DE19530003C2 - Drehbewegliche Strömungssteuerklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehbewegliche Strömungs­ steuerklappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Klappen kommen beispielsweise in Heizungs- und/oder Klimaan­ lagen von Kraftfahrzeugen als Luftklappen zum Öffnen und Schließen von Luftkanälen zum Einsatz.

Es ist bekannt, Klappen mit zwei voneinander beabstandet an­ geordneten Lagerhülsen, die jeweils eine Durchstecköffnung zum Durchstecken eines Wellenstückes aufweisen, je nach An­ wendungsfall einseitig oder beidseitig verdrehsicher mit ei­ nem Wellenstück zu versehen, um die funktionelle Drehbewegung auf die Klappe zu übertragen. Dazu wird im ersteren Fall ein Wellenstück lediglich durch die Durchstecköffnung einer der beiden Lagerhülsen durchgesteckt, während die andere Lager­ hülse frei bleibt. Im letzteren Fall hingegen wird ein Wel­ lenstück durch beide fluchtende Durchstecköffnungen durchge­ steckt, oder es werden alternativ zwei sich gegenüberliegende Wellenstücke durch die jeweilige Durchstecköffnung der Klappe durchgesteckt. Auf diese Weise kann ein und dieselbe Klappe sowohl an den Stellen verwendet werden, wo nur eine einseiti­ ge antreibende Wellenanlenkung der Klappe vorgesehen ist, als auch an den Stellen, an denen eine beidseitige Wellenanlen­ kung erfolgt. Dadurch läßt sich die Fertigung zweier ver­ schieden ausgestalteter Klappen für die beiden Einsatzzwecke, wie dies in der Offenlegungsschrift DE 32 27 458 A1 erwähnt ist, vermeiden. In dieser Offenlegungsschrift sind zwei un­ terschiedlich ausgebildete Strömungssteuerklappen für einsei­ tige bzw. beidseitige Anlenkung offenbart, wobei die einsei­ tig angelenkte Klappe mit einem Vierkant-Wellenstumpf verse­ hen ist, während bei der beidseitig anzulenkenden Klappe zwei miteinander fluchtende Öffnungen für die Aufnahme von Anlenk­ zapfen vorgesehen sind.

Bei der herkömmlichen Vorgehensweise der wahlweisen ein- oder beidseitigen Wellenanlenkung einer einheitlich gestalteten Klappe besteht allerdings die Schwierigkeit, daß in dem Fall, in welchem die Klappe durch Einstecken eines Wellenstücks nur in eine der beiden Durchstecköffnungen einseitig angelenkt wird, die Durchstecköffnung an der anderen, frei bleibenden Lagerhülse offen bleibt. Durch diese offene Durchstecköffnung kann gegebenenfalls das anströmende Fluid hindurchströmen, was zu störenden Strömungsgeräuschen und zu einer unerwünsch­ ten Leckströmung führen kann.

In der Patentschrift AT 343 322 ist eine Klappe der eingangs genannten Art beschrieben, bei der die Dichtmembran von einem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Deckel gebildet ist, der am Stirnende einer als Lagerhülse fungierenden Büchse lösbar befestigt ist, z. B. mittels eines Schnappverschlusses. Der Deckel kann eine dünne oder mit einer umlaufenden ring­ förmigen Sollbruchlinie versehene Seitenwand derart aufwei­ sen, daß eine äußerer Deckelteil abbrechbar ist. In diesem Fall kann eine anzuschließende Welle durch die somit gebilde­ te Durchstecköffnung im Deckel hindurchgeführt werden, wobei sich der verbleibende Seitenwandteil des Deckels lippenartig an den Umfang der durchgesteckten Welle abdichtend anlegt.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung einer drehbeweglichen Strömungsleitklappe der eingangs genannten Art zugrunde, die universell für ein- und beidsei­ tige Anlenkung einsetzbar ist und für die auch bei nur ein­ seitiger Anlenkung die gewünschte Fluiddichtheit an den La­ gerstellen mit geringem Aufwand sichergestellt ist.

Dieses Problem wird durch eine drehbewegliche Strömungsleit­ klappe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Klappe ist hierbei an wenigstens einer der beiden Lagerhülsen mit einer Dichtmembran versehen, welche die dortige Durchsteck­ öffnung abdeckt und von einem gegebenenfalls einzusetzenden Wellenstück durchstoßen werden kann. Wenn die Klappe mit nur einseitiger Anlenkung zum Einsatz kommt, wird das einzu­ fügende Wellenstück durch die Durchstecköffnung der einen Lagerhülse durchgesteckt, gegebenenfalls unter Durchstoßen der dortigen Dichtmembran, falls eine solche auch an dieser Lagerhülse vorgesehen ist, während die Durchstecköffnung der frei bleibenden Lagerhülse von der unversehrt bleibenden Dichtmembran abgedeckt bleibt. Damit wird jegliche Fluidströ­ mung durch die Durchstecköffnung der frei bleibenden Lager­ hülse hindurch unterbunden. Die Klappe eignet sich des weite­ ren problemlos auch zur Verwendung mit beidseitiger Anlen­ kung. Dazu werden ein einziges oder zwei einzelne Wellen­ stücke in die Durchstecköffnungen beider Lagerhülsen unter Durchstoßen der wenigstens einen Dichtmembran eingesteckt, wobei sie wie üblich die beiden Durchstecköffnungen jeden­ falls großteils abdichten. Vorzugsweise sind die Durchsteck­ öffnungen beider Lagerhülsen mit einer derartigen Dichtmem­ bran abgedeckt, so daß die einseitige Anlenkung der Klappe an jeder der beiden Lagerhülsen unter Bewahrung der Abdichtfunk­ tion durch die unversehrt bleibende Dichtmembran an der frei bleibenden Lagerhülse erfolgen kann. Von Vorteil ist weiter­ hin, daß für die Bereitstellung der wenigstens einen Dicht­ membran kein zusätzlicher Fertigungsschritt erforderlich ist, indem die jeweilige Dichtmembran mit dem gleichen Spritzvor­ gang angebracht wird, mit welchem in herkömmlicher Weise eine abdichtende, elastische Dichtlippe randseitig an den Klappen­ körper angespritzt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ermöglicht eine definierte Durchstoßung der Dichtmembran mittels des durchgesteckten Wellenstücks derart, daß der nach Durchstec­ ken des Wellenstücks am Rand der zugehörigen Durchstecköff­ nung verbleibende Membranteil durch Klemmung zusätzlich zum restlichen Lagerhülsenabschnitt zur Abstützung des Wellen­ stücks beiträgt und/oder den Spalt zwischen Durchstecköffnung und durchgestecktem Wellenstück zuverlässig abdichtet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Längs­ schnittansicht einer drehbeweglichen Strömungssteuer­ klappe.

Die Strömungssteuerklappe ist in der Figur der Übersichtlich­ keit halber lediglich in einem Lagerabschnitt explizit ge­ zeigt und ist im übrigen von einer herkömmlichen Gestalt, wie sie beispielsweise zur Verwendung als Schließklappe in einem Luftströmungskanal einer Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. Auf beiden Seiten dieses Lager­ abschnitts weist die Klappe in symmetrischer Anordnung je ei­ ne Lagerhülse (1, 2) auf, die in fluchtende Stecköffnungen (16, 17) zweier sich gegenüberliegender Strömungskanalwandun­ gen (5, 6) unter Spannung derart eingefügt sind, daß axiales und radiales Lagerspiel ausgeglichen wird, wobei ein jeweils außenseitig angeformter Ringkonus (3, 4) gegen den innensei­ tigen Rand der Öffnungen (16, 17) in den beiden Strömungs­ kanalwandungen (5, 6) zur Anlage kommt.

Jede Lagerhülse (1, 2) beinhaltet eine Durchstecköffnung (7, 8) die mit je einer Dichtmembran (9, 10) fluiddicht abgedeckt sind, wobei die Dichtmembranen (9, 10) an den beiden zuge­ wandten, nach innen weisenden Stirnseiten der Lagerhülsen (1, 2) angespritzt sind. Das Anspritzen der Dichtmembranen (9, 10) erfolgt gleichzeitig mit dem Anspritzen einer herkömmli­ chen, nicht näher gezeigten, elastischen Dichtlippe, die den Klappenkörper randseitig zwecks guter Abdichtung des Strö­ mungskanals in der Schließstellung der Klappe umgibt.

Die gezeigte Strömungssteuerklappe ist wahlweise unter ein­ seitiger und beidseitiger antreibender Anlenkung einsetzbar, wobei in der Figur der Fall der einseitigen Wellenanlenkung explizit dargestellt ist. Dazu wird ein zugehöriges Wellen­ stück in Form eines Vierkant-Anlenkzapfens (11) von außen in eine der beiden Lagerhülsen, im Beispiel der Figur in die rechte, mittels Durchstecken durch deren Durchstecköffnung (8) eingesetzt. Dabei durchstößt der Anlenkzapfen (11) mit seinem vorderen, elastisch zusammendrückbaren Stirnende (12) die zugehörige Dichtmembran (10). Anschließend wird das vor­ dere Anlenkzapfen-Stirnende (12) von zwei in Steckrichtung aufeinanderfolgenden und quer zur Steckrichtung gegenüberlie­ genden Führungsstegen (14, 15), die am Klappenkörper angeformt sind, geführt, bis es unter Aufspreizung mit einer Rastnase (13) den einen Führungssteg (14) hintergreift, wonach der An­ lenkzapfen (11) gegen axiales Herausfallen gesichert in die­ ser Lagerhülse (2) verdrehsicher gehalten ist.

Die Dichtmembranen (9, 10) sind in nicht gezeigter Weise mit einer geschlossenen, im wesentlichen der Querschnittsform des Anlenkzapfens (11) entsprechenden Sollbruchlinie versehen. Dies hat zur Folge, daß der nach Durchstoßen der Dichtmembran (10) durch den Anlenkzapfen (11) verbleibende Membranteil den Anlenkzapfen (11) elastisch andrückend allseitig umgibt. Da­ mit stellt er zusätzlich zum übrigen Teil der Lagerhülse (2) eine klemmende Abstützung für den Anlenkzapfen (11) und au­ ßerdem eine zuverlässige Dichtung des Spalts zwischen Durch­ stecköffnung (8) der Lagerhülse (2) und Anlenkzapfen (11) zur Verfügung. Selbstverständlich können ergänzend die Innenwan­ dung der Lagerhülse (2) und die dieser gegenüberliegende Au­ ßenwandung des Anlenkzapfens (11) so aufeinander abgestimmt sein, daß der Anlenkzapfen (11) über einen weiten Axialbe­ reich gegen die Lagerhülse (2) abgestützt und abgedichtet ist.

Die in der Figur linke Lagerhülse (1) bleibt im gezeigten Fall der nur rechtsseitigen Anlenkung der Strömungssteuer­ klappe frei, d. h. es wird dort kein Wellenstück in ihrer Durchstecköffnung (7) aufgenommen. Folglich bleibt ihre Dichtmembran (9) unversehrt und dichtet die Durchstecköffnung (7) dieser Lagerhülse (1) fluiddicht gegenüber dem Fluidströ­ mungskanal ab, der zwischen den begrenzenden Strömungskanal­ wandungen (5, 6) liegt und in den die Klappe steuernd einge­ fügt ist. Damit wird vermieden, daß bei einseitiger Anlenkung dieser Klappe Falschluft unter störender Geräuschentwicklung durch die frei bleibende Durchstecköffnung (7). der nicht zur Anlenkung beitragenden Lagerhülse (1) strömt. Gleichzeitig wird damit vermieden, daß diese Falschluft unerwünschterweise in neben der Klappe liegende Bereiche gelangt, ohne daß hier­ für zusätzliche Abdichtmaßnahmen am Innenwandungsbereich der Lagerhülse (1) erforderlich sind.

