DE3701818C2 - - Google Patents
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlagen-Steuervorrichtung
zum Einstellen des Mischungsverhältnisses von Warmluft und
Kaltluft durch Steuern des Öffnungswinkels einer Luftmisch
klappe einer Klimaanlage.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Klimaanlagen-
Steuervorrichtungen bekannt. Die US-PS 44 20 115 beschreibt
eine Klimaanlagen-Steuervorrichtung, bei der Öffnungs
winkel der Luftmischklappe rein mechanisch gesteuert wird.
Dazu ist ein von Hand bewegliches Steuerglied über eine
als Bowdenzug ausgebildete Verbindungseinrichtung mit der
Luftmischklappe gekoppelt. Wenn das Steuerglied von Hand
bewegt wird, geht damit eine entsprechende Bewegung der
Luftmischklappe einher.
Ganz im Gegensatz dazu gibt es Klimaanlagen-Steuervorrich
tungen, die rein elektrisch arbeiten (US-PS 44 98 909).
Die in dem Luftweg befindlichen Luftmischklappen werden
durch einen in Form von Aktuatoren ausgebildeten Antrieb
bewegt. Als Steuerglied dient eine Tastatur, über die Steuer
daten in eine elektronische Steuereinrichtung eingegeben wer
den. Die elektronische Steuereinrichtung verarbeitet die einge
gebenen Werte, zum Beispiel einen Soll-Temperaturwert, um
die Luftmischklappen über die Aktuatoren entsprechend einzu
stellen.
Im Gegensatz zu der eingangs erwähnten, rein mechanisch ar
beitenden Steuervorrichtung besitzt diese rein elektrisch
arbeitende Steuervorrichtung also einen elektrischen Antrieb,
dessen Stromzufuhr so ausgesteuert wird, daß der Antrieb
(die Aktuatoren) die Luftmischklappe bzw. die Luftmisch
klappen in die eine oder die andere Richtung verschwenkt.
Eine vollständig elektrisch arbeitende Steuervorrichtung
läßt sich praktisch nur verwirklichen bei einer Klimaregel
anlage, die derart ausgebildet ist, daß eine einmal einge
stellte Temperatur trotz sich ändernder Umgebungseinflüsse
stets aufrechterhalten bleibt. Abgesehen von dem erheb
lichen konstruktiven Aufwand hat der Bediener einer solchen
Anlage nicht die Möglichkeit, nach Gefühl die für ihn ange
nehmste Temperatur einzustellen. Für eine derartige Ein
stellung ist es wünschenswert, ein von Hand stufenlos be
wegliches Steuerglied zur Verfügung zu haben.
Durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung wird die Auf
gabe gelöst, eine Klimaanlagen-Steuervorrichtung zu schaf
fen, die kompakt und störunanfällig ist und eine bequeme
Bedienung der Anlage gestattet. Vorteilhafte Weiterbil
dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird bei einer
mit Hilfe eines beweglichen Steuerglieds vorgenommenen Ein
stellung die schwenkbare Basisplatte von dem elektrischen
Antrieb "nachgeführt", und zwar solange, bis die Ruhe
stellung erreicht ist. Dieser Bewegungs-Endzustand der
Basisplatte entspricht dann der gewünschten Einstellung
der Luftmischklappe. Da der eigentliche Stellvorgang elektro
mechanisch erfolgt, braucht die Bedienungsperson praktisch
keine nennenswerte Kraft aufzuwenden, um die Luftmisch
klappe in die gewünschte Stellung zu bringen. Das Steuer
glied läßt sich sehr leicht bewegen, und trotzdem hat die
Bedienungsperson das Gefühl, die Temperatur des Luftgemisches
direkt von Hand einzustellen.
