DE19843008A1

DE19843008A1 - Temperaturregelvorrichtung

Info

Publication number: DE19843008A1
Application number: DE1998143008
Authority: DE
Inventors: Stefan H Schwarz
Original assignee: Valeo Climatisation SA
Current assignee: Valeo Climatisation SA
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 1999-04-01
Also published as: US6007421A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das selektive Abdecken von Öffnungen für erwärmte und für gekühlte Luft, eine Luftmischvorrichtung und eine Heizungs- oder Klimaanlage, die eine solche Vor richtung umfaßt.

Hintergrund der Erfindung

Eine Klimaanlage für ein Motorfahrzeug umfaßt herkömm licherweise eine Luftmischkammer, die zwei Einlaßöff nungen hat, eine für gekühlte Luft, die direkt von ei nem Verdampfer her einströmt, und die andere für er wärmte Luft, die über einen Heizblock zugeführt wird. Eine sogenannte "Luftmischklappe" kann zwischen einer ersten Position, in der sie im wesentlichen die erste Öffnung verschließt, und einer zweiten Position, in der sie im wesentlichen die zweite Öffnung verschließt, verdreht werden. Mit Bedienungselementen, beispielsweise mit manuell betätigten Elementen, wird die Luftmischklappe in die erste Position, in die zweite Position oder in eine dazwischen liegende Posi tion verstellt.

Die Klimaanlage umfaßt außerdem eine Reihe von Auslaß öffnungen der Luftmischkammer, von denen geeignete Ka näle zu verschiedenen Teilen der Fahrzeugkabine füh ren, beispielsweise zur Fahrerseite und zur Beifahrer seite.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß innerhalb der Luftmischkammer unterschiedliche Temperaturen herrschen und daß somit je nach Position der Auslaßöffnung in der Kammer unterschiedliche Tem peraturen an die verschiedenen Teile der Fahrzeugkabi ne geleitet werden können. Der Grund für die verschie denen Temperaturen in der Luftmischkammer liegt im un terschiedlichen Strömungsverhalten der erwärmten und der gekühlten Luft. Aus Abb. 1 wird ersichtlich, daß die gekühlte Luft direkt vom Verdampfer einer Misch kammer zugeführt wird, während die erwärmte Luft zwar auch vom Verdampfer herrührt, aber dann durch den Heizblock geführt wird, wodurch der Luftstrom einge schränkt wird.

Für den Fachkundigen ist daher klar, daß bei einer herkömmlichen Vorrichtung die Wirkung der kalten Luft überwiegt, zumindest auf der linken Seite, wie in Abb. 1 dargestellt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Probleme zu verringern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflußre gelvorrichtung, die durch eine selektive Drehung das Abdecken einer ersten oder zweiten Einlaßöffnung in eine Luftmischkammer ermöglicht, dadurch gekennzeich net, daß die genannte Durchflußregelvorrichtung mehre re unabhängig voneinander drehbare Klappen umfaßt.

Vorzugsweise überlappt jede Klappe mit einem Flächen abschnitt den Flächenabschnitt einer benachbarten Klappe.

Vorzugsweise werden mindestens drei der genannten Klappen vorgesehen, und die genannte Durchflußregel vorrichtung umfaßt weiterhin ein Kupplungsglied, das zwei nicht nebeneinanderliegende Klappen miteinander verbindet, so daß diese genannten beiden Klappen sich gemeinsam bewegen.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Luftmischvorrichtung, die Wände umfaßt, welche eine Luftmischkammer definieren und welche weiterhin eine erste und eine zweite Öffnung zur genannten Kam mer definieren, wobei eine der genannten ersten und zweiten Öffnungen für erwärmte Luft bestimmt ist, und die weiterhin eine Durchflußregelvorrichtung umfaßt, die bezüglich der genannten Öffnungen zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich ist, wobei die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genann ten ersten Position die genannte erste Öffnung verschließt und die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genannten zweiten Position die genannte zweite Öffnung verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Durchflußregelvorrichtung mindestens zwei Klappen umfaßt, die voneinander unabhängig zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Positi on beweglich sind.

Vorzugsweise sind die genannten Klappen um eine ge meinsame Achse drehbar.

