DE3813116A1 - Belueftungsanlage fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Autoklimatechnik und ist bei der Ausgestaltung einer Belüftungsanlage anzuwenden, bei der innerhalb eines Gehäuses einstellbare Luftklappen zur Steuerung von Luftströmen angeordnet sind und jeder Luftklappe ein Hebel­ mechanismus zugeordnet ist.

Belüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen weisen u.a. ein Gehäuse auf, in dem ein Gebläse, ein Wärmetauscher, gegebenenfalls einen Verdampfer, verschiedene Luftklappen und verschiedene Luftkanäle angeordnet sind. Die verschiedenen Luftklappen dienen u.a. zur Steuerung derjenigen Luftmengen, die dem Fußbereich des Fondraumes, den Luftdüsen im Armaturenbrett und der Defrost-Düse an der Windschutzscheibe zugeführt werden. Die Steuerung der entsprechenden Luftklappen erfolgt in aller Regel mittels Drehknöpfen oder Schiebereglern vom Armaturenbrett aus (DE-AS 27 42 670, DE-OS 37 05 630).

Zur Bedienung solcher Belüftungsanlagen ist bereits eine Bedien­ einheit bekannt, die es ermöglicht, mindestens zwei Luftklappen mittels eines einzigen Drehknopfes zu steuern. Hierzu ist ein mit dem Drehknopf gekoppeltes Kegelradgetriebe vorgesehen, wobei an dem getriebenen Kegelrad zwei Führungsnuten vorgesehen sind, in die jeweils der Führungszapfen eines Stellhebels eingreift. An jedem Stellhebel ist ein Bowdenzug befestigt, der mit der jeweiligen Luftklappe verbunden ist (DE-OS 34 34 302). Auch die Betätigung eines einzelnen Stellhebels mittels einer drehbaren Kurvenscheibe, die eine Führungskurve aufweist, ist bereits bekannt (DE-OS 25 57 077, FR-OS 24 23 815).

Ausgehend von eine Belüftüngsanlage mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven Aufwand für die Betätigung der gleichzeitig steuerbaren Luftklappen zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kurvenscheibe mit einem Antrieb versehen und an der Wandung des Gehäuses gelagert ist und daß der Hebelmechanis­ mus jeder mittels der Kurvenscheibe einstellbaren Luftklappe zwei starr miteinander gekoppelte Hebel aufweist, von denen der geführte Hebel ebenfalls an der Wandung des Gehäuses gelagert ist.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Belüftungsanlage ist zum Antrieb der gemeinsam steuerbaren Luftklappen nur ein einziger Antriebsstrang, beispielsweise eine biegsame Welle oder ein mit einem Drehschalter gekoppelter Stellantrieb, erforderlich. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kurvenscheibe in unmittelbarer Nähe der Luftklappen angeordnet ist, so daß diese von der Kurven­ scheibe aus direkt unter Zwischenschaltung eines Hebelmechanis­ mus steuerbar sind. Die Kurvenscheibe kann dabei - je nach Be­ darf - mit einer oder mehreren offenen oder in sich geschlosse­ nen Führungskurven versehen sein. Die Geometrie der Führungs­ kurven ist dabei entsprechend der gewünschten Abhängigkeiten der Stellungen der Luftklappen untereinander zu wählen.

