Temperatur in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs auf einem komfortablen Niveau hält, indem dieses ein Heizen, Kühlen, und Lüften bereitstellt. Der Komfort wird in der Fahrgastzelle durch einen integrierten Mechanismus aufrecht gehalten, der im Stand der Technik als ein Heizung, Lüftung und Klimaanlagen (HVAC) Luftführungssystem bekannt ist. Das Luftführungssystem konditioniert einen Luftfluss dadurch und verteilt die konditioniert Luft in der Fahrgastzelle.
Das Luftführungssystem verwendet im Allgemeinen mehrere Klappen in einem Gehäuse, um einen Luftfluss dadurch zu steuern. Zum Beispiel kann das Luftführungssystem eine Temperaturklappe zum Steuern eines Luftflusses durch Wärmetauscher beinhalten, die in dem Gehäuse angeordnet sein können. In einigen Fällen kann die Luftklappe zwischen einer ersten Position, die dazu ausgestaltet ist, den gesamten Luftfluss durch einen Heizungskern zu führen, um thermische Energie zu dem Luftfluss hinzuzufügen, und einer zweiten Position, die dazu ausgestaltet ist, den gesamten Luftfluss durch einen Verdampferkern führen, um thermische Energie von dem Luftfluss zu entfernen, angepasst sein. Die Temperaturklappe kann ferner dazu angepasst sein, eine Zwischenposition einzunehmen, um einen ersten Abschnitt des Luftflusses zu dem Heizungskern und einen zweiten Abschnitt des Luftflusses zu dem Verdampferkern zu führen. In anderen Fällen kann der Verdampferkern stromauf der Temperaturklappe angeordnet sein, um zu verursachen, dass der gesamte Luftstrom durch den Verdampferkern fließt, bevor er auf die Temperaturklappe trifft. In solchen Fällen kann die Temperaturklappe zwischen einer ersten Position, die dazu ausgestaltet ist, den gesamten Luftfluss durch den Heizungskern zu führen, und einer zweiten Position, die dazu ausgestaltet ist, den gesamten Luftfluss durch einen Umgehungsdurchgang zu führen, angepasst sein, wobei der Luftfluss einem zusätzlichen Heizen durch den Heizungskern nicht ausgesetzt ist. Die Temperaturklappe kann ferner in einer Zwischenposition angepasst sein, um einen ersten Abschnitt des Luftflusses durch den Heizungskern und einen zweiten Abschnitt des Luftflusses durch den Umgehungsdurchgang zu führen, wodurch der Heizungskern umgangen wird.
Das Luftführungssystem kann auch eine Modusklappe beinhalten, die dazu ausgestaltet ist, eine Verteilung des Luftflusses in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu steuern. Zum Beispiel kann in einer ersten Position oder einem oberen Modus der Durchfluss zu einem oberen Rohr gerichtet werden und zu einem Schlitz, der zu einer Windschutzscheibe oder einem Fahrer der Fahrgastzelle bereitgestellt ist, gerichtet werden. In einer zweiten Position oder unteren Modus kann der Durchfluss in einen Bodenbereich der Fahrgastzelle gerichtet sein. Zusätzlich kann die Modusklappe in einer Zwischenposition zwischen der ersten und zweiten Position in einem gemischten Modus positioniert sein, um einen ersten Abschnitt des Luftflusses zu dem oberen Rohr und einen zweiten Abschnitt des Luftflusses zu dem unteren Rohr bereitzustellen.
Um zu ermöglichen, dass der Luftfluss vollständig zwischen einer kalten Temperaturen und einer warmen Temperatur für jeden den oberen Modus, den unteren Modus und den gemischten Modus angepasst werden kann, müssen jede Temperaturklappe und die Modusklappe unabhängig voneinander gedreht werden. Typischerweise benötigt eine unabhängige Drehung der Temperaturklappe und der Modusklappe eine Steuerung der Temperaturklappe und der Modusklappe durch getrennte Aktoren, wobei ein erster Aktor die Temperaturklappe und ein zweiter Aktor die Modusklappe steuert. Die Verwendung von zwei Aktoren ist kostspielig und benötigt zusätzliche Herstellung und Aufbau und benötigt unabhängige Steuerungen für jeden der Aktoren.
Entsprechend existiert ein Bedarf im Stand der Technik, eine Temperaturklappe und eine Modusklappe eines Luftführungssystems unabhängig mit geringen Kosten zu steuern.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Übereinstimmend und konsistent mit der vorliegenden Erfindung wurde ein effizienter und günstiger Steuerungsmechanismus zum gleichzeitigen Steuern einer Temperaturklappe und einer Modusklappe eines Luftführungssystems mit einem einzelnen Aktor überraschenderweise entdeckt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Luftführungssystem für ein Heizungs, Lüftungs, und Klimaanlagensystem eines Motorfahrzeugs, das eine Fahrgastzelle aufweist, offenbart. Das Luftführungssystem umfasst ein Hauptgehäuse und ein Steuerungsmittel. Das Hauptgehäuse weist eine erste Klappe und eine zweite Klappe drehbar darin ungeordnet auf. Der Steuerungsmechanismus wird durch einen einzelnen Aktor angetrieben und ist dazu ausgestaltet, eine Rotationsposition von der ersten Klappe und der zweiten Klappe zu steuern.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Luftführungssystem für ein Heizungs, Lüftungs und Klimaanlagensystem eines Motorfahrzeugs, das eine Fahrgastzelle aufweist, offenbart. Das Luftführungssystem umfasst ein Hauptgehäuse und einen Steuerungsmechanismus. Das Hauptgehäuse weist eine Temperaturklappe, die drehbar darin angeordnet ist, um eine Temperatur der Luft zu steuern, die zu der Fahrgastzelle gebracht wird, und eine Modusklappe auf, die drehbar darin zum Steuern einer Verteilung der Luft zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich der Fahrgastzelle angeordnet ist. Der Steuerungsmechanismus wird durch einen einzelnen Aktor angetrieben und ist dazu ausgestaltet, eine Rotationsposition von jeder der Temperaturklappe und der Modusklappe zu steuern. Der Steuerungsmechanismus umfasst einen Temperaturnockensteuerung auf, der eine Temperaturnockenbahn darin ausgebildet aufweist. Die Modusnockensteuerung ist mit der Temperaturnockensteuerung in Betätigungseingriff, um eine Drehbewegung dazwischen zu übertragen. Eine der Temperaturnockensteuerung und der Modusnockensteuerung ist in Betätigungseingriff mit einem einzelnen Aktor, durch den diese gedreht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Das obige sowie andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch die folgende, detaillierte Beschreibung klar, insbesondere wenn im Lichte der im Folgenden beschriebenen Figuren betrachtet.
1 ist eine Aufsicht, die ein inneres eines Hauptgehäuses eines Luftführungssystems entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Luftführungssystems, das einen Steuerungsmechanismus entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet;
3 ist eine vordere perspektivische Ansicht des Steuerungsmechanismus von 2
4 ist eine Aufsicht, die eine Temperaturnockensteuerung und eine Modusnockensteuerung des Steuerungsmechanismus von 2 und 3 zeigt; und
5 ist eine grafische Darstellung von verschiedenen Betätigungsmodi des Luftführungssystems nach 1–4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung und beigefügten Zeichnungen beschreiben verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und stellen diese dar. Die Beschreibung und Figuren dienen dazu, dem Fachmann zu ermöglichen die Erfindung herzustellen und zu verwenden und sind nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Bezüglich der offenbarten Verfahren sind die Schritte, die dargestellt werden, von beispielhafter Natur und folglich ist die Reihenfolge der Schritte nicht notwendig oder kritisch.
1–4 stellen eine Luftführungssystem 1 eines Heizungs, Lüftungs und Klimaanlagen-(HVAC)-Systems für ein Fahrzeug (nicht dargestellt) entsprechend einer Ausführungsform der Offenbarung dar. Wie hier verwendet, kann der Begriff Luft ein Fluid in einem gasförmigen Zustand, Fluid in einem flüssigen Zustand oder eine Kombination davon beschreiben. Das Luftführungssystem 1 stellt typischerweise ein Heizen, Lüften und Klimatisieren einer Fahrgastzelle (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs bereit. Das Luftführungssystem 1 ist für eine Installation zwischen der Metallhülle eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) und einer Verkleidung (nicht dargestellt) ausgestaltet. Das Luftführungssystem 1 kann in anderen Orten in dem Fahrzeug wie gewünscht installiert werden, sodass es unter einer Instrumententafel, einem Armaturenbrett, in einem Kofferraum, in einer Konsole, unter einem Boden, unter einem Dachhimmel, oder eine Motorraum zum Beispiel installiert sein kann.
Das Luftführungssystem 1 beinhaltet ein hohles Hauptgehäuse 12. Das Hauptgehäuse 12 kann zusammen mit einem Paar Gehäuseschalen 16 ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform passen die Gehäuseschalen 16 miteinander entlang umfänglichen Bereichen davon zusammen, um das hohle Hauptgehäuse 12 auszubilden. Diese Gehäuseschalen 16 können aus einem Plastik ausgebildet sein, jedoch können andere Materialien wie gewünscht verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann das Hauptgehäuse 12 durch das Zusammenwirken von drei oder mehr getrennt ausgebildeten Komponenten oder Gehäuseabschnitten wie gewünscht ausgebildet sein.
1 zeigt ein hohles Inneres des Hauptgehäuses 12 mit einer oder zwei Gehäuseschalen 16, die zusammen das Hauptgehäuse 12 ausbilden, entfernt, um den Flusspfad des Luftflusses, der durch das Hauptgehäuse 12 fließt, besser darzustellen. Das Hauptgehäuse 12 beinhaltet einen Einlassabschnitt 20, einen Konditionierungsabschnitt 21, einen Mischungsabschnitt 22 und einen Verteilungsabschnitt 23. Der Einlassabschnitt 20 beinhaltet einen Lufteinlass 24, der mit einer Luftzufuhr fluidverbunden ist, und einen Einlassrohr 25, der eine Fluidverbindung zwischen der Luftzufuhr und dem Konditionierungsabschnitt 21 des Hauptgehäuses 12 bereitstellt. Die Luftzufuhr kann von außerhalb des Fahrzeugs, wiederholt aus dem Kreislauf aus der Fahrgastzelle des Fahrzeugs oder zum Beispiel in einer Mischung dieser beiden bereitgestellt sein. Der Lufteinlass 24 kann benachbart zu einem Gebläse oder Lüfter (nicht dargestellt) ausgebildet sein, der dazu ausgestaltet ist, einen Fluss der Luftzufuhr durch die Einlassöffnung 25 zu unterstützen. Falls gewünscht, kann ein Filter (nicht dargestellt) stromauf oder stromab des Einlassabschnitts 20 bereitgestellt sein, um Verschmutzungen oder Partikel, die durch die Luftzufuhr getragen werden, herauszufiltern.
