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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Klimasteuersystem für ein Fahrzeug und insbesondere eine interne Zahnradverbindung für ein Klimasteuersystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem für das Fahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Fahrzeug weist typischerweise ein Klimasteuersystem auf, das eine Temperatur in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs auf einem angenehmen Niveau hält, indem es für Heizung, Kühlung und Lüftung sorgt. Komfort wird in dem Fahrgastraum durch einen integrierten Mechanismus aufrechterhalten, der in der Technik als ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik- Lüftungssystem (HVAC-Lüftungssystem, englisch Heating, Ventilation and Air Conditioning) bezeichnet wird. Das Lüftungssystem klimatisiert Luft, die dort hindurch strömt und verteilt die klimatisierte Luft im gesamten Fahrgastraum.
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Das Lüftungssystem verwendet üblicherweise ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Durchgängen und Klappen zum Steuern einer Temperatur und einer Strömung der Luft dort hindurch. Das Gehäuse kann beispielsweise in einen Einlassabschnitt, einen Klimatisierungsabschnitt, einen Mischabschnitt und eine Zuführabschnitt unterteilt sein. Der Einlassabschnitt kann ein Gebläse oder einen Ventilator zum Zuführen der Luft zu dem Klimatisierungsabschnitt aufweisen. Der Klimatisierungsabschnitt enthält einen oder mehrere Wärmetauscher zum Steuern einer Temperatur und der Feuchtigkeit der Luft. Steuerelemente, die in dem Klimatisierungsabschnitt angeordnet sind, steuern die Luftströmung durch Durchgänge mit den darin angeordneten Wärmetauschern. Zum Beispiel können Temperaturklappen, oder auf andere Weise als Klappen oder Ventile bezeichnet, verwendet werden, um die Strömung der Luft durch Durchgänge mit den darin angeordneten Wärmetauschern zu steuern. Der Mischabschnitt ist stromabwärts von dem Klimatisierungsabschnitt angeordnet und bildet eine Kammer zum Rekombinieren von jedem der Luftströme, ob erwärmt oder gekühlt, die aus dem Klimatisierungsabschnitt austreten. Der Zuführabschnitt weist eine Vielzahl von Leitungen oder Kanälen auf, die von dem Mischabschnitt abzweigen, um die Luft zu gewünschten Lüftungsöffnungen zuzuführen, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Im Allgemeinen ist das Lüftungssystem dazu angepasst, die Luft zu steuern, die an mindestens drei Zonen des Fahrgastraums verteilt ist. Zum Beispiel kann die erste Zone eine vordere Fahrerseite sein, die zweite Zone kann eine Fahrgastfahrerseite sein, und die dritte Zone kann eine hintere Insassenzone sein. Die Lüftungsöffnungen, die in dem Fahrgastraum angeordnet sind, können Armaturenbrett-Lüftungsöffnungen, Entfrostungs- Lüftungsöffnungen und vordere Boden-Lüftungsöffnungen aufweisen, die in jeder der ersten Zone und der zweiten Zone angeordnet sind. Ferner können die Lüftungsöffnungen eine hintere Konsolen- und hintere Boden-Lüftungsöffnungen aufweisen, die beispielsweise in der dritten Zone angeordnet sind. Der Zuführabschnitt ist so gestaltet, dass er die von dem Mischabschnitt stammende Luft zu irgendeiner Kombination der Lüftungsöffnungen liefert, basierend auf dem von einem Passagier des Fahrzeugs ausgewählten Betriebsmodus. Jeder Betriebsmodus enthält einen vorgewählten Prozentsatz (oder Verteilungsverhältnis) der Luft, die von dem Mischabschnitt stammt, und die jeder der entsprechenden Lüftungsöffnungen zugeführt wird, die dem ausgewählten Betriebsmodus zugeordnet sind. Klappen, die innerhalb des Zuführabschnitts angeordnet sind, können betätigt werden, um die Verteilung der Luft zu jeder der gewünschten Lüftungsöffnungen zu steuern, indem verschiedene Durchgänge blockiert oder geöffnet werden, die innerhalb des Zuführabschnitts angeordnet sind. Beispielsweise kann ein „Armaturenbrett-Betriebsmodus“ die Luft aufweisen, die nur zu den Armaturenbrett-Lüftungsöffnungen und den hinteren Konsolen-Lüftungsöffnungen verteilt wird, ein „Entfrostungs-Betriebsmodus“ kann die Luft aufweisen, die nur zu den Entfrostungs-Lüftungsöffnungen verteilt wird, und ein „Boden-Betriebsmodus“ kann die Luft aufweisen, die zu den vorderen Boden-Lüftungsöffnungen, den hinteren Boden-Lüftungsöffnungen, den Windschutzscheiben-Entfrostungs-Lüftungsöffnungen und den Seitenscheiben-Entfrostungs-Lüftungsöffnungen verteilt wird. Andere Modi, in denen Luft unter einer anderen Kombination der Lüftungsöffnungen verteilt ist, werden auch in vielen Fahrzeugen verwendet, wie etwa einem „Zwei-Stufen-Modus“ oder „Mischmodus“.
