DE10232422A1 - Air flap assembly has several swivel flaps whose swivel axes are spread out over a continuous part of periphery of free cross-sectional area of air flow - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Luftklappenanordnung, insbesondere für den Einsatz in Luftführungskanälen einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von zum Beschränken des freien Querschnitts eines Luftführungskanals verschwenkbaren Luftklappen.The present invention relates to generally an air damper assembly, particularly for use in air ducts one Heating, ventilation and / or air conditioning of a motor vehicle, with a plurality of to limit the free cross section of an air duct can be pivoted Louvers.
Durch den vermehrten Einsatz von Klimaanlagen in Klein- und Mittelklassefahrzeugen und durch die daraus resultierende Bauraumeinschränkung besteht die Notwendigkeit, Klimaanlagen in ihrer räumlichen Ausdehnungen zu reduzieren. Darüber hinaus besteht grundsätzlich das Verlangen den Geräuschpegel derart zu minimieren, daß eine Beeinträchtigung im Fahrzeuginnenraum vermieden wird. Anders ausgedrückt soll bei reduzierter Anlagengröße der Klimakomfort beibehalten bzw. verbessert werden und die Geräuschemission verringert werden.Through the increased use of Air conditioning systems in small and medium-sized vehicles and by resulting space restrictions there is a need to Air conditioners in their spatial Reduce extents. About that basically exists craving the noise level to minimize such that a impairment is avoided in the vehicle interior. Put another way with reduced system size, climate comfort maintained or improved and the noise emissions are reduced.
Der Einsatz der oben genannten Anlagen setzt voraus, Einrichtungen zum Steuern und Regeln der Luftströmungen bereitzustellen. Üblicherweise finden für diese Aufgaben Luftklappen mit entsprechend an den Luftführungskanal angepaßten Geometrien Anwendung. Diese sind meist verschwenkbar um eine Achse gelagert und können in den Luftführungskanal eingeschwenkt werden, um Luftströmungen abzuschirmen bzw. bestimmte Luftströmungen von anderen abzuschirmen. Der Einsatz von Luftklappen weißt dabei insbesondere den Nachteil auf, daß die bauräumliche Erstreckung in axialer Richtung den Bauraumanforderungen diametral entgegenstehen. Darüber hinaus wird bei zwischengelagerten Positionierungen der Luftklappe eine nicht unerhebliche Lateralkomponente in die Luftströmung eingeleitet, die wiederum zu einer nachteiligen Geräuschentwicklung führen kann.The use of the above systems sets advance to provide facilities for controlling and regulating air flows. Usually find for this Tasks air flaps with corresponding to the air duct matched Geometry application. These can usually be swiveled around an axis stored and can in the air duct to be swung in to air currents shield or shield certain air currents from others. The use of air flaps knows in particular the disadvantage that the spatial extension in the axial direction diametrically oppose the installation space requirements. Furthermore becomes an intermediate position of the air damper not inconsiderable lateral component introduced into the air flow, which in turn can lead to disadvantageous noise development.
Aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Luftklappenanordnung praktisch für beliebige Geometrien bereitzustellen, unter Vermeidung oder zumindest unter Reduzierung der oben genannten Nachteile.It is the task of the present Invention to provide an air damper arrangement practically for any geometry, while avoiding or at least reducing the above Disadvantage.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche beschrieben sind.This task is due to the characteristics of the independent Solved claim, where appropriate further training by the characteristics of the dependent Expectations are described.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Luftklappenanordnung, insbesondere für den Einsatz in Luftfuhrungskanälen einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlagen eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von zum Beschränken des freien Querschnitts eines Luftführungskanals verschwenkbaren Luftklappen vor, wobei die Luftklappenschwenkachsen über zumindest einen Teil des peripheren Bereichs des zu beschränkenden freien Querschnitts gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit effizient praktisch beliebige Geometrien sperren und freigeben zu können, wie z. B. eine kreisförmige oder halbkreisförmige Geometrie, wobei die Luftklappenschwenkachsen insbesondere in demjenigen fortlaufenden Teil des peripheren Bereichs angeordnet sind, der mit bisherigen Lösungen praktisch nicht oder nur mit erheblichem Aufwand zu handhaben war.The present invention proposes one Air flap arrangement, in particular for use in an air duct Heating, ventilation and / or Air conditioning systems of a motor vehicle, with a plurality of for restricting the free cross section of an air duct pivotable air flaps in front, with the air flap pivoting axes at least a part of the peripheral area of the free cross section to be restricted evenly distributed are arranged. The solution according to the invention thus efficiently enables practically any Lock and unlock geometries, such as B. a circular or semicircular Geometry, with the air flap pivot axes in particular in that continuous part of the peripheral region are arranged, the with previous solutions was practically impossible or could only be handled with considerable effort.