Der Konditionierungsabschnitt 21 kann einen Verdampferkern 4 und einen Heizungskern 5 beinhalten. Der Verdampferkern 4 kann einen Abschnitt eines primären Kühlmittelkreislaufs des Klimaanlagensystems, das mit dem Luftführungssystem 1 verbunden ist, ausbilden. Der Verdampferkern 4 ist dazu ausgestaltet, Wärmeenergie zwischen dem Luftfluss und dem Kältemittel, das durch den Verdampferkern 4 fließt, auszutauschen, um den Luftfluss zu kühlen und/oder zu entfeuchten. Obwohl als ein Verdampferkern beschrieben, sollte verstanden werden, dass jede Form der Kühleinrichtung in einer Wärme tauschenden Beziehung mit einer Einrichtung oder einem System des Motorfahrzeugs zur Verwendung mit dem Luftführungssystem 1 verwendet werden kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Heizungskern 5 kann einen Kühler ausbilden, der mit einem Kältemittelkreislauf verbunden ist, der verwendet wird, um einen Motor des Motorfahrzeugs zu kühlen. Der Heizungskern 5 ist ferner dazu ausgestaltet eine Wärmeenergie zwischen dem Luftfluss und dem Kältemittel, das durch den Kältemittelkreislauf fließt, zu tauschen, um den Luftfluss zu heizen. Alternativ kann der Heizungskern 5 in einer Wärme tauschenden Beziehung mit einem Fluid sein, das verwendet wird, um eine Batterie oder andere wärme generierende Einrichtungen zu kühlen, die mit dem Motorfahrzeug in Verbindung stehen, oder der Heizungskern 5 kann eine Heizungseinrichtung sein, die dazu ausgestaltet ist, Wärme unter Verwendung einer elektrischen Quelle herzustellen. Es sollte verstanden werden, dass jede Form der Heizungseinrichtung, die für ein Heizen eines Luftflusses geeignet ist, anstelle des Heizungskerns 5 verwendet werden kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wie in 1 gezeigt, kann der Verdampferkern 4 an einem Einlassbereich des Konditionierungsabschnitts 21 unmittelbar stromab des Einlassrohrs 25 des Einlassabschnitts 20 angeordnet sein. Der Verdampferkern 4 erstreckt sich über ein Gesamtes eine Flussfläche an dem Einlassbereich des Konditionierungsabschnitts 21, um zu verursachen, dass der gesamte Luftfluss durch den Verdampferkern 4 läuft, um dadurch den gesamten Luftfluss zu kühlen und/oder zu entfeuchten, während der Luftfluss in den Konditionierungsabschnitt 21 eintritt.
Nachdem der Luftfluss durch den Verdampferkern 4 geflossen ist, trifft dieser auf eine Lenkwand 26. Ein Durchgang 7 für kalte Luft ist an einer Seite der Lenkwand 26 ausgebildet und ein Durchgang 8 für warme Luft ist an einer zweiten Seite der Lenkwand 26 ausgebildet. Der Durchgang 8 für warme Luft beinhaltet den Heizungskern 5, der darin aufgenommen ist. Der Heizungskern 5 kann entlang der gesamten Flussfläche des Durchgangs 8 für warme Luft wie beschrieben angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen ist nur ein Abschnitt der Flussfläche des Durchgangs für warme Luft durch den Heizungskern 5 wie gewünscht bedeckt.
Eine Temperaturklappe 21 ist drehbar mit dem Hauptgehäuse 12 an einem Ende stromab von jedem dem Durchgang 7 für kalte Luft und dem Durchgang 8 für warme Luft gekoppelt. Die Temperaturklappe 28 ist an einer Welle 29 für eine Temperaturklappe angeordnet, die drehbar in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist. Ein erstes Ende des Welle 29 für die Temperaturklappe ist in einer Öffnung 13 (in 2 gezeigt) in einer ersten der Gehäuseschalen 16 aufgenommen und ein zweites Ende der Welle ist durch eine Öffnung (nicht dargestellt) einer zweiten der Gehäuseschalen 16 aufgenommen. Die Welle 29 der Temperaturklappe erstreckt sich von einem ersten Ende der Temperaturklappe 28 zu einem zweiten Ende der Temperaturklappe 28. Die Welle 29 für die Temperaturklappe kann sich nach außen hinter das erste Ende der Temperaturklappe 28 und nach außen hinter das zweite Ende der Temperaturklappe 28 erstrecken. Die Welle 30 der Temperaturklappe kann alternativ flach bündig mit oder vertieft von den Enden der Temperaturklappe 28 wie gewünscht sein.
Die Temperaturklappe 28 kann in einer ersten Position positioniert sein, wobei die Temperaturklappe 28 gedreht wird, um den Durchgang des Luftflusses durch den Durchgang 8 für warme Luft und in den Mischabschnitt 22 zu blockieren. Wenn die Temperaturklappe 28 in der ersten Position ist, wird der gesamte Luftfluss durch den geöffneten Durchgang 7 für kalte Luft und in den Mischabschnitt 22 gerichtet, unmittelbar nachdem Fließen durch den Verdampferkern 4. Die Temperaturklappe 28 kann alternativ in einer zweiten Position positioniert sein, wobei Temperaturklappe 28 gedreht wird, um den Durchgang des Luftflusses durch den Durchgang 7 für kalte Luft und in den Mischabschnitt 22 zu blockieren. Wenn die Temperaturklappe 28 in der zweiten Position ist, wird der gesamte Luftfluss durch den Durchgang 8 für warme Luft und in den Mischabschnitt 22 unmittelbar nach dem Fließen durch den Heizungskern 5 gerichtet.
Die Temperaturklappe 28 kann alternativ zu einer Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position, wie in 1 gezeigt, gedreht sein. Wenn in der Zwischenposition, kann ein erster Teilluftfluss des Luftflusses durch den Durchgang 7 für kalte Luft, hinter die Temperaturklappe 28 und in den Mischabschnitt 22 fließen, während ein zweiter Teilluftfluss des Luftflusses durch den Durchgang 8 für warmen Luft inklusive des Heizungskerns 5, hinter die Temperaturklappe 28 und in den Mischabschnitt 22 fließen kann. Der erste Teilluftfluss und der zweite Teilluftfluss werden in dem Mischabschnitt 22 wieder zusammengeführt und gemischt. Es sollte verstanden werden, dass sie Temperaturklappe 28 in mehreren Zwischenpositionen angepasst werden kann, um einen Prozentsatz des Luftflusses, der durch den Durchgang 7 für kalte Luft und den Durchgang 8 für warme Luft jeweils zu steuern, um eine Temperatur des Luftflusses entsprechend einer gewünschten Einstellung eines Fahrers in der Fahrgastzelle des Motorfahrzeugs zu steuern.
Der Verteilungsabschnitt 23 des Hauptgehäuses 12 beinhaltet ein erstes Rohr 9 und ein zweites Rohr 10. Das erste Rohr 9 kann ein „oberer Rohr” zum Richten des Luftflusses zu einem oder mehr „oberen Schlitzen” des Luftführungssystems 1 sein, die zu einer Windschutzscheibe oder einem Fahrer in der Fahrgastzelle gerichtet sind. Der zweite Durchgang 10 kann ein „unteres Rohr” zum Richten des Luftflusses zu einem oder mehr unteren „Schlitzen” sein, die zu einem Bodenbereich der Fahrgastzelle gerichtet sind. Jedoch können das erste Rohr 9 und das zweite Rohr 10 den Luftfluss zu zwei beliebigen Bereichen oder Schlitzen des Luftführungssystems 1 führen, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Eine Modusklappe 32 ist drehbar mit dem Hauptgehäuse 12 zwischen dem Mischabschnitt 22 und dem Verteilungsabschnitt 23 angeordnet. Die Modusklappe 32 ist an einer Welle 33 für eine Modusklappe angeordnet, die drehbar in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist. Ein erstes Ende der Welle 33 der Modusklappe ist in einer Öffnung 14 einer ersten der Gehäuseschalen 16 aufgenommen und ein zweites Ende der Welle 33 der Modusklappe ist in einer Öffnung (nicht dargestellt) der zweiten der Gehäuseschalen 16 aufgenommen. Die Welle 33 der Modusklappe erstreckt sich von einem ersten Ende der Modusklappe 32 und zu einem zweiten Ende der Modusklappe 32. Die Welle 33 der Modusklappe kann sich nach außen hinter das erste Ende der Modusklappe 32 und nach außen hinter das zweite Ende der Modusklappe 32 erstrecken. Die Welle 33 der Modusklappe kann alternativ bündig mit oder vertieft von den Enden der Modusklappe 32 wie gewünscht sein.
Die Modusklappe 32 kann in einer ersten Position positioniert sein, wobei die Modusklappe 32 gedreht wird, um einen Durchgang des Luftflusses in dem zweiten Rohr 10 zu blockieren. Wenn in der ersten Position, wird der gesamte Luftfluss dazu gebracht, durch das erste Rohr 9 zufließen. Falls das erste Rohr 9 als ein oberes Rohr des Luftführungssystems 1 ausgebildet ist, wird die Position der Modusklappe 32 in der ersten Position als ein „oberer Modus” des Luftführungssystems 1 zeichnet. Die Modusklappe 32 kann alternativ in einer zweiten Position positioniert sein, wobei die Modusklappe 32 gedreht wird, um einen Durchgang des Flusses in das erste Rohr 9 zu blockieren. Wenn die zweite Position erreicht ist, wird der gesamte Luftfluss dazu gebracht, durch das zweite Rohr 10 zufließen. Falls das zweite Rohr 10 als ein unteres Rohr des Luftführungssystems 1 ausgebildet ist, kann die Position der Modusklappe 32 in der zweiten Position als ein „unterer Modus” des Luftführungssystems 1 bezeichnet werden.
Die Modusklappe kann alternativ in eine Zwischenposition zwischen der ersten Position unter zweiten Position gedreht sein, wie in 1 gezeigt. Wenn in der Zwischenposition, fließt ein erster Teilluftfluss des Luftflusses durch das erste Rohr 9, während ein zweiter Teilluftfluss des Luftflusses durch das zweite Rohr 10 fließt. Die Zwischenposition der Modusklappe 32 entspricht einem „gemischten Modus” des Luftführungssystems 1. Es sollte verstanden werden, dass die Modusklappe 32 in verschiedenen Zwischenpositionen angepasst werden kann, um einen Prozentsatz des Luftflusses, der zu jedem dem ersten Rohr 9 und der zweiten Rohr 10 gerichtet ist, zu steuern, um eine Lüftung des Luftflusses in die Fahrgastzelle des Motorfahrzeugs zu steuern.
In konventionellen Luftführungssystemen des Stands der Technik werden die Temperaturklappe und die Modusklappe des Luftführungssystems unabhängig durch zwei oder mehr Aktoren gesteuert, um verschiedene Flusskonfigurationen des Luftflusses zu erreichen, wodurch ermöglicht wird, dass beides eine Temperatur und eine Lüftungsrichtung des Luftflusses in der Fahrgastzelle des Motorfahrzeugs gesteuert werden. Jedoch ist die Verwendung von zwei unabhängig gesteuerten Aktoren teurer und benötigt zusätzliches Herstellen und Aufbauen.
2–4 stellen einen Steuerungsmechanismus 34 dar, der dazu ausgestaltet ist, ein gleichzeitiges Steuern von jeder der Temperaturklappe 28 und der Modusklappe 32 bereitzustellen, während dieser durch einen einzelnen Aktor 3 angetrieben wird. Der Steuerungsmechanismus 34 beinhaltet eine Montageklammer 36, eine Temperaturnockensteuerung 40, ein Temperaturverbindungszahnrad 50, ein Temperaturklappenzahnrad 60, eine Modusnockensteuerung 70, ein Modusverbindungszahnrad 80, und ein Modusklappenzahnrad 90. Hier verwendet kann der Begriff „Zahnrad oder Steuerung” jede Komponente bezeichnen, die ein Merkmal zum Eingreifen und Übertragen einer Rotationsbewegung der Rotationskomponente auf eine andere bestimmte Komponente beinhaltet. Der Begriff „Zahnrad oder Steuerung” kann entsprechend einen länglichen Arm bezeichnen, der ein Eingriffsmerkmal wie Zähne, die an einem ersten Ende davon angeordnet sind, um die Rotationsbewegung zu übertragen, und eine drehbare Verbindung aufweist, die an einem zweiten Ende davon angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass sich der Arm um das zweite Ende dreht.
Die Montageklammer 36 ist dazu ausgestaltet, an einer äußeren Oberfläche des Hauptgehäuses 12 und insbesondere an einer äußeren Oberfläche von einer der Gehäuseschalen 16 montiert zu sein. Die Montageklammer 36 kann an dem Hauptgehäuse 12 unter Verwendung eines bekannten Verfahrens oder einer Kopplungseinrichtung montiert sein. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Montageklammer 36 Öffnungen (nicht dargestellt), die dazu ausgestaltet sind, die Öffnungen, die in dem Hauptgehäuse 12 ausgebildet sind, auszurichten, um traditionelle Befestigungseinrichtungen durchzuführen, um die Montageklammer 36 an dem Hauptgehäuse 12 zu befestigen. In anderen Ausführungsformen ist die Montageklammer 36 an dem Hauptgehäuse 12 durch eine Verbindung der Komponenten des Steuerungsmechanismus 34 an jeder der Temperaturklappe 28 und der Modusklappe 32, wie im folgenden detailliert beschrieben, gekoppelt.
Die Montageklammer 36 beinhaltet eine erste Oberfläche 37 (in 3 gezeigt) und gegenüber angeordnet eine zweite Oberfläche 38 (in 2 gezeigt). Die erste Oberfläche 37 ist dazu ausgestaltet, in einer zugewandten Beziehung mit einer äußeren Oberfläche des Hauptgehäuses 12 sein, wenn die Montageklammer 36 daran gekoppelt ist. Ein umfänglicher Rand 39 der Montageklammer 36 kann sich von einem Umfang der ersten Oberfläche 37 nach außen und in einer Richtung zu der äußeren Oberfläche des Hauptgehäuses 12 erstrecken. Die erste Oberfläche 37, der umfänglicher Rand 39 und die äußere Oberfläche des Hauptgehäuses 12 wirken zusammen, um ein Abteil 35 zu umschließen, dass die Temperaturnockensteuerung 40, das Temperaturverbindungszahnrad 50, das Temperaturklappenzahnrad 60, die Modusnockensteuerung 70, das Modusverbindungszahnrad 80 und das Modusklappenzahnrad 90 darin aufgenommen aufweist.
Der Aktor 3 ist mit der zweiten Oberfläche 38 der Montageklammer 36 gekoppelt. Aktor 3 kann mit der Montageklammer 36 unter Verwendung eines bekannten Kopplers wie Befestigungsmitteln mit Gewinde zum Beispiel gekoppelt sein. Der Aktor 3 kann ein bekannter Aktor sein, der dazu in der Lage ist ein Drehmoment zu bilden und an die Komponenten zu übertragen, welche den Steuerungsmechanismus 34 ausbilden. Der Aktor 3 kann z. B. mechanisch betätigt, elektrisch betätigt, durch ein Fluid betätigt oder anders betätigt sein. Der Aktor 3 kann als ein nicht beschränkendes Beispiel ein elektronischer Motor sein. Ein Abschnitt des Aktors 3 erstreckt sich durch die Montageklammer 36 und hinter die erste Oberfläche 37 davon, um mit einem Abschnitt der Temperaturnockensteuerung 40 in Eingriff zu kommen.
Die Temperaturnockensteuerung 40 ist drehbar mit dem Aktor 3 gekoppelt. Der Aktor 3 ist entsprechend dazu ausgestaltet, ein Drehmoment an die Temperaturnockensteuerung 40 zu übertragen, um zu verursachen, dass sich eine Temperaturnockensteuerung 40 um eine Drehachse 41 davon dreht. Der Temperaturnockensteuerung 40 ist mechanisch mit dem Aktor 3 durch eine beliebige bekannte Kopplungsstruktur in Eingriff, die dazu geeignet ist eine Rotationsbewegung zwischen zwei sich drehenden Komponenten zu übertragen. Die Temperaturnockensteuerung 40 kann zum Beispiel eine Achse (nicht dargestellt) beinhalten, die sich davon parallel zu der Drehachse 41 erstreckt und mit einem Rotationsabschnitt des Aktors 3 in Eingriff ist, um die Drehbewegung des Aktors 3 auf die Temperaturnockensteuerung 40 zu übertragen. Alternativ kann der Aktor 3 einen hervorstehenden Dreharm beinhalten, der sich in eine Oberfläche erstreckt und mit dieser in Eingriff ist, die eine Öffnung bildet, die in der Temperaturnockensteuerung 40 ausgebildet ist, um die Rotationsbewegung des Aktors 3 auf die Temperaturnockensteuerung 40 zu übertragen. Die Temperaturnockensteuerung 40 wird entsprechend dazu gebracht, sich um die Drehachse 41 als Antwort auf eine Drehung des Aktors 3 zu drehen.
Die Temperaturnockensteuerung 40 beinhaltet ferner eine äußere umfänglichen Oberfläche 42, die mehrere Zähne 43 beinhaltet, die sich radial nach außen von der äußeren umfänglichen Oberfläche 42 relativ zu der Drehachse 41 erstrecken. Die Temperaturnockensteuerung 40 kann eine geeignete Anzahl Zähne 43 beinhalten und die Zähne 43 können eine geeignete Größe und ein geeignetes Profil zum Verbinden der Zähne 43 mit der Modusnockensteuerung 70 aufweisen. Jeder der Zähne 43 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, die Temperaturnockensteuerung 40 kann zum Beispiel ein Stirnrad sein, wobei die äußere umfänglichen Oberfläche 42 der Temperaturnockensteuerung 40 im Wesentlichen in einer kreisförmigen Form und konzentrisch relativ zu der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 angeordnet sein kann.
Die Temperaturnockensteuerung 40 beinhaltet ferner eine planare Fläche 44, die sich zwischen der Drehachse 41 und der äußeren umfänglichen Oberfläche 42 davon erstreckt, während sie an einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 41 angeordnet ist. Eine Temperaturnockenbahn 45 ist in der Fläche 44 der Temperaturnockensteuerung 40 ausgebildet. Die Temperaturnockenbahn 45 kann ein Schlitz oder eine Öffnung sein, die eine vorausgewählte Form aufweist. Die Temperaturnockenbahn 45 weist einen variierenden Abstand von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 auf, während sich die Temperaturnockenbahn 45 in einer umfänglichen Richtung bezüglich der Temperaturnockensteuerung 40 um die Drehachse 41 erstreckt. Eine Form der Temperaturnockenbahn 45 ist im Folgenden detailliert mit Bezug zu der Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 beschrieben.
Das Modusnockenzahnrad 70 ist drehbar mit der Montageklammer 36 um eine Drehachse 71 davon parallel zu der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 angetrieben. Die Temperaturnockensteuerung 70 ist drehbar mit der Montageklammer 36 gekoppelt unter Verwendung einer bekannten Kopplung oder eines Aufbaus, der dazu geeignet ist, eine Drehbewegung zu übertragen. Die Modusnockensteuerung 70 kann zum Beispiel eine Achse (nicht dargestellt) beinhalten, die sich parallel zu der Drehachse 71 erstreckt und drehbar mit einer Oberfläche, die eine Öffnung bildet (nicht dargestellt), die in der Montageklammer 36 ausgebildet ist, in Eingriff kommen, um der Modusnockensteuerung 70 zu ermöglichen sich um eine Drehachse 71 relativ zu der stationären Montageklammer 36 zu drehen. Alternativ kann sich eine Achse (nicht dargestellt) von der Montageklammer 36 zum Eingreifen in einer Oberfläche einer Modusnockensteuerung 70 erstrecken, die zum Beispiel eine zentrale Öffnung darin bildet.
Die Modusnockensteuerung 70 beinhaltet ferner der äußere umfängliche Oberfläche 72, die mehrere Zähne 73 beinhaltet, die sich radial nach außen von einer äußeren umfänglichen Oberfläche 72 relativ zu der Drehachse 71 erstrecken. Die Modusnockensteuerung 70 kann eine geeignete Anzahl von Zähnen 73 beinhalten und die Zähne 73 können eine geeignete Größe und ein geeignetes Profil aufweisen, um sich mit den Zähnen 43 der Temperaturnockensteuerung 40 zu verbinden und in Betätigungseingriff zu kommen. Jeder der Zähne 73 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, jedoch können auch andere Zahnprofile ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen verwendet werden. Die Modusnockensteuerung 70 kann ein Stirnrad sein, wobei die äußere umfänglichen Oberfläche 72 der Modusnockensteuerung 70 im Wesentlichen in einer kreisförmige Form und angeordnet sein kann, um sich um eine Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 zu drehen.
Die Modusnockensteuerung 70 beinhaltet ferner eine planare Fläche 74, die zwischen der Drehachse 71 und der äußeren umfänglichen Oberfläche 72 davon ausgebildet ist, wobei sie an einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 71 angeordnet ist. Eine Modusnockenbahn 75 ist in der Fläche 74 der Modusnockensteuerung 70 ausgebildet. Die Modusnockenbahn 75 weist einen sich verändernden Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 auf, während sich die Modusnockenbahn 75 in einer umfänglichen Richtung bezüglich der Modusnockensteuerung 70 um die Drehachse 71 erstreckt. Eine Form des Modusnockenschlitzes 75 ist im Folgenden detailliert mit Bezug zu der Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 beschrieben.
Die Temperaturnockensteuerung 40 und die Modusnockensteuerung 70 können den gleichen äußeren Durchmesser aufweisen, was zum Ergebnis hat, dass die Temperaturnockensteuerung 40 und die Modusnockensteuerung 70 ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 aufweisen. Entsprechend, wenn die Temperaturnockensteuerung 40 um einen gegebenen Drehwinkel gedreht wird, wird sich die Modusnockensteuerung 70 ähnlich um denselben Drehwinkel in einer Drehrichtung umgekehrt zu der Temperaturnockensteuerung 40 drehen. Jedoch sollte der Fachmann erkennen, dass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse und Konfigurationen zwischen der Temperaturnockensteuerung 40 und der Modusnockensteuerung 70 verwendet werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das Temperaturverbindungszahnrad 50 ist aus einem länglichen Hauptkörper ausgebildet, der sich von einem ersten Ende 57 zu einem zweiten Ende 58 davon erstreckt. Das erste Ende 57 des Hauptkörpers ist drehbar mit der Montageklammer 36 gekoppelt und bildet eine Drehachse 51 des Temperaturverbindungszahnrads 50, die parallel zu den Drehachsen 41, 71 angeordnet sind. Das Temperaturverbindungszahnrad 50 kann drehbar mit der Montageklammer 36 gekoppelt sein unter Verwendung einer bekannten Kopplungsstruktur, die zum Übertragen einer Drehbewegung geeignet ist. Das Temperaturverbindungszahnrad 50 kann zum Beispiel eine Achse (nicht dargestellt) beinhalten, die sich von dem ersten Ende 57 des Hauptkörpers parallel mit der Drehachse 51 erstreckt und drehbar in eine Oberfläche eingreift, die eine Öffnung (nicht dargestellt) bildet, die in der Montageklammer 36 ausgebildet ist, um einem Temperaturverbindungszahnrad 50 zu ermöglichen, sich um die Drehachse 51 relativ zu der stationären Verbindungsklammer 36 zu drehen. Alternativ kann eine Achse (nicht dargestellt) sich von der Montageklammer 36 erstrecken, um mit einer Oberfläche, die eine Öffnung bildet, die in dem Temperaturverbindungszahnrad 50 ausgebildet ist, in Eingriff zu kommen. Wie gezeigt, ist die Drehachse 51 des Temperaturverbindungszahnrads 50 von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 beabstandet, obwohl andere Konfiguration verwendet werden können.
