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"Steuervorrichtung, insbesondere zum Steuern
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von Stellantrieben in Fahrezeug- Belüftungs und Klimaeinrichtungen"
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, insbesondere zum Steuern von Stellantrieben
in Fahrzeug- Belüftungs- und Klimaeinrichtungen, die mindestens einen Impulsgeber
und einen verstellbaren Steuerkörper aufweist, der mit Hilfe von relativ zueinander
verstellbaren Steuerkammern und Kammeranschlüssen für Steuerleitungen eine Versorgungsleitung
wahlweise mit einer oder mehreren Steuerleitungen der Stellantriebe verbindet.
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Eine Steuervorrichtung der genannten Art für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen
ist beispielsweise aus der deutschen
Auslegeschrift 24 03 316 bekannt,
Sie arbeitet mit Unterdruck zur automatischen Regelung der Klimaanlage, die mehrere
Unterdruck-Stellantriebe zur Verstellung von Luftklappen o.dglO aufweist, Eine von
einem Programmwählschalter betätigte Unterdruck-Steuereinheit und eine temperaturabhängige
Unterdruck- Steuereinheit sind hier zu einem Unterdruck-Steueraggregat zusammengefaßt,
das aus einem Gehäuse und zwei darin koaxial einander gegenüber angeordneten Steuer-Gummischeiben
gebildet ist Beide Gummi scheiben sind an Tragblechen befestigt und weisen Dichtlippen
zur Bildung von Steuerkammern auf. Die Gummi scheiben sind um eine gemeinsame Achse
drehbar und befinden sich an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Gehäuses,
in dem sich Verbindungsbohrungen und Anschlüsse für die Steuerleitungen befinden0
Je nach der Stellung der Gummischeiben ist durch die Steuerkammern eine gemeinsame
Versorgungs- oder Unterdruckleitung mit einer oder mehreren, wahlweise ausgesuchten
Steuerleitungen verbunden, so daß auch dort bzw. an den jeweils angeschlossenen
Unterdruck-Stellantrieben ein Unterdruck erzeugt wird, der zu einer Verstellung
der zugehörigen Luftklappen o.dglO dient0
Diese bekannte Steuervorrichtung
fordert einen verhältnismäßig großen BauauSwand, insbesondere wenn beabsichtigt
ist, sehr viele Steuerleitungen und Unterdruck-Stellantriebe zu steuern, Ferner
bestehen Dichtungsprobleme insbesondere beim Anschluß einer größeren Anzahl von
Unterdruck-Stellantrieben, weil die Gummi scheiben großflächig an den Stirnflächen
des Gehäuses anliegen. Die zur Stabilisierung der Gummi scheiben vorgesehenen Tragbleche
sind nicht ausreichend bzw. ihre Verwendung ist unbefriedigend0 Der Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der genannten Art zu schaffen,
an die eine beliebig große Anzahl Steuerleitungen für Stellantriebe angeschlossen
werden kann, deren Platzbedarf sehr gering ist und die dennoch keine Dichtungsprobleme
besitzt, Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Steuerkammern
und die Kammeranschlüsse auf kreisförmigen * Mantelflächen angeordnet sind. (* Zylinderflächen)
Die Steuerkammern können wahlweise am Außenumfang des Steuerkörpers oder am Innenumfang
des den Steuerkörper aufnehmenden Gehäuses liegen0 Die Lage der Kammeranschlüsse
ist dann entsprechend
am jeweils anderen Teil. Wesentlich ist jedoch,
daß sich die Steuerkammern und die Kammeranschlüsse nicht an den Stirnflächen des
Steuerkörpers befinden, sondern auf dem Umfang bzw. der im Querschnitt kreisförmigen
doh. zylindrischen oder kegel- bzw. kegelstumpfförmigen Mantelfläche des Steuerkörpers
bzw. seines Gehäuses.
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Die Anzahl der Steuerkammern kann sowohl durch Vergrößerung des Umfanges
des Steuerkörpers als auch durch Verdoppelung in axialer Richtung beliebig vergrößert
werden. Xbtz gleichbleibender Dichtungsverhältnisse sind der Anzahl der Steuerkammern
dadurch im Rahmen der üblichen Erfordernisse keine Grenzen gesetzt.
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Auch die Frage der Abdichtung ist schließlich unproblematisch, weil
die Steuerkammern auf einem Kreisumfang angeordnet sind und ihre Dichtlippen durch
Erzeugung diametral gerichteter Andruckkräfte immer in einer sichern Dichtstellung
gehalten werden. Dies gilt auch für kegel- bzw. kegelstumpfförmige Ausführungen,
wenn bei ihnen noch eine axial gerichtete Andruckkraft-bzw. Kraftkomponente hinzukommt.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen im Zusammenhang
mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig.1: einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung; Fig.2: einen Schnitt längs
der Linie II-II in Fig.1; Figo3 eine Stirnansicht. der Steuervorrichtung; Fig.4:
einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig0%; Fig.5: eine Seitenansicht eines Andruckelementes
in größerem Maßstab; Fig0 6: eine Draufsicht auf das Andruckelement gemäß Fig.5;
Fig.7: eine Abwicklung der Steuerkammern des Steuerelementes in Richtung des Pfeiles
y in Fig.2; Fig. 8 : eine Ansicht der Lage und Anordnung der Kammeranschlüsse am
Innenumfang des Gehäuses; Fig.9: eine Abwicklung der Steuerkammern des zweiten Steuerelementes
in Richtung des Pfeiles x in Fig02 in größerem Maßstab; Fig.10: eine Seitenansicht
des zweiten Steuerelemente in größerem Maßstab und
Fig.11: einen
Teilschnitt durch ein Steuerelement im Bereich einer Dichtlippe.