Darüber hinaus benötigen die peripher angeordneten Luftklappen nur Bauraum in eine axiale Erstreckungsrichtung des Luftführungskanals, so daß weitere Anwendungsfelder als bei bisher üblichen Luftklappen offen stehen. Beispielsweise könnte eine erfindungsgemäße Luft klappenanordnung direkt im Anschluß an eine Luftbehandlungseinrichtung angeordnet werden, ohne daß Bauraum in beide Erstreckungsrichtungen des Luftführungskanals aufgrund der Schwenkradien benötigt wird. Weiterhin ist von Vorteil, daß beim Öffnen des Luftführungskanals bezüglich der Luftströmung keine Luftklappe gegen die Luftströmung verschwenkt werden muß und für jede einzelne Luftklappe nur eine geringe Betätigungskraft zum Verschwenken notwendig ist.They also need peripherally arranged air flaps only installation space in an axial direction the air duct, so that more Fields of application than with conventional air dampers be open. For example an air valve assembly according to the invention directly after an air treatment device can be arranged without space in both directions of extension of the air duct due to the swivel radii needed becomes. Another advantage is that when opening the air duct in terms of the air flow no air flap has to be pivoted against the air flow and for each one Air flap only a small actuation force is necessary for pivoting.
Die hier vorgeschlagene Luftklappenanordnung weist somit erhebliche Vorteile im Vergleich zu konventionellen Luftklappen in Bezug auf die Luftführung, die Geräuschemission und die Bauraumanforderungen auf.The air damper arrangement proposed here has significant advantages compared to conventional ones Air dampers in relation to the air flow, the noise emission and the installation space requirements.
Vorteilhafterweise erfolgt die Verteilung der Luftklappen und somit der Luftklappenschwenkachsen gleichmäßig über den Teil des peripheren Bereichs. Durch diese Ausgestaltung können jeweils identische Einzelplatten verwendet werden. Bei einer beispielhaften Anwendung zum Versperren eines halbkreisförmigen Luftführungskanals würden z. B. mehrere dreiecksförmige Luftklappen zum Einsatz kommen, wobei die Schwenkachsen an der Basis des Dreiecks vorliegen würden und die Scheitelspitzen, die diesen Basen gegenüberliegen in der Summe einen Winkel von 180° ausbilden würden.The distribution is advantageously carried out the air flaps and thus the air flap swivel axes evenly over the Part of the peripheral area. This configuration can be identical Single plates can be used. In an exemplary application to lock a semicircular Air duct would z. B. several triangular Air flaps are used, with the swivel axes at the base of the Triangle would exist and the apexes that lie opposite these bases add up to one Form an angle of 180 ° would.
Bei einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform sind die Luftklappenschwenkachsen über den gesamten peripheren Bereich verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt. Bei einer beispielhaften Anwendung, bei der z. B. ein kreisförmiger Querschnitt zu versperren und freizugeben ist, könnten wiederum dreieckförmige Luftklappen zum Einsatz kommen.In a particularly preferred embodiment, the air flap pivot axes are over distributed over the entire peripheral area, in particular evenly distributed. In an exemplary application in which, for. B. to block and release a circular cross-section, triangular air flaps could in turn be used.