Das zweite Ende 58 des Hauptkörpers ist im Wesentlichen bogenförmig und bildet eine äußere umfänglichen Oberfläche 52 des Temperaturverbindungszahnrads 50. Das zweite Ende 58 des Hauptkörpers beinhaltet mehrere Zähne 53, die sich radial nach außen relativ zu der Drehachse 51 des Temperaturverbindungszahnrads 50 erstrecken. Das Temperaturverbindungszahnrad 50 kann eine geeignete Anzahl Zähne 53 beinhalten und die Zähne 53 können eine geeignete Größe und ein geeignetes Profil aufweisen, um mit den Zähnen 63 des Temperaturklappenzahnrads 60 in Verbindung und Betätigungseingriff zu kommen. Jeder der Zähne 53 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, jedoch kann jedes geeignete Zahnprofil verwendet werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die äußere umfänglichen Oberfläche 52 des Temperaturverbindungszahnrads 50, die an dem zweiten Ende 58 des Hauptkörpers ausgebildet ist, kann im Wesentlichen einen konstanten Krümmungsradius aufweisen und kann angeordnet sein, sodass sie sich um eine Drehachse 51 des Temperaturverbindungszahnrads 50 dreht. Das Temperaturverbindungszahnrad 50 ist im Wesentlichen ähnlich zu einem kreisförmigen, verwendeten Stirnrad. Jedoch kann das Temperaturverbindungszahnrad im Wesentlichen keilförmig sein, um eine Einheitsgröße des Temperaturverbindungszahnrads 50 zu reduzieren, weil sich der Temperatur Verbindungszahnrad 50 um einen relativ kleinen Drehwinkel während der Verwendung des Steuerungsmechanismus dreht, wodurch der Bedarf für ein im Wesentlichen kreisförmiges Stirnrad eliminiert wird, das Zähne aufweist, die im Wesentlichen um einen gesamten Umfang davon ausgebildet sind.
Der Hauptkörper des Temperaturverbindungszahnrads 50 beinhaltet ferner eine planare Fläche 54 (in 2 gezeigt), die zwischen der Drehachse 51 der äußeren umfänglichen Oberfläche 52 davon ausgebildet ist, während sie in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 51 angeordnet ist. Ein Temperaturnockenfolger 55 erstreckt sich von der Fläche 54 des Temperaturverbindungszahnrads 50 in einer Richtung parallel zu der Drehachse 51. Der Temperaturnockenfolger 55 ist von jeder der Drehachse 51 und der äußeren umfänglichen Oberfläche 52 des Temperaturverbindungszahnrads 50 beabstandet. Der Temperaturnockenfolger 55 kann ein Stift oder ein Vorsprung sein, der dazu ausgestaltet ist, gleitend in der Temperaturnockenbahn 45 der Temperaturnockensteuerung 40 aufgenommen zu sein. Zum Beispiel kann der Temperaturnockenfolger 55 ein Stift oder ein Vorsprung sein, der gleitend in dem Schlitz oder der Öffnung, welche die Temperaturnockenbahn 45 ausbildet, in einer Weise angeordnet ist, in welcher eine Drehung der Temperaturnockensteuerung 40 verursacht, dass der Temperaturnockenfolger 55 der Temperaturnockenbahn folgt, wodurch eine Drehung des Temperaturverbindungszahnrads 50 während Abschnitten der Drehung des Aktors 3, die durch eine Form und eine Konfiguration der Temperaturnockenbahn 45 vorgeschrieben ist, verursacht wird.
Das Modusverbindungszahnrad 80 ist aus einem länglichen Hauptkörper ausgebildet, der sich von einem ersten Ende 87 zu einem zweiten Ende 88 erstreckt. Das erste Ende 87 des Hauptkörpers ist drehbar mit einer Montageklammer 36 gekoppelt und bildet eine Drehachse 81 des Modusverbindungszahnrads aus, die parallel zu den Drehachsen 41, 51, 71 angeordnet ist. Das Modusverbindungszahnrad 80 kann drehbar mit einer Montageklammer 36 unter Verwendung einer bekannten Kopplung oder eines Aufbaus, der geeignet ist, eine Drehbewegung zu übertragen, gekoppelt sein. Das Modusverbindungszahnrad 80 kann zum Beispiel eine Achse (nicht dargestellt) beinhalten, die sich von dem ersten Ende 87 des Hauptkörpers parallel zu der Drehachse 81 erstreckt und drehbar mit einer Oberfläche in Eingriff ist, welche eine Öffnung (nicht dargestellt) bildet, die in der Montageklammer 36 ausgebildet ist, um einem Temperaturverbindungszahnrad 80 zu ermöglichen, sich um eine Drehachse 81 relativ zu der stationären Montageklammer 36 zu drehen. Alternativ kann sich eine Achse (nicht dargestellt) von der Montageklammer 36 erstrecken, um mit einer Oberfläche in Eingriff zu kommen, welche eine Öffnung bildet, die in dem Modusverbindungszahnrad 80 ausgebildet ist. Die Drehachse 81 des Modusverbindungszahnrads 80 ist von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 beabstandet.
Das zweite Ende 88 des Hauptkörpers ist im Wesentlichen bogenförmig in seiner Form und bildet eine äußere umfänglichen Oberfläche 82 des Modusverbindungszahnrads 80. Das zweite Ende 88 des Hauptkörpers beinhaltet mehrere Zähne 83, die sich radial nach außen relativ zu der Drehachse 81 des Modusverbindungszahnrads 80 erstrecken. Das Modusverbindungszahnrad 80 kann eine geeignete Anzahl von Zähnen 83 beinhalten und die Zähne 83 können eine geeignete Größe und ein geeignetes Profil haben um mit den Zähnen 93 des Modusklappenzahnrads 90 in Verbindung und Betätigungseingriff zu sein. Jeder der Zähne 83 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, jedoch kann jedes geeignete Zahnprofil verwendet werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Die äußere umfänglichen Oberfläche 82 des Modusverbindungszahnrads 80, die an dem zweiten Ende 88 des Hauptkörpers ausgebildet ist, kann im Wesentlichen einen konstanten Krümmungsradius aufweisen und kann angeordnet sein, sodass sie sich um die Drehachse 81 des Modusverbindungszahnrads 80 dreht. Das Modusverbindungszahnrad 80 ist im Wesentlichen ähnlich in seiner Betätigung zu einem im Wesentlichen kreisförmigen Stirnrad. Jedoch ist das Modusverbindungszahnrad im Wesentlichen keilförmig, um eine Einheitsgröße des Modusverbindungszahnrads 80 zu reduzieren, weil das Modusverbindungszahnrad 80 sich um einen relativ kleinen Drehwinkel während der Verwendung des Steuerungsmechanismus 34 dreht, wodurch der Bedarf für ein im Wesentlichen kreisförmiges Stirnrad eliminiert wird, das Zähne um den gesamten Umfang ausgebildet aufweist.
Der Hauptkörper des Modusverbindungszahnrads 80 beinhaltet ferner eine planare Fläche 84 (in 2 gezeigt), die zwischen der Drehachse 81 und der äußeren umfänglichen Oberfläche 82 davon ausgebildet ist, während sie in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 81 angeordnet ist. Ein Modusnockenfolger 85 erstreckt sich von der Fläche 84 des Modusverbindungszahnrads 80 in einer Richtung parallel zu der Drehachse 81 davon. Der Modusnockenfolger 85 ist zwischen und beabstandet von jeder der Drehachse 81 und der äußeren umfänglichen Oberfläche 82 des Modusverbindungszahnrads 80 ausgebildet. Der Modusnockenfolger 85 kann ein Stift oder ein Vorsprung sein, der dazu ausgestaltet ist gleitend in der Modusnockenbahn 75 der Modusnockensteuerung 70 aufgenommen zu sein. Zum Beispiel kann der Modusnockenfolger 85 ein Stift oder ein Vorsprung sein, der gleitbar in dem Schlitz oder der Öffnung angeordnet ist, welche die Modusnockenbahn 75 ausbildet, in einer Weise, in welcher eine Drehung der Modusnockensteuerung 70 verursacht, dass der Modusnockenfolger 85 der Modusnockenbahn 75 folgt, wodurch eine Drehung des Modusverbindungszahnrads 80 während Abschnitten der Drehung des Aktors wie vorgeschrieben durch eine Form und Konfiguration der Modusnockenbahn 75 verursacht wird.
Das Temperaturklappenzahnrad 60 ist aus einem Hauptkörper ausgebildet, der sich von einem ersten Ende 67 zu einem zweiten in der 68 davon erstreckt. Das erste Ende 67 des Hauptkörpers ist drehbar mit der Welle 29 für die Temperaturklappe der Temperaturklappe 28 gekoppelt. Entsprechend bildet das erste Ende 67 des Temperaturklappenzahnrads eine Drehachse 61 aus, die parallel zu den Drehachsen 41, 51, 71, 81 ausgebildet ist. Das Temperaturklappenzahnrad 60 ist darum dazu ausgestaltet eine Drehbewegung des Temperaturklappenzahnrads 60 um die Drehachse 61 davon zu der Temperaturklappe 28 zu übertragen, um die Temperaturklappe 28 zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon zu drehen.
Das zweite Ende 68 des Hauptkörpers ist im Wesentlichen bogenförmig in seiner Form und bildet eine äußere umfängliche Oberfläche 62 des Temperaturklappenzahnrads 60. Das zweite Ende 68 des Hauptkörpers beinhaltet mehrere Zähne 63, der sich radial nach außen relativ zu der Drehachse 61 des Temperaturklappenzahnrads 60 erstrecken. Das Temperaturklappenzahnrad 60 kann eine geeignete Anzahl Zähne 63 beinhalten und die Zähne 63 können eine geeignete Größe und Profil aufweisen, um mit den Zähnen 53 des Temperaturverbindungszahnrads 50 in Verbindung und Betätigungseingriff zu sein. Jeder der Zähne 53 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, jedoch kann jedes geeignete Zahnprofil verwendet werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die äußere umfängliche Oberfläche 62 des Temperaturklappenzahnrads 60, die an dem zweiten Ende 68 des Hauptkörpers ausgebildet ist, kann im Wesentlichen einen konstanten Krümmungsradius aufweisen und kann konzentrisch relativ zu der Drehachse 61 des Temperaturklappenzahnrads 60 angeordnet sein. Das Temperaturklappenzahnrad 60 ist im Wesentlichen ähnlich in seiner Betätigung zu einem im Wesentlichen kreisförmigen Stirnrad. Jedoch kann das Temperaturklappenzahnrad 60 im Wesentlichen keilförmig sein, um eine Einheitsgröße des Temperaturklappenzahnrads 60 zu reduzieren, weil das Temperaturklappenzahnrad 60 um einen relativ kleinen Drehwinkel während der Verwendung des Steuerungsmechanismus 34 dreht, wodurch der Bedarf für ein im Wesentlichen kreisförmiges Stirnrad eliminiert wird, welches Zähne um seinen gesamten Umfang davon ausgebildet aufweist.
Das Modusklappenzahnrad 90 ist aus einem Hauptkörper ausgebildet, der sich von einem ersten Ende 97 zu einem zweiten in der 98 erstreckt das erste Ende 97 des Hauptkörpers ist drehbar mit der Welle 33 für die Modusklappe der Modusklappe 32 gekoppelt. Entsprechend bildet das erste Ende 97 des Modusklappenzahnrads 90 eine Drehachse 91 davon aus, die parallel zu den Drehachsen 41, 51, 61, 71, angeordnet ist. Das Modusklappenzahnrad 90 ist darum so ausgestaltet, dass dieses eine Drehbewegung des Modusklappenzahnrads 90 um eine Drehachse 91 der Modusklappe 32 überträgt, um die Modusklappe 32 zwischen der ersten Position der zweiten Position zu drehen.
Das zweite Ende 98 des Hauptkörpers ist im Wesentlichen in einer Bogenform und bildet eine äußere umfängliche Oberfläche 92 des Modusklappenzahnrads 90. Das zweite Ende 98 des Hauptkörpers beinhaltet mehrere Zähne 93, die sich radial nach außen relativ zu der Drehachse 91 des Modusklappenzahnrads 90 erstrecken. Das Modusklappenzahnrad 90 kann eine geeignete Anzahl Zähne 93 beinhalten und die Zähne 93 können eine geeignete Größe und ein geeignetes Profil aufweisen, um sich mit den Zähnen 83 des Modusverbindungszahnrads 80 zu verbinden und in einem Betätigungseingriff zu sein. Jeder der Zähne 93 kann zum Beispiel ein Evolventenverzahnungsprofil aufweisen, jedoch kann jedes geeignete Zahnprofil verwendet werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die äußere umfängliche Oberfläche 92 des Modusklappenzahnrads 90, die an dem zweiten Ende 98 des Hauptkörpers ausgebildet ist, kann einen im Wesentlichen konstanten Krümmungsradius aufweisen und kann konzentrisch relativ zu der Drehachse 91 des Modusklappenzahnrads 90 angeordnet sein. Das Modusklappenzahnrad 90 ist im Wesentlichen ähnlich in seiner Betätigung zu einem im Wesentlichen kreisförmigen Stirnrad. Jedoch ist das Modusklappenzahnrad 90 im Wesentlichen keilförmig, um eine Einheitsgröße des Modusklappenzahnrads 90 zu reduzieren, weil sich das Modusklappenzahnrad 90 um einen relativ kleinen Drehwinkel während der Verwendung des Steuerungsmechanismus 34 dreht, wodurch der Bedarf für ein im Wesentlichen kreisförmiges Stirnrad eliminiert wird, das Zähne an seinem gesamten Umfang ausgebildet aufweist.
Die Temperaturnockensteuerung 40, das Temperaturverbindungszahnrad 50, das Temperaturklappenzahnrad 60, die Modusnockensteuerung 70, das Modusverbindungszahnrad 80 und das Modusklappenzahnrad 90 wurden so beschrieben, dass die äußeren umfänglichen Oberflächen ein im Wesentlichen kreisförmiges Profil oder einen im Wesentlichen konstanten Krümmungsradius aufweisen, was dazu führt, dass die Zähne 43, 53 63, 73, 83, 93 von jedem jeweiligen Zahnrad 40, 50, 60, 70, 80, 90 sich relativ zu den Drehachse 41, 51, 61, 71, 81, 91 von jedem jeweiligen Zahnrad 40, 50, 60, 70, 80, 90 drehen. Jedoch sollte angemerkt werden, dass durch den Fachmann alternative Konfigurationen der Zahnräder 40, 50, 60, 70, 80, 90, inklusive Zahnrädern, die unregelmäßige oder nicht-konstante Krümmungsradien aufweisen verwendet werden können ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, solang die Drehbewegung des Aktors 3 zu jedem der Zahnräder 40, 50, 60, 70, 80, 90, die hier beschrieben sind, in einer Weise, die konsistent mit der vorliegenden Offenbarung ist, übertragen wird.
Mit Bezug zu 3–5 wird die Fähigkeit des Steuerungsmechanismus 34 gleichzeitig eine Drehposition von jeder der Temperaturklappe 28 und der Modusklappe 32 unter Verwendung eines einzelnen Aktors 3 zu steuern mit Bezug zu der Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer normalisierten Drehposition des Aktors 3 und einer Drehposition von jeder der Temperaturklappe 28 und der Modusklappe 32 zeigt. Die normalisierte Drehposition bezieht sich auf einen Prozentsatz des gesamten Drehwinkels, den der Aktor 3 durchführt, wenn dieser durch einen vollständigen Drehzyklus des Aktors 3 gelaufen ist, der alle möglichen Modi beinhaltet, welche durch den Steuerungsmechanismus 34 erreichbar sind. Es sollte durch den Fachmann verstanden werden, dass der Dreharm des Aktors 3 mehrere vollständige Umdrehungen für jede vollständige Umdrehung der Temperaturnockensteuerung 40 und der Modusnockensteuerung 70 in Abhängigkeit von der mechanischen Verbindung durchlaufen kann, die zwischen der Temperaturnockensteuerung 40 und dem Aktor 3 ausgebildet ist. Entsprechend deutet eine normalisierte Drehposition von 0,0 an, dass der Aktor 3 keine Drehung durchlaufen hat, eine normalisierte Drehposition von 0,5 deutet an, dass der Aktor 3 sich um die Hälfte eines Drehungswinkels des Aktors 3 gedreht hat (welches mehrere Umdrehungen beinhalten kann) die benötigt wird, um einen vollen Zyklus abzuschließen und eine normalisierte Drehposition von 1,0 deutet an, dass der Aktor 3 sich um den gesamten Drehwinkel des Aktors 3 (was mehrere Umdrehungen beinhalten kann) gedreht hat und einen vollständigen Zyklus abgeschlossen hat, welcher die Betätigung des Luftführungssystems 1 in jedem möglichen Modus der Betätigung beinhaltet.
3 zeigt eine Anfangsposition des Steuerungsmechanismus 34, welche einer normalisierten Drehposition des Aktors von 0,0 entspricht. Wenn die normalisierte Position des Aktors 0,0 ist, dann sind Temperaturklappe 28 und die Modusklappe 32 jeweils in 5 so angedeutet, dass sie einen Prozentwert von 0 der Umdrehung aufweisen. Mit Bezug zu 3 ist ein Ende der bogenförmigen äußeren umfänglichen Oberfläche 52 des Temperaturverbindungszahnrads 50 mit einem Ende der bogenförmigen äußeren umfänglichen Oberfläche 62 des Temperaturklappenzahnrads 60 in Betätigungseingriff, wodurch die Drehung des Temperaturklappenzahnrads 60 und darum die der Temperaturklappe 28 in nur einer Drehrichtung ermöglicht wird. Mit Bezug zu 1 entspricht diese Anfangsposition der Temperaturklappe 28 der vorher beschriebenen ersten Position der Temperaturklappe 28, wobei der Durchgang 8 für warme Luft durch die Temperaturklappe 28 blockiert ist, wodurch verursacht wird, dass der Luftfluss ausschließlich durch den Durchgang 7 für kalte Luft fließt. Entsprechend führt die erste Position der Temperaturklappe 28 zu einem ausschließlichen Einführen von kalter Luft in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs. Diese Beziehung ist in 5 angedeutet, in welcher der Prozentwert der Klappendrehung der Temperaturklappe 28 0% ist, was so dargestellt ist, dass dieses am kalten Ende des Spektrums der erhältlichen Temperaturen des Luftflusses ist, der zudem Luftführungssystem 1 gebracht wird.
Mit erneutem Bezug zu 3 ist ein Ende einer bogenförmigen äußeren Oberfläche 82 des Modusverbindungszahnrads 80 in Betätigungseingriff mit einer bogenförmigen äußeren Oberfläche 92 des Modusklappenzahnrads 90, wodurch die Drehung des Modusklappenzahnrads 90 und darum die der Modusklappe 32 in nur einer Drehrichtung ermöglicht wird. Mit Bezug zu 1 entspricht diese Anfangsposition der Modusklappe 32 der vorher beschriebenen ersten Position der Modusklappe 32, in welcher Modusklappe 32 so gedreht ist, dass sie den Durchgang des Luftflusses durch das zweite Rohr 10 blockiert. Wenn in dieser ersten Position, fließt der Luftfluss ausschließlich durch das erste Rohr 9, welches zu den oberen Schlitzen der Fahrgastzelle gerichtet ist. Entsprechend, wie in 5 angedeutet, ist der Prozentwert der Klappendrehung der Modusklappe 32 von 0% dem „oberen Modus” des Luftführungssystems 1 entsprechend, wobei der Luftfluss zu den oberen Abschnitten der Fahrgastzelle wie der Windschutzscheibe zum Beispiel gerichtet ist.
4 stellt eine Temperaturnockensteuerung 40 dar, und die Modusnockensteuerung 70 in Abwesenheit des Rests des Steuerungsmechanismus 34, um die Form von jedem der Temperaturnockenbahn 45 und der Modusnockenbahn 75 darzustellen. Die anfängliche normalisierte Drehposition des Aktors von 0,0 entspricht dem Temperaturnockenfolger 55 des Temperaturverbindungszahnrads 50, der gleitend mit einem Abschnitt der der Temperaturnockenbahn 45 ist, die als Position T₀ angedeutet ist. Die anfängliche normalisierte Drehposition des Aktors von 0,0 entspricht in ähnlicher Weise dem Modusnockenfolger 85 der Modusverbindungsteurung 80, der in einem gleitenden Eingriff mit einem Abschnitt der Modusnockenbahn 75 ist, die als Position M₀ angedeutet ist.
Eine anfängliche Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,0 verursacht zuerst, dass sich die Temperaturnockensteuerung 40 um ihre Drehachse 41 dreht. Die Drehung der Temperaturnockensteuerung 40 ist aus der Perspektive von 3 und 4 als eine Drehung im Uhrzeigersinn gezeigt. Die Drehung der Temperaturnockensteuerung 40 verursacht, dass die Modusnockensteuerung 70 sich in einer umgekehrten Drehrichtung (gegen den Uhrzeigersinn aus der Perspektive von 3 4) dreht. Da sich die Temperaturnockensteuerung 40 um ihre Drehachse 41 dreht, wird der Temperaturnockenfolger 55 des Temperaturverbindungszahnrads 50 dazu gebracht, der Form der Temperaturnockenbahn 45 zu folgen. Ähnlich dreht sich die Modusnockensteuerung 70 um ihre Drehachse 71, wobei der Modusnockenfolger 85 des Modusverbindungszahnrads 80 dazu gebracht wird, der Form der Modusnockenbahn 75 zu folgen.
Wie in 4 gezeigt, während die Temperaturnockensteuerung 40 anfänglich gedreht wird, folgt der Temperaturnockenfolger 55 einem Pfad, der beinhaltet, dass der Temperaturnockenfolger 55 sich in einer Richtung weg von der Position T₀ und zu einer Position entlang der Temperaturnockenbahn 45 bewegt, die als Position T₁ angedeutet ist. Die Bewegung des Temperaturnockenfolgers 55 zu der Position T₁ verursacht, dass sich der Temperaturnockenfolger 55 in einer Richtung radial nach innen zu der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 bewegt. Diese Bewegung zu der Drehachse 41 verursacht, dass das Temperaturverbindungszahnrad 50 sich um eine Drehachse 51 dreht, die an dem ersten Ende 57 davon ausgebildet ist, in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Perspektive von 3 und 4. Die Drehung des Temperaturverbindungszahnrads 50 verursacht dadurch, dass sich das zweite Ende 58 des Temperaturverbindungszahnrads 50, der mit dem Temperaturklappenzahnrad 60 im Betätigungseingriff ist, relativ dazu bewegt. Das Temperaturverbindungszahnrad 50 überträgt dadurch die Drehbewegung zu dem Temperaturklappenzahnrad 60, der sich dadurch in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn aus der Perspektive von 3 und 4 um die Drehachse 61 geht, um die Temperaturklappe 28 weg von der ersten Position zu einer Zwischenposition zu bewegen.
Die Drehung der Temperaturklappe 28 weg von der ersten Position verursacht, dass ein Abschnitt des Durchgangs 8 für warme Luft freigegeben wird, was dazu führt, dass der Luftfluss zumindest teilweise durch den Heizungskern 5 geheizt wird. Diese Beziehung ist in 5 gezeigt, da die Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,0 gezeigt ist, eine Erhöhung der Temperatur der Luft, die zu dem Luftführungssystem 1 geführt wird, bezüglich des Grades der Drehung des Aktors 3 zu erhöhen, bis eine normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,26 erreicht ist, was mit der Position T₁ zusammenfällt. Wenn der Temperaturnockenfolger 55 die Position T₁ erreicht, wurde die Temperaturklappe 28 auf eine Klappensposition von 100% gedreht, welche mit der Temperaturklappe 28 zusammenfällt, die zu der zweiten Position gedreht ist. Wenn die zweite Position der Temperaturklappe 28 zu einer Position gedreht ist, welche den Durchgang 7 für kalte Luft vollständig blockiert, umfasst die Luft, die zu der Fahrgastzelle geführt wird, folglich nur Luft, welche durch den Durchgang 9 für warme Luft fließt, wie durch das Diagramm von 5 angedeutet.
In einer ähnlichen Weise verursacht die Drehung der Modusnockensteuerung 70 um die Drehachse 71, dass der Modusnockenfolger 85 des Modusverbindungszahnrads 80 sich von der Position M₀ wegbewegt, um dem Pfad der Modusnockenbahn 75 zu einer Position auf der Modusnockenbahn 75 zu folgen, der als Position M₁ angedeutet ist. Die Modusnockenbahn 75 erhält einen im Wesentlichen konstanten Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 zwischen den Positionen M₀ und M₁ wodurch verursacht wird, dass eine Position des Modusnockenfolgers 85 im Wesentlichen unverändert relativ zu der Drehachse 71 ist. Entsprechend verursacht der konstante Abstand zwischen der Modusnockenbahn 75 relativ zu der Drehachse 71 zwischen den Positionen M₀ und M₁, dass der Modusverbindungszahnrads 80 im Wesentlichen stationär verbleibt, während er sich nicht um seine Drehachse 81 dreht. Die fehlende Drehung des Modusverbindungszahnrads 80 verursacht umgekehrt das jeder das Modusklappenzahnrad 90 und die Modusklappe 32 in ihrer ursprünglichen Position verbleiben, die in 3 gezeigt ist, was bedeutet, dass die Modusklappe 32 in dem „oberen Modus” über eine Bewegung des Modusnockenfolgers 85 entlang des Abschnitts der Modusnockenbahn 75 verbleibt, die sich von der Position M₀ zu der Position M₁ erstreckt. Wie in 5 angedeutet, wird die Modusklappe 32 entsprechend in dem „oberen Modus” verbleiben, bis die normalisierte Drehposition des Aktors einen Wert von ungefähr 0,26 erreicht, welcher mit der Position M₁ zusammenfällt.
Es sollte daher klar sein, dass ein Abstand des Temperaturnockenfolgers 55 von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 direkt eine Drehposition des Temperaturverbindungszahnrads 50 beeinflusst, was dann direkt die Rotationspositionen von jedem dem Temperaturklappenzahnrad 60 und der Temperaturklappe 28 beeinflusst. Ähnlich sollte klar sein, dass der Abstand des Modusnockenfolgers 85 von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 direkt eine Drehposition des Modusverbindungszahnrads 80 beeinflusst, welcher die Drehposition von jedem dem Modusklappenzahnrad 90 und der Modusklappe 32 beeinflusst. Als ein allgemeines Prinzip resultieren Abschnitte der Temperaturnockenbahn 45, die einen konstanten Abstand von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 aufweisen, nicht in einer Drehung der Temperaturklappe 28 während einer Drehung des Aktors 3, während Abschnitte des Temperaturnockenfolgers 45, die einen variierenden Abstand von der Drehachse 41 aufweisen, in einer Drehung der Temperaturklappe 28 während einer Drehung des Aktors 3 resultieren. Ähnlich als ein allgemeines Prinzip resultieren Abschnitte der Modusnockenbahn 75, die einen konstanten Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 aufweisen nicht in einer Drehung der Modusklappe 32 während einer Drehung des Aktors 3, während Abschnitte des Modusnockenfolgers 75, die einen variierenden Abstand von der Drehachse 71 aufweisen, in einer Drehung der Modusklappe 32 während einer Drehung des Aktors 3 resultieren. Unter Verwendung dieser allgemeinen Betätigungsprinzipien werden die verbleibenden Betätigungsmodi des Steuerungsmechanismus 34 im Folgenden kurz beschrieben.
Wenn der Aktor 3 sich von einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,26 zu einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,37 dreht, bewegt sich der Temperaturnockenfolger 55 von der Position T₁ zu einer Position T₂ auf der Temperaturnockenbahn 45 während der Modusnockenfolger 85 sich von der Position M₁ zu einer Position M₂ auf der Modusnockenbahn 85 bewegt. Die Temperaturnockenbahn 45 verbleibt in einem konstanten Abstand von der Drehachse 41 entlang dem Abschnitt des Temperaturnockenfolger 45, der sich von der Position T₁ zu der Position T₂ erstreckt, folglich bleibt der Temperaturnockenfolger 55 im Allgemeinen stationär, wodurch die Temperaturklappe 28 in der zweiten Position während der Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,26 zu der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,37 verbleibt. Die Modusnockenbahn 75 weist einen sich erhöhenden Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 auf, während sich die Modusnockenbahn 75 von der Position M₁ zu der Position M₂ erstreckt. Das Erhöhen des Abstands resultiert darin, dass das Modusverbindungszahnrad 80 sich um seine Drehachse 81 dreht, um eine Drehung in jedem dem Modusklappenzahnrad 90 und der Modusklappe 32 zu verursachen. Wie in 5 angedeutet, resultiert die Drehung der Modusklappe 32 darin, dass die Modusklappe 32 sich durch einen Bereich von Zwischenpositionen dreht, in denen der Luftfluss von oberen Schlitzen des Luftführungssystems 1 sowie den unteren Schlitzen des Luftführungssystems 1 gerichtet wird, was in einem „gemischte Modus” der Betätigung resultiert, wie in 5 angedeutet.
Wenn der Aktor 3 sich von der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,37 zu einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,63 dreht, bewegt sich der Temperaturnockenfolger 55 von der Position T₂ zu einer Position T₃ auf der Temperaturnockenbahn 45. Die Temperaturnockenbahn 45 weist einen erhöhten Abstand von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 entlang des Abschnitts der Temperaturnockenbahn 45 auf, die sich von der Position T₂ zu der Position T₃ erstreckt. Die Erhöhung des Abstands resultiert darin, dass sich das Temperaturverbindungszahnrad 50 um die Drehachse 51 dreht, sodass eine Drehung von jedem dem Temperaturklappenzahnrad 60 und der Temperaturklappe 28 verursacht wird. Wie in 5 angedeutet, resultiert die Drehung der Temperaturklappe 28 darin, dass die in die Fahrgastzelle gebrachte Luft sich graduell und kontinuierlich in ihrer Temperatur erhöht, während der Aktor 3 sich von einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,36 zu einer normalisierten Drehposition des Aktors von 0,63 dreht. Wenn der Aktor 3 die normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,63 erreicht, wird die Temperaturklappe 28 zu der ersten Position zurückgekehrt sein, wobei die Temperaturklappe 28 den Durchgang 8 für warme Luft blockiert und ermöglicht, dass der gesamte Luftfluss durch den Durchgang 7 für kalte Luft fließt. Der Modusnockenfolger 75 bleibt in einem konstanten Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70, während die Modusnockenbahn 75 von Position M₂ zu der Position M₃ fortschreitet, folglich bleibt der Modusnockenfolger 85 im Wesentlichen stationär, was dazu führt, dass die Modusklappe 32 in der Zwischenposition verbleibt, wobei der Luftfluss gleich verteilt zu jedem der oberen Schlitze und unteren Schlitze während der Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,37 zu der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,63 verbleibt.
Wenn der Aktor 3 sich von der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,63 zu einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,76 dreht, bewegt sich der Temperaturnockenfolger 55 von der Position T₃ zu einer Position T₄ auf der Temperaturnockenbahn 45 während der Nockenfolger 85 sich von der Position M₃ zu einer Position M₄ auf der Modusnockenbahn 85 bewegt. Die Temperaturnockenbahn 45 verbleibt in einem konstanten Abstand von der Drehachse 41 entlang des Abschnitts der Temperaturnockenbahn 45, die sich von der Position T₃ zu der Position T₄ erstreckt, folglich bleibt der Temperaturnockenfolger 55 im Wesentlichen stationär, wodurch die Temperaturklappe 28 in der ersten Position während der Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition von ungefähr 0,63 zu der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,76 verbleibt. Die Modusnockenbahn 75 weist einen sich erhöhenden Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70 auf, während sich die Modusnockenbahn 75 von der Position M₃ zu der Position M₄ erstreckt. Das Erhöhen des Abstands resultiert darin, dass das Modusverbindungszahnrad 80 sich um die Drehachse 81 dreht, was eine Drehung von jedem dem Modusklappenzahnrad 90 und der Modusklappe 32 führt. Wie in 5 angedeutet, resultiert die Drehung der Modusklappe 32 darin, dass die Modusklappe 32 sich durch einen Bereich von Zwischenposition dreht, wobei der Luftfluss zu den oberen Schlitzen des Luftführungssystems 1 sowie den unteren Schlitzen des Luftführungssystems 1 gerichtet wird. Wenn der Aktor 3 eine normalisierte Drehposition des Aktors von 0,76 erreicht, ist die Modusklappe 32 zu der zweiten Position gedreht, wobei der Luftfluss ausschließlich zu den unteren Schlitzen der Fahrgastzelle gerichtet ist, was in einem „unteren Modus” der Betätigung führt, wie in 5 angedeutet.
Wenn der Aktor 3 sich von einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,76 zu einer normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 1,0 dreht, bewegt sich der Temperaturnockenfolger 55 von der Position T₄ zu einer Position T₅ auf der Temperaturnockenbahn 45 während der Modusnockenfolger 85 sich von der Position M₄ zu einer Position M₅ auf der Modusnockenbahn 85 bewegt. Die Temperaturnockenbahn 45 weist einen erhöhten Abstand von der Drehachse 41 der Temperaturnockensteuerung 40 entlang des Abschnitts der Temperaturnockenbahn 45 auf, der sich von der Position T₄ zu der Position T₅ erstreckt. Die Erhöhung des Abstands resultiert darin, dass das Temperaturverbindungszahnrad 50 sich um die Drehachse 51 dreht, was eine Drehung von jedem dem Temperaturklappenzahnrad 60 und der Temperaturklappe 28 verursacht. Wie in 5 angedeutet, resultiert die Drehung der Temperaturklappe 28 darin, dass der Luftfluss, der zu der Fahrgastzelle gebracht wird, graduell und kontinuierlich seine Temperatur erhöht, während der Aktor 3 sich von der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 0,76 zu der normalisierten Drehposition des Aktors von ungefähr 1,0 dreht. Wenn der Aktor 3 die normalisierte Drehposition des Aktors von 1,0 erreicht, wird die Temperaturklappe 28 zu der zweiten Position zurückgekehrt sein, wobei die Temperaturklappe 28 den Durchgang 7 für kalte Luft blockiert und ermöglicht, dass der gesamte Luftstrom durch den Durchgang 8 für warme Luft fließt. Die Modusnockenbahn 75 verbleibt in einem konstanten Abstand von der Drehachse 71 der Modusnockensteuerung 70, während die Modusnockenbahn 75 von der Position M₄ zu der Position M₅ fortfährt, folglich verbleibt der Modusnockenfolger 85 im Wesentlichen stationär, was dazu führt, dass die Modusklappe 32 in der Position des „unteren Modus” verbleibt, wobei der Luftfluss zu den unteren Schlitzen während der Drehung des Aktors 3 von der normalisierten Drehposition des Aktors von 0,76 zu der normalisierten Drehposition des Aktors von 1,0 gebracht wird.
Der Steuerungsmechanismus 34 ist entsprechend dazu ausgestaltet jede die Temperaturklappe 28 und die Modusklappe 32 zu bestimmten Drehpositionen zu drehen, die mit vorbestimmten Drehwinkeln des einzelnen Aktors 3 verbunden sind, welcher den Steuerungsmechanismus 34 antreibt und die vorbestimmte Drehposition der Temperaturklappe 28 wird durch die Form der Temperaturnockenbahn 45 bestimmt und die vorbestimmte Drehposition der Modusklappe 32 wird durch die Form der Modusnockenbahn 75 bestimmt. Der Steuerungsmechanismus 34 ist ferner dazu ausgestaltet eine unabhängige Temperatursteuerung für jeden einen oberen Modus der Betätigung, einen unteren Modus der Betätigung und einen gemischten Modus der Betätigung bereitzustellen.
Es sollte verstanden werden, dass der Aktor 3 verwendet werden kann, sich in beide der zwei Drehrichtungen zu drehen, um das Luftführungssystem zu einem der Betätigungsmodi, die mit einer normalisierten Drehposition des Aktors in Verbindung stehen, die oben beschrieben sind, anzupassen. Entsprechend, wie durch das Diagramm in 5 angedeutet, ermöglicht das Luftführungssystem 1 das beide die Temperaturklappe 28 und die Modusklappe 32 in verschiedenen Positionen angepasst werden, was zu verschiedenen Betätigungsmodi des Luftführungssystems 1 führt, mittels der Drehung eines einzelnen Aktors 3. Eine Temperatur des Luftflusses kann entsprechend von kalt nach heiß angepasst werden, während die Luft ausschließlich zu den oberen Schlitzen der Fahrgastzelle, ausschließlich zu den unteren Schlitzen der Fahrgastzelle und zu jedem der oberen Schlitze und unteren Schlitze der Fahrgastzelle gebracht wird. Zusätzlich kann ein Prozentwert des Luftflusses, der durch die unteren und oberen Schlitze gebracht wird, variiert werden, während eine Temperatur der Luft maximiert oder minimiert wird.
Es sollte durch den Fachmann anerkannt werden, dass die allgemeinen Prinzipien der Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 angepasst werden können, um mit mehreren unterschiedlichen Steuerungsmechanismen verwendet werden, die im Wesentlichen ähnliche Komponenten aber unterschiedliche Größen, Anordnungen und Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel kann eine Änderung einer Position von einer der vorgenannten Achsen 41, 51, 61, 71, 81, 91 oder eine Änderung der Größe von einem der vorgenannten Zahnräder 40, 50, 60, 70, 80, 90 eine Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 ändern oder es notwendig machen, dass jede die Temperaturnockenbahn 45 und die Modusnockenbahn 75 umgestaltet werden müssen, um die Unterschiede der relativen Positionierung zwischen den Zahnrädern 40, 50, 60, 70, 80, 90 auszugleichen. Es sollte auch verstanden werden, dass der Aktor 3 dazu ausgestaltet sein kann, mit der Modusnockensteuerung 70 anstelle der Temperaturnockensteuerung 40 in Betätigungseingriff zu sein, ohne die Prinzipien der Betätigung des Steuerungsmechanismus 34 zu ändern. Zum Beispiel, falls der Aktor 3 in Betätigungseingriff mit der Modusnockensteuerung 70 anstelle der Temperaturnockensteuerung 40 ist, benötigt der Aktor nur eine Drehung in einer umgekehrten Drehrichtung im Vergleich zu der, die in 3 und 4 gezeigt ist, um die mehreren Betätigungsmodi, die durch das Diagramm in 5 dargestellt sind, zu erzeugen. Zusätzlich sollte verstanden werden, dass die vorgenannten normalisierten Drehpositionen des Aktors, die als eine Änderung eines Betätigungsmodus des Luftführungssystems 1 angedeutet sind, unabhängig von dem Pfad von jedem der Temperaturnockenbahn 45 und der Modusnockenbahn 75 sind, folglich kann ein Ändern von einer Nockenbahn 45, 75 zu einer Änderung für verschiedene Werte der normalisierten Drehposition des Aktors führen.
Es sollte auch durch den Fachmann verstanden werden, dass die allgemeinen Konzepte, welche den Steuerungsmechanismus 34 betreffen, für die Steuerung von verschiedenen unterschiedlichen Drehkomponenten, die in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet sind, angewendet werden können. Zum Beispiel kann, anstatt die Drehposition von jeder der einen Temperaturklappe und einen Modusklappe zu steuern, der Steuerungsmechanismus 34 stattdessen dazu ausgestaltet sein, die Drehposition von jedem eines Paars Modusklappen und jedem eines Paars Temperaturklappen zu steuern.
Falls ein Paar Modusklappe angewendet wird, kann eine der Modusklappen an einem ersten abgezweigten Punkt des Luftführungssystems 1 angeordnet sein, während die andere Modusklappe an einem zweiten abgezweigten Punkt des Luftführungssystems 1 angeordnet sein kann. In einigen Ausführungsformen können der erste abgezweigte Punkt und zweite abgezweigte Punkt in getrennten Flusspfaden des Luftführungssystems 1 ausgebildet sein, während in anderen Ausführungsformen der erste abgezweigte Punkt stromauf oder stromab des zweiten abgezweigten Punkts bezüglich einer Richtung des Flusses der ZufuhrLuft durch das Luftführungssystem 1 angeordnet sein kann. Der erste abgezweigte Punkt kann zum Beispiel die Zufuhr der Luft zwischen den unteren Schlitzen und oberen Schlitzen teilen, während der zweite abgezweigte Punkt den Luftfluss ferner aufteilen kann, der zu einem der unteren Schlitze oder oberen Schlitze gerichtet ist, wie zum Beispiel ein Teilen des Flusses zwischen zwei benachbarten Schlitzen oder entweder unteren Schlitzen oder oberen Schlitzen. Zusätzlich sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein Luftführungssystem 1 beschränkt ist, in welchem der Luftfluss zwischen unteren Schlitzen und oberen Schlitzen davon geteilt wird, sondern dazu angepasst werden kann, mit jedem Luftführungssystem 1 verwendet zu werden, wobei der Luftfluss mindestens einmal nach einem Konditionieren der Luft geteilt wird, zum Richten des Luftfluss zu unterschiedlichen Bereichen der Fahrgastzelle.
Falls ein Paar Temperaturklappe angewendet wird, kann eine der Temperaturklappen angepasst werden, den Luftfluss durch einen ersten Durchgang zu steuern, der eine Heizung- oder Kühlungseinrichtung darin angeordnet aufweist, während die anderen Temperaturklappe dazu angepasst sein kann, den Luftfluss durch einen zweiten Durchgang zu steuern, der eine Heizung- oder Bildungseinrichtung darin angeordnet aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der erste Durchgang und der zweite Durchgang in einer parallelen Flussanordnung angeordnet sein, während in anderen Ausführungsformen der erste Durchgang stromauf oder stromab des zweiten Durchgangs bezüglich der Richtung des Luftflusses durch das Luftführungssystem 1 angeordnet ist. Es sollte verstanden werden, dass andere Konfigurationen wie gewünscht verwendet werden können.
Es sollte ferner durch den Fachmann verstanden werden, dass der Steuerungsmechanismus 34 ferner dazu angepasst sein kann, die Drehpositionen von drei oder mehr Drehkomponenten gleichzeitig zu steuern, die in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet sind, inklusive zum Beispiel einer Kombination von zwei oder mehr Modusklappen oder zwei oder mehr Temperaturklappen. Das Hinzufügen einer dritten Nockensteuerung, die eine geeignete Nockenbahn aufweist, kann dadurch verursacht werden, dass eine der Temperaturnockensteuerung 40 oder der Modusnockensteuerung 70 im Betätigungseingriff kommt, um zu verursachen, dass die dritten Nockensteuerung in Antwort auf ein Bewegen des Aktors 3 gedreht wird. Ein drittes Verbindungszahnrad, das einen Nockenbahnfolger aufweist, der gleitend im Eingriff mit der Nockenbahn der dritten Nockensteuerung ist, kann dann dazu gebracht werden, sich in Antwort auf eine Änderung der Form der Nockenbahn der dritten Nockensteuerung zu drehen, während der Nockenfolger die Nockenbahn durchläuft. Das dritte Verbindungszahnrad kann entsprechend im Betätigungseingriff mit einem dritten Klappenzahnrad sein, der dazu ausgestaltet ist, eine Drehung einer dritten Klappe zu verursachen, die in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist, in Antwort auf eine Drehung des dritten Verbindungszahnrads. Entsprechend benötigt jede zusätzliche Klappe, die eine Rotation benötigt, eine zusätzliche Nockensteuerung, ein zusätzliches verbindungszahnrad, der einen Nockenfolger im gleitenden Eingriff mit der Nockenbahn aufweist, und ein zusätzliche Klappenzahnrad, um die entsprechende Klappe zu drehen. Dieser Prozess kann so oft wie notwendig wiederholt werden, um eine gleichzeitige Steuerung für so viele Klappen wie benötigt bereitzustellen, die in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet sind, um jeden gewünschten Betätigungsmodus des Luftführungssystems 1 bereitzustellen.