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Bei bestimmten Fahrzeugen erstrecken sich die Klappen, die innerhalb des Zuführabschnitts angeordnet sind, um die Verteilung der Luft zu den Lüftungsöffnungen in der ersten Zone und der zweiten Zone zu steuern, beispielsweise entlang einer Breite des Gehäuses von oder benachbart zu einer ersten Seite des Gehäuses zu oder benachbart zu einer zweiten gegenüberliegenden Seite des Gehäuses. Diese Klappen werden mit einem einzigen Aktuator- und Kinematiksystem gesteuert, das außerhalb des Gehäuses entweder auf der ersten Seite oder auf der zweiten Seite des Gehäuses angeordnet ist. Abhängig von den Packageanforderungen des Lüftungssystems, den Fahrzeugraumanforderungen und der Dimensionierung und Konfiguration des Gehäuses kann jedoch eine kleinere Klappe oder Hilfsklappe zum Steuern der Verteilung von Luft zu der dritten Zone erforderlich sein. Die kleinere Klappe ist in einem Abstand jeweils von der ersten Seite und der zweiten Seite des Gehäuses angeordnet und kann in bestimmten Anwendungen mittig in Bezug auf die Breite des Gehäuses und/oder der Klappen vorgesehen sein, die das Verteilen zu der ersten Zone und der zweiten Zone vorsehen. Daher ist bei bekannten Systemen die kleinere Klappe nicht so einfach und kostengünstig mechanisch mit dem einzelnen Aktuator- und Kinematiksystem verbunden.
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Um beispielsweise die kleinere Klappe mechanisch mit den einzelnen Aktuator- und Kinematiksystemen zu verbinden, verwenden einige bekannte Systeme eine externe Konfiguration, die zusätzliche Komponenten zu den einzelnen Aktuator- und Kinematiksystemen, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen sind, erfordert und die Abmessungen vergrößert. Zusätzliche Komponenten, die benötigt werden, um die kleinere Klappe oder die Hilfsklappe aufzunehmen, können zum Beispiel Zahnräder, Wellen, Kupplungen und größere Gehäuse sein. Die zusätzlichen Komponenten sind teuer und vergrößern die Abmessungen des einzelnen Aktuator- und Kinematiksystems, fügen Herstellungs- und Montagekomplexität hinzu und sind möglicherweise nicht zum Erreichen bestimmter Verpackungs- und Platzanforderungen brauchbar.
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Um die Komplexität und Unbrauchbarkeit der externen Konfiguration zu vermeiden, wird typischerweise eine interne Konfiguration innerhalb des Gehäuses verwendet. Die interne Konfiguration ist jedoch aufgrund von Package- und Größenanforderungen nicht immer geeignet. Wenn Package- und Größenanforderungen die Verwendung der internen Konfiguration zulassen, erfordert die interne Konfiguration viele Komponenten. Diese Komponenten besetzen gewünschte Innenluftströmungs-Querschnittsflächen, was die Leistung des Lüftungssystems minimiert und die Montage des Lüftungssystems kompliziert.
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Außerdem kann die Position der kleineren Klappe von der Position der anderen Klappen abhängen. Daher besteht ein Wunsch nach erhöhter Präzision zwischen der Steuerung der Positionen der Klappen relativ zueinander. Die bekannten externen Konfigurationen und internen Konfigurationen bieten möglicherweise nicht die erforderliche Präzision, was zu einer mechanischen Hysterese zwischen den Klappen führt und die gewünschte Leistung des Lüftungssystems minimiert.
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Dementsprechend besteht im Stand der Technik ein Bedarf, einfach, effizient und gleichzeitig zwei oder mehr Klappen eines Lüftungssystems in einer kostengünstigen Weise zu steuern, während die gewünschten Anforderungen an die Packagegröße beibehalten werden. Weiterer Stand der Technik ist in
DE 10 2008 031 610 A1 ,
KR 10 2012 0 138 927 A und
JP 2004 058 788 A dargelegt.
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Darstellung der Erfindung
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Übereinstimmend und konsistent mit der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise eine Vorrichtung zum einfachen, effizienten und gleichzeitigen Steuern von zwei oder mehr Klappen eines Lüftungssystems in einer kostengünstigen Weise, während die gewünschten Anforderungen an die Packagegröße beibehalten werden, entdeckt.
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Die vorliegende Erfindung ist durch das Lüftungssystem gemäß Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen dargelegt.
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Erfindungsgemäß wird ein Lüftungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgastraum offenbart. Ein Lüftungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgastraum weist ein Hauptgehäuse mit einer ersten Modusklappe, die darin drehbar angeordnet ist und einer zweiten Modusklappe, die darin drehbar angeordnet ist, auf. Ein Aktuator betätigt die erste Modusklappe. Ein Steuermechanismus ist in dem Gehäuse angeordnet und ist so gestaltet, dass er eine gleichzeitige Drehposition der zweiten Modusklappe bezüglich der ersten Modusklappe steuert.
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Weiter erfindungsgemäß ist ein Lüftungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgastraum offenbart. Das Lüftungssystem weist ein Hauptgehäuse auf, das in eine erste Kammer, eine zweite Kammer und eine dritte Kammer unterteilt ist, wobei das Hauptgehäuse eine erste Modusklappe aufweist, die drehbar darin angeordnet ist und sich innerhalb der ersten Kammer und der zweiten Kammer erstreckt, und eine zweite Modusklappe, die drehbar darin angeordnet ist und sich innerhalb der dritten Kammer erstreckt. Ein Aktuator betätigt die erste Modusklappe. Ein Steuermechanismus ist in dem Hauptgehäuse angeordnet und ist so gestaltet, dass er eine gleichzeitige Drehposition der zweiten Modusklappe bezüglich der ersten Modusklappe steuert.
