DE2238938C3 - Einrichtung zum selbsttätigen Steuern einer Drosselklappe und eines Gebläses in der Belüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die zum Belüften des Innenraums eines Kraftfahrzeuges erforderliche Luft wird im allgemeinen durch einen in einer Staudruckzone mündenden Belüftungskanal zugeführt. Zur Steuerung des Luftdurchsatzes kann dieser Belüftungskanal eine Drosselklappe und ein von einem Elektromotor angetriebenes Gebläse enthalten.

Beispielsweise aus der GB-PS 7 83 757 ist es bekannt, die Sieliung der Drosselklappe und die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit des Staudrucks am Eintritt des Belüftungskanals zu steuern. Hierzu ist ein von diesem Staudruck beaufschlagter zweiarmiger Hebel vorgesehen. Der eine Hebelarm verbindet den Pol einer Stromquelle über einen Regelwiderstand, auf dem er gleitet, mit einer Anschlußklemme des Elektromotors, während der andere Hebelarm über ein Gestänge veränderlicher Länge an der Drosselklappe angreift. Dieses Gestänge ist so ausgelegt., daß ausgehend von einer Stellung 0 (Staudruck 0 = stehendes Fahrzeug), in welcher der Regelwiderstand überbrückt und die Drosselklappe maximal geöffnet ist, ίο in einem ersten Bewegungsbereich des Hebels bei gleichbleibend geöffneter Drosselklappe der Regelwiderstand zunehmend in die Stromversorgung des Elektromotors eingeschaltet wird, bis dieser zum Stillstand kommt. Erst ab diesem Zeitpunkt verhält sich das Gestänge starr, so daß in dem anschließenden Bewegungsbereich des Hebels bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit (und stillstehendem Elektromotor) die Drosselklappe zunehmend geschlossen wird. Nachteilig an dieser bekannten Steuereinrichtung ist,

daß der Fahrzeuglenker keine Möglichkeit besitzt, den Ausgangspunkt der Belüftungsanlage von Hand einzustellen. Weder der Punkt, bei dem die Schließbewegung der Drosselklappe einsetzt, noch die maximale Drehzahl des Gebläses sind von außen beeinflußbar. Lediglich ein Ein-Aus-Schalter ist vorgesehen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß das Gestänge zwischen der Drosselklappe und dem Hebel auf Druck belastet ist. Dies hat zur Folge, daß das Gestänge steif auszubilden und gut zu führen ist, um ein Klemmen auszuschalten.

In der GB-PS 7 83 757 ist nicht näher ausgeführt, in welcher Weise die Beaufschlagung des Hebels durch den Staudruck am Eintritt des Belüftungskanals erfolgt. Wegen des Anwachsens des Staudrucks mit dem

Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit hütte eine direkte Kupplung eine entsprechende nicht lineare Bewegung des Steuerhebels zur Folge. Eine Konstanthaltung des Luftdurchsatzes im Belüftungskanal ist mit einer solchen Bewegung schlecht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum selbstfähigen Steuern einer Drosselklappe und eines Gebläses in der Belüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau die Konstanthaltung eines bestimmten Luftdurchsatzes entsprechend einer Einstellung von Hand im wesentlichen unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Einrichtung gelöst. Durch Verwendung einer Unterdruckdose als Stellorgan wird das Gestänge auf Zug belastet, so daß bezüglich seiner Steifigkeit und Führung keine: hohen Anforderungen gestellt werden müssen. Eine solche Verwendung einer Unterdruckdose, die mit einer in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten, dem Fahrtwind zugewandten Düse verbunden ist, war aus der DT-OS 19 01 972 bekannt. Dort ist aber kein Gestänge variabler Länge vorgesehen, vielmehr besteht eine feste Koppelung der Unterdruckdose mit der Drosselklappe und dem Regelwiderstand für den Gebläsemotor. Soll beispielsweise die maximale Drehzahl des Gebläses durch entsprechendes Verschieben des Abgriffs am Regelwiderstand gering eingestellt werden, dann wird gleichzeitig auch die Drosselklappe weitgehend geschlossen. Bereits bei geringfügiger Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit schließt sich dann die Drosselklappe ganz, so daß keine Belüftungsluft mehr in den