Durch eine solche Anordnung der Luftklappen besteht die Möglichkeit, die Luftklappen derart symmetrisch zu betätigen, daß zwar der lichte Querschnitt verkleinert wird, jedoch dabei die Querschnittform bzw. die Umrißgeometrie des Luftführungskanals nicht verändert wird. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Laminarität der im Luftführungskanal geführten Luftströmung aus, da dadurch nur eine vernachlässigbare Lateralkomponente in die Luftströmung eingeführt wird bzw. die durch die Umlenkung der Luftströmung verursachten Turbulenzen minimal sind. Die Luftströmung wird ähnlich dem Prinzip einer Düse zwar beschleunigt, jedoch wird dabei die vorteilhafte Laminarität der Luftströmung beibehalten, Verwirbelungen würden zu nachteiligen Geräuschemissionen führen.Through such an arrangement of the air flaps it is possible, to operate the air flaps symmetrically so that the clear cross-section is reduced, however, the cross-sectional shape or the outline geometry of the air duct not changed becomes. This has a particularly advantageous effect on the laminarity of the Air duct out airflow because it is only a negligible lateral component into the air flow introduced or the turbulence caused by the deflection of the air flow are minimal. The air flow will be similar the principle of a nozzle Although accelerated, the advantageous laminarity of the air flow is retained, Swirling would to adverse noise emissions to lead.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden die Schwenkachsen der Luftklappen zumindest einen Teilbereich eines Vielecks in einer Raumebene aus, wobei das Vieleck von einem Umriß eines Luftführungskanals, in das die Luftklappenanordnung einbringbar ist, umschrieben wird. Durch die Anordnung der Luftklappen in einer Raumebene und dadurch daß die Schwenkachsen vom Umriß des Luftführungskanals umschrieben werden, ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit, einen Luftführungskanal mit beliebiger Geometrie bezüglich des Luftstroms zu beschränken.In a particularly preferred embodiment form the pivot axes of the air flaps at least a portion of a polygon in a spatial plane, the polygon having an outline of a Air duct, into which the air flap arrangement can be inserted is described. By the arrangement of the air flaps in a room level and thereby that the pivot axes from the outline of the Air duct are described, there is a particularly simple way an air duct with any geometry regarding restrict the airflow.
Eine derartige Anordnung der Luftklappenachsen hätte zusätzlich den Vorteil, daß sich die Luftklappen beim Beschränken des Luftführungskanals durch das gegenseitige in Eingriff stehen selbst stabilisieren könnten.Such an arrangement of the air damper axes would also have that Advantage that the air flaps when restricting of the air duct stabilize the mutual engagement themselves.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn an der Luftklappenanordnung ein Anschlag vorgesehen ist, an der die Luftklappen in einer geschlossenen Position anliegen, wobei der Anschlag vorzugsweise eine Mehrzahl von Stützverstrebungen, die in einen Konus münden, umfaßt. Durch einen Anschlag, an dem die Luftklappen in der geschlossenen Position anliegen, kann gewährleistet werden, daß auch bei hohen Staudrücken die Luftklappen in Verschlußposition vorliegen und der Luftführungskanal optimal abgeschirmt ist. Darüber hinaus wird durch die strömungsoptimierte Ausgestaltung der Stützverstrebungen und des Konus die Laminarität der Luftströmung unterstützt. Selbstverständlich sind auch anstelle der Konusform andere Geometrien wie z. B. sphärisch möglich, wie auch die Anordnung des Gebläsemotors an diesem Ort.It is also an advantage if on a stop is provided on the air flap arrangement, on which the Air flaps are in a closed position, with the Stop preferably a plurality of support struts, which in one Mouth cone, includes. By a stop on which the air flaps in the closed Position can be guaranteed be that too at high back pressures the air flaps are in the locked position and the air duct is optimally shielded. About that is also optimized by the flow Design of the support struts and laminarity of the cone the air flow supported. Of course Are other geometries such as z. B. spherically possible, such as also the arrangement of the blower motor At this place.
Ferner ist von Vorteil, wenn an den Luftklappen und/oder an den Stützverstrebungen flexible Dichtlippen vorgesehen sind. Die Dichtlippen gewährleisten in einer geschlossenen Position der Luftklappen, daß auch bei größeren Staudrücken der Luftführungskanal vollständig von der Luftströmung abgeschirmt wird.It is also advantageous if the Air flaps and / or on the support struts flexible sealing lips are provided. Ensure the sealing lips in a closed position of the air flaps that also at larger dynamic pressures of the air duct Completely shielded from the air flow becomes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Luftklappenanordnung ein Gehäuse auf, in dessen Wandung mehrere Durchbrüche vorgesehen sind, wobei durch die Gehäusewandung der Luftklappenanordnung wenigstens eine weitere Luftströmung verläuft. In Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlagen besteht die Notwendigkeit, verschiedene Luftströme, die meist mit unterschiedlichen Temperaturniveaus vorliegen, nach Möglichkeit homogen zu vermengen, ohne dabei in erhöhtem Maße nachteilige Turbulenzen in die Luftströmung einzuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchbrüche ringförmig an der Gehäusewandung angeordnet, durch die eine zweite Luftströmung verläuft. Durch eine derartige Anordnung der Durchbrüche ergibt sich die Möglichkeit die zweite Luftströmung symmetrisch mit der ersten Luftströmung zu vermengen. Darüber hinaus können selbstverständlich noch weitere Luftströmungen durch die Durchbrüche in einen Luftführungskanal geführt werden, wobei verschiedenen Durchbrüchen unterschiedliche Luftströmungen zugeordnet werden können.In a further preferred embodiment the air flap arrangement has a housing in the wall thereof several breakthroughs are provided, with the housing wall of the air flap arrangement at least one more air flow runs. In heating, ventilation and / or air conditioners there is a need for various air flows, mostly with different temperature levels, if possible to mix homogeneously, without increasing disadvantageous turbulence into the air flow introduce. In a preferred embodiment are the breakthroughs annular on the housing wall arranged through which a second air flow runs. With such an arrangement of breakthroughs the possibility arises the second air flow symmetrical with the first air flow to mix. About that can out Of course even more air currents through the breakthroughs into an air duct guided different air flows are assigned to different openings can be.
Vorteilhafterweise ist einem Durchbruch jeweils eine Luftklappe zugeordnet, wobei die Durchbrüche jeweils gleiche Umrisse aufweisen, wie die zugeordneten Luftklappen. Die Luftklappen können zwischen einer am Anschlag anliegenden Position und einer an den Durchbrüchen anliegenden Position vice versa verschwenkt werden, wobei in der am Anschlag anliegenden Position der durch die Durchbrüche geleitete Luftstrom maximal ist. Umgekehrt ist der durch die Durchbrüche geführte Luftstrom minimal, wenn die Luftklappen an den Durchbrüchen anliegen. Durch die Deckungsgleichheit der Umrisse der Luftklappen und der Durchbrüche kann auf einfache Weise die entsprechende Dichtheit bezüglich der Luftströmung gewährleistet werden.A breakthrough is advantageous each assigned an air flap, with the openings respectively have the same outline as the assigned air flaps. The Air flaps can be between one position against the stop and one against the openings Position can be pivoted vice versa, being in the at the stop maximum position of the air flow directed through the openings is. Conversely, the air flow through the breakthroughs is minimal, if the air flaps on the openings issue. Due to the congruence of the outlines of the air flaps and the breakthroughs can easily ensure the appropriate tightness with respect to the air flow become.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind jeweils zwei benachbarte Luftklappen mit einem flexiblen Lappen verbunden, die in einer Position der Luftklappen den Bereich zwischen diesen gegen eine Luftströmung abschirmen. In der Position, in der der freie Querschnitt des Luftführungskanals in geöffneter Position vorliegt, schirmen die Luftklappen mit den in dieser Position aufgespannten flexiblen Lappen den Luftführungskanal von der zweiten bzw. von den weiteren Luftströmungen ab. Dadurch kann auf eine entsprechende Ausgestaltung der Gehäusewandung mit entsprechend an die Luftklappen angepaßten Durchbrüchen verzichtet werden. Optimalerweise kann die Luftklappenanordnung ohne eine mit Durchbrüchen versehene Gehäusewandung direkt in eine Strömungsgabelung bzw. Luftführungskanalgabelung montiert werden. Denkbar wäre dadurch auch, in der Gehäusewandung einen ringfömigen Durchbruch vorzusehen, durch die eine weitere Luftströmung geführt werden kann.In a further advantageous embodiment are two adjacent air flaps with a flexible flap connected in a position of the air flaps the area between this against an air flow shield. In the position in which the free cross section of the air duct in open Position, the air flaps shield with those in this position stretched flexible rag the air duct from the second or from the further air currents from. This allows a corresponding design of the housing wall with openings correspondingly adapted to the air flaps become. Optimally, the air damper arrangement can be provided without an opening housing directly into a flow fork or air duct duct crotch to be assembled. Would be conceivable as a result, in the housing wall a ring-shaped breakthrough provide through which a further air flow can be passed.
Ferner kann es von Vorteil sein, daß die Schwenkachsen der Luftklappen gemeinsam eine im wesentlichen kontinuierliche Linie ausbilden, die nicht parallele Abschnitte umfaßt. Optimaleinfacherweise entspricht die von den Schwenkachsen der Luftklappen ausgebildete im wesentlichen kontinuierliche Linie praktisch einen Teil der geometrischen Form des Luftführungskanals, in die die Luftklappenanordnung einbringbar ist, insbesondere der des Umrisses des Luftführungskanals. Weiterhin ist es von Vorteil, daß der Verlauf der kontinuierlichen Linie von zumindest einen Teil des Umriß des Luftführungskanals eingeschrieben wird. Dadurch kann auf einfache Weise eine Geometrie bereitgestellt werden, die den gesamten lichten Querschnitt des Luftführungskanals bezüglich der Luftströmung abschirmen kann.It can also be advantageous that the swivel axes the air flaps together have a substantially continuous line form, which includes non-parallel sections. Optimally simply corresponds essentially formed by the pivot axes of the air flaps continuous line practically part of the geometric shape the air duct, into which the air flap arrangement can be introduced, in particular the the outline of the air duct. It is also advantageous that the course of the continuous Line inscribed by at least part of the outline of the air duct becomes. A geometry can thereby be provided in a simple manner be the entire clear cross section of the air duct in terms of the air flow can shield.
Ferner kann es von Vorteil sein, daß die Luftklappen im wesentlichen synchron betätigt werden, insbesondere dann, wenn nur eine weitere Luftströmung durch die Durchbrüche geführt wird. Die Betätigung der Luftklappen kann beispielsweise durch eine Boudenzugeinrichtung ausgeführt werden. Denkbar wäre auch, eine Staudruckregelung mittels den Luftklappen jeweils zugeordneten Federelementen auszubilden.It can also be advantageous that the Air flaps are actuated essentially synchronously, especially when if only one more air flow through the breakthroughs guided becomes. The actuation the air flaps can, for example, by means of a bouquet draw device accomplished become. Would be conceivable also, a dynamic pressure control by means of the air flaps respectively assigned Train spring elements.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Luftklappenschwenkachsen zumindest teilweise als Filmscharniere dargestellt. Die Verwendung von Filmscharnieren ist herstellungstechnisch dahingehend vorteilhaft, daß es z. B. möglich ist, sämtliche Luftklappen mit einem peripheren Dicht- und Anlenkungsbereich einstückig herzustellen.In a preferred embodiment are the air flap pivot axes at least partially as film hinges shown. The use of film hinges is technical advantageous in that it z. B. possible is all air flaps to be produced in one piece with a peripheral sealing and articulation area.
Um eine möglichst einfache Betätigung der Luftklappen gewährleisten zu können, ist es bevorzugt, daß die Luftklappen miteinander gekoppelt sind, insbesondere einer Nockenspuranordnung, wobei jedoch auch andere Kopplungsmechanismen, die zeitgleich auch als Betätigungseinrichtung dienen können, denkbar sind, wie z. B. ein entlang der Klappenschwenkachsen geführter Bowden-Zug oder dergleichen.To operate the air flaps as simply as possible guarantee to be able it is preferred that the Air flaps are coupled to one another, in particular a cam track arrangement, however, other coupling mechanisms that work at the same time as an actuator can serve are conceivable, such as. B. a Bowden cable run along the flap pivot axes or similar.
Die Luftklappenanordnung kann insbesondere auch eine Frischluft-/Umluftsteuerung darstellen, wenn entsprechende Durchbrüche in der Kanalwandung ausgebildet sind. Die spezifische Anwendung als Frischluft-/Umluftsteuerung ist dahingehend vorteilhaft, daß für beide Luftströme eine große Durchströmfläche zur Verfügung steht, nämlich einmal der lichte Querschnitt und andererseits eine periphere Luftzuführ, die durch rundherum angeordnete Durchtritte bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, daß anders als bei bisher bestehenden Frischluft-Umluft-Konzepten beide Luftströmungen in einem sogenannten Mischmodus praktisch parallel geführt werden können, so daß die Gefahr einer Rückströmung reduziert ist.The air flap arrangement can in particular also represent a fresh air / recirculation control if appropriate breakthroughs are formed in the channel wall. The specific application as fresh air / recirculation control is advantageous in that for both airflows a large flow area for disposal stands, namely on the one hand the clear cross section and on the other hand a peripheral air supply, the is provided by passages arranged all around. On Another advantage can be that unlike existing ones Fresh air recirculation concepts both air flows in a so-called Mixing mode can be performed practically in parallel, so that the danger a backflow reduced is.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden, lediglich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt. Darin zeigt:Other features and advantages of Invention will become more apparent upon reading the following, only exemplary and not restrictive cited Description, which with reference to the accompanying drawings he follows. It shows:
Durch die Luftklappenanordnung
Die Luftklappenanordnung
Die Nockenspuren
Weiterhin ist ein Anschlag vorgesehen,
der durch mehrere zum Mittelpunkt verlaufende Stützverstrebungen
Die Luftklappen
Durch entsprechendes Verschwenken
der Luftklappen
Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Konzept darauf beruht, die Luftströmungen umzulenken und dabei das Strömungsprofil in der geometrischen Form beizubehalten. Dies wird durch eine Luftklappenanordnung erreicht, die ähnlich dem Prinzip einer Düse zwar den freien Querschnitt verändern kann, jedoch über den gesamten Regelbereich die Form des Querschnitts praktisch beibehält.In summary it can be stated that the inventive concept relies on the air currents redirect while doing the flow profile to maintain in the geometric shape. This is through an air damper arrangement achieved that similar the principle of a nozzle change the free cross-section can, however, about practically maintains the shape of the cross-section throughout the entire control range.
Obwohl die vorliegende Erfindung
vorangehend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform
vollständig
beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedene
Veränderungsmöglichkeiten
im Rahmen der beiliegenden Ansprüche
möglich
sind, ohne von dem erfindungsgemäßen Konzept
und dem beanspruchten Schutz abzuweichen. Beispielsweise können zur
Betätigung der
Luftklappen ebenso Federelemente, die bei einem definierten Staudruck
die Luftsteuerelemente
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