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Ferner erfindungsgemäß ist ein Lüftungssystem für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgastraum offenbart. Das Lüftungssystem weist ein Hauptgehäuse auf, das in eine erste Kammer, eine zweite Kammer und eine dritte Kammer unterteilt ist, wobei das Hauptgehäuse eine erste Modusklappe aufweist, die drehbar darin angeordnet ist und sich innerhalb der ersten Kammer und der zweiten Kammer erstreckt, und eine zweite Modusklappe, die drehbar darin angeordnet ist und sich innerhalb der dritten Kammer erstreckt. Die erste Modusklappe hat eine Zahnradverbindung, die daran ausgebildet ist und die zweite Modusklappe hat eine Zahnradverbindung, die daran ausgebildet ist. Ein Aktuator betätigt die erste Modusklappe. Ein Steuermechanismus ist in dem Hauptgehäuse angeordnet und schafft eine gleichzeitige Drehkommunikation zwischen der ersten Modusklappe und der zweiten Modusklappe. Der Steuermechanismus ist mit einem Klemmelement verbunden, das sich von einer Innenfläche des Hauptgehäuses nach außen erstreckt.
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Figurenliste
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Die obigen sowie weitere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen ersichtlich.
- 1 ist eine fragmentarische perspektivische Explosionsansicht des Lüftungssystems mit einem Steuermechanismus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 ist eine Draufsicht, die ein Inneres eines Hauptgehäuses eines Lüftungssystems von 1 darstellt.
- 3 ist eine fragmentarische perspektivische Unteransicht einer ersten Modusklappe, einer zweiten Modusklappe und eines Steuermechanismus, der mit einem Teiler des Lüftungssystems der 1 und 2 zusammenwirkt.
- 4 ist eine vergrößerte fragmentarische perspektivische Unteransicht des Steuermechanismus von 3, die durch den Kreis 4 von 3 hervorgehoben ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die folgende detaillierte Beschreibung und die angehängten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und zu verwenden, und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken. In Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die dargestellten Schritte beispielhafter Natur, und daher ist die Reihenfolge der Schritte nicht notwendig oder kritisch.
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Die 1 bis 2 zeigen ein Lüftungssystem 10 eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HVAC-Systems) für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. In dem Lüftungssystem 10, das in 1 gezeigt ist, sind Komponenten lediglich zu Veranschaulichungszwecken entfernt. Es versteht sich, dass das Lüftungssystem von 1 zusätzliche Merkmale, wie sie z.B. in 2 gezeigt sind und Merkmale, die üblicherweise bei Lüftungssystemen verwendet werden, aufweisen kann. Wie hierin verwendet, kann sich der Begriff Luft auf ein Fluid in einem gasförmigen Zustand, ein Fluid in einem flüssigen Zustand oder eine Kombination davon beziehen. Das Lüftungssystem 10 stellt typischerweise eine Heizung, Lüftung und Klimatisierung für einen Fahrgastraum (nicht gezeigt) des Fahrzeugs bereit.
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Das Lüftungssystem 10 enthält ein hohles Hauptgehäuse 12. Das Hauptgehäuse 12 kann durch das Zusammenwirken eines Paares von Gehäuseschalen 13 gebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die Gehäuseschalen 13 entlang ihrer Umfangsbereiche miteinander verbunden, um das hohle Hauptgehäuse 12 zu bilden. Die Gehäuseschalen 13 können aus Kunststoff gebildet sein, aber je nach Wunsch können andere Materialien verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann das Hauptgehäuse 12 je nach Wunsch durch das Zusammenwirken von drei oder mehr separat ausgebildeten Komponenten oder Gehäuseabschnitten gebildet werden. Das Hauptgehäuse 12 ist so gestaltet, dass es Luft durch Lüftungsöffnungen (nicht gezeigt) zu einer ersten Zone, einer zweiten Zone und einer dritten Zone des Fahrgastraums (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verteilt. Zum Beispiel kann die erste Zone eine vorderer Fahrerseiten-Zone des Fahrgastraums des Fahrzeugs sein, die zweite Zone kann eine vorderer Fahrgastseiten-Zone des Fahrgastraums des Fahrzeugs sein, und die dritte Zone kann eine hintere Insassenzone des Fahrgastraum des Fahrzeugs sein. Es versteht sich jedoch, dass das Hauptgehäuse 12 so gestaltet sein kann, dass es Luft durch Lüftungsöffnungen zu mehr als oder weniger als drei Zonen des Fahrgastraums des Fahrzeugs verteilt. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Zonen je nach Wunsch alternativen Zonen des Fahrgastraums entsprechen können.
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In der dargestellten Ausführungsform definiert das Hauptgehäuse 12 eine Vielzahl von Kammern 12a, 12b, 12c, wie zum Beispiel eine erste Kammer 12a, eine zweite Kammer 12b und eine dritte Kammer 12c. Zum Beispiel ist die erste Kammer 12a so gestaltet, dass sie Luft durch die Lüftungsöffnungen zu der ersten Zone verteilt, die zweite Kammer 12b ist so gestaltet, dass sie Luft zu der zweiten Zone des Fahrgastraums verteilt, und die dritte Kammer 12c ist so gestaltet, dass sie Luft durch Lüftungsöffnungen zu der dritten Zone des Fahrgastraums verteilt. In der dargestellten Ausführungsform trennt ein Teiler 14 die erste Kammer 12a von der zweiten Kammer 12b. Die dritte Kammer 12c ist in dem Hauptgehäuse 12 ausgebildet, wobei ein erster Abschnitt davon kontinuierlich mit der ersten Kammer 12a und ein zweiter Abschnitt davon kontinuierlich mit der zweiten Kammer 12b ist, und zwischen einer ersten Seite und einer zweiten Seite der Hauptgehäuses 12, welche die erste Kammer 12a und die zweite Kammer 12b definieren, angeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass die dritte Kammer 12c vollständig kontinuierlich mit entweder der ersten Kammer 12a oder der zweiten Kammer 12b sein könnte, aber nicht mit beiden. Ferner kann die dritte Kammer von der ersten Kammer 12a und der zweiten Kammer 12b separat und nicht kontinuierlich sein, falls gewünscht.
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2 zeigt ein hohles Inneres des Hauptgehäuses 12 wobei eine der beiden Gehäuseschalen 13, die zusammenwirken, um das Hauptgehäuse 12 zu bilden, entfernt ist, um die in dem Hauptgehäuse 12 enthaltenen Komponenten besser zu veranschaulichen. Das Hauptgehäuse 12 enthält einen Einlass 20 und steht in Fluidverbindung mit einer Luftzufuhr. Die Luftzufuhr kann beispielsweise von außerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt werden, von dem Fahrgastraum des Fahrzeugs rezirkuliert werden oder einer Mischung von beidem sein. Der Einlass 20 kann benachbart zu einem Gebläse oder Ventilator (nicht gezeigt) ausgebildet sein, das bzw. der zum Fördern einer Strömung der Zufuhr von Luft durch den Einlass 20 und durch das Hauptgehäuse 12 eingerichtet ist.
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Das Hauptgehäuse 12 kann einen Verdampferkern 16 und einen Heizungskern 18 aufweisen. Der Verdampferkern 16 ist so gestaltet, dass er Wärmeenergie zwischen der Luftströmung und dem Kältemittel, das durch den Verdampferkern 16 strömt, austauscht, um die Luftströmung zu kühlen und/oder zu entfeuchten. Obwohl als ein Verdampferkern beschrieben, sollte verstanden werden, dass irgendeine Form einer Kühleinrichtung in Wärmeaustauschbeziehung mit irgendeiner Einrichtung oder irgendeinem einem System des Kraftfahrzeugs zur Verwendung mit dem Lüftungssystem 10 verwendet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Heizungskern 18 ist so gestaltet, dass er Wärmeenergie zwischen der Luftströmung und einem Kältemittel, das durch den Heizungskern 18 zirkuliert, austauscht, um die Luftströmung zu erwärmen. Es sollte verstanden werden, dass irgendeine Form einer Heizeinrichtung, die zum Erwärmen einer Luftströmung dort hindurch geeignet ist, anstelle des Heizkerns 18 verwendet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Eine Temperaturklappe 22 ist drehbar mit dem Hauptgehäuse 12 stromabwärts des Verdampferkerns 16 und des Heizungskerns 18 verbunden. Die Temperaturklappe 22 ist an einer Temperaturklappenwelle 24 angeordnet, die drehbar in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist. Die Temperaturklappe 22 kann in einer ersten Position positioniert sein, bei der die Temperaturklappe 22 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung durch einen Warmluftdurchgang 26 durch den Heizungskern 18 zu blockieren. Wenn sich die Temperaturklappe 22 in der ersten Position befindet, wird die gesamte Luftströmung durch einen geöffneten Kaltluftdurchgang 28 durch den Verdampferkern 16 geleitet. Die Temperaturklappe 22 kann alternativ in einer zweiten Position positioniert sein, bei der die Temperaturklappe 22 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung durch den Kaltluftdurchgang 28 zu blockieren. Wenn sich die Temperaturklappe 22 in der zweiten Position befindet, wird die gesamte Luftströmung durch den geöffneten Warmluftdurchgang 26 geleitet.
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Die Temperaturklappe 22 kann alternativ zu einer Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position gedreht werden. In der Zwischenposition kann eine erste Teilluftströmung der Luftströmung durch den Kaltluftdurchgang 28 an der Temperaturklappe 22 vorbei strömen, während eine zweite Teilluftströmung der Luftströmung durch den Warmluftdurchgang 26 einschließlich des Heizungskerns 18, an der Temperaturklappe 22 vorbei strömen kann. Die erste Teilluftströmung und die zweite Teilluftströmung werden dann in einem Mischabschnitt hinter der Temperaturklappe 22 rekombiniert und gemischt. Es sollte verstanden werden, dass die Temperaturklappe 22 auf eine Vielzahl von Zwischenpositionen einstellbar sein kann, um einen Prozentsatz der Luftströmung zu steuern, der jeweils durch den Kaltluftdurchgang 28 bzw. den Warmluftdurchgang 26 strömt, um eine Temperatur der Luftströmung gemäß den gewünschten Einstellungen eines Passagiers in dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu steuern. Weitere Komponenten und andere Strategien zum Steuern der Luftströmung und zum Steuern der Temperatur der Luft, die in den Fahrgastraum strömt, können erwogen werden, falls dies erwünscht ist.