Fahrgastraum gelangen kann. Die Einrichtung nach der DT-OS eignet sich also nicht dafür, eine voreingestellte Luftdurchsatzmenge über den gesamten Fahrbereich des Fahrzeugs im wesentlichen konstant zu halten.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Einstellung der konstant zu haltenden Luftdurchsatzmenge durch einfaches Verdrehen eines Betätigungsknopfes, der den Regelwiderstand verstellt. Durch Verstellen des Widerstandes wird gleichzeitig zv derlei bewirkt, erstens wird die maximale Drehzahl des Gebläses festgelegt und zweitens wird der Punkt bestimmt, bei dem die Drosselklappe ihre Schließbewegung beginnt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die bewegliche Wand der Unterdruckdose mit deren fester Wand durch eine elastische Verbindung mit variabler Kennung verbunden. Dadurch wird erreicht, daß trotz nicht linearen Anwachsens des Unterdrucks in der Unterdruckdose dennoch eine ir~ wesentlichen lineare Kompression auf das Gestänge zwecks Konstanthaltung der Luftdurchsatzmenge erforderlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugvorderteils mit eingebauter Steuereinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen' vergrößerten Axialschniu der im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Unterdruckdose.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Drosselklappe 1 in einem Belüftungskanal 2 gelagert, die unter der vorderen Haube 3 eines Kraftfahrzeugs nahe der Windschutzscheibe 4 angeordnet ist. Der Belüftungskanal 2 steht durch eine Lufteinlaßöffnung 5 mit der Außenluft in Verbindung. Ein durch einen Elektromotor 7 antreibbares Gebläse 6 ist in dem Belüftungskanal 2 hinter der Klappe 1 so angeordnet, daß es die durch die Öffnung 5 eintretende Luft ansaugt und durch in der Zeichnung nicht dargestellte Luftführungen in den Innenraum des Fahrzeugs fördert. In Schließstellung liegt die Klappe 1 mit ihrem kreisförmigen Rand gegen eine ringförmige Wandung 8 an, welche eine Querschnitisverengung des Belüftungskanals 2 bildet. Die Klappe 1 ist um eine Achse 9 schwenkbar, welche näher am unteren als am oberen Rand der Klappe 1 liegt, so daß aufgrund des Eigengewichts der Klappe 1 deren Rand das Bestreben hat, sich von der ringförmigen Wandung zu entfernen und so den Belüftungskanal 2 zu öffnen. Nahe ihres oberen Randes ist die Klappe 1 mit einer Lasche 10 versehen, deren freies Ende an einer Stange U angelenkt ist. Das Ende 12 dieser Stange ist abgewinkelt. Ein fest mit der Stange l'J verbundener Schiebekontakt 13 greift an den Windungen eines Regelwiderstandes 14 an, der durch ein bewegliches Gestänge 17 mit der beweglichen Wand 15 einer Unterdruckdose 16 verbunden ist. Der Regelwiderstand ist ferner fest mit einer Gewindebuchse 18 verbunden. Er folgt deshalb der Vor- oder Rückwärtsbewegung *o dieser Gewindebuchse, welche durch eine gleichfalls mit einem Gewinde versehene Antriebsspindel 21 od. dgl. drehbar ist. Die Antriebsspindel 20 träg;t an ihrem Ende ein Kugelgelenk 22, mit dem sie an einer Verbindungssiange 23 sngelenkt ist, die ihrerseits mit dem beweglichen Gestänge 17 fest verbunden ist. Die Unterdruckdose 16 besitzt ferner eine feststehende Wand 25. in welche eine Leitung 26 mündet, die sich in zwei Leitungen 27 und 28 verzweigt, deren jede in eine von zwei einander diametral gegenüberliegenden öffnungen mündet, welche an der Drosselstelle einer Düse 30 angeordnet sind. Die Düse 30 ist, mit ihrer stärker divergierenden Seite gegen den Fahrtwind gerichtet, in Höhe der Bugverkleidung des Fahrzeugs angeordnet, die Düse 30 ist dabei vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung eingebaut. Falls es jedoch aus irgendeinem Grunde erforderlich sein sollte, sie in Querrichtung einzubauen, so genügt es, wenn sie durch eine dem anströmenden Fahrtwind entgegengerichteten Luftführung gespeist wird.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, umfaßt die Unterdruckdose 16 eine feststehende Wand 25 und eine bewegliche Wand 15, die an ihrem Umfang durch einen armierten, elastischen Faltenbalg 32 miteinander verbunden sind. Die Leitung 26 ist an ihrem in die Wand 25 mündenden Ende zu einer zylindrischen Kammer 33 erweitert, die mit einem Flansch 34 versehen ist, mittels welchem die Leitung 26 in geeigneter Weise an der Wand 25 befestigt ist. Ein Gewinde 35 auf dem beweglichen Gestänge 17 ermöglicht die Befestigung desselben an der Wand 15 mittels einer Mutter 36 und einer Gegenmutter 37. Das Gestänge 17 ist von einer Schraubenfeder 40 umgeben, die sich gegen den Boden 38 der Kammer 33 abstützt. Der Boden eines Federtellers 45 nimmt das andere Ende der Feder 40 auf und dient gleichzeitig als Abstützung für eine Schraubenfeder 41, die einen Federteller 46 trägt, der seinerseits als Auflage für eine Schraubenfeder 42 dient, die sich gegen die bewegliche Wand 15 abstützt.