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Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 gemäß den Figuren-12 umfaßt
ein Gehäuse 2, in dessen Gehäuseteil 3 ein Steuerkörper 4 drehbar gelagert istp
Bei dem Gehäuseteil 3 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Deckel des Gehäuses
2, in dem beispielsweise ein elektrischer Schrittmotor 5 und ein Getriebe 6 untergebracht
bzw. in geeigneter Weise befestigt sind, so daß der Steuerkörper 4 auf die Abtriebswelle
7 des Getriebes 6 aufsteckbar ist und von dieser in der jeweiligen Drehrichtung
mitgenommen wird.
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Der Steuerkörper 4 besteht gemäß Fig.4 aus einem Mitnehmer 8, zwei
von einer Feder 9 radial nach außen gedrückten Andruckelementen 10 und 11 und zwei
Steuentementen 12 und 13, die auf ihrer den Andruckelementen 10,11 abgewandten Oberfläche
Dichtlippen 14 aufweisen, Die Dichtlippen 14 liegen formschlüssig und mit Druck
an einer im Gehäuse- + befindlichen Bohrung 15 an, die den Steuerkörper 4 aufnimmt.
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Der Mitnehmer 8 ist im Querschnitt gemäß Fig.4 etwa kreisförmig und
weist eine Bohrung 23 auf, in der sich die Feder 9 befindet. Mit ihren beiden Enden
stützt sich die Feder 9
mittig auf den beiden Andruckelementen
10,11 ab, die an der Anlagestelle einen zur Zentrierung der Feder dienenden Vorsprung
24,25 besitzen.
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Von dem Umfang des Mitnehmers 8 ragen zwei diametral einander gegenüberliegende,
schwalbenschwanzförmige Vorsprünge 26, 27 radial nach außen und enden unmittelbar
an der Bohrung 15 des Gehäuseteiles 3¢ Die beiden Vorsprünge 26, 27 dienen zur Führung
und Mitnahme der Andruckelemente 10,11. Die beiden Andruckelemente 10,11 sind Halbkreisschalen
und erstrecken sich über einen Winkelbereich von etwa 1600.
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Zur Erzeugung einer optimalen Andruckkraft an den Steuerelementen
12,13 weisen die Andruckelemente 10,11 sich von ihren Rändern 28, 29 aufeinanderzu
erstreckende Schlitze 30 bis 33 und dadurch gebildete Federzungen 34,35 auf.
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Wie die Ansicht gemäß Fig.5 zeigt, laufen die Federzungen 34, 35 flach
aus und stehen über den kreisförmigen Umfang der seitlichen Schenkel 36 bis 39 vor.
Hierdurch erzeugen sie
eine optimale Andruckkraft an den Steuerelementen,
da die Andruckelemente 10,11 nicht nur im Bereich der Vorsprünge 24, 25 an den Steuerelementen
12,13 anliegen, sondern auch mit den freien Enden ihrer beiden Federzungen 34035O
Die Steuerelemente 12,13 bestehen aus einem schalenförmigen Grundkörper in Gestalt
einer Halbkreisschale 40 bzw. 41, auf der sich eine Gummi- oder Neoprenschicht 42
bzw. 43 mit den radial von dieser Schicht wegstehenden Dichtlippen 14 befindet Die
beiden Halbkreisschalen 40 und 41 der Steuerelemente 12,13 schließen einen Bogen
von etwa 1600 ein und liegen mit ihren freien Enden 44,45 bzw. 46,47 ebenso seitlich
an den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 26,27 des Mitnehmers 8 an wie die freien
Enden 28,29 der Andruckelemete 10,11. Eine genaue Verstellung der Steuerelemente
12,13 in der Bohrung 15 des Gehäuseteiles 3 in Abhängigkeit von der Drehbewegung
des Schrittmotors 5 ist daher sichergestelltt In der zylindrischen Gehäusewand 48
des Gehäuseteiles 3 sind mehrere Kammeranschlüsse 49 bis 53 in Gestalt von Bohrungen
angeordnet, wie aus der schematischen Darstellung in Fig.8 hervorgeht. Eine Bohrung
54 eines mittig angeordneten Kammeranschlusses
49 ist in den Fig.1
und 4 zu erkennen, Die anderen Bohrungen erstrecken sich in gleicher Weise durch
die Gehäusewand von deren Bohrung 15 bis hin zu jeder Bohrung bzw0 jedem Kammeranschluß
49 bis 53 gehörende Anschlußstutzen 55 bis 58. Der Anschlußstutzen eines Kammeranschlusses
(Kammeranschluß 51) ist in den Figo1 und 3 aufgrund der Darstellung nicht zu erkennen.