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Das Hauptgehäuse 12 enthält eine erste Leitung 30, eine zweite Leitung 32 und eine dritte Leitung 34. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Leitung 30 eine Leitung zum Leiten bzw. Lenken der Luftströmung zu einer Windschutzscheibe oder zu Seitenscheiben-Entfrostungs-Lüftungsöffnungen der ersten Zone und zweiten Zone des Fahrgastraums sein. Die zweite Leitung 32 kann eine Leitung zum Leiten der Luftströmung zu einer oder mehreren Konsolen- oder Armaturenbrett-Lüftungsöffnungen der ersten Zone und der zweiten Zone des Fahrgastraums sein. Die erste Leitung 30 und die zweite Leitung 32 können durch den Teiler 14 geteilt sein, um die Strömung zu den jeweiligen Zonen zu steuern. Die dritte Leitung 34 kann eine Leitung zum Lenken der Luftströmung zu den hinteren Konsolen- oder Boden-Lüftungsöffnungen der dritten Zone des Fahrgastraums sein. Die erste Leitung 30, die zweite Leitung 32 und die dritte Leitung 34 können jedoch die Luftströmung zu irgendwelchen unterschiedlichen Bereichen oder Lüftungsöffnungen des Lüftungssystems 10 leiten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Eine erste Modusklappe 36 ist drehbar mit dem Hauptgehäuse 12 stromabwärts von der Temperaturklappe 22 neben einem Einlass der ersten Leitung 30 und einem Einlass der zweiten Leitung 32 verbunden. Die erste Modusklappe 36 ist auf einer ersten Modusklappenwelle 37 angeordnet, die drehbar in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist. Die erste Modusklappe 36 kann in einer ersten Position positioniert sein, bei der die erste Modusklappe 36 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung in die erste Leitung 30 zu blockieren. Wenn sie sich in der ersten Position befindet, wird die gesamte Luftströmung veranlasst, durch die zweite Leitung 32 zu strömen. Die erste Modusklappe 36 kann alternativ in einer zweiten Position positioniert sein, bei der die erste Modusklappe 36 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung in die zweite Leitung zu blockieren. Wenn sie sich in der zweiten Position befindet, wird die gesamte Luftströmung veranlasst, durch die erste Leitung 30 zu strömen.
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Die erste Modusklappe 36 kann alternativ zu einer Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position gedreht werden. Wenn sie sich in der Zwischenposition befindet, strömt eine erste Teilluftströmung der Luftströmung durch die erste Leitung 30, während eine zweite Teilluftströmung der Luftströmung durch die zweite Leitung 32 strömt. Es sollte verstanden werden, dass die erste Modusklappe 36 auf eine Vielzahl von Zwischenpositionen eingestellt werden, um einen prozentualen Anteil der Luftströmung zu steuern, die auf die erste Leitung 30 und die zweite Leitung 32 gelenkt wird, um eine Ventilation der Luftströmung in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu steuern.
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Eine zweite Modusklappe 38 ist drehbar mit dem Hauptgehäuse 12 stromabwärts von der Temperaturklappe 22 neben einem Einlass zu der dritten Leitung 34 verbunden. Die zweite Modusklappe 38 ist an einer zweiten Modusklappewelle 39 angeordnet, die drehbar in dem Hauptgehäuse 12 angeordnet ist. Die zweite Modusklappe 38 kann in einer ersten Position positioniert sein, bei der die zweite Modusklappe 38 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung in die dritte Leitung 34 zu blockieren. Die zweite Modusklappe 38 kann alternativ in einer zweiten Position positioniert sein, bei der die zweite Modusklappe 38 gedreht wird, um den Durchgang der Luftströmung in die dritte Leitung 34 zu ermöglichen. Die erste Modusklappe 36 kann alternativ in eine Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position der ersten Modusklappe 36 gedreht werden. Es versteht sich, dass je nach Wunsch zusätzliche Leitungen, Klappen, Teile und andere Steuerelemente in dem Hauptgehäuse 12 enthalten sein können, um die Luftströmung durch das Hauptgehäuse 12 und den Fahrgastraum des Fahrzeugs zu steuern. Zusätzlich können auch alternative Anordnungen und Konfigurationen der Leitungen, Klappen, Teiler und anderer Steuerelemente in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Wie in den 1 und 3 bis 4 gezeigt ist, weist die zweite Modusklappe 38 eine Länge auf, die kleiner als eine Länge der ersten Modusklappe 36 ist, um eine Breite der dritten Leitung 34 aufzunehmen, wobei die Breite der dritten Leitung 34 geringer ist als eine Breite des Hauptgehäuses 12, das die erste Kammer 12a und die zweite Kammer 12b definiert und die erste Modusklappe 36 enthält. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Modusklappe 38 benachbart zu einer Kante des Teilers 14 angeordnet und steuert gleichzeitig die Luftströmung von der ersten Kammer 12a in die dritte Kammer 12c oder dritte Leitung 34 und die Luftströmung von der zweiten Kammer 12b in die dritte Kammer 12c oder dritte Leitung 34.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 weist das Lüftungssystem 10 einen Steuermechanismus 40 auf, der so gestaltet ist, dass er eine gleichzeitige Steuerung sowohl der ersten Modusklappe 36 als auch der zweiten Modusklappe 38 vorsieht, während er von einem einzigen Aktuator 41 angetrieben wird. Der Steuermechanismus 40 ist ein Modusverbindungs-Zahnrad. Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck „Zahnrad“ auf irgendeine Komponente beziehen, die ein Merkmal zum Eingreifen und Übertragen einer Drehbewegung der drehenden Komponente zu einer anderen unterschiedlichen Komponente enthält. In bestimmten Ausführungsformen ist der Steuermechanismus 40 eine einzelne Komponente mit einem ersten Abschnitt 44 und einem zweiten Abschnitt 46. Der Steuermechanismus 40 weist Eingriffsmerkmale 42, wie z.B. Zähne, auf, die daran ausgebildet sind. Die Eingriffsmerkmale 42 sind an einem ersten Ende des Steuermechanismus 40 in dem ersten Abschnitt 44 und an einem zweiten Ende des Steuermechanismus 40 in dem zweiten Abschnitt 46 ausgebildet. Die Eingriffsmerkmale 42 ermöglichen das Übertragen der Drehbewegung zwischen der ersten Modusklappe 36 und der zweiten Modusklappe 38. Ein drehbarer Abschnitt 48 ist zwischen dem ersten Abschnitt 44 und dem zweiten Abschnitt 46 angeordnet, um es dem Steuermechanismus 40 zu ermöglichen, sich um diesen herum zu drehen. Der drehbare Abschnitt 48 ist als ein Ring gestaltet. Es versteht sich, dass der Steuermechanismus 40 mehr als eine Komponente aufweisen kann und jede Komponente mehr als die drei Abschnitte aufweisen kann.
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Der Steuermechanismus 40 ist so zum Anbringen an einer inneren Oberfläche des Hauptgehäuses 12, und genauer, an einer Oberfläche des Teilers 14 eingerichtet. Der Steuermechanismus 40 kann jedoch, falls gewünscht, an einer Innenwand der Gehäuseschalen 13 angebracht sein. Der Steuermechanismus 40 kann an dem Teiler 14 unter Verwendung irgendeines bekannten Verfahrens oder einer bekannten Verbindungsvorrichtung angebracht sein. In einigen Ausführungsformen ist der drehbare Abschnitt 48 mit einem Klemmelement 50 ausgerichtet, das an dem Teiler 14 ausgebildet ist und sich von diesem nach außen erstreckt, nimmt dieses auf und greift mit diesem ein. Das Klemmelement 50 und der drehbare Abschnitt 48 wirken zusammen, um den Steuermechanismus 40 in Eingriff mit dem Teiler 14 zu halten und um eine Drehung des Steuermechanismus 40 um den drehbaren Abschnitt 48 zu ermöglichen.
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Die erste Modusklappe 36 ist durch die erste Modusklappenwelle 37 drehbar mit dem Aktuator 41 verbunden. Die Eingriffsmerkmale 42 des ersten Abschnitts 44 stehen mit Zähnen 52 einer Zahnradverbindung 54 in Eingriff, das einstückig mit der ersten Modusklappe 36 ausgebildet ist. Die erste Modusklappe 36 überträgt eine Drehbewegung von dem Aktuator 41 zu dem Steuermechanismus 40. Die Eingriffsmerkmale 42 des zweiten Abschnitts 46 stehen mit Zähnen 56 einer Zahnradverbindung 58 in Eingriff, die einstückig mit der zweiten Modusklappe 38 ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des Steuermechanismus 40 von der ersten Modusklappe 36 zu übertragen, wodurch die zweite Modusklappe 38 veranlasst wird, sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon zu drehen. Die Zahnradverbindungen 54, 58 werden mit den jeweiligen Modusklappen 36, 38 während eines Formprozesses ausgebildet, der die Modusklappen 36, 38 formt. Es versteht sich jedoch, dass die Zahnradverbindungen 54, 58 auch getrennt von den jeweiligen Modusklappen 36, 38 ausgebildet und mit diesen verbunden sein können oder durch irgendeinen anderen Herstellungsprozess gebildet werden können, falls gewünscht.
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In den dargestellten Ausführungsformen ist der Steuermechanismus 40 eine einzelne Komponente, die mit einer Oberfläche des Teilers 14 verbunden ist, die verwendet wird, um erste Modusklappe 36 mechanisch mit der zweite Modusklappe 38 zu verbinden. Folglich ist nur eine Zahnradverbindung 54, 58 mit den entsprechenden Modusklappen 36, 38 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann jedoch mehr als eine Komponente des Steuermechanismus 40 verwendet werden. Zum Beispiel kann der Steuermechanismus 40 zwei separate Komponenten aufweisen, die an gegenüberliegenden Oberflächen des Teilers 14 angeordnet sind, wobei jede der Komponenten der Steuermechanismen 40 mit einem der zwei Zahnradverbindungen 54, 58 in Eingriff steht, die mit jeder der Modusklappen 36, 38 ausgebildet sind. Ferner kann eine Reihe von sequentiellen mechanisch verbundenen Komponenten der Steuermechanismen 40 zwischen der ersten Modusklappe 36 und der zweiten Modusklappe 38 verwendet werden, falls gewünscht. Zum Beispiel kann die erste Modusklappe 36 eine Drehbewegung zu einer ersten Komponente des Steuermechanismus 40 in Drehkommunikation mit einer zweiten Komponente des Steuermechanismus 40 übertragen. Die zweite Komponente des Steuermechanismus 40 kann dann mit der zweiten Modusklappe 38 in Eingriff gebracht werden, um eine Übertragung der Drehrotation zu der zweite Modusklappe 38 vorzusehen. Wenn gewünscht, können mehr als zwei Komponenten des Steuermechanismus 40 vorgesehen sein. Wie gezeigt, sind die Zahnradverbindungen 54, 58 an einer Position der jeweiligen Modusklappen 36, 38 ausgebildet, die mit einer Position korrelieren, die mit dem Steuermechanismus 40 ausgerichtet ist, der sich in der dargestellten Ausführungsform in der Nähe eines Mittelabschnitts der jeweiligen Modusklappen 36 befindet. Es sollte jedoch verstanden werden, dass in Abhängigkeit von einer Position des Steuermechanismus 40 an einer inneren Oberfläche des Hauptgehäuses 12, einer Position der Modusklappen 36, 38 und der strukturellen Anordnung und Anzahl der Komponenten des Steuermechanismus 40, die Zahnradverbindungen 54, 58 an jeder Position an den Modusklappen 36, 38 ausgebildet sein können.
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Wie dargestellt, hat der erste Abschnitt 44 des Steuermechanismus 40 eine Querschnittsform, die einem Sektor eines Kreises entspricht, wobei die Eingriffsmerkmale 42 in einer Umfangsfläche davon ausgebildet sind. Der zweite Abschnitt 46 des Steuermechanismus 40 weist eine Querschnittsform auf, die einem Sektor eines Kreises entspricht, wobei die Eingriffsmerkmale 42 in einer Umfangsfläche davon ausgebildet sind. Die Abschnitte 44, 46 des Steuermechanismus 40 können jedoch jede gewünschte Querschnittsform aufweisen, beispielsweise im Wesentlichen kreisförmig oder oval. Es versteht sich, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedliche Formen und/oder Größen aufweisen können. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 44 einen Radius aufweisen, der gleich oder verschieden von einem Radius des zweiten Abschnitts 46 ist, abhängig von der Konfiguration der Modusklappen 36, 38 und des Hauptgehäuses 12.
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Der Aktuator 41 kann irgendein bekannter Aktuator sein, der in der Lage ist, ein Drehmoment zu erzeugen und dieses zu der ersten Modusklappe 36 zu übertragen. Der Aktuator 41 kann beispielsweise mechanisch betrieben, elektrisch betrieben, fluidbetrieben oder anderweitig betrieben werden. Der Aktuator 41 kann ein elektronisch motorgetriebener Drehaktuator sein, als ein nicht einschränkendes Beispiel, oder irgendein Mechanismus, der aus Zahnrädern, Verbindungsgliedern, Nocken, Hebeln und irgendwelchen anderen kinematischen Komponenten besteht, als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel. Der Aktuator 41 ist neben einer Außenfläche des Hauptgehäuses 12 an einem Abschnitt des Hauptgehäuses 12 entsprechend der ersten Modusklappe 36 verbunden. Der Aktuator 41 steht mit der Welle 37 der ersten Modusklappe 36 in Eingriff und veranlasst, dass die erste Modusklappe 36 sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon dreht. Der Aktuator 41 kann falls gewünscht auch eine Drehbewegung anderer Klappen, die in dem Hauptgehäuse 12 enthalten sind, übertragen.
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Der einzelne Aktuator 41 und der Steuermechanismus 40 wirken zusammen, um gleichzeitig eine Drehposition sowohl der ersten Modusklappe 36 als auch der zweiten Modusklappe 38 zu steuern. Der Aktuator 41 veranlasst, dass die erste Modusklappe 36 sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon dreht. In der ersten Position blockiert die erste Modusklappe 36 die Luftströmung durch die erste Leitung 30 und lässt zu, dass die Luft durch die zweite Leitung 32 strömt. Wenn die erste Modusklappe 36 sich zu ihrer ersten Position dreht, überträgt die erste Modusklappe 36 eine Drehbewegung zu der zweiten Modusklappe 38 durch den Steuermechanismus 40, um zu veranlassen, dass sich die zweite Modusklappe 38 gleichzeitig in ihre zweite Position dreht. In der zweiten Position der zweiten Modusklappe 38 strömt die Luftströmung auch durch die dritte Leitung 34. Wenn sich die erste Modusklappe 36 zu ihrer zweiten Position dreht, überträgt die erste Modusklappe 36 eine Drehbewegung zu der zweiten Modusklappe 38 durch den Steuermechanismus 40, um zu veranlassen, dass sich die zweite Modusklappe 38 gleichzeitig in ihre erste Position dreht. In der ersten Position der zweiten Modusklappe 38 ist die Luftströmung zu der zweiten Leitung 32 und der dritten Leitung 34 geschlossen, und eine Gesamtheit der Luftströmung wird durch die erste Leitung 30 geleitet. Der Aktuator kann ferner veranlassen, dass die erste Modusklappe 36 zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon positioniert ist. In einer Zwischenposition der ersten Modusklappe 36 wird veranlasst, dass die zweite Modusklappe 38 zwischen der ersten Position und der zweiten Position davon positioniert ist. In der Zwischenposition der zweite Modusklappe 38 und der ersten Modusklappe 36 ist eine Teilluftströmung der Luftströmung geteilt, um jeweils durch die erste Leitung 30, die zweite Leitung 32 und die dritte Leitung 34 zu strömen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Steuermechanismus 40 eine Kombination der Zahnradverbindungen 54, 58 der Modusklappen 36, 38 sein, die direkt miteinander in Eingriff stehen und miteinander zusammenwirken, um ein Drehmoment zwischen den Modusklappen 36, 38 zu übertragen, ohne eine separate Steuermechanismuskomponente dort dazwischen. Es sollte erkannt werden, dass es von einer Konfiguration der Modusklappen 36, 38, einem Abstand zwischen den Modusklappen 36, 38 und anderen Platzanforderungen in dem Hauptgehäuse 12 abhängt, ob die Zahnradverbindung 54 der ersten Modusklappe 36 direkt mit der Zahnradverbindung 58 der zweiten Modusklappe 38 in Eingriff steht und mit dieser zusammenwirkt. Der Steuermechanismus 40 kann auch eine Reihe von Gliedern, Nocken, Zahnrädern und anderen kinematischen Komponenten sein, die so gestaltet sind, dass sie die Modusklappen 36, 38 oder irgendeine andere Klappe in dem Hauptgehäuse 12 mechanisch verbinden.
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Es sollte dem Fachmann klar sein, dass allgemeine Prinzipien des Betriebs des Steuermechanismus 40 für die Verwendung mit einer Vielzahl von verschiedenen Steuermechanismen angepasst werden kann, die im Wesentlichen ähnliche Komponenten, aber unterschiedliche Größen Verpackungsanordnungen und Konfigurationen aufweisen. Dem Fachmann sollte auch klar sein, dass die allgemeinen Konzepte, die den Steuermechanismus 40 betreffen, auf die Steuerung einer Vielzahl von verschiedenen Drehkomponenten angewendet werden können, die innerhalb des Hauptgehäuses 12 angeordnet sind.
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Vorteilhafterweise erlaubt der Steuermechanismus 40, dass sich die zweite Modusklappe 38 gleichzeitig mit der ersten Modusklappe 36 dreht. Infolgedessen kann der Aktuator 41, der außerhalb des Hauptgehäuses 12 positioniert ist, in seiner Größe begrenzt werden und an Anforderungen an die Packagegröße des Lüftungssystems 10 angepasst werden. Der Aktuator 41 nimmt keinen unerwünschten Raum ein und muss nur die erste Modusklappe 36 und alle anderen Klappen in der Nähe der ersten Modusklappe 36 steuern und muss nicht verlängert sein, um mit der zweiten Modusklappe verbunden zu sein. Mit dem Steuermechanismus 40 wird eine Genauigkeit aufrechterhalten und Kosten und Herstellungskomplexität werden minimiert. Aufgrund des Steuermechanismus 40, der auf solch eine hierin beschriebene Weise gestaltet ist, und mit der inneren Oberfläche des Hauptgehäuses 12 wie dem Teiler 14 verbunden ist, ist die Einschränkung der Luftströmung durch das Hauptgehäuse 12 minimal. Der Steuermechanismus 40 kann verwendet werden, um irgendeine der Klappen, die in dem Hauptgehäuse 12 enthalten sind, zu verbinden, um die Luftströmung, die durch das Hauptgehäuse 12 strömt, zu steuern.
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Dem Fachmann sollte ferner klar sein, dass der Steuermechanismus 40 ferner so angepasst sein kann, dass er gleichzeitig die Drehpositionen von drei oder mehr Drehkomponenten innerhalb des Hauptgehäuses 12 steuert. Dementsprechend erfordert jede zusätzliche Klappe, die gedreht werden soll, eine Zahnradverbindung, die mit einem Steuermechanismus in Eingriff steht. Dieser Prozess kann so oft wie nötig wiederholt werden, um eine gleichzeitige Steuerung von so vielen Klappen, die innerhalb des Hauptgehäuses 12 angeordnet sind, zu ermöglichen, wie gewünscht, um jeden gewünschten Betriebsmodus des Lüftungssystems 10 zu erzeugen. Der Begriff „Modusklappe“, der in dieser Anmeldung verwendet wird, bezieht sich breit auf jede Klappe, die in dem Lüftungssystem 10 verwendet wird, und sollte nicht auf Klappen beschränkt sein, die nur in den Leitungen des Lüftungssystems 10 angeordnet sind. Beispielsweise können Klappen, die in einem Misch- und Klimatisierungsabschnitt angeordnet sind, wie z.B. die oben beschriebene Temperaturklappe 22, an Einlässen des Lüftungssystems 10, oder irgendwelche anderen Klappen, die innerhalb des Hauptgehäuses 12 angeordnet sind, um die Temperatur und die Luftströmung durch das Hauptgehäuse 12 zu steuern, als „Modusklappen“ betrachtet werden.
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Dementsprechend kann ein Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung leicht die wesentlichen Merkmale dieser Erfindung ermitteln und, ohne von ihrem Geist und Umfang abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie an verschiedene Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