Die zur Steuerung der Hebelmechanismen eingesetzte Kurvenscheibe kann auf beiden Seiten wenigstens eine Führungskurve aufweisen, wobei jede Führungskurve mit dem Führungszapfen wenigstens eines Hebelmechanismus in Eingriff steht. Die Anzahl der jeweils vor­ gesehenen Führungskurven hängt dabei von der Anzahl der zu steuernden Luftklappen und der jeweils gewählten Abhängigkeit der Luftklappen voneinander ab. Für eine spezielle Ausführungs­ form, bei der mittels der Kurvenscheibe die drei Luftklappen zur Einstellung der Luftströme zum Fußraum und zur Mittelebene des Fahrzeuginnenraumes sowie zur Windschutzscheibe (Defrost- Düse) vorgesehen sind, hat es sich als besonders zweckmäßig er­ wiesen, daß jede Führungskurve der Kurvenscheibe in sich ge­ schlossen ist und drei Führungsbereiche aufweist, die sich je­ weils über einen Drehwinkel von 120° erstrecken; dabei bewirkt der eine Führungsbereich eine konstante Stellung des jeweiligen Führungszapfens und die beiden anderen Führungsbereiche bewirken eine kontinuierliche Verschiebung des jeweiligen Führungszapfens radial nach innen bzw. radial nach außen. In diesem Fall ist die gegenseitige Zuordnung der Hebelmechanismen so zu wählen, daß die drei Führungszapfen der drei Hebelmechanismen in die Führungskurve(n) um jeweils 120° versetzt zueinander eingreifen. Diese Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung führt dazu, daß die Luftströme für die Mittelebene und den Fußraum gegenläufig gesteuert werden, daß der Luftstrom für die Defrost-Düse sowohl gegenläufig zum Luftstrom der Mittelebene als auch gegenläufig zum Luftstrom des Fußraumes gesteuert werden kann und daß es Positionen gibt, an denen jeweils der Mittelebene, dem Fußraum und der Defrost-Düse der volle Luftstrom zugeführt wird.

Zur Ansteuerung der Luftklappen mittels der Kurvenscheibe ist ein Hebelmechanismus geeignet, der aus zwei einarmigen Hebeln mit einer zwischengeschalteten Koppel besteht. Dabei ist der eine Hebel fest mit der drehbaren Luftklappe verbunden und der andere Hebel mit seinem beweglichen Ende in der Führungskurve der Kurvenscheibe geführt. Diese Art des Hebelmechanismus kann als 4-Gelenkgetriebe mit reinen Drehgelenken bezeichnet werden. Für das vorerwähnte spezielle Bewegungsprogramm von drei Luftklappen können drei gleiche geführte Hebel verwendet werden, wenn die Drehachsen dieser Hebel auf einem zur Drehachse der Kurvenscheibe konzentrischen Teilkreis angeordnet sind und hierzu die Hebel die gleiche Hebellänge aufweisen.

Zur Steuerung der Luftklappen nach dem erwähnten speziellen Be­ wegungsprogramm kommt aber auch ein Hebelmechanismus in Be­ tracht, der jeweils aus einem in der Führungskurve der Kurven­ scheibe geführten Schwinghebel und einem daran angelenkten, mit der jeweiligen Luftklappe verbundenen einarmigen Hebel besteht, wobei der angelenkte Hebel ein Langloch zur Führung des Schwing­ hebels aufweist, und bei dem die Schwinghebel zur Ein­ stellung der Luftklappen für den Fußraum und die Defrost-Düse eine gemeinsame Drehachse haben sowie gleichartig ausgebildet und spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Hierbei sind für jeden Hebelmechanismus nur zwei sehr einfach ausgebildete Hebelteile erforderlich.

Zwei Ausführungsbeispiele der neuen Belüftungsanlage sind in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 eine Anordnung mit einem Hebelmechanismus aus zwei einarmigen Hebeln mit einer zwischengeschalteten Zugstange und einer Kurvenscheibe mit einer einzigen Führungskurve und Fig. 2 eine Anordnung mit einem Hebelmechanismus aus einem Schwinghebel und einem angelenkten einarmigen Hebel sowie einer Kurvenscheibe mit zwei beidseitig angeordneten gleichartigen Führungskurven. Fig. 3 zeigt in Form eines Diagrammes das Bewegungsprogramm der drei Luftklappen.

Fig. 1 zeigt die gestrichelt angedeuteten Umrisse eines Gehäuses 1 einer Belüftungsanlage, in dem ein Gebläse 2 sowie drei Luftklappen angeordnet sind. Hierbei handelt es sich um die Luftklappe 3, mit der ein Luftstrom zur Mittelebene im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges gesteuert wird, um die Luft­ klappe 4 zur Steuerung eines Luftstromes zur Defrost-Düse und um die Luftklappe 5 zur Steuerung des Luftstromes zum Fußraum. An der nicht näher bezeichneten Wandung des Gehäuses 1 ist in nicht näher dargestellter Weise direkt oder über ein an der Gehäusewandung befestigtes Halteteil die Kurvenscheibe 10 gela­ gert, die eine Drehachse 10′ aufweist. Die Kurvenscheibe 10 ist mit einer gestrichelt angedeuteten, in sich geschlossenen Führungskurve 11 versehen, die drei einen Winkel von jeweils 120° überstreichende Führungsabschnitte aufweist, nämlich einen Führungsabschnitt 12 mit kontinuierlichem Abstand zur Drehachse 10′, einen Führungsabschnitt 13 mit abnehmendem Abstand zur Dreh­ achse 10 und einen Führungsabschnitt 14 mit zunehmendem Abstand zur Drehachse 10′. Die Kurvenscheibe 10 ist angetrieben, bei­ spielsweise mittels eines Stellantriebes oder von Hand mittels einer flexiblen Welle.

