DE19903518A1

DE19903518A1 - Mischdüse für eine motorunabhängige Heizung

Info

Publication number: DE19903518A1
Application number: DE1999103518
Authority: DE
Inventors: Andreas Alber; Michael Haefner
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: DE19903518B4

Abstract

Eine Mischdüse weist eine Mischkammer (2) mit Umlufteinlaßöffnung (7), Frischlufteinlaßöffnung (4), Luftauslaßöffnung (6) sowie Stellmittel auf, mit denen das Mischungsverhältnis von Frischluft und Umluft in der Mischkammer (2) einstellbar ist. Um eine kompakte Bauform zu erhalten, wird die Mischkammer (2) in einem Rohr (3) ausgebildet, dessen Axialenden die Frischlufteinlaßöffnung (4) und die Luftauslaßöffnung (6) bilden und das eine die Umlufteinlaßöffnung (7) bildende radiale Rohröffnung aufweist, wobei die Stellmittel eine auf dem Rohr (3) drehverstellbare Hülse (12) mit einer zur radialen Rohröffnung korrespondierenden radialen Hülsenöffnung (13) sowie eine vor die Frischlufteinlaßöffnung (4) verschwenkbare Schwenkscheibe (15) aufweisen, wobei Kopplungsmittel (14, 18, 19, 20) vorgesehen sind, die eine Zwangskopplung zwischen der Drehverstellung der Hülse (12) und der Schwenkverstellung der Schwenkscheibe (15) bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischdüse für eine brennkraftma schinenunabhängige bzw. motorunabhängige Heizung in einem zu beheizenden Raum, z. B. ein Fahrgastraum eines Fahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Im Unterschied zu motorabhängigen Heizungen, die zum Heizen die beim Motorbetrieb entstehende Abwärme verwenden, erzeu gen motorunabhängig arbeitende Heizungen selbst Wärmeenergie und können daher unabhängig von einer Brennkraftmaschine bzw. einem Motor betrieben werden. Derartige Heizungen fin den als Standheizung oder Zusatzheizung in Personenkraftwa gen, Nutzkraftwagen, Schiffen, Campingfahrzeugen ihre bevor zugte Anwendung. Um einen Raum zu beheizen, erzeugt eine solche Heizung Warmluft, die mittels eines Gebläses in den zu beheizenden Raum eingeblasen wird. Die für die Erwärmung benötigte Luft wird dabei üblicherweise durch das Gebläse aus dem zu beheizenden Raum selbst (Umluft) und/oder aus ei ner den zu beheizenden Raum umgebenden Umgebung (Frischluft) angesaugt. Komfortable Heizungen weisen sowohl eine Umluft zuführung als auch eine Frischluftzuführung auf, wobei ein Mischungsverhältnis von Frischluft zu Umluft in der der Hei zung zugeführten Luft mit Hilfe einer Mischdüse der eingangs genannten Art einstellbar ist. Beispielsweise kann für eine schnelle Aufheizung des Raumes ein relativ großer Umluftan teil eingestellt werden, während zu einem späteren Zeitpunkt zur Vermeidung eines überhöhten CO₂-Anteiles in der Atemluft mehr Frischluft zugemischt wird.

