DE3821541A1 - Vorrichtung zum belueften und/oder heizen des innenraums von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften und/oder Heizen des Innenraums von Kraftfahrzeugen mit einem Frischluftzuführkanal über den direkt oder über ein Gebläse Frischluft unter vollständiger oder teilweiser Durchleitung durch einen Wärmetauscher oder unter dessen Umgehung durch mindestens eine Verteilerklappe gesteuert einem Entfrosterkanal zur Frontscheibenbelüftung und/oder einem Fußraumbelüftungskanal zuführbar ist, wobei die in einem Gehäuse schwenkbar gelagerte Verteilerklappe über ein Stellgetriebe mit über den Verstellwinkel sich änderndem Übersetzungsverhältnis zur möglichst linearen Veränderung des Durchströmquerschnitts mit einer Stellhebelbetätigung stufenlos schwenkbar ist, zwischen drei Winkelstellungen, nämlich geschlossen, Belüftung Fußraum und Entfrostung Frontscheibe.

Bei den bekannten üblichen Fahrzeugheizungen wird bei einer Stellhebelbewegung am Anfang der Stellbewegung ein relativ großer Querschnitt freigegeben, während im mittleren Stellbereich oder im Endbereich der Verstellung sich die freigegebene Leitung nur noch wenig verändert. Durch eine entsprechende Anlenkung der üblicherweise verwendeten Seilzüge wird zwar eine Linearisierung der Veränderung des Durchströmsquerschnitts mit dem Verstellweg angestrebt. Mit geometrischen Veränderungen der Anlenkung ist aber kein befriedigendes Ergebnis zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine möglichst proportionale Vergrößerung oder Verkleinerung des Durchströmquerschnitts mit der Stellhebelbewegung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß mindestens ein Teil der nicht linearen Übersetzung zwischen Verteilerklappe und Stellhebelbetätigung durch ein Ovalradsegment und einem zugeordneten, eine angepaßte Verzahnung tragenden Schwenkhebel gebildet wird. Durch eine entsprechende Formauslegung des Ovalradsegments kann erreicht werden, daß bspw. 10% Verstellung der Stellhebelbetätigung auch etwa 10% Änderung des Durchströmquerschnitts bringen und zwar in allen Einstellbereichen.

Konstruktiv platz- und gewichtsparend kann das Ovalradsegment stirnseitig auf einer Seite mit der Verteilerklappe integriert sein und konzentrisch um das Drehzentrum des Ovalradsegments drehbar im Gehäuse gelagert sein. Das Ovalradsegment weist vorzugsweise eine Außenverzahnung auf, deren Zähne mit unterschiedlichem Abstand vom Drehzentrum angeordnet sind.

Weitgehend gegen Verschmutzung gesichert kann die angepaßte Verzahnung des Schwenkhebels eine Innenverzahnung sein, wobei der Schwenkhebel mit Abstand vom Drehzentrum der Verteilerklappe ebenfalls im Gehäuse schwenkbar gelagert ist. Der Abstand der Innenverzahnung von der Schwenkachse des Schwenkhebels ist größer als der Abstand der Verzahnung des Ovalradsegments von deren Drehzentrum, um so eine Übersetzung zu erreichen, bei der die Verteilerklappe einen größeren Schwenkwinkel zurücklegt als der sie antreibende Schwenkhebel.

Eine hohe Stabilität bei geringem Konstruktionsgewicht kann dadurch erreicht werden, daß der Schwenkhebel im wesentlichen eine flache Platte mit mindestens teilweise nach einer Seite abgewinkeltem Rand ist, wobei dann die angepaßte Innenverzahnung über einen inneren Teilbereich des abgewinkelten Rands geschützt angeordnet ist.

Zur Gewichtseinsparung bei hervorragender Korrosionsbeständigkeit kann der Schwenkhebel ein Kunststoffspritzteil sein.

Eine geräuscharme Umlenkung der Luftströme kann dadurch erreicht werden, daß die Verteilerklappe etwa einen Dreieckquerschnitt aufweist, wobei eine Seite dieses Dreieckquerschnitts etwa gerade, die andere kurze Seite konvex und die lange Seite konkav geformt ist, wobei dann die Verteilerklappe so drehbar gelagert ist, daß mindestens eine Ecke des Dreieckquerschnitts entlang einer konzentrisch zum Drehzentrum verlaufenden Begrenzungsfläche verschiebbar geführt ist.

Vorteilhaft kann in der Stellung Entfrostung die konvexe Seite des Dreieckquerschnitts der Verteilerklappe parallel zu der konzentrisch zum Drehzentrum verlaufenden Begrenzungsfläche verlaufen, dabei kann zur Herabsetzung der Verstellreibung zwischen der konvexen Seite des Dreieckquerschnitts und der konzentrisch zum Drehzentrum verlaufenden Begrenzungsfläche ein konstanter Abstand vorgesehen sein, wobei dann der so gebildete Kanal durch eine nach außen vorspringende Dichtleiste der Verteilerklappe unterbrochen ist, um einen Falschluftstrom zu vermeiden.

Vorteilhafterweise kann die Dichtleiste in der Stellung geschlossen an einem Dichtvorsprung des Gehäuses anliegen. Hierdurch wird eine exakte Endlage erreicht, die die Montage und Einstellung wesentlich erleichtert.

Eine einfache gewicht- und teilesparende Montage kann dadurch erreicht werden, daß der Schwenkhebel über eine Schnappverbindung gegen axiale Verschiebung gesichert drehbar im Gehäuse gelagert ist, und daß diese Schnappverbindung federnde Zungen mit Haltevorsprüngen aufweisen, die einen umlaufenden Vorsprung des Gehäuses bei der Montage hinterschnappen und im Betrieb eine axiale Verschiebung verhindern. Die federnden Zungen können besonders vorteilhaft in Verlängerung eines Führungszylinders, der selbst drehbar im Gehäuse geführt ist, liegen. Der Führungszylinder mit den federnden Vorsprüngen kann besonders vorteilhaft einstückig mit dem Schwenkhebel integriert aus Kunststoff bestehen.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematisierten Schnitt bei geschlossener Verteilerklappe,

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt mit der Verteilerklappenstellung "Belüftung Fußraum",

Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, bei der die Verteilerklappe eine Zwischenstellung "Belüftung Fußraum und Entfrostung Frontscheibe" einnimmt,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei der die Verteilerklappe auf Stellung "Entfrostung Frontscheibe" steht.

Fig. 5 eine Ansicht eines Verstellhebels in größerem Maßstab und

Fig. 6 einen Teilschnitt durch die Lagerung von Verteilerklappe und Schwenkhebel.

In einem Gehäuse 1 einer nicht vollständig dargestellten Kraftfahrzeug-Heizung ist eine Verteilerklappe 2 um etwa 270° drehbar gelagert und trennt oder verbindet mit allen Zwischeneinstellmöglichkeiten einen Frischluftzuführkanal 3 mit einem Entfrosterkanal 4 und/oder einem Fußraumbelüftungskanal 5.

Die Verteilerklappe 2 hat einen angenäherten Dreieckquerschnitt mit einer etwa geraden Seite 6. einer konvexen Seite 7 und einer längeren konkaven Seite 8. wobei durch diese Formgebung eine möglichst geräuscharme Führung und Umlenkung des Luftstroms erreicht werden soll.

Etwa im Übergangsbereich der konvexen Seite 7 in die gerade Seite 6 ist eine Dichtleiste 8 vorgesehen, die in geschlossenem Zustand der Verteilerklappe 2 an einem Dichtvorsprung 10 des Gehäuses 1 anliegt. Gleichzeitig liegt auch eine Ecke 11 an einer zwischen dem Frischluftzuführkanal 3 und dem Fußraumbelüftungskanal 5 angeordneten Strömungsumlenkung 12 an (Fig. 1).

Bei einer Drehung der Verteilerklappe 2 um ihr Drehzentrum 3 bewegt sich die gerundete Ecke 14 der Verteilerklappe 2 entlang einer zum Drehzentrum 13 konzentrischen Begrenzungsfläche 15 des Gehäuses 1. Im ersten Drehwinkelbereich gleitet die konvexe Seite 7 am Dichtvorsprung 10 entlang, so daß nur der Frischluftzuführkanal 3 mit dem Fußraumbelüftungskanal 5 verbunden ist. wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Bei einem Weiterschwenken der Verteilerklappe 2 wird der Frischluftzuführkanal 3 sowohl mit dem Entfrosterkanal 4 als auch dem Fußraumbelüftungskanal 5 verbunden (Fig. 3). In der Endlage. die in Fig. 4 dargestellt ist. wird durch die Verteilerklappe 2 der Fußraumbelüftungskanal 5 verschlossen, so daß nur der Frischluftzuführkanal 7 mit dem Entfrosterkanal 4 verbunden ist.