Die Luftklappen 3, 4 und 5 sind jeweils über einen Hebelmecha­ nismus mit der Kurvenscheibe 10 gekoppelt. Dieser Hebelmecha­ nismus besteht aus dem einarmigen Hebel 15, der Koppel 16 und dem einarmigen Hebel 17. Der einarmige Hebel 17 ist jeweils mit einer Luftklappe fest verbunden. Die einarmigen Hebel 15 sind mit ihrem einen Ende an der Wandung des Gehäuses 1 gelagert (ebenfalls direkt oder über ein an der Gehäusewandung befestig­ tes Halteteil) und mit ihrem beweglichen Ende mittels eines Führungszapfens 18 in der Führungskurve 11 geführt. Die Koppeln 16 der einzelnen Hebelmechanismen sind unterschiedlich lang. Die Hebel 15 sind gleich lang und so angeordnet, daß ihre Dreh­ achsen 15′ auf einem zur Drehachse 10′ der Kurvenscheibe 10 kon­ zentrisch verlaufenden Teilkreis liegen. Demzufolge greifen die Führungszapfen 18 um jeweils 120° versetzt zueinander in die Führungskurve 11 ein.

Die dargestellte Position der Kurvenscheibe 10 und der Luftklap­ pen 3 bis 5 entspricht der einen Endstellung der Luftklappen. Bei einer Verdrehung der Kurvenscheibe um 120 oder 240° in der einen oder anderen Richtung nehmen die Luftklappen in Abhängigkeit von der Position auf der Führungskurve 11 jeweils die gestrichelt dargestellte andere Endstellung ein.

Die Kurvenscheibe 10 und die Hebelmechanismen der Luftklappen 3 bis 5 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Luftklappen LK das in Fig. 3 dargestellte Bewegungsprogramm vollziehen. Die Ab­ zisse des Diagramms zeigt den Drehwinkel der Kurvenscheibe 10 und die Koordinate die Stellung der jeweiligen Luftklappe innerhalb eines maximalen Schwenkwinkels von 60°.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt in gleicher Weise wie Fig. 1 das gestrichelt angedeutete Gehäuse 1 mit einem Ge­ bläse 2 und den Luftklappen 3, 4 und 5. Zur Betätigung der Luft­ klappen ist eine um die Drehachse 20′ antreibbare Kurvenscheibe 20 vorgesehen, die auf der einen Seite mit der in sich geschlosse­ nen Führungskurve 21 und auf der anderen Seite mit der gleichen, jedoch um 120° versetzt angeordneten Führungskurve 22 versehen ist. Jede Führungskurve weist einen Führungsabschnitt 23 mit kontinuierlichem Abstand zur Drehachse 20′, einen zweiten Führungsabschnitt 24 mit zunehmendem Abstand zur Drehachse 20′ und einen dritten Führungsabschnitt 25 mit abnehmendem Abstand zur Führungsachse 20′ auf. Jeder Führungsabschnitt überstreicht einen Drehwinkel 120°.

Jede der Luftklappen 3, 4 und 5 ist mit einem einarmigen Hebel 30 versehen, der an seinem beweglichen Ende ein Langloch 31 aufweist. An die Hebel 30 der Luftklappen 4 und 5 ist jeweils ein Schwinghebel 26 angelenkt. Beide Schwinghebel sind um eine in oder an der Gehäusewand gelagerte gemeinsame Drehachse 27 drehbar. Zwischen der Drehachse 27 und dem beweglichen Ende jedes Schwinghebels ist etwa auf halber Länge des Schwinghebels der Führungszapfen 28 vorgesehen, der in die Führungskurve 21 eingreift. - Die beiden Schwinghebel 26 sind identisch in ihrer Form und ihren Abmessungen; sie sind spiegelbildlich montiert. Zur Herstellung dieser beiden zweckmäßig aus Kunststoff bestehen­ den Schwinghebel ist nur ein einziges Werkzeug erforderlich.

An den Hebel 30 der Luftklappe 3 ist ein zweiarmiger Schwing­ hebel 32 angelenkt; die in oder an der Gehäusewand gelagerte Drehachse 33 dieses Schwinghebels liegt zwischen den beiden Enden des Schwinghebels, wobei das andere Ende 35 des Schwing­ hebels mit dem Führungszapfen 34 versehen ist. Der Führungs­ zapfen 34 steht mit der Führungskurve 22 auf der anderen Seite der Kurvenscheibe 20 in Eingriff. - Bei Drehung der Kurven­ scheibe 20 um 360° führen die Luftklappen LK 3, 4 und 5 eben­ falls das in Fig. 3 dargestellte Bewegungsprogramm aus.

Claims (6)

1. Belüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug, bei der innerhalb eines Gehäuses einstellbare Luftklappen zur Steuerung von Luftströmen angeordnet sind und bei der zur gleichzeitigen Betätigung von mindestens zwei Luftklappen eine um eine Drehachse drehbare Kurvenscheibe und für jede Luftklappe ein Hebelmechanismus vorgesehen sind, wobei die Kurvenscheibe wenigstens eine Führungskurve aufweist, in der ein Führungs­ zapfen des jeweiligen Hebelmechanismus geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurvenscheibe (10) mit einem Antrieb versehen und an der Wandung des Gehäuses (1) gelagert ist
und daß der Hebelmechanismus jeder mittels der Kurvenscheibe einstellbaren Luftklappe (3, 4, 5) zwei starr miteinander ge­ koppelte Hebel (15, 17) aufweist, von denen der geführte Hebel (15) ebenfalls an der Wandung des Gehäuses (1) gelagert ist.

2. Belüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (20) auf beiden Seiten wenigstens eine Führungskurve (21, 22) aufweist und daß jede Führungskurve (21, 22) mit dem Führungszapfen (28, 34) wenigstens eines Hebelmechanismus im Eingriff steht.

3. Belüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2 mit je einer Luft­ klappe zur Einstellung der Luftströme zum Fußraum und zur Mittelebene des Fahrzeuginnenraums sowie zur Windschutzscheibe (Defrost-Düse), dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungskurve (11) der Kurvenscheibe (10) in sich geschlossen ist und drei Führungsbereiche (12, 13, 14) aufweist, die sich jeweils über einen Drehwinkel von 120° erstrecken, wobei der eine Führungsbereich (12) eine konstante Stellung des jeweiligen Führungszapfen (18) bewirkt und die beiden anderen Führungsbereiche (13, 14) eine kontinuierliche Verschiebung des jeweiligen Führungszapfens (18) radial nach innen bzw. radial nach außen bewirken, und daß die drei Führungszapfen (18) der drei Hebelmechanismen in die Führungskurve(n) (11) um jeweils 120° versetzt zueinan­ der eingreifen.

4. Belüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Hebel­ mechanismus aus zwei einarmigen Hebeln (15, 17) mit einer zwischengeschalteten Koppel (16) besteht.

5. Belüftungsanlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (15′) der geführten Hebel (15) auf einem zur Drehachse (10′) der Kurven­ scheibe (10) konzentrischen Teilkreis angeordnet sind und daß die geführten Hebel (15) die gleiche Hebellänge aufweisen.

6. Belüftungsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Hebelmechanismus aus einem in der Führungskurve (21, 22) geführten Schwinghebel (26, 32) und einem daran angelenkten, mit der jeweiligen Luftklappe (3, 4, 5) verbundenen einarmigen Hebel (30) besteht, wobei der angelenkte Hebel ein Langloch (31) zur Führung des Schwinghebels aufweist, und daß die beiden Schwinghebel (26) zur Einstellung der Luftklappen (4, 5) für den Fußraum und die Defrost-Düse eine gemeinsame Drehachse (27) haben sowie gleichartig ausgebildet und spiegelbildlich angeordnet sind.