Neben dem gezeigten Fall der einseitigen Anlenkung eignet sich die gezeigte Strömungssteuerklappe ohne jegliche Modifi­ kation für Anwendungen mit beidseitiger Wellenanlenkung der Klappe. Dazu braucht lediglich ein nicht gezeigtes zweites Wellenstück mit identischer Gestalt wie der gezeigte Anlenk­ zapfen (11) in der Figur von links in die Durchstecköffnung (7) der dort noch freien Lagerhülse (1) eingefügt zu werden. Nach Durchstoßen der betreffenden Dichtmembran (9) entlang ihrer definierten Sollbruchlinie und Einrasten am entspre­ chenden Führungssteg (18) des Klappenkörpers ist dann auch dieser zweite Anlenkzapfen symmetrisch zu dem gezeigten er­ sten Anlenkzapfen (11) axial und radial gesichert an der zu­ geordneten Lagerhülse (1) gehalten. Die durchstoßene Dicht­ membran (9) dieser Lagerhülse (1) gewährleistet wiederum eine zusätzliche Klemmabstützung für den durchgeführten Anlenkzap­ fen sowie eine Abdichtung des Spalts zwischen Anlenkzapfen­ außenwand und Lagerhülseninnenwand. Auch bei zweiseitiger An­ lenkung der Klappe ist folglich aufgrund der Anordnung der beiden Dichtmembranen (9, 10) eine gute Fluidabdichtung bei­ der Lagerhülsen (1, 2) gegenüber dem Fluidströmungskanal ge­ geben.

Die Beschreibung des obigen Ausführungsbeispiels zeigt, daß die erfindungsgemäße Klappe ohne Modifikation universell für einseitige oder beidseitige, drehbewegliche Anlenkung ein­ setzbar ist, so daß für diese Zwecke keine unterschiedlich gestalteten Klappen gefertigt werden müssen. Gleichzeitig ist durch das Anordnen der die Durchstecköffnung einer Lagerhülse abdeckenden Dichtmembran, vorzugsweise von zwei Dichtmembra­ nen für die Durchstecköffnungen beider Lagerhülsen, ohne wei­ tere Abdichtmaßnahmen sichergestellt, daß das Strömungsfluid bei einseitiger Anlenkung der Klappe nicht durch die frei bleibende Durchstecköffnung strömt. Ersichtlich ist es mit der gezeigten Realisierung beidseitig angeordneter Dichtmem­ branen möglich, die einseitige Anlenkung der Klappe wahlweise unter Verwendung der einen oder der anderen Lagerhülse vorzu­ nehmen. Falls die Klappe ohnehin mit einer angespritzten Dichtlippe versehen wird, können die Dichtmembranen bevorzugt im selben Spritzvorgang an das jeweilige innere Lagerhülsen­ stirnende angespritzt werden, so daß kein zusätzlicher Ferti­ gungsschritt zur Bereitstellung der Dichtmembranen nötig ist. Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Klappe überall dort Anwendung finden kann, wo drehbewegliche Klappen zur Steuerung einer Fluidströmung erforderlich sind, wobei Hei­ zungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen lediglich bei­ spielhaft genannt sind.

Claims (2)

1. Drehbewegliche Strömungssteuerklappe mit

• - zwei voneinander beabstandet angeordneten Lagerhülsen (1, 2), die jeweils eine Durchstecköffnung (7, 8) zum Durch­ stecken eines Wellenstücks (11) aufweisen, wobei
• - wenigstens eine der Lagerhülsen (1) mit einer die zugehö­ rige Durchstecköffnung (7) abdeckenden, durchstoßbaren Dichtmembran (9) versehen ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Dichtmembran (9) durch Anspritzen an den Klappenkörper gemeinsam mit einer elastischen, klappenrandseitig verlau­ fenden Dichtlippe bereitgestellt ist.

2. Drehbewegliche Strömungssteuerklappe nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmembran (10) mit einer Sollbruchlinie derart versehen ist, daß nach Durchstec­ ken eines zugehörigen Wellenstücks (11) unter Durchstoßen der Dichtmembran der verbleibende Membranteil das durchgesteckte Wellenstück klemmend abstützt und/oder abdichtet.