Die beiden oben erläuterten bekannten Klimaanlagen-Steuer
vorrichtungen beinhalten in der rein mechanischen Version
das von Hand bewegliche Steuerglied und die Verbindungs
einrichtung zwischen Steuerglied und Luftmischklappe, in
der praktisch rein elektrisch arbeitenden Version ein in
Form einer Tastatur ausgebildetes Steuerglied, dazu einen
elektrischen Antrieb, der über eine Verbindungseinrichtung
mit der Luftmischklappe verbunden ist, jedoch nicht als
Drehantrieb ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Ausge
staltung der Steuervorrichtung mit einer kreissektorför
migen Basisplatte sowie deren spezielle Merkmale in Verbin
dung mit deren Anschluß an den Antrieb ist aus dem Stand
der Technik nicht bekannt, wenngleich die DE-OS 26 15 724
einen elektromechanischen Verstellmechanismus für eine
Lamellen-Verschlußklappe eines Ventilators zeigt. Der Ver
stellmechanismus für die Verschlußklappe ist mit dem Venti
latormotor gekoppelt. Mit dem Einschalten bzw. Ausschalten
des Ventilatormotors wird die Verschlußklappe geöffnet bzw.
geschlossen. Auf der Antriebswelle eines Motors, der ein
Gestänge zum Verstellen der Lamellen der Verschlußklappe
betätigt, sitzen zwei um 180° versetzte Nocken, die auf
je einen Mikroschalter einwirken. Dem Antriebsmotor wird
über einen Relaisschalter bei jeder Betätigung des Venti
latorschalters Strom zugeführt, beim Öffnen der Verschluß
klappe über den einen, beim Schließen über den anderen
Mikroschalter. Am Ende jedes Verstellvorgangs öffnet einer
der Nocken den zugehörigen Mikroschalter, um den Motor
stillzusetzen. Eine im Prinzip ähnlich arbeitende Anordnung,
jedoch mit Infrarotsteuerung, ist aus der EP-3 124 A1
bekannt. Im Gegensatz zu der Erfindung geht es bei diesem
Stand der Technik jedoch nicht um das stufenlose Einstellen
der Luftmischklappe, sondern um das vollständige Öffnen
oder Schließen einer Klappe. Da die kreissektorförmige
Basisplatte und die dieser zugeordneten Bestandteile der
Steuervorrichtung betreffenden Merkmale des Anspruchs 1
lassen sich diesem Stand der Technik nicht entnehmen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im
folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen
eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines
Klimaanlagen-Steuersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht unter
Darstellung einer Basisplatte und Gleitkontakten
des in Fig. 1 gezeigten Steuersystems in ver
größertem Maßstab; und
Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) Draufsichten auf die Basisplatte
und die Gleitkontakte der Fig. 2 zur Erläuterung
der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist die Klimaanlage haupt
sächlich aus einer Betätigungs-/Steuereinheit 20 und einer
Antriebseinheit 40 gebildet, die mit elektrischen Leitungen
6 und einer Stange 9 miteinander verbunden sind. Die Be
tätigungs-/Steuereinheit 20 ist aus folgenden Elementen
gebildet: Einem Gleitelement 21; einer Führungsnut 22 zum
freien Führen des Gleitelements 21 in den horizontalen
Richtungen; einem Bett 23, das an dem einen Ende mit der
Führungsnut 22 ausgebildet ist; einer an dem Bett ange
lenkten Basisplatte 24, die mit Leiterbahnen 25 ausgebildet
ist, die einen Umschalter schaffen; einem Paar von Gleit
kontakten 26, die auf den Leiterbahnen gleitend verschieb
bar sind; einem Kontakthebel 27, der die Gleitkontakte 26
trägt und an seinem einen Ende angelenkt ist; einer den
Hebel 27 und die Basisplatte 24 schützenden Abdeckung 28;
einem Verbindungshebel 29, der über der oberen Oberfläche
der Abdeckung 28 angeordnet ist und mit dem Kontakthebel
27 zusammen verschwenkbar ist; einem Stift 30, der die
Hebel 27 und 29 miteinander verbindet und lose in der
Basisplatte 24 und der Abdeckung 28 sitzt; und einem
schieberartigen Steuerglied 31, das an seinem einen Ende
einen Schlitz 33, der einen an einem Endbereich des Hebels
29 verankerten Zapfen 32 aufnimmt, und an seinem anderen
Ende einen Betätigungsbereich und ein Loch 35 aufweist,
das einen an dem Kopf des Gleitelements 21 verankerten
Zapfen 34 aufnimmt. Das Bezugszeichen 36 bezeichnet ein
Loch, in das der Draht 9 eingehakt ist.