Eine derartige Mischdüse umfaßt üblicherweise eine Mischkam mer mit einer steuerbaren Umlufteinlaßöffnung, die zum Ein laß von Umluft aus dem zu beheizenden Raum in die Mischkam mer dient, mit einer steuerbaren Frischlufteinlaßöffnung, die zum Einlaß von Frischluft aus einer den zu beheizenden Raum umgebenden Umgebung in die Mischkammer dient, und mit einer Luftauslaßöffnung, die zum Auslaß von Luft aus der Mischkammer in die Heizung dient. Darüber hinaus weist eine solche Mischdüse Stellmittel auf, mit denen durch Steuerung der Umlufteinlaßöffnung und der Frischlufteinlaßöffnung das Mischungsverhältnis zwischen Frischluft und Umluft in der der Heizung zugeführten Luft einstellbar ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem für eine Mischdüse der eingangs genannten Art eine zuverläs sig arbeitende, kompakte und preiswert herstellbare Ausfüh rungsform anzugeben.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Mischdüse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Durch die Ausbildung der Mischkammer in einem Rohr oder einem Rohrabschnitt, des sen eines axiales Ende die Frischlufteinlaßöffnung und des sen anderen axiales Ende die Luftauslaßöffnung bildet und bei dem die Umlufteinlaßöffnung durch eine oder mehrere ra diale Öffnungen ausgebildet ist, die durch eine, das Rohr umfassende, nach Art eines Drehschiebers arbeitende Hülse mit entsprechenden radialen Öffnungen steuerbar ist, ergibt sich für die Mischdüse eine besonders kompakte Bauform. Durch die Zwangskopplung von Verstellbewegungen der Hülse mit Verstellbewegungen einer die Frischlufteinlaßöffnung steuernden Schwenkscheibe sind relativ wenige Einzelteile erforderlich, die eine zuverlässig arbeitende Mischungsver hältniseinstellung sowie einen preiswerten Aufbau für die Mischdüse ermöglichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können Kopplungsmit tel, die eine Zwangskopplung zwischen der Drehverstellung der Hülse und der Schwenkverstellung der Schwenkscheibe be wirken, einen koaxial zur Schwenkachse angeordneten Schwenk zapfen aufweisen, durch den die Schwenkscheibe am Rohr oder an einem rohrfesten Bauteil schwenkverstellbar gelagert ist. Außerdem können diese Kopplungsmittel dann einen an der Schwenkscheibe angebrachten, parallel und exzentrisch zur Schwenkachse verlaufenden Betätigungszapfen aufweisen, der zur Zwangskopplung der Verstellbewegungen von Schwenkscheibe und Hülse mit einem an der Hülse angebrachten Betätigungshe bel zusammenwirkt. Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein be sonders einfacher Aufbau für die erfindungsgemäße Mischdüse, da die der Hülse, der Schwenkscheibe und dem Rohr jeweils zugeordneten Elemente der Kopplungsmittel einteilig mit der Schwenkscheibe, der Hülse oder dem Rohr hergestellt werden können. Beispielsweise können der Schwenkzapfen und der Be tätigungszapfen an der Schwenkscheibe angeformt und eintei lig mit dieser hergestellt sein, während am Rohr bzw. an ei nem Rohrbauteil, z. B. an einem sich radial nach außen er streckenden Flansch, eine Lageröffnung für den Schwenkzapfen ausgebildet und der Betätigungshebel an der Hülse einteilig angeformt ist. Insgesamt besteht dann die erfindungsgemäße Mischdüse lediglich aus drei Einzelteilen, die vorzugsweise aus Kunststoff durch ein Spritzgußverfahren herstellbar sind, so daß sich für die erfindungsgemäße Mischdüse ein be sonders preiswerter Aufbau ergibt.

Vorzugsweise kann der an der Hülse ausgebildete Betätigungs hebel einen als Kulissenführung dienenden, bezüglich der Hülsenachse radial verlaufenden Radialschlitz aufweisen, in dem der an der Schwenkscheibe ausgebildete Betätigungszapfen als Kuplissenstein dienend geführt verstellbar gelagert ist. Durch diese Ausgestaltungsform ergibt sich eine besonders zuverlässig arbeitende Zwangskopplung nach Art eines Kurbel triebes zwischen den Schwenkverstellungen der Schwenkscheibe und der Hülse.

Um die Zuverlässigkeit der Schwenkverstellbarkeit der Schwenkscheibe zusätzlich zu verbessern, kann bei einer Wei terbildung der erfindungsgemäßen Mischdüse das Rohr im Be reich der die Frischlufteinlaßöffnung bildenden axialen Rohröffnung einen in einer zur Rohrachse senkrechten Ebene verlaufenden, sich entlang eines Bogens von wenigstens 180° erstreckenden Schlitz aufweisen, in den die Schwenkscheibe zum Schließen bzw. zum Bedecken der Frischlufteinlaßöffnung seitlich eindringt. Der Schlitz bildet dabei eine Führung für die Schwenkverstellung der Schwenkscheibe.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird erfindungs gemäß auch durch eine Mischdüse mit den Merkmalen des An spruches 6 gelöst. Diese alternative Ausführungsform beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Durchströmungswiderstand der Frischlufteinlaßöffnung bzw. den Strömungswiderstand bis zur Frischlufteinlaßöffnung im Vergleich zum Durchströmungs widerstand der Umlufteinlaßöffnung bzw. zum Strömungswider stand bis zur Umlufteinlaßöffnung so groß zu gestalten, daß das Mischungsverhältnis zwischen Frischluft und Umluft al lein durch die Steuerung der Umlufteinlaßöffnung einstellbar ist. Bei geschlossener Umlufteinlaßöffnung wird demnach aus schließlich Frischluft angesaugt. Bei mehr oder weniger ge öffneter Umlufteinlaßöffnung wird dementsprechend mehr oder weniger Frischluft angesaugt, insbesondere wird bei voll ständig geöffneter Umlufteinlaßöffnung im wesentlichen aus schließlich Umluft angesaugt. Es ist klar, daß sich diese Ausführungsform nur für eine solche Heizung eignet, bei der die zu erwärmende Luft aus der Mischdüse angesaugt wird. Die vorgenannte Ausführungsform zeichnet sich durch einen beson ders einfachen und preiswerten Aufbau aus, da Stellmittel zum Steuern der Frischlufteinlaßöffnung entbehrlich sind.

Zur Verbesserung der Montage der Mischdüse kann am Rohr im Bereich der die Frischlufteinlaßöffnung bildenden axialen Rohröffnung ein Adapter, z. B. ein Flansch, ausgebildet sein, mit dem die Frischlufteinlaßöffnung an eine Frischluftzufüh rung oder an eine, den zu beheizenden Raum von der diesen Raum umgebenden Umgebung abtrennende Trennwand anschließbar ist, die eine mit der Frischlufteinlaßöffnung kommunizieren de Durchtrittsöffnung enthält. Alternativ oder zusätzlich kann am Rohr im Bereich der die Luftauslaßöffnung bildenden axialen Rohröffnung ein anderer Adapter, z. B. ein Gewinde stück, ausgebildet sein, mit dem die Luftauslaßöffnung an die Heizung oder an eine Luftzuführung der Heizung an schließbar ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der er findungsgemäßen Mischdüsen kann sich jede radiale Rohröff nung nahezu entlang der gesamten axialen Länge der Mischkam mer erstrecken, wodurch sich ein besonders großer Ein laßquerschnitt für die Umlufteinlaßöffnung ergibt, wenn sich die Hülse in ihrer Offenstellung befindet.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der erfindungsge mäßen Mischdüse in einer motorunabhängigen Heizung in einem zu beheizenden Raum, z. B. ein Fahrgastraum eines Fahrzeuges, da diese Heizung dann insgesamt preiswerter herstellbar ist und eine zuverlässig arbeitende Mischung von Frischluft und Umluft gewährleistet.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Mischdüse ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung an hand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Mischdüse nach der Erfindung bei reinem Umluftbetrieb,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 1, jedoch bei einem Mischluftbetrieb,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 1, jedoch bei einem reinen Frischluftbetrieb,

Fig. 4 eine Seitenansicht auf eine Heizung, die eine Misch düse nach der Erfindung aufweist, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild für einen Mischluftregelkreis einer Heizung gemäß Fig. 4.

Entsprechend den Fig. 1 bis 3 weist eine erfindungsgemäße Mischdüse 1 eine Mischkammer 2 auf, die im Inneren eines zy lindrischen Rohrabschnittes oder Rohres 3 ausgebildet ist. Eine erste, entsprechend den perspektivischen Darstellung der Fig. 1 bis 3 hintere, axiale Rohröffnung 4 des Rohres 3 bildet eine Frischluftleinlaßöffnung, durch die Frischluft aus einer mit der ersten Rohröffnung bzw. Frischlufteinlaß öffnung 4 kommunizierenden Umgebung 5 in die Mischkammer 2 eintreten kann, sofern die Frischlufteinlaßöffnung 4 geöff net ist.

Eine zweite, entsprechend der perspektivischen Darstellung der Fig. 1 bis 3 vordere, axiale Rohröffnung 6 bildet eine Luftaustrittsöffnung, durch die Luft aus der Mischkammer 2 in eine nicht dargestellte Heizung oder Heizungszuführungs leitung eintreten kann.

Entlang des Rohrumfanges sind im Rohr 3 mehrere, vorzugswei se symmetrisch verteilte, hier rechteckig ausgebildete ra diale Durchbrüche oder Öffnungen 7 ausgebildet, die zusammen eine Umlufteinlaßöffnung bilden. Durch diese radialen Rohr öffnungen bzw. Umlufteinlaßöffnung 7 kann die Mischkammer 2 mit einem die Mischdüse 1 umgebenden Raum 8 kommunizieren, sofern die Umlufteinlaßöffnung 7 geöffnet ist.

Im Bereich des die Frischlufteinlaßöffnung 4 bildenden axia len Endes des Rohres 3 ist am Rohr 3 ein sich radial nach außen erstreckender Flansch 9 ausgebildet, mit dem die Mischdüse 1 beispielsweise an einer nicht dargestellten Trennwand befestigbar ist, die den Raum 8 von der Umgebung 5 abtrennt. Es ist klar, daß die genannte Trennwand dann eine mit der Frischlufteinlaßöffnung 4 kommunizierende Durch trittsöffnung enthält.

Im Bereich des die Luftauslaßöffnung 6 bildenden axialen En des des Rohres 3 ist am Rohr 3 ein ein Außengewinde 10 auf weisender Rohrabschnitt 11 ausgebildet, mit dem die Mischdü se 1 an die Heizung oder an die Heizungszuführungsleitung anschließbar ist.

Koaxial zum Rohr 3 ist auf der Außenseite des Rohres 3 eine Hülse 12 aufgebracht bzw. aufgesteckt, wobei der Innendurch messer der Hülse 12 etwa dem Außendurchmesser des Rohres 3 entspricht, derart, daß sich eine Lagerung für die Hülse 12 am Rohr 3 ausbildet, die Drehverstellungen der Hülse 12 be züglich des Rohres 3 ermöglicht. In der Wandung der Hülse 12 ist für jede radiale Öffnung 7 des Rohres 3 eine, hier dazu deckungsgleiche, zugehörige radiale Öffnung 13 vorgesehen. Durch die Drehverstellbarkeit der Hülse 12 relativ zum Rohr 3 ist die radiale Überlappung bzw. Überdeckung zwischen der radialen Rohröffnungen 7 und der radialen Hülsenöffnungen 13 verstellbar, so daß der vom Raum 8 in die Mischkammer 2 durchströmbare Querschnitt und somit die Umlufteinlaßöffnung 7 steuerbar ist.

Am Flansch 9 ist an einer der Hülse 12 zugewandten Seite ein parallel zur Längsachse des Rohres 3 verlaufender Schwenk zapfen 14 angebracht. Auf diesen Schwenkzapfen 14 ist eine Schwenkscheibe 15 aufgesetzt, wobei der Schwenkzapfen 14 in ein entsprechendes Lagerauge 16 eindringt. Auf diese Weise ist die Schwenkscheibe 15 um die die Schwenkachse bildende Längsachse des Schwenkzapfens 14 schwenkbar am Flansch 9 ge lagert.

Zwischen dem Flansch 9 und der Hülse 12 ist im Rohr 3 ein Schlitz 17 ausgebildet, der sich in einer senkrecht zur Längsachse des Rohres 3 verlaufenden Ebene erstreckt und ei nen Bogen von wenigstens 180° aufspannt. Dieser Schlitz 17 bildet dabei eine Führung für die Schwenkscheibe 15 während deren Schwenkverstellung um den Schwenkzapfen 14. Durch die Schwenkverstellbarkeit der Schwenkscheibe 15 kann die Schwenkscheibe 15 seitlich mehr oder weniger in die Frisch lufteinlaßöffnung 4 eindringen. Dadurch wird der von der Um gebung 5 in die Mischkammer 2 durchströmbare Querschnitt und somit die Lufteinlaßöffnung 4 durch die Schwenkscheibe 15 steuerbar.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Schwenkzapfen 14 auch an der Schwenkscheibe 15 befestigt sein und in einem entsprechenden Lagerauge im Flansch 9 gelagert sein.

An der Schwenkscheibe 15 ist eine Nase 21 ausgebildet, die mit einem an den Fig. 1 bis 3 verdeckten Randabschnitt des Schlitzes 17 zusammenwirkt und dabei einen Endanschlag für die Schwenkverstellung der Schwenkscheibe 15 beim Verschlie ßen der Frischlufteinlaßöffnung 4 ausbildet.

An der Schwenkscheibe 15 ist ein Betätigungszapfen 18 ausge bildet, der sich auf einer der Hülse 12 zugewandten Seite parallel und exzentrisch zum Schwenkzapfen 16 von der Schwenkscheibe 15 abstehend erstreckt. Der Betätigungszapfen 18 greift dabei in einen sich bezüglich des Rohres 3 radial erstreckenden Radialschlitz 19 ein, der in einem an der Hül se 12 ausgebildeten Betätigungshebel 20 ausgebildet ist. Der Radialschlitz 19 bildet eine Führungskulisse für den als Gleitstein dienenden Betätigungszapfen 18, wobei Radial schlitz 19 und Betätigungszapfen 18 nach Art eines Kurbel triebes zusammenwirken. Durch den bezüglich der Hülse 12 ortsfesten Betätigungshebel 20 und den bezüglich der Schwenkscheibe 15 ortsfesten und im Radialschlitz 19 geführt verstellbar gelagerten Betätigungszapfen 18 ist eine Zwangs kopplung ausgebildet, die eine Drehverstellung der Hülse 12 zwangsläufig an eine Schwenkverstellung der Schwenkscheibe 15 koppelt.

Die erfindungsgemäße Frischluftdüse 1 funktioniert wie folgt:
In Fig. 1 ist die Mischdüse 1 auf einen reinen Umluftbetrieb eingestellt, wobei die als Stellglied für die Umlufteinlaß öffnung 7 dienende Hülse 12 ihre Offenstellung einnimmt, während die als Stellglied für die Frischlufteinlaßöffnung 4 dienende Schwenkscheibe 15 ihre Schließstellung einnimmt. Dabei ergibt sich zwischen den radialen Öffnungen 13 der Hülse 12 und den radialen Öffnungen 7 des Rohres 3 eine ma ximale, hier vollständige, Überdeckung, während die Schwenk scheibe 15 vollständig den Querschnitt des Rohres 3 sperrt. Eine Luft aus der Mischkammer 2 der Heizung zuführende Luft strömung, symbolisiert durch einen Pfeil a, kann daher aus schließlich mit Luft gebildet werden, die aus der Umgebung 8 entsprechend Pfeilen b durch die Umlufteinlaßöffnung 7 in die Mischkammer 2 eintritt.

Um an der Mischdüse 1 einen in Fig. 2 dargestellten Misch luftbetrieb einzustellen, ist eine Drehverstellung der Hülse 12 erforderlich, die bei einer einfachen Ausführungsform ma nuell oder bei einer komfortableren Ausführungsform mit Hil fe entsprechender Stellantriebe erfolgen kann. Durch die Drehverstellung der Hülse 12 wird der Betätigungshebel 20 mitverstellt, wodurch die Drehverstellung der Hülse 12 über den Kurbeltrieb 18, 19, 20 in eine Schwenkverstellung der Schwenkscheibe 15 übersetzt wird. Eine die Umlufteinlaßöff nung 7 verschließende Drehverstellung der Hülse 12 erzeugt dabei eine Schwenkverstellung der Schwenkscheibe 15, die ein zum Schließen der Umlufteinlaßöffnung 7 proportionales Öff nen der Frischlufteinlaßöffnung 4 bewirkt. Entsprechend Fig. 2 wird die Mischkammer 2 zur Ausbildung der Luftzuführung zur Heizung gemäß dem Pfeil a sowohl aus dem Raum 8 gemäß den Pfeilen b als auch aus der Umgebung 5 gemäß Pfeilen c mit Umgebungsluft bzw. Frischluft versorgt. Je nach dem Grad der Drehverstellung der Hülse 12 ergibt sich in der Misch kammer 2 ein anderes Mischungsverhältnis zwischen Umgebungs luft und Frischluft.

Entsprechend Fig. 3 ist die Mischdüse 1 auf einen reinen Frischluftbetrieb eingestellt, wobei die Hülse 12 ihre Schließstellung einnimmt, während die Schwenkscheibe 15 ihre Offenstellung einnimmt. Dabei ergibt sich zwischen den ra dialen Hülsenöffnungen 13 und den radialen Rohröffnungen 7 eine minimale, hier keine, Überlappung, so daß die Um lufteinlaßöffnung 7 vollständig verschlossen ist, während die Schwenkscheibe 15 vollständig aus dem Querschnitt des Rohres 3 herausverschwenkt ist, so daß der gesamte Rohrquer schnitt als Einlaßöffnungsquerschnitt dienen kann. Dement sprechend erfolgt die Versorgung der Mischkammer 2 zur Auf rechterhaltung einer Zuströmung zur Heizung gemäß dem Pfeil a ausschließlich aus der Umgebung S gemäß den Pfeilen c.

Entsprechend Fig. 4 kann die erfindungsgemäße Mischdüse 1 einem Lufteinlaß 22 einer von einem Verbrennungsmotor unab hängigen Heizung 23 vorgeschaltet sein. Der zu beheizende Raum 8 wird dabei durch einen im übrigen nicht dargestellten Fahrgastraum eines Fahrzeuges gebildet, während die Umgebung 5 durch die atmosphärische Umgebung des Fahrzeuges gebildet wird, die durch eine Fahrzeugaußenwand 24 von dem Fahr gastraum abgetrennt ist. Die Trennwand bzw. Fahrzeugaußen wand 24 enthält eine Durchtrittsöffnung 25, die mit der Frischluftzuführungsöffnung 4 der Mischdüse 1 kommuniziert. Die Mischdüse 1 ist mit Hilfe des Flansches 9 an der Trenn wand 24 befestigt. In der Heizung 23 erfolgt die Erwärmung der durch die Mischdüse 1 der Heizung 23 zugeführten Luft. Die erwärmte Luft wird dann über einen Luftauslaß 26 der Heizung 23 direkt in den Raum 8 oder indirekt über entspre chende Verteilerschläuche oder Verteilerleitungen in den Raum 8 eingeleitet.

Die Heizung 23 enthält ein Steuergerät 27, das in Abhängig keit vorbestimmter Parameter einen Elektromotor 28 betätigt, der über ein Getriebe 29 als Stellantrieb für die Hülse 12 der Mischdüse 1 dient. Anstelle des indirekt über das Ge triebe 29 an der Hülse 12 angreifenden Elektromotors 28 kann auch ein direkt an der Hülse 12 angreifender Schrittmotor verwendet werden. Das Steuergerät 27 ist mit verschiedenen Sensoren, z. B. mit einem Raumlufttemperatursensor 30, einem Umgebungslufttemperatursensor 31 und einem CO₂-Sensor 32 verbunden, die Parameter für die Steuerung der Heizung sowie für die Steuerung der Mischdüse 12 liefern.

Ein Mischluftregelkreis zur Betätigung der Mischdüse 1 bei einer in Fig. 4 dargestellten Heizung 23 kann beispielsweise entsprechend der in Fig. 5 stark vereinfachten Darstellung ausgebildet sein. In dem zu beheizenden Raum 8 herrscht ein mit 33 bezeichneter Ist-Zustand für die Raumtemperatur und für den CO₂-Gehalt der Raumluft. Dieser Ist-Zustand 33 hängt von einer Vielzahl von Bedingungen ab. Beispielsweise symbo lisiert ein Block 34 die in der Umgebung 5 des Fahrgastrau mes 8 herrschende Umgebungstemperatur. Ein Block 35 symboli siert die Anzahl der Personen, die sich im Fahrgastraum 8 befinden. Ein Block 36 steht für den Einfluß eines geöffne ten Fahrzeugfensters. Ein Block 37 kann beispielsweise den Einfluß einer starken Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug symbolisieren. Ein mit 38 gekennzeichneter Sollzustand wird durch physiologische Vorgaben und durch den durch den Block 39 symbolisierten Wunsch der Fahrzeuginsassen vorgegeben. Der Ist-Zustand 33 wird durch die vorgenannten Sensoren 30, 31, 32 der Steuerung 27 zugeleitet, ebenso wie der er wünschte Sollzustand 38. Das Steuergerät 27 verarbeitet die eingehenden Signale und betätigt dementsprechend den Stel lantrieb 28, 29 der Mischdüse 1, wodurch sich der Ist-Zustand 33 im Fahrerhaus 8 in der gewünschten Weise verändert.

Bezugszeichenliste

1

Mischdüse

2

Mischkammer

3

Rohr

4

(hintere) axiale Rohröffnung/Frischlufteinlaß öffnung

5

Umgebung

6

(vordere) axiale Rohröffnung/Luftauslaßöffnung

7

radiale Rohröffnung/Umlufteinlaßöffnung

8

zu beheizender Raum

9

Flansch

10

Außengewinde

11

Rohrabschnitt

12

Hülse

13

radiale Hülsenöffnung

14

Schwenkzapfen

15

Schwenkscheibe

16

Lagerauge

17

Schlitz

18

Betätigungszapfen

19

Radialschlitz

20

Betätigungshebel

21

Nase

22

Lufteinlaß

23

Heizung

24

Trennwand

25

Durchtrittsöffnung

26

Luftauslaß

27

Steuergerät

28

Elektromotor

29

Getriebe

30

Umgebungslufttemperatursensor

31

Raumtemperatursensor

32

CO₂

-Sensor

33

Ist-Zustand

34

Außentemperatureinfluß

35

Personenzahleinfluß

36

Fenstereinfluß

37

Sonneneinfluß

38

Soll-Zustand

39

physiologische Vorgabe/Wunschvorgabe

Claims

1. Mischdüse für eine von einem Verbrennungsmotor unabhängi ge Heizung (23) in einem zu beheizenden Raum (8), z. B. ein Fahrgastraum eines Fahrzeuges, umfassend eine Mischkammer (2)
mit einer steuerbaren Umlufteinlaßöffnung (7), die zum Ein laß von Umluft aus dem Raum (8) in die Mischkammer (2) dient,
mit einer steuerbaren Frischlufteinlaßöffnung (4), die zum Einlaß von Frischluft aus einer den Raum (8) umgebenden Um gebung (5) in die Mischkammer (2) dient, und
mit einer Luftauslaßöffnung (6), die zum Auslaß von Luft aus der Mischkammer (2) in die Heizung (23) dient,
wobei Stellmittel (12, 15) vorgesehen, mit denen durch Steue rung der Einlaßöffnungen (4, 7) ein Mischungsverhältnis zwi schen Frischluft und Umluft in der der Heizung (23) zuge führten Luft einstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Mischkammer (2) ist in einem zylindrischen Rohr (3) ausgebildet, dessen eine axiale Rohröffnung die Frisch lufteinlaßöffnung (4) und dessen aridere axiale Rohröffnung die Luftauslaßöffnung (6) bildet und das wenigstens eine die Umlufteinlaßöffnung (7) bildende radiale Rohröffnung aufweist,
- die Stellmittel weisen eine zylindrische Hülse (12) auf, die für jede radiale Rohröffnung eine radiale Hülsenöff nung (13) enthält und die koaxial zum Rohr (3) an dessen Außenseite zwischen einer Offenstellung, in der die radia le Hülsenöffnung (13) die zugehörige radiale Rohröffnung maximal radial überdeckt, und einer Schließstellung dreh verstellbar gelagert ist, in der die radiale Hülsenöffnung (13) die radiale Rohröffnung minimal radial überdeckt,
- die Stellmittel weisen eine Schwenkscheibe (15) auf, die im Bereich der die Frischlufteinlaßöffnung (4) bildenden axialen Rohröffnung um eine parallel zum Rohr (3) verlau fende Schwenkachse zwischen einer Offenstellung, in der die Schwenkscheibe (15) die Frischlufteinlaßöffnung (4) minimal axial bedeckt, und einer Schließstellung schwenk verstellbar gelagert ist, in der die Schwenkscheibe (15) die Frischlufteinlaßöffnung (4) maximal axial bedeckt,
- die Stellmittel weisen Kopplungsmittel (14, 18, 19, 20) auf, die eine Zwangskopplung zwischen der Drehverstellung der Hülse (12) und der Schwenkverstellung der Schwenkscheibe (15) bewirken, derart, daß sich beim Öffnen der Umluftein laßöffnung (7) die Frischlufteinlaßöffnung (4) proportio nal schließt und sich beim Schließen der Umlufteinlaßöff nung (7) die Frischlufteinlaßöffnung (4) proportional öff net, wobei sich die Schwenkscheibe (15) in der Offenstel lung der Hülse (12) in ihrer Schließstellung und in der Schließstellung der Hülse (12) in ihrer Offenstellung be findet.

2. Mischdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopplungsmittel einen koaxial zur Schwenkachse ange ordneten Schwenkzapfen (14) aufweisen, durch den die Schwenkscheibe (15) am Rohr (3) oder an einem rohrfesten Bauteil (9) schwenkverstellbar gelagert ist,
daß die Kopplungsmittel einen an der Schwenkscheibe (15) an gebrachten, parallel und exzentrisch zur Schwenkachse ver laufenden Betätigungszapfen (18) aufweisen, der zur Zwangs kopplung der Verstellbewegungen von Schwenkscheibe (15) und Hülse (12) mit einem an der Hülse (12) angebrachten Betäti gungshebel (20) zusammenwirkt.

3. Mischdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (20) einen als Kulissenführung die nenden, bezüglich der Hülsenachse radial verlaufenden Ra dialschlitz (19) aufweist, in dem der Betätigungszapfen (18) als Kulissenstein dienend geführt verstellbar gelagert ist.

4. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3) im Bereich der die Frischlufteinlaßöffnung (4) bildenden axialen Rohröffnung einen in einer zur Rohrachse senkrechten Ebene verlaufenden, sich entlang eines Bogens von wenigstens 180° erstreckenden Schlitz (17) auf weist, in den die Schwenkscheibe (15) zum Bedecken der Frischlufteinlaßöffnung (4) seitlich eindringt.

5. Mischdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkscheibe (15) eine Nase (21) aufweist, die mit einer Berandung des Schlitzes (17) zur Ausbildung eines Endanschlages für die Verstellbewegung der Schwenkscheibe (15) zusammenwirkt.

6. Mischdüse für eine von einem Verbrennungsmotor unabhängi ge Heizung (23) in einem zu beheizenden Raum (8), z. B. ein Fahrgastraum eines Fahrzeuges, umfassend eine Mischkammer (2)
mit einer Umlufteinlaßöffnung (7), die zum Einlaß von Umluft aus dem Raum (8) in die Mischkammer (2) dient,
mit einer Frischlufteinlaßöffnung (4), die zum Einlaß von Frischluft aus einer den Raum (8) umgebenden Umgebung (5) in die Mischkammer (2) dient, und
mit einer Luftauslaßöffnung (6), die zum Auslaß von Luft aus der Mischkammer (2) in die Heizung (23) dient,
wobei Stellmittel (12, 15) vorgesehen, mit denen ein Mi schungsverhältnis zwischen Frischluft und Umluft in der der Heizung (23) zugeführten Luft einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mit den Stellmitteln die Umlufteinlaßöffnung (7) zum Öffnen und Schließen steuerbar ist und
daß die Frischlufteinlaßöffnung (4) über eine Frischluftzu führungsleitung mit der Umgebung (5) kommunizierend verbun den ist, wobei die Frischluftzuführungsleitung so ausgebil det ist, daß sich in der Frischluftzuführungsleitung ein Strömungswiderstand ausbildet, der so groß ist, daß eine Luftansaugung an der Luftauslaßöffnung (6) zur Versorgung der Heizung (23) bei maximal geöffneter Umlufteinlaßöffnung (7) im wesentlichen nur Umluft in die Mischkammer (2) för dert.

7. Mischdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Frischluftzuführungsleitung durch ein Strömungshindernis, z. B. Drosselstelle, Luftfil ter, Schaumstofffüllung, und/oder durch die Dimensionierung der Frischluftzuführungsleitung, z. B. Länge und/oder Stö rungsquerschnitt, erzeugt wird.

8. Mischdüse nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Mischkammer (2) ist in einem zylindrischen Rohr (3) ausgebildet, dessen eine axiale Rohröffnung die Frisch lufteinlaßöffnung (4) und dessen andere axiale Rohröffnung die Luftauslaßöffnung (6) bildet und das wenigstens eine die Umlufteinlaßöffnung (7) bildende radiale Rohröffnung aufweist,
- die Stellmittel weisen eine zylindrische Hülse (12) auf, die für jede radiale Rohröffnung eine radiale Hülsenöff nung (13) enthält und die koaxial zum Rohr (3) an dessen Außenseite zwischen einer Offenstellung, in der die radia le Hülsenöffnung (13) die zugehörige radiale Rohröffnung maximal radial überdeckt, und einer Schließstellung dreh verstellbar gelagert ist, in der die radiale Hülsenöffnung (13) die radiale Rohröffnung minimal radial überdeckt.

9. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohr (3) im Bereich der die Frischlufteinlaßöffnung (4) bildenden axialen Rohröffnung ein Adapter, z. B. ein Flansch (9), ausgebildet ist, mit dem die Frischlufteinlaß öffnung (4) an eine Frischluftzuführung oder an eine den Raum (8) von der Umgebung (5) trennende Trennwand (24) an schließbar ist, die eine mit der Frischlufteinlaßöffnung (4) kommunizierende Durchtrittsöffnung (25) enthält.

10. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohr (3) im Bereich der die Luftauslaßöffnung (6) bildenden axialen Rohröffnung ein Adapter, z. B. ein Gewinde stück (10, 11), ausgebildet ist, mit dem die Luftauslaßöff nung (6) an die Heizung (23) oder an eine Luftzuführung der Heizung (23) anschließbar ist.

11. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die radiale Rohröffnung nahezu entlang der gesamten axialen Länge der Mischkammer (2) erstreckt.

12. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Hülsenöffnung (13) im wesentlichen deckungs gleich zur zugehörigen radialen Rohröffnung ausgebildet ist.

13. Mischdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere radiale Rohröffnungen entlang des Umfanges des Rohres (3) angeordnet sind, die zusammen die Umlufteinlaß öffnung (7) bilden.

14. Von einem Verbrennungsmotor unabhängige Heizung zum Er wärmen von Luft in einem zu beheizenden Raum, z. B. ein Fahr gastraum eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (23) eine Mischdüse (1) nach einem der An sprüche 1 bis 13 aufweist.