Es sollte auch ferner durch den Fachmann anerkannt werden, dass der Steuerungsmechanismus 34 ferner dazu angepasst werden kann, ein Verfahren zum Steuern von zwei oder mehr Klappen unter Verwendung einer einzelnen der Nockensteuerung 40, 70 durchzuführen. Zum Beispiel kann, statt zwei Nockensteuerungen 40, 70 zu verwenden, die miteinander in Eingriff stehen, um miteinander gleichförmig zu drehen, eine einzelne Nockensteuerung (nicht dargestellt) verwendet werden, welche jede die Temperaturnockenbahn (nicht dargestellt) und eine Modusnockenbahn (nicht dargestellt) darin ausgebildet aufweist, wobei ein Drehen des einzelnen Nockenzahnrads jeden das Temperaturverbindungszahnrad 50 und das Modusverbindungszahnrad 80 dazu bringt, den entsprechenden Nockenbahnen zu folgen, um mindestens zwei Klappen unter Verwendung einer einzelnen Nockensteuerung zu steuern. Die zwei getrennten Nockenbahnen, die in dem einzelnen Nockenzahnrad ausgebildet sind, können in einer gemeinsamen Fläche der Nockensteuerung ausgebildet sein (während sie sich vorzugsweise nicht kreuzen) oder können in gegenüberliegenden Flächen der Nockensteuerung ausgebildet sein. Es sollte durch den Fachmann anerkannt werden, dass das Ausbilden einer einzelnen Nockensteuerung, die zwei oder mehr Bahnen aufweist, Modifikationen der Positionierung und Orientierung der anderen Komponenten des Steuerungsmechanismus 34 benötigt, um zu ermöglichen, dass der Steuerungsmechanismus 34 jeden der gewünschten Betätigungsmodi des Luftführungssystems 1 wie gewünscht ausführt.
Entsprechend kann der Fachmann durch die vorhergehende Beschreibung einfach essenzielle Merkmale der Erfindung ermitteln und, ohne von der Idee und dem Umfang davon abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung durchführen, um diese für verschiedene Anwendungen und Bedingungen anzupassen.

Claims

Luftführungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimanlagensystem eines Motorfahrzeugs, das eine Fahrgastzelle aufweist, wobei das Luftführungssystem umfasst: ein Hauptgehäuse, das eine erste Klappe, die drehbar darin angeordnet ist, und eine zweite Klappe aufweist, die drehbar darin angeordnet ist; und einen Steuerungsmechanismus, der durch einen einzelnen Aktor angetrieben wird, wobei der Steuerungsmechanismus dazu ausgestaltet ist, eine Drehposition von jeder der ersten und zweiten Klappe zu steuern.
Luftführungssystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerungsmechanismus ferner umfasst: eine erste Nockensteuerung drehbar um eine erste Drehachse; und eine zweite Nockensteuerung drehbar um eine zweite Drehachse, wobei die zweite Nockensteuerung in Betätigungseingriff mit der ersten Nockensteuerung ist, um eine Rotationsbewegung dazwischen zu übertragen, wobei der einzelne Aktor in Betätigungseingriff mit einer der ersten Nockensteuerung oder der zweiten Nockensteuerung ist und diese dreht.
Luftführungssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Nockensteuerung eine erste Nockenbahn beinhaltet, die darin ausgebildet ist, und die zweite Nockensteuerung eine zweite Nockenbahn, die darin ausgebildet ist, beinhaltet.
Luftführungssystem nach Anspruch 3, wobei die Form der ersten Nockenbahn eine Drehposition der ersten Klappe bestimmt und eine Form der zweiten Nockenbahn eine Drehposition der zweiten Klappe bestimmt.
Luftführungssystem nach Anspruch 3, wobei die erste Nockenbahn einen variierenden Abstand von der ersten Drehachse aufweist, während sich die erste Kurvenbahn in einer umfänglichen Richtung um die erste Drehachse erstreckt, und wobei die zweite Nockenbahn einen variierenden Abstand von der zweiten Drehachse aufweist, während sich die zweite Nockenbahn in einer umfänglichen Richtung um die zweite Drehachse erstreckt.
Luftführungssystem nach Anspruch 3, wobei der Steuerungsmechanismus ferner umfasst: ein erstes Verbindungszahnrad, das um eine dritte Drehachse drehbar ist, wobei das erste Verbindungszahnrad einen ersten Nockenfolger beinhaltet, der gleitend mit der ersten Nockenbahn in Eingriff ist; und ein zweites Verbindungszahnrad, das um eine vierte Drehachse drehbar ist, wobei das zweite Verbindungszahnrad einen zweiten Nockenfolger beinhaltet, der gleitend in Eingriff mit der zweiten Nockenbahn ist.
Luftführungssystem nach Anspruch 6, wobei das erste Verbindungszahnrad sich um die dritte Drehachse in Antwort auf ein Gleiten des ersten Nockenfolgers entlang der ersten Nockenbahn dreht und wobei das zweite Verbindungszahnrad sich um die vierte Drehachse in Antwort auf ein Gleiten des zweiten Nockenfolgers entlang der zweiten Nockenbahn dreht.
Luftführungssystem nach Anspruch 7, wobei das Gleiten des ersten Nockenfolgers entlang der ersten Nockenbahn, wobei ein Abstand der ersten Nockenbahn von der ersten Drehachse sich erhöht, eine Drehung der ersten Klappe in der ersten Richtung verursacht und das Gleiten des ersten Nockenfolgers entlang der ersten Nockenbahn, wobei ein Abstand der ersten Nockenbahn sich von der ersten Drehachse sich verringert, eine Drehung der ersten Klappe in einer zweiten Rotationsrichtung umgekehrt zu der ersten Rotationsrichtung verursacht.
Luftführungssystem nach Anspruch 8, wobei das Gleiten des zweiten Nockenfolgers entlang der zweiten Nockenbahn, wobei ein Abstand des zweiten Nockenfolgers sich von der Drehachse erhöht, eine Drehung der zweiten klappe in einer dritten Drehrichtung verursacht und das Gleiten des zweiten Nockenfolgers entlang der zweiten Nockenbahn, wobei ein Abstand des zweiten Nockenfolgers von der zweiten Drehachse sich verringert, eine Drehung der zweiten Klappe in einer vierten Drehrichtung gegenüber der dritten Drehrichtung verursacht.
Luftführungssystem nach Anspruch 6, wobei der Steuerungsmechanismus ferner ein erstes Klappenzahnrad umfasst, das in Betätigungseingriff mit jedem dem ersten Verbindungszahnrad und der ersten Klappe ist, wobei eine Drehung des ersten Verbindungszahnrads um die dritte Drehachse ein Drehen von jedem dem ersten Klappenzahnrad und der ersten Klappe verursacht.
Luftführungssystem nach Anspruch 10, wobei der Steuerungsmechanismus ferner ein zweites Klappenzahnrad umfasst, das in Betätigungseingriff mit jedem dem zweiten Verbindungszahnrad und der zweiten Klappe ist, wobei eine Drehung des zweiten Verbindungszahnrads um die vierte Drehachse eine Drehung von jedem dem zweiten Klappenzahnrad und der zweiten Klappe verursacht.
Luftführungssystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerungsmechanismus ferner umfasst: eine erste Nockensteuerung, die eine erste Nockenbahn darin ausgebildet aufweist; eine zweite Nockensteuerung, die eine zweite Nockenbahn darin ausgebildet aufweist, wobei die zweite Nockensteuerung in Betätigungseingriff mit der ersten Nockensteuerung ist, um eine Drehbewegung dazwischen zu übertragen, wobei eine der ersten Nockensteuerung und der zweiten Nockensteuerung in Betätigungseingriff mit dem einzelnen Aktor ist und durch diesen gedreht wird.
Luftführungssystem nach Anspruch 12, wobei eine Bewegung eines ersten Nockenfolgers gleitend in die erste Nockenbahn eingreifend eine Drehung der ersten Klappe verursacht und ein Bewegen eines zweiten Nockenfolgers gleitend in Eingriff mit der zweiten Nockenbahn eine Drehung der zweiten Klappe verursacht.
Luftführungssystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerungsmechanismus dazu ausgestaltet ist, jede die erste Klappe und die zweite Klappe auf vorbestimmt Drehpositionen zu drehen, die mit vorbestimmten Winkeln einer Drehung eines einzelnen Aktors verbunden sind, welcher den Steuerungsmechanismus antreibt.
Luftführungssystem nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Drehposition der ersten Klappe durch eine erste Nockenbahn bestimmt ist und wobei die vorbestimmte Drehposition der zweiten Klappe durch eine zweite Nockenbahn bestimmt ist.
Luftführungssystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerungsmechanismus dazu ausgestaltet ist, eine unabhängige Temperatursteuerung für jede eine Betätigung eines oberen Modus, einer Betätigung eines unteren Modus und eine Betätigung eines gemischten Modus bereitzustellen, wobei die Betätigung des oberen Modus einen Luftfluss durch das Hauptgehäuse beinhaltet, die ausschließlich zu mindestens einem oberen Schlitz der Fahrgastzelle gebracht wird, wobei die Betätigung eines unteren Modus einen Luftfluss durch das Hauptgehäuse beinhaltet, der ausschließlich zu mindestens einem unteren Schlitz der Fahrgastzelle gebracht wird, und die Betätigung des gemischten Modus einen Luftfluss durch das Hauptgehäuse beinhaltet, der zu mindestens einem oberen und mindestens einem unteren Schlitz der Fahrgastzelle gebracht wird.
Luftführungssystem nach Anspruch 1, wobei der einzelne Aktor des Steuerungsmechanismus eine erste kinematische Beziehung mit der ersten Klappe und eine zweite kinematische Beziehung mit der zweiten Klappe aufweist, wobei mindestens eine der ersten kinematische Beziehung und der zweiten kinematische Beziehung einen Nockenfolger beinhaltet, der gleitend in eine Nockenbahn eingreift.
Luftführungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem eines Motorfahrzeugs, das eine Fahrgastzelle aufweist, wobei das Luftführungssystem umfasst: ein Hauptgehäuse, das eine Temperaturklappe, die drehbar darin angeordnet ist, um eine Temperatur von Luft zu steuern, die zu der Fahrgastzelle geführt wird, und einer Modusklappe aufweist, die darin zum Steuern einer Verteilung der Luft zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich der Fahrgastzelle angeordnet ist; und einen Steuerungsmechanismus, der durch einen einzelnen Aktor angetrieben wird, wobei der Steuerungsmechanismus dazu ausgestaltet ist, die Drehposition von jeder der Temperaturklappe und der Modusklappe zu steuern, wobei der Steuerungsmechanismus umfasst: eine Temperaturnockensteuerung, die eine Temperaturnockenbahn darin ausgebildet aufweist; eine Modusnockensteuerung, die eine Modusnockenbahn darin ausgebildet aufweist, wobei die Modusnockensteuerung in Betätigungseingriff mit der Temperaturnockensteuerung ist, um eine Rotationsbewegung dazwischen zu übertragen, wobei eine der Temperaturnockensteuerung und der Modusnockensteuerung in Betätigungseingriff mit dem einzelnen Aktor ist und durch diesen gedreht wird.
Luftführungssystem nach Anspruch 18, wobei der Steuerungsmechanismus ferner umfasst: ein Temperaturverbindungszahnrad, das einen Temperaturnockenfolger aufweist, der in gleitendem Eingriff mit der Temperaturnockenbahn während einer Drehung der Temperaturnockensteuerung ist; und ein Modusverbindungszahnrad, das einen Modusnockenfolger aufweist, der im gleitenden Eingriff mit der Modusnockenbahn während einer Drehung der Modusnockensteuerung ist.
Luftführungssystem nach Anspruch 19, wobei der Steuerungsmechanismus ferner umfasst: ein Temperaturklappenzahnrad, das mit dem Temperaturverbindungszahnrad und der Temperaturklappe in Betätigungseingriff ist, wobei eine Bewegung des Temperaturnockenfolgers eine Drehung des Temperaturklappenzahnrads und der Temperaturklappe verursacht; und ein Moduszahnrad, das mit dem Modusverbindungszahnrad und der Modusklappe in Betätigungseingriff ist, wobei eine Bewegung des Modusnockenfolgers eine Drehung des Modusklappenzahnrads und der Modusklappe verursacht.