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Der Kammeranschluß 49 bzw. sein Anschlußstutzen 55 dient zum Anschluß
einer Versorgungsleitung. Dies kann eine Leitung mit konstantem Unterdruck oder
mit Überdruck sein. Vorzugsweise herrscht in der nicht dargestellten Versorgungsleitung
ein Unterdruck, da es zweckmäßig ist, die ebenfalls nicht dargestellten Stellantriebe
für die Luftklappen mit Unterdruck zu steuern.
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Die Kammeranschlüsse 49 bis 53 sind auf engem Raum in einem Viereck
angeordnet, wobei der zum Vakuum bzw. zu der Unterdruckleitung führende Kammeranschluß
49 in der Mitte zwischen, den anderen Kammeranschlüssen 50 und 51 bzw0 5Z und 53
liegt.
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Die zwischen den Halbkreisschalen 40,41, den Dichtlippen 14 und der
Oberfläche der Bohrung 15 des Gehäuseteiles 3 gebilde ten Steuerkammern 16 bis 22
sind so angeordnet, daß der Kammeranschluß 49 für die Versorgungsleitung jeweils
mit einem oder mehreren weiteren Kammeranschlüssen 50, 51 bzw0 52, 53 in Verbindung
gebracht wird. Sobald durch entsprechende Stellung der Steuerelemente 12,13 der
Kammeranschluß 49 mit einem weiteren Kammeranschluß in Verbindung steht, wird auch
in der zu diesem Kammeranschluß gehörenden Anschlußstutzen und der an diesen angeschlossenen
Steuerleitung ein Unterdruck erzeugt, mit dessen Hilfe der am Ende dieser Steuerleitung
befindliche Stellantrieb gesteuert wird.
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Gemäß dem in Fig.8 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich
neben dem Kammeranschluß 49 für die Unterdruckleitung vier weitere Kammeransclüsse
für Frischluft 50, Windschutzscheibe I 51, Fußraum 52 und Windschutzscheibe II 53O
Die Gestalt der Steuerkammern 16 bis 22 geht rundsätzlich aus den Fig.7 und 9 hervor,
Die Steuerkammer 16 ist L-förmig und verbindet den Kammeranschluß 49 mit dem Kammeranschluß
50. Die Steuerkammer 22 besitzt Z-Form und verbindet die Kammeranschlüsse 1 und
53O Entsprechendes gilt jeweils
für die übrigen Steuerkammern.
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In Fig. 11 ist schließlich noch der Deutlichkeit halber in größerem
Maßstab ein Schnitt durch den Rand 49 des Steuerelementes 13 mit einem Teil der
Halbkreisschale 41, der Gummi- oder Neoprenschicht 43 und der Dichtlippe 14 dargestellt.
Die Halbkreisschale 41 dient als Träger der Gummi-oder Neoprenschicht 43.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das in den Figuren konkret
dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, denn wesentlich ist, daß die Steuerkammern
16 bis 22 und die Eammeranschlüsse 49 bis 53 auf kreisförmigen Mantelflächen angeordnet
sind. Die Kammeranschlüsse 49 bis 53 können sich in Ubereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel
in der außenliegenden Gehäusewand 48 befinden, gleicher--maßen ist es aber auch
denkbar, sie in einem Rotor anzuordjenen und die Steuerkammern in der Gehäusewand
unterzubringen.
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Wesentlich ist somit, daß die Steuerkammern und die Kammeranschlüsse
gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf Zylinderflächen oder auf Kegel-
bzw. Kegelstwrrpfflächen einander gegenüberliegen und nicht auf ebenen Stirnflächen.
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Eine Ausführungsform mit Kegel- bzw. kegelstumpfförmiger Anord-'nung
der Steuerkammern mit Kammeranschlüssen bringt keine weiteren
wesentlich
abweichenden Merkmale gegenüber der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform
mit sich und ist daher nicht ebenfalls ausführlich beschrieben.
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Ferner kann die Ausbildung der Steuerkammern und die Einrichtung
zu ihrer Verstellung etwas anders gewählt sein als in den Zeichnungen dargestellt,
denn wesentlich ist vor allem, daß der Steuerkörper 4 ein in einem Gehäuse 2, 3
drehbar gelagerter Rotationskörper ist, an dessen Umfang die Steuerkammern angeordnet
sind.
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Die Ansteuerung des elektrischen Schrittomotors 3 erfolgt zweckmäßigerweise
über mehrere Bedienungsschalter, die somit als Impulsgeber dienen. Grundsätzlich
kann allerdings die Abtriebswelle 7 des Getriebes 6 auch unmittelbar mit einem Drehknopf
oder einem Schieber verbunden sein. Die Verstellung der Steuerelemente 12, 13 erfilgt
dann unmittelbar von Hand.
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Die obigen Ansführungen zeigen, daß noch mannifgache Abwandlungen
möglich sind, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.
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L e e r s e i t e