Dank dieser Anordnung werden bei Annäherung der Wand 15 an die Wand 25 die drei Schraubenfedern 40, 41, 42 zusammengedrückt und der Faltenbalg 32 zusammengefaltet. Die Federn 40 bis 42 sind so ausgelegt, daß sie plötzliche Druckänderungen ausgleichen, die am Eintritt der Düse 30 und an der Öffnung 5 auftreten können, so daß eine kontinuierliche progressive Bewegung der Wand 15 gewährleistet ist.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Es sei angenommen, daß das Kraftfahrzeug sich mit geringer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt und der Fahrtwind durch den Belüftungskanal 2 eintritt, wo er auf die geöffnete Klappe 1 und auf das sich drehende Gebläse 6 trifft. Der Fahrtwind strömt auch durch die Düse 30, in welcher er einen leichten Unterdruck erzeugt. Dadurch entsteht in der Dose 16, die mit der Düse 30 durch die Leitungen 26, 27, 28 verbunden ist, gleichfalls ein Unterdruck. Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich erhöht, strömt auch die Luft mit zunehmender Geschwindigkeit in die Düse 30 ein, wodurch der Unterdruck sich vergrößert und das Volumen der Dose 16 sich dank deren Elastizität durch Annäherung der beweglichen Wand 15 an die feststehende Wand 25 verringert. Das bewegliche Gestänge 17, das den Bewegungen der Wand 15 folgt, nimmt den Regelwiderstand 14 mit und bewegt ihn in Richtung auf die Unterdruckdose 16. Während der Bewegung des Widerstandes 14 steht die Stange 11, ebenso wie der mit ihr verbundene Schiebekontakt 13, fest. Es ist ersichtlich, daß der vom Schiebekontakt 13 abgegriffene Widerstand um so größer ist, je mehr sich der Widerstand 14 der Dose 16 nähert. Dementsprechend nimmt die Drehzahl des Motors 7 und damit auch diejenige des Gebläses 6 ab. Bei weiterer zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit kommt der Widerstand 14 gegen das Ende 12 der Stange U zur Anlage, wodurch

die Klappe 1 nach und nach geschlossen wird.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß die Menge der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft selbsttätig geregelt wird. Lediglich die Ausgangsstellung oder -neigung der Klappe 1 muß mittels des Betäligungsknopfes 21 vorher, bei stehendem Fahrzeug, von Hand eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Steuern einer Drosselklappe und eines Gebläses in der Belüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges, die einen in einer Staudruckzone mündenden Belüftungskanal aufweist, in dem die Drosselklappe und das von einem Elektromotor angetriebene Gebläse angeordnet sind, die den Luftdurchsatz abhängig von der Fahrgeschwindigkeit steuern, indem d'.e Drosselklappe über ein in seiner Länge veränderliches Gestänge mit einem vom Fahrtwinddruck beaufschlagten Stellorgan verbunden ist und der Elektromotor des Gebläses über einen von dem Stellorgan beeinflußten Regelwiderstand gespeist wird, d a durch gekennzeichnet, daß das Stellorgan in an sich bekannter Weise eine mit dem Unterdruckbereich einer Düse (30) verbundene Unterdruckdose (16) ist, deren bewegliche Wand (15) über einen Abschnitt (17) des in seiner Länge veränderlichen Gestänges mit einem beweglichen Teil (14) des Regelwiderstandes verbunden ist, das eine Gewindebuchse (18) aufweist, in welcher eine Antriebsspindel (20) drehbar ist, um durch Drehen des ihr zugeordneten Betätigungsknopfes (21) die Entfernung des beweglichen Teils des Widerstands zur Unterdruckdose (16) verändern zu können.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (1) aufgrund einer geringfügigen Versetzung ihrer Achse (9) ein leichtes Ungleichgewicht aufweist, so daß sie bestrebt ist, ihre Öffnungsstellung einzunehmen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (15) der Unterdruckdose (16) mit deren fester Wand (25) durch eine elastische Verbindung (40 — 42) mit variabler Kennung verbunden ist, wobei die Dichtheit der Unterdruckdose durch einen armierten Faltenbalg (32) gewährleistet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verbindung mit variabler Kennung mindestens zwei Schraubenfedern (40 — 42) verschiedenen Durchmessers umfaßt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (30) in an sich bekannter Weise in Fahrzeuglängsrichtung, dem Fahrtwind zugewendet, angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (30) quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist und durch eine gegen den Fahrtwind gerichtete Luftführung gespeist wird.