Vorzugsweise umfaßt die Luftmischvorrichtung weiterhin eine Vorrichtung zur Verstellung einer der genannten Klappen unabhängig von einer anderen der genannten Klappen.

Vorzugsweise überlappt jede Klappe mit einem Flächen abschnitt einen Flächenabschnitt einer entsprechenden benachbarten Klappe.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Luftmischvorrichtung, die Wände umfaßt, welche eine Luftmischkammer definieren und welche weiterhin eine erste und eine zweite Öffnung zur genannten Kam mer definieren, wobei eine der genannten ersten und zweiten Öffnungen für erwärmte Luft bestimmt ist, und die weiterhin eine Durchflußregelvorrichtung umfaßt, die bezüglich der genannten Öffnungen zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich ist, wobei die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genann ten ersten Position die genannte erste Öffnung verschließt und die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genannten zweiten Position die genannte zweite Öffnung verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Durchflußregelvorrichtung mindestens drei Klappen umfaßt, die voneinander unabhängig zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Positi on beweglich sind, und weiterhin ein Kupplungsglied umfaßt, das zwei nicht nebeneinanderliegende Klappen miteinander verbindet, so daß sich diese genannten beiden Klappen gemeinsam bewegen.

Vorzugsweise wirken die genannten Klappen in einer der genannten ersten oder zweiten Positionen zusammen, um die entsprechende Öffnung im wesentlichen zu ver schließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung im folgenden in der bevorzugten Ausfüh rungsform beschrieben. In diesen Zeichnungen zeigt:

Abb. 1 einen Teil eines Querschnitts durch eine her kömmliche Klimaanlage;

Abb. 2 die Luftmischklappe der Klimaanlage aus Abb. 1;

Abb. 3 eine perspektivische Darstellung einer erfin dungsgemäßen Luftmischklappe;

Abb. 4 einen Teil einer perspektivischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Abb. 1 zeigt eine Klimaanlage mit einem Verdampfer (1), zu dem in bekannter Weise ein Luftstrom (2) ge leitet wird, beispielsweise von einer Einlaßöffnung für Umgebungsluft oder, falls Umluft erwünscht ist, von einer Einlaßöffnung in der Fahrzeugkabine. Während des Betriebs ist der Verdampfer mit einem Kühlmittel versehen, und der Auslaßluftstrom (3) aus dem Verdamp fer ist somit gekühlt. Die vom Verdampfer abgehende Auslaßluft wird über einen ersten Kanal (10) zu einer Luftmischkammer (20) geführt, die durch die Wände (30) der Klimaanlage definiert wird, und über einen zweiten Kanal (11) durch einen Heizblock (15) geführt. Der Heizblock (15) erwärmt den Luftstrom, so daß ein er wärmter Luftstrom (4) zur Luftmischkammer (20) geführt wird.

Der erste Kanal (10) ist mit einer Öffnung (21) in die Luftmischkammer (20) versehen, und der Auslaß des Heizblocks (15) ist über eine zweite Öffnung (22) von im wesentlichen ähnlicher Größe wie die erste Öffnung (21) mit der Luftmischkammer (20) verbunden. Eine Luftmischklappe (40) ist beweglich angeordnet von ei ner ersten Position, in der sie an die Öffnung (21) anstößt, um die Öffnung (21) im wesentlichen zu ver schließen, und einer zweiten Position, in der sie an die Öffnung (22) anstößt, um im wesentlichen die Öff nung (22) zu verschließen. Einstellvorrichtungen (nicht in dieser Abbildung gezeigt) machen es möglich, daß die Luftmischklappe in die erste Position, in die zweite Position oder in Positionen zwischen der ersten und der zweiten Position verstellt werden kann, bei spielsweise in die Zwischenposition, die in Abb. 1 dargestellt ist.

Für den Fachkundigen ist klar, daß die Luft, die durch die Öffnung (21) strömt, mit einer höheren Geschwin digkeit strömt als die Luft, die durch die Öffnung (22) strömt, aufgrund der Dämpfungswirkung des Heiz blocks (15) im zweiten Kanal (11). Dies wirkt sich da hingehend aus, daß ein größeres Volumen von gekühlter Luft pro Zeiteinheit in die Mischkammer (20) eintritt. Die durchschnittliche Temperatur der Luft in der Mischkammer kann gesteuert werden, indem die Luft mischklappe in eine andere Position verstellt wird, und die Luftmischklappe könnte somit entgegen dem Uhr zeigersinn bewegt werden, so daß sie den Zustrom kal ter Luft mehr verdeckt, um eine gewünschte Durch schnittstemperatur in der Mischkammer zu erhalten. Je doch wird die schneller strömende kalte Luft weiterhin auf der linken Seite (wie in Abb. 1 dargestellt) vor herrschen. Als Ergebnis ist an Luftauslässen wie etwa Auslaß (51) auf der linken Seite der Luftmischkammer die Luft eher kälter als an Luftmischauslässen wie Auslaß (52) auf der rechten Seite der Kammer.

Abb. 2 zeigt die Luftmischklappe (40) aus Abb. 1 in der zweiten Position, in der der Strom erwärmter Luft in die Mischkammer im wesentlichen verhindert wird.

Abb. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Luftmischklappe.

Die Luftmischklappe (140) umfaßt drei Klappen (141, 142, 143). Jede der Klappen ist ein im wesentli chen ähnlicher ebener Körper aus einem Kunststoff, und die drei Klappen sind an einem Ende um eine gemeinsame Achse (150) drehbar gelagert. Es wäre ebenfalls mög lich, andere Materialien, beispielsweise Metall, zu verwenden, die z. B. gestanzt oder gegossen werden könnten. Die erste und die dritte Klappe (141, 143) sind über ein Kupplungsglied (144) miteinander verbun den und drehbar an einer Achse (151) befestigt. Ein erstes Kurbelglied (152) ist an der dritten Klappe (143) befestigt, so daß die Drehung des Kurbelglieds eine Drehung der ersten und der dritten Klappe auf der Achse (151) bewirkt.

Die zweite Klappe (142) ist starr mit der Achse (151) verbunden, und an einem Ende der Achse ist ein zweites Kurbelglied (153) so befestigt, daß die Drehung des Kurbelglieds (153) eine Drehung der zweiten Klappe (142) unabhängig von der ersten und dritten Klappe (141, 143) bewirkt.

Es wäre ebenfalls möglich, daß sich die beiden Klappen auf getrennten, eng nebeneinander angeordneten Achsen befinden.

Unter weiterer Bezugnahme auf Abb. 3 ist aus den abge bildeten Ausführungsformen ersichtlich, daß ein Flä chenabschnitt (160) der ersten Klappe (141) einen be nachbarten Flächenabschnitt (161) der zweiten Klappe (142) überlappt, wobei die Klappe (142) in der abge bildeten Position unter der Klappe (141) liegt. Am an deren Ende der Klappe (142) überlappt auf ähnliche Weise ein Flächenabschnitt (162) der dritten Klappe (143) den darunterliegenden Flächenabschnitt (163) der zweiten Klappe (142).

Es wäre ebenfalls möglich, daß die Klappen an den Sei tenkanten gegeneinander stoßen. Ein dichtes Zusammen liegen ist äußerst wünschenswert. Es wäre ebenfalls möglich, daß die Klappen mit getrennten Öffnungen, die durch das Gehäuse definiert werden, in Eingriff sind.

Für den Fachkundigen ist somit ersichtlich, daß eine Bewegung der zweiten Klappe entgegen dem Uhrzeigersinn durch den Eingriff der zweiten Klappe mit der ersten und der dritten Klappe bewirkt, daß alle drei Klappen entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, das erste Kurbelglied (152) entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen um die erste und die dritte Klappe (141, 143) zu bewegen, und anschlie ßend die zweite Klappe (142) über das zweite Kurbel glied (153) in eine gewünschte Position zu bewegen.

Abb. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Luftmischklappe, die diesmal mit fünf Klappen (171, 172, 173, 174, 175) ausgeführt ist. In Abb. 4 sind die erste, die dritte und die fünfte Klappe in einer Position dargestellt, in der Abschnitte der Kaltluftöffnung (21) verschlossen sind, während die zweite und die vierte Klappe (172, 174) die Warm luftöffnung (22) verschließen. Damit werden drei Durchflußkanäle für erwärmte Luft und zwei Durchfluß kanäle für gekühlte Luft geöffnet. Da jedoch die zwei te und vierte Klappe vollständig geöffnet sind, strömt die gekühlte Luft über die gesamte Breite der Luft mischkammer, ebenso wie die erwärmte Luft aus den Aus laßöffnungen, die sich durch die geöffneten Klappen (171, 173, 175) ergeben.