Angestrebt wird eine Drehbewegung der Verteilerklappe 2. die möglichst im gesamten Verstellbereich eine mit der Bewegung eines nicht dargestellten Stellhebels lineare. proportional verlaufende Umsteuerung des Luftstroms erreicht. so daß also bspw. eine 10%ige Verstellung des Stellhebels auch eine 10%ige Veränderung des gesteuerten Luftstroms bewirkt. Durch die üblichen Klappengetriebe ist dies nicht zu erreichen. Um eine möglichst lineare Verstellung zu ermöglichen. ist die Verteilerklappe 2 auf einer Stirnseite mit einem Ovalradsegement 16 versehen. das über einen Schwenkhebel 17 nicht linear um das Drehzentrum 13 drehbar ist. Das Ovalradsegment 16 trägt eine Außenverzahnung 18 mit Zähnen deren Abstand vom Drehzentrum 13 unterschiedlich ist. Der Schwenkhebel 17 ist mit einer an die Außenverzahnung 18 angepaßten Innenverzahnung 19 versehen, deren Zähne ebenfalls unterschiedlichen Abstand zur Schwenkachse 20 des Schwenkhebels 17 haben. Ovalradsegment 16 und Schwenkhebel 17 bilden so ein nicht lineares Stellgetriebe 21.

Der Schwenkhebel 17 ist in Fig. 5 dargestellt. Er besteht hauptsächlich aus einer flachen Platte 22. deren umlaufender Rand 23 mindestens teilweise um 80° abgewinkelt ist. Auf einem Teilbereich dieses abgewinkelten Rands 23 ist auf dessen Innenseite die Innenverzahnung 18 angeordnet. Der Innenverzahnung 19 gegenüberliegend ist sich senkrecht zur flachen Platte 22 erstreckend ein kreiszylindrischer Führungszylinder 24 integriert, an dessen freiem Ende federnde Zungen 25 mit nach außen vorstehenden Haltevorsprüngen 26 angeordnet sind, die einen umlaufenden Vorsprung 27 des Gehäuses 2 hinterragen und bei der Montage hinterschnappen, wie dies in Fig. 6 ersichtlich ist. Durch diese Ausbildung wird eine einfache Montage bei gleichzeitiger axialer Lagesicherung des Schwenkhebels 17 im Gehäuse 1 gewährleistet.

Zur Betätigung des Schwenkhebels 7 ist dieser mit einem ösenförmigen Anschluß 28 für bspw. einen Bowdenzug versehen. der über den bereits erwähnten, nicht dargestellten Stellhebel für die Heizungs- und Belüftungsregulierung verstellbar ist.

Die im Querschnitt etwa dreieckförmige Verteilerklappe 2 ist nicht massiv, sondern wie in Fig. 6 dargestellt aus parallel und im Abstand zueinander angeordneten Rippen 29 zusammengesetzt, die abwechselnd über Verbindungsflächen 30 miteinander verbunden sind. Zur Bildung der Seiten 6 bis 8 sind die Verbindungsflächen 30 und die Zwischenräume zwischen den Rippen 29 mit einem Dichtbelag 31 überdeckt, der bspw. aus Moosgummi besteht.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Belüften und/oder Heizen des Innenraums von Kraftfahrzeugen mit einem Frischluftzuführkanal (3) über den direkt oder über ein Gebläse Frischluft unter vollständiger oder teilweiser Durchleitung durch einen Wärmetauscher oder unter dessen Umgehung durch mindestens eine Verteilerklappe (2) gesteuert einem Entfrosterkanal (4) zur Frontscheibenbelüftung und/oder einem Fußraumbelüftungskanal (5) zuführbar ist, wobei die in einem Gehäuse (1) schwenkbar gelagerte Verteilerklappe (2) über ein Stellgetriebe (21) mit über den Verstellwinkel sich änderndem Übersetzungsverhältnis zur möglichst linearen Veränderung des Durchströmquerschnitts mit einem Stellhebel stufenlos schwenkbar ist zwischen drei Winkellagen, nämlich geschlossen. Belüftung Fußraum und Entfrostung Frontscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der nicht linearen Übersetzung zwischen Verteilerklappe (2) und Stellhebel durch ein Ovalradsegment (16) und einen zugeordneten, eine angepasste Verzahnung (19) tragenden Schwenkhebel (17) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ovalradsegment (16) stirnseitig auf einer Seite mit der Verteilerklappe (2) integriert ist und konzentrisch um das Drehzentrum (13) des Ovalradsegments (16) drehbar im Gehäuse (1) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ovalradsegment (16) eine Außenverzahnung (18) aufweist, deren Zähne einen unterschiedlichen Abstand vom Drehzentrum (13) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die angepaßte Verzahnung des Schwenkhebels (17) eine Innenverzahnung (19) ist, daß der Schwenkhebel (17) mit Abstand vom Drehzentrum (13) der Verteilerklappe (2) im Gehäuse (1) schwenkbar gelagert ist, wobei der Abstand der Innenverzahnung (19) von der Schwenkachse (20) des Schwenkhebels (17) größer ist als der Abstand der Verzahnung (18) des Ovalradsegments (16) von dessen Drehzentrum (13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (17) im wesentlichen eine flache Platte (22) mit mindestens teilweise nach einer Seite abgewinkeltem Rand (23) ist, und daß die angepaßte Innenverzahnung (19) