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Die Erfindung betrifft einen Luftklappenaufbau für ein Kraftfahrzeug-Klimamodul, mit Luftauslassöffnungen, die mittels einer Verschlussklappe verschlossen und geöffnet werden können.
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Es sind Kraftfahrzeug-Klimamodule bekannt, die eine zum Fahrzeuginsassenraum eines Fahrzeugs zugeführte Luft heizen oder kühlen, die Luft entsprechend mischen und die Luft in verschiedene Zonen (z.B. Fußraum, Windschutzscheibe, Kopfbereich, etc.) aufteilen. Solch ein Kraftfahrzeug-Klimamodul ist beispielsweise aus der
EP 2 149 464 A1 bekannt (dort als „air conditioning assembly“ bezeichnet). Ein solches Klimamodul hat Luftauslassöffnungen, die mittels drehbar gelagerter Klappen geöffnet und geschlossen werden können (z.B. in der
EP 2 149 464 A1 die Klappen 42, 44 und 46). Bei solchen Luftauslassöffnungen sind oft mehrere Luftauslassöffnungen benachbart zueinander angeordnet, wie in den
1a und
1b dargestellt. Jeder Luftauslassöffnung 1a, 1b ist eine eigene Verschlussklappe 2a, 2b zugeordnet, beispielsweise führt eine dieser Luftauslassöffnungen Luft zu einem Fußraum des Fahrers und die benachbarte Luftauslassöffnung Luft zu einem Fußraum des Beifahrers. Die Verschlussklappen 2a, 2b dieser zueinander benachbarten Luftauslassöffnungen 1a, 1b sind auf einer gemeinsamen Welle 3 angeordnet, die von einem Antrieb 4 (z.B. Stellmotor, Koppelstange oder Bowdenzug) angetrieben wird, in welche die Kraft an einem Ende der Welle 3 eingeleitet wird, beispielsweise ist ein Stellmotor an einem Ende der Welle 3 angeordnet. Die Krafteinleitung in die Welle 3 in Form eines Drehmoments (wie durch den Pfeil angedeutet) erfolgt daher einseitig, was dazu führt, dass die Welle 3 und die daran befestigten Verschlussklappen 2a, 2b entlang der Achslänge der Welle 3 eine zunehmende Torsion bis zum am weitesten vom Antrieb entfernten Ende erfahren. Eine solche Torsion, auch wenn sie verhältnismäßig klein ist, führt dazu, wie in
1b erkennbar, dass die Luftauslassöffnung 1b von der Verschlussklappe 2b bereits geschlossen ist während die Luftauslassöffnung 1a durch die noch nicht vollständig geschlossene Verschlussklappe 2a noch leicht geöffnet ist. In der Praxis könnte dies dazu führen, dass beispielsweise keine Luft in den Fußraum des Fahrers geführt wird während immer noch Luft in den Fußraum des Beifahrers geblasen wird. Bisher wurde versucht, diesem Problem durch eine asymmetrische Geometrie der Gehäusedichtfläche zu begegnen, so dass die Klappen geometrisch umso mehr Überdrückung erfahren, je weiter der Dichtpunkt vom Antrieb entfernt ist, jedoch führt dies dazu, dass während eines Schließvorgangs die Klappen unterschiedlich schnell geschlossen werden, was wiederum dazu führen kann, dass beispielsweise keine Luft in den Fußraum des Fahrers geführt wird während immer noch Luft in den Fußraum des Beifahrers geblasen wird.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, dieses Problem zumindest teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird mit einem Luftklappenaufbau gemäß Anspruch 1, einem Kraftfahrzeug-Klimamodul gemäß Anspruch 6 und einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Luftklappenaufbau für ein Kraftfahrzeug-Klimamodul, mit zumindest zwei Luftauslassöffnungen mit jeweils einer zugeordneten Verschlussklappe zum Verschließen und Öffnen der zugeordneten Luftauslassöffnung; einer Welle, auf der die Verschlussklappen, insbesondere in gerader Anzahl, drehfest angeordnet sind, wobei durch eine Drehbewegung der Welle, die Verschlussklappen in eine geschlossene und eine geöffnete Stellung drehbar sind; einem Antrieb zum Antrieb der Welle und zum Erzeugen von deren Drehbewegung, wobei bezüglich imaginärer Ebenen an beiden Enden der Welle, senkrecht zur Welle, der Antrieb außerhalb der axial nach außen weisenden Seiten dieser beiden imaginären Ebenen angeordnet ist, wobei eine Krafteinleitung einer Antriebskraft des Antriebs auf die Welle ausschließlich, insbesondere mittig, zwischen zwei benachbarten, insbesondere der beiden mittig angeordneten, der zumindest zwei Luftauslassöffnungen stattfindet. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Stelle der Krafteinleitung um die Mitte der Welle. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass der Antrieb weiterhin seitlich, d.h. an einem Ende der Welle angeordnet werden kann, jedoch durch eine Krafteinleitung zwischen den Verschlussklappen, insbesondere durch eine mittige Krafteinleitung, ein symmetrischer Klappenantriebsmechanismus geschaffen wird, der nicht zu einer ungleichen Klappenöffnung zweier benachbarter Verschlussklappen führt. Selbst wenn eine Torsion auftreten sollte, dann ist diese symmetrisch, so dass es nicht zu ungleicher Luftverteilung zwischen beispielsweise Fahrer- und Beifahrerseite kommt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich die Welle durch die Mitte der Verschlussklappen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Welle eine Hohlwelle, durch deren Inneres sich eine Antriebswelle erstreckt, die einerseits mit dem Antrieb verbunden ist und andererseits zur Krafteinleitung der Antriebskraft des Antriebs in die Welle mit dieser zwischen zwei benachbarten der zumindest zwei Luftauslassöffnungen verbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftklappenaufbau derart ausgebildet, dass die Welle zwischen zwei benachbarten der zumindest zwei Luftauslassöffnungen mit einem Zahnrad, Kettenrad, Riemenrad oder einer Hebelverbindung versehen ist, über welches die Antriebskraft auf die Welle eingeleitet wird, wobei das Zahnrad, Kettenrad, Riemenrad oder die Hebelverbindung wiederum von einer Antriebswelle angetrieben wird, die sich im Wesentlichen parallel zur Welle erstreckt und mit dem Antrieb verbunden ist.
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Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug-Klimamodul mit einem Luftklappenaufbau sowie ein Kraftfahrzeug mit solch einem Kraftfahrzeug-Klimamodul bereit.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
- 1a zeigt eine schematische Vorderansicht eines Luftklappenaufbaus vom Stand der Technik;
- 1b zeigt eine schematische Seitenansicht des Luftklappenaufbaus aus 1a;
- 2a zeigt eine schematische Vorderansicht eines Luftklappenaufbaus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2b zeigt eine schematische Seitenansicht des Luftklappenaufbaus aus 2a;
- 3a zeigt eine schematische Vorderansicht eines Luftklappenaufbaus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 3b zeigt eine schematische Seitenansicht des Luftklappenaufbaus aus 3a.
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2a zeigt eine schematische Vorderansicht eines Luftklappenaufbaus
10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
2b zeigt eine schematische Seitenansicht dieses Luftklappenaufbaus. Dargestellt sind zwei benachbarte Luftauslassöffnungen
11. Diese Luftauslassöffnungen
11 sind Öffnungen in einem Gehäuse
12 eines nicht dargestellten Fahrzeug-Klimamoduls und dienen einer Luftzufuhr aus dem Fahrzeug-Klimamodul in einen Fahrzeuginsassenraum. Das Fahrzeug-Klimamodul umfasst zumindest ein Gebläse zum Erzeugen eines Luftstroms, eine Kühleinheit, eine Heizeinheit sowie Vorrichtungen zum Mischen von gekühlter und erwärmter Luft. Diese Elemente des Fahrzeug-Klimamoduls sind in dem Gehäuse
12 aufgenommen. Ein solches Fahrzeug-Klimamodul ist aus der
EP 2 149 464 A1 bekannt und dort als „air conditioning assembly“ bezeichnet.
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Jede der Luftauslassöffnungen 11 ist einer bestimmten Luftzuführzone zugeordnet, wie beispielsweise Fahrer-Fußraum, Beifahrer-Fußraum, Rücksitzbank-Fußraum links, Rücksitzbank-Fußraum rechts, Windschutzscheibe, Armaturenbrett-Lüftung-links, Armaturenbrett-Lüftungrechts, Armaturenbrett-Lüftung-zentral, usw. Die den benachbarten Luftauslassöffnungen 11 zugeordnete Zonen sind vorzugsweise im Fahrzeuginsassenraum symmetrische Zonen, d.h. ein Fußraum auf der Fahrer- und Beifahrerseite oder die Armaturenbrett-Lüftung der rechten und linken Seite. Im dargestellten Fall sind zwei Luftauslassöffnungen 11 dargestellt, es können jedoch auch mehr zueinander benachbarte Luftauslassöffnungen 11 vorgesehen sein, vorzugsweise handelt es sich um eine gerade Anzahl an zueinander benachbarten Luftauslassöffnungen 11, beispielsweise vier, sechs, acht, usw. Für den Fall, dass mehr als zwei Luftauslassöffnungen 11 vorgesehen sind, handelt es sich bei den beiden dargestellten Luftauslassöffnungen 11 um die beiden mittig angeordneten Luftauslassöffnungen dieser Vielzahl an benachbarten Luftauslassöffnungen.
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Den zumindest zwei zueinander benachbarten Luftauslassöffnungen 11 ist jeweils eine Luftklappe bzw. Verschlussklappe 13 zugeordnet, welche die zugeordnete Luftauslassöffnung 11 wahlweise vollständig verschließt oder vollständig öffnet (Zwischenstellungen sind ebenfalls möglich). Im geschlossenen Zustand stehen die Verschlussklappen 13 im Wesentlichen senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung der Luftauslassöffnungen 11 wohingegen sie in einem vollständig geöffneten Zustand im Wesentlichen parallel zur Luftströmungsrichtung sind. In 2a und 2b sind die Verschlussklappen 13 in einem geschlossenen Zustand dargestellt. Die Verschlussklappen 13 aller zueinander benachbarten Luftauslassöffnungen 11 sind auf einer Welle 14 angeordnet und drehfest mit dieser verbunden. Die Welle 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Hohlwelle die an beiden Enden drehbar bezüglich der Luftauslassöffnungen 11 gelagert ist. Die Welle 14 kann einstückig ausgebildet sein oder in mehrere Abschnitte unterteilt sein, in letzterem Falle sind jedoch alle Abschnitte fest und insbesondere drehfest, miteinander verbunden. Im Inneren der Welle 14 erstreckt sich eine Antriebswelle 15, die an einem Ende mit einem Antrieb 16 verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der Welle 14 über ein Verbindungselement 17 verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle 15 und der Welle 14 ist zwischen den beiden benachbarten Luftauslassöffnungen 11 bzw. zwischen den beiden benachbarten Verschlussklappen 13 angeordnet. Insbesondere handelt es sich bei diesen Luftauslassöffnungen 11 bzw. Verschlussklappen 13 um die beiden mittig angeordneten Luftauslassöffnungen 11 bzw. Verschlussklappen 13. Somit wird die Antriebskraft des Antriebs 16 über die Antriebswelle 15 in die Mitte der Welle 14 eingeleitet und zwar ausschließlich an dieser Stelle eingeleitet. Zwischen der Antriebswelle 15 und der Innenseite der Welle 14 ist ein Zwischenraum ausgebildet. Das Verbindungselement 17 ist sowohl fest mit der Antriebswelle 15 als auch fest mit der Innenseite der Welle 14 verbunden. Der Antrieb 16 ist ortsfest bezüglich dem Gehäuse 12 bzw. den Luftauslassöffnungen 11. Vorzugsweise ist der Antrieb 16 ein Stellmotor, es kann sich aber auch um das angetriebene Element eines Bowdenzugs oder einer Koppelstange handeln. Die beschriebene Art der Krafteinleitung ermöglicht, dass der Antrieb 16 nach wie vor seitlich zu den Luftauslassöffnungen 11, d.h. an einem Ende der Welle 14 angeordnet ist oder genauer ausgedrückt bezüglich imaginärer Ebenen an beiden Enden der Welle 14, senkrecht zur Welle 14, der Antrieb 16 außerhalb der axial nach außen weisenden Seiten dieser beiden imaginären Ebenen angeordnet ist.
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3a zeigt eine schematische Vorderansicht eines Luftklappenaufbaus 110 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 3b zeigt eine schematische Seitenansicht dieses Luftklappenaufbaus. Nachfolgend sollen zur Vermeidung von Wiederholungen nur die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Im Übrigen wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen. Der Luftklappenaufbau 110 des zweiten Ausführungsbeispiels weist Luftauslassöffnungen 111 in einem Gehäuse 112 auf, die mit Verschlussklappen 113 versehen sind. Hinsichtlich der Luftauslassöffnungen 111, dem Gehäuse 112 und den Verschlussklappen 113 wird auf die Beschreibung der Luftauslassöffnungen 11, des Gehäuses 12 und der Verschlussklappen 13 des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen. Die Verschlussklappen 113 sind mit einer Welle 114 verbunden, so wie dies im Zusammenhang mit der Welle 14 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Welle 114 jedoch nicht zwangsläufig eine Hohlwelle, sondern vorzugsweise eine Vollmaterialwelle. Ferner ist ein Antrieb 116 vorgesehen, für den die Beschreibung des Antriebs 16 gilt. Eine Antriebskraft des Antriebs 116 wird in die Welle 114 an der gleichen Stelle der Welle 114 eingeleitet, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Anstatt eines Verbindungselements 17 ist jedoch im zweiten Ausführungsbeispiel ein Zahnrad 118 vorgesehen, welches fest mit der Welle 114 verbunden ist. Das Zahnrad 118 wird von einem Antriebszahnrad 119 angetrieben, welches mit dem Zahnrad 118 in Eingriff ist und welches ebenso wie das Zahnrad 118 zwischen den Luftauslassöffnungen 111 bzw. zwischen den Verschlussklappen 113 angeordnet ist. Das Antriebszahnrad 119 ist an einem Ende einer Antriebswelle 115 vorgesehen, die an ihrem anderen Ende mit dem Antrieb 116 verbunden ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Antriebswelle 115 im Wesentlichen parallel zur Welle 114. Anstatt einer Zahnradverbindung der Zahnräder 118, 119 kann ebenso eine Kettenverbindung mit entsprechenden Kettenrädern, ein Riemenantrieb mit entsprechenden Riemenrädern oder eine Hebelverbindung, d.h. ein Anlenkhebel mit entsprechender Kopplung oder einer Koppelstange, vorgesehen sein.
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Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2149464 A1 [0002, 0010]