Es sind auf der Basisplatte 24 vier konzentrische Leiter
bahnen gebildet, wie dies in Fig. 2 zu sehen ist. Von den
beiden mittleren Bahnen ist die eine im wesentlichen in
Form eines "S" ausgebildet, während die andere in zwei
nicht zusammenhängende Teil-Bahnen geteilt ist, die sich
längs der inneren und der äußeren Linien der die Form
eines "S" aufweisenden Kontaktbahn erstrecken. Für diese
Leiterbahnen 25 sind die Gleitkontakte nebeneinander ange
ordnet, wobei der eine Gleitkontakt dazu ausgelegt ist,
die beiden radial weiter innen gelegenen Bahnen zu über
brücken, während der andere Gleitkontakt dazu ausgelegt
ist, die beiden radial weiter außen gelegenen Bahnen zu
überbrücken.
Was die Verbindungen der Stromzufuhr und eines Gleichstrom-
Motors 41 mit den in Fig. 2 gezeigten Leiterbahnen 25 anbe
langt, so ist der Motor 41 mit der innersten und der
äußersten Bahn 25 a und 25 b verbunden. Die Stromzufuhr
ist mit den beiden dazwischenliegenden Bahnen derart ver
bunden, daß ihr negativer Anschluß bzw. Erdungsanschluß
mit der abgestuften bzw. S-förmigen Bahn 25 c verbunden ist
und ihr positiver Anschluß mit den nicht kontinuierlichen
Bahnen 25 d und 25 e verbunden ist.
Die Antriebseinheit 40 ist aus folgenden Elementen gebildet:
Dem Motor 41, der über die Leiterbahnen 25 und die elektri schen Leitungen 6 mit elektrischem Strom gespeist wird; und einem Betätigungsglied 42, dessen zentraler Bereich auf der Welle des Motors 41 angebracht ist und dessen eines Ende mit der Rückkopplungsstange 9 verbunden ist, während sein anderes Ende mit der Stange 10 verbunden ist. Die Luftmischklappe 11 und die Abdeckung 28 (und somit auch die Basisplatte 24) lassen sich durch den Motor 41 verschwenken.
Dem Motor 41, der über die Leiterbahnen 25 und die elektri schen Leitungen 6 mit elektrischem Strom gespeist wird; und einem Betätigungsglied 42, dessen zentraler Bereich auf der Welle des Motors 41 angebracht ist und dessen eines Ende mit der Rückkopplungsstange 9 verbunden ist, während sein anderes Ende mit der Stange 10 verbunden ist. Die Luftmischklappe 11 und die Abdeckung 28 (und somit auch die Basisplatte 24) lassen sich durch den Motor 41 verschwenken.
Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung wird nun unter
Bezugnahme auf die Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) beschrieben.
Von diesen Figuren zeigt Fig. 3(a) die Luftmischklappe 11
in ihrem Ruhezustand. Es befinden sich die Gleitkontakte 26
in der Mitte der Basisplatte 24, d. h. in dem Bereich, in
dem sich die Abstufung befindet, so daß die Bahnen 25 a und
25 b durch die Gleitkontakte 26 beide mit dem negativen
Anschluß der Stromzufuhr verbunden sind. Dies führt dazu,
daß dem Anschluß des Motors 41 kein Strom zugeführt wird.
Wenn das Steuerglied 31 aus dieser Stellung in bezug auf
Fig. 1 nach links bewegt wird, wird der Kontakthebel 27
um einen gewissen Winkel im Uhrzeigersinn verschwenkt,
wie dies in Fig. 3(b) gezeigt ist. In diesem Zustand sind
die Bahnen 25 a und 25 d durch den einen Gleitkontakt 26
miteinander verbunden, während die Bahnen 25 b und 25 c durch
den anderen Gleitkontakt 26 miteinander verbunden sind.