Dadurch wird die Schichtung des Luftstroms in der Luftmischkammer verringert und eine verbesserte Mi schung erreicht.

Für den Fachkundigen ist ersichtlich, daß die Durch flußregelvorrichtung in herkömmlichen Heizungsanlagen eingesetzt werden kann, d. h. ohne einen Verdampfer, oder in anderen Situationen, in denen zwei Luftströme vermischt werden sollen.

Zwar wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, aber es ist offensichtlich, daß die Er findung nicht auf diese beschränkt ist, sondern den gesamten Umfang der beigefügten Patentansprüche um faßt.

Claims

1. Durchflußregelvorrichtung, die eine selektive Drehung zum Abdecken einer ersten oder zweiten Einlaß öffnung in eine Luftmischkammer ermöglicht und mehrere unabhängig voneinander drehbare Klappen umfaßt.

2. Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß jede Klappe mit einem Flächenabschnitt einen Flächenabschnitt einer benachbarten Klappe überlappt.

3. Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 1, um fassend mindestens drei der genannten Klappen und wei ter umfassend:
ein Kupplungsglied, das zwei nicht nebeneinanderlie gende der genannten Klappen miteinander verbindet, so daß sich diese nicht nebeneinanderliegenden Klappen gemeinsam drehen.

4. Luftmischvorrichtung umfassend:
mehrere Wände, welche eine Luftmischkammer definieren und welche weiterhin eine erste und eine zweite Öff nung zur genannten Kammer definieren, wobei eine der genannten ersten und zweiten Öffnungen für erwärmte Luft bestimmt ist; und
eine Durchflußregelvorrichtung, die bezüglich der ge nannten Öffnungen zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich ist, wobei die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genannten ersten Po sition die erste Öffnung verschließt und die genannte Durchflußregelvorrichtung in der genannten zweiten Po sition die zweite Öffnung verschließt;
dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Durchflußregelvorrichtung mindestens zwei Klappen um faßt, die voneinander unabhängig zwischen der genann ten ersten und der genannten zweiten Position beweg lich sind.

5. Luftmischvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Klappen um eine gemeinsame Achse drehbar sind.

6. Luftmischvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin umfassend:
Vorrichtung zum Drehen einer der genannten Klappen un abhängig von anderen der genannten Klappen

7. Luftmischvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe mit einem Flä chenabschnitt einen Flächenabschnitt einer entspre chenden benachbarten Klappe überlappt.

8. Luftmischvorrichtung umfassend:
mehrere Wände, welche eine Luftmischkammer definieren und welche weiterhin eine erste und eine zweite Öff nung zur genannten Kammer definieren, wobei eine der genannten ersten und zweiten Öffnungen für erwärmte Luft bestimmt ist; und
eine Durchflußregelvorrichtung, die bezüglich der ge nannten Öffnungen zwischen ersten und zweiten Positio nen beweglich ist, wobei die genannte Durchflußregel vorrichtung in der genannten ersten Position die erste Öffnung verschließt und die genannte Durchflußregel vorrichtung in der genannten zweiten Position die zweite Öffnung verschließt;
dadurch gekennzeichnet,
daß die genannte Durchflußregelvorrichtung mindestens drei Klappen und ein Kupplungsglied umfaßt, wobei die genannten Klappen voneinander unabhängig zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Position beweglich sind und
das genannte Kupplungsglied zwei nicht nebeneinander liegende der genannten Klappen so verbindet, daß sich die genannten beiden Klappen gemeinsam bewegen.

9. Luftmischvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe mit einem er sten Flächenabschnitt einen benachbarten Flächenab schnitt einer benachbarten Klappe überlappt.

10. Luftmischvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der genannten er sten oder zweiten Position die genannten Klappen ge meinsam wirken, um die entsprechende Öffnung im we sentlichen zu verschließen.

11. Eine Klimaanlage umfassend die Luftmischvorrich tung nach Anspruch 4.

12. Eine Klimaanlage umfassend die Luftmischvorrich tung nach Anspruch 8.

13. Eine Fahrzeugheizungsanlage umfassend die Luft mischvorrichtung nach Anspruch 4.

14. Eine Fahrzeugheizungsanlage umfassend die Luft mischvorrichtung nach Anspruch 8.

15. Eine Temperaturregelvorrichtung für eine Luft mischkammer, umfassend:
eine Welle; und
mehrere Klappen, die unabhängig voneinander drehbar auf der Welle gelagert sind, wobei die genannten Klap pen die Temperatur eines aus der Kammer austretenden Auslaßstroms durch die Steuerung der in die Kammer eintretenden Einlaßströme steuern.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die Klappen um eine gemeinsa me Achse drehen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter umfassend:
einen Hebel, der an jeder der Klappen befestigt ist und dazu dient, die Klappe unabhängig von den anderen Klappen zu drehen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß sich benachbarte Klappen überlappen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens drei drehbare Klappen hat und weiterhin mindestens ein Kurbelglied umfaßt, welches mehrere getrennte Sätze von nicht nebeneinanderliegenden Klappen miteinander verbindet, wodurch sich die genannten Klappensätze ge meinsam um die Welle drehen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei seitli che Klappen und eine zwischen den seitlichen Klappen angeordnete mittlere Klappe hat und ein Kurbelglied die beiden seitlichen Klappen miteinander verbindet.

21. Vorrichtung umfassend:
eine Kammer, welche eine Heißluftöffnung und eine Kaltluftöffnung definiert; und
eine Durchflußregelvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie einen Luftstrom durch die Heißluftöffnung in einer ersten Winkelposition, durch die Kaltluftöffnung in einer zweiten Winkelposition und sowohl durch die Heißluft- als auch durch die Kaltluftöffnung in Win kelpositionen zwischen der ersten und der zweiten Win kelposition hindurchführt, wobei die genannte Durch flußregelvorrichtung mindestens eine Welle und mehrere Klappen, die unabhängig voneinander drehbar auf dieser mindestens einen Welle gelagert sind, umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die Klappen um eine ge meinsame Achse drehen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, weiter umfassend:
einen Hebel, der an jeder Klappe befestigt ist und da zu dient, die Klappe unabhängig von den anderen Klap pen zu drehen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß sich benachbarte Klappen überlappen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens drei drehbare Klappen hat und weiterhin ein Kurbel glied umfaßt, welches mehrere getrennte Sätze von nicht nebeneinanderliegenden Klappen miteinander ver bindet, wodurch sich die genannten Klappensätze ge meinsam um die Welle drehen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei seitli che Klappen und eine zwischen den seitlichen Klappen angeordnete mittlere Klappe hat und ein Kurbelglied die beiden seitlichen Klappen miteinander verbindet.

27. Vorrichtung umfassend:
eine Kammer, weiche eine Heißluftöffnung und eine Kaltluftöffnung definiert;
eine Durchflußregelvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie einen Luftstrom durch die Heißluftöffnung in einer ersten Winkelposition, durch die Kaltluftöffnung in einer zweiten Winkelposition und sowohl durch die Heißluft- als auch durch die Kaltluftöffnung in Win kelpositionen zwischen der ersten und der zweiten Win kelposition hindurchführt, umfassend mindestens eine Welle und zwei seitliche Klappen sowie eine zwischen den beiden seitlichen Klappen angeordnete mittlere Klappe und ein Kupplungsglied, welches die beiden seitlichen Klappen miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet,
daß die drehbaren Klappen un abhängig voneinander auf dieser mindestens einen Welle gelagert sind und sich um eine gemeinsame Achse dre hen, und
einen Hebel, der an jeder Klappe befestigt ist und da zu dient, die Klappe unabhängig von den anderen Klap pen zu drehen,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die seit lichen Klappen gemeinsam um die Welle drehen, und
dadurch gekennzeichnet, daß sich benachbar te Klappen überlappen.

28. Fahrzeugklimaanlage umfassend die Vorrichtung nach Anspruch 21.