Daher wird dem Motor 41 die positive Spannung zugeführt,
während die Bahn 25 b geerdet ist, so daß der Motor sich
in Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht. Zusammen mit dieser
Rotationsbewegung wird das Betätigungsglied 42 gedreht,
so daß es an den Drähten 9 und 10 zieht und dadurch die
Klappe 11 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Wenn die Basis
platte 24 in demselben Winkel wie der Schwenkwinkel des
Hebels 27 verschwenkt ist, ist der in Fig. 3(a) dargestellte
Zustand wiederhergestellt, so daß die Stromzufuhr zu dem
Motor 41 unterbrochen und dieser gestoppt wird und die
Klappe 11 dadurch mit einem bestimmten Öffnungsausmaß
geöffnet bleibt.
Wenn das Steuerglied 31 in die entgegengesetzte Richtung
bewegt wird, d. h. nach rechts in bezug auf Fig. 1, wird
der Kontakthebel 27 um einen Winkel im Gegenuhrzeigersinn
verschwenkt, wie dies in Fig. 3(c) gezeigt ist, und die
Leiterbahnen werden dadurch derart verbunden, daß der Motor
41 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und folglich eine
Druckkraft auf die Drähte bzw. Stangen 9 und 10 ausübt
und die Klappe 11 und die Basisplatte 24 dadurch ver
schwenkt. Wenn die Basisplatte 24 um den genannten Winkel
verschwenkt ist, wird wiederum der in Fig. 3(a) gezeigte
Zustand eingenommen.
Man kann auch den Kontakthebel und das schieberartige
Steuerglied miteinander integrieren.
Außerdem ist die Abdeckung 28 vorgesehen, um eine Ablagerung
von in der Ventilationsluft in dem Kanal mitgeführten Staub
auf der Basisplatte zu verhindern, um dadurch eine jegliche
Verschlechterung der Isolierung zu eliminieren. Die Ab
deckung 28 kann ebenso wie der Hebel 29 weggelassen wer
den. Man kann statt dessen den Hebel 27 mit dem Steuerglied
31 verbinden.
Claims (9)
1. Klimaanlagen-Steuervorrichtung zum Einstellen des
Mischungsverhältnisses von Warmluft und Kaltluft
- - durch Steuern des Öffnungswinkels einer Luftmischklappe einer Klimaanlage, mit
- - einer Stromzufuhr mit einem positiven und einem negativen Anschluß,
- - einem von Hand beweglichen Steuerglied (31),
- - einem Antrieb (41),
- - einer Verbindungseinrichtung (9, 10), die den Antrieb (41) mit der Luftmischklappe (11) der Klimaanlage verbindet und
- - die Stromzufuhr zu dem Antrieb (41) derart aussteuert, daß dieser in Rückwärtsrichtung bzw. in Vorwärtsrichtung dreht oder hält (Fig. 3a, 3b), abhängig von der gewählten Ein stellung des Steuerglieds (31) und der Stellung der Luft mischklappe (11),
wobei
- - auf einer über die Verbindungseinrichtung (9, 10) mit dem Antrieb (41) ver bundenen kreissektorförmigen Basisplatte (24) eine Mehr zahl von konzentrischen Leiterbahnen (25) ausgebildet ist, von denen zwei (25 c, 25 d, 25 e) mit dem positiven bzw. dem negativen Anschluß der Stromzufuhr verbunden sind und zwei weitere (25 a, 25 b) mit dem Antrieb (41) verbunden sind,
- - wobei die Basisplatte (24) um den gemeinsamen Mittelpunkt (5) schwenkbar ist,
- - ein Paar von Gleitkontakten (26) zum selektiven Kontaktie ren mit den Leiterbahnen (25) in Verbindung mit der Be wegung des Steuerglieds (31) um den gemeinsamen Mittel punkt der Leiterbahnen (25) verschwenkbar sind, wobei die beiden ersten Leiterbahnen (25 c, 25 d, 25 e) so angeordnet sind, daß sich ein Polaritätswechsel über die Gleitkontakte (26) an den zwei weiteren Leiterbahnen (25 a, 25 b) erzeugen läßt,
- - der Antrieb (41) so ausgelegt ist, daß seine Drehrichtung bzw. sein Ruhezustand nach Maßgabe der Kontaktierungszu stände zwischen den Leiterbahnen (25) und den Gleitkontakten (26) festgelegt wird,
- - der Antrieb (41) die Basisplatte (24) stoppt, wenn sich die Gleitkontakte (26) auf dem Polaritätswechselpunkt der Leiterbahnen (25) befinden und
- - der Antrieb (41) die Basisplatte (24) verschwenkt, um die Gleitkontakte (26) auf den Polaritätswechselpunkt zu bringen, wenn sich die Gleitkontakte (26) von dem Polaritätswechsel punkt entfernt befinden.
2. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung folgende
Elemente umfaßt:
eine Klappenverschwenkeinrichtung zum Verschwenken der Luft mischklappe (11) bei Rotation des als Gleichstrommotor (41) ausgebildeten Antriebs, wobei die Klappenverschwenkeinrichtung ein Betätigungsglied (42), dessen zentraler Bereich auf der Welle des Gleichstrommotors (41) befestigt ist, sowie einen ersten Draht (10) beinhaltet, der die Luftmischklappe (11) und ein Ende des Betätigungsglieds (42) miteinander verbin det, und
eine Plattenverschwenkeinrichtung zum Verschwenken der Basis platte (24) relativ zu den Gleitkontakten (26) bei Rotation des Gleichstrommotors (41), wobei die Platten verschwenkeinrichtung einen zweiten Draht (9) beinhaltet, der das andere Ende des Betätigungsglieds (42) und die Basisplatte (24) miteinander verbindet.
eine Klappenverschwenkeinrichtung zum Verschwenken der Luft mischklappe (11) bei Rotation des als Gleichstrommotor (41) ausgebildeten Antriebs, wobei die Klappenverschwenkeinrichtung ein Betätigungsglied (42), dessen zentraler Bereich auf der Welle des Gleichstrommotors (41) befestigt ist, sowie einen ersten Draht (10) beinhaltet, der die Luftmischklappe (11) und ein Ende des Betätigungsglieds (42) miteinander verbin det, und
eine Plattenverschwenkeinrichtung zum Verschwenken der Basis platte (24) relativ zu den Gleitkontakten (26) bei Rotation des Gleichstrommotors (41), wobei die Platten verschwenkeinrichtung einen zweiten Draht (9) beinhaltet, der das andere Ende des Betätigungsglieds (42) und die Basisplatte (24) miteinander verbindet.
3. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Draht (9) dazu
ausgelegt ist, das Betätigungsglied (42) und die Basisplatte
(24) direkt miteinander zu verbinden.
4. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine die Basisplatte (24)
überdeckende Plattenabdeckung (28) vorgesehen ist.
5. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Draht (9) dazu
ausgelegt ist, das Betätigungsglied (42) und die Basisplatte
(24) durch die Plattenabdeckung (28) indirekt miteinander
zu verbinden.
6. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach einem der vorausgehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakthebel (27)
vorgesehen ist, der die Gleitkontakte (26) trägt und an seinem
einen Ende angelenkt ist, und daß ein Verbindungshebel (29)
vorgesehen ist, der über der Plattenabdeckung (28) angeordnet
ist und zur Verbindung des Steuerglieds (31) und des Kontakt
hebels (27) durch den Verbindungshebel (29) zusammen mit dem
Kontakthebel (27) verschwenkbar ist.
7. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach einem der voraus
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit
kontakte (26) auf vier konzentrischen stegartigen Leiter
bahnen bewegbar sind, von denen die eine mittlere Leiter
bahn (25 c) abgestuft ausgebildet ist und im wesentlichen
S-förmig abgeknickt verläuft und die andere mittlere Leiter
bahn in zwei nicht zusammenhängende Leiterbahnen (25 d, 25 e)
unterteilt ist, die sich längs der Innenlinie und längs der
Außenlinie der abgestuften mittleren Leiterbahn (25 c) er
strecken.
8. Klimaanlagen-Steuervorrichtung nach einem der voraus
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit
kontakte (26) derart nebeneinander angeordnet sind, daß
der eine Gleitkontakt dazu ausgelegt ist, die beiden radial
weiter innen gelegenen Leiterbahnen (25 a, 25 d, 25 c) der vier
Leiterbahnen zu überbrücken, und der andere Gleitkontakt
dazu ausgelegt ist, die beiden radial weiter außen ge
legenen Kontaktbahnen (25 b, 25 e, 25 c) der vier Leiter
bahnen zu überbrücken.
Applications Claiming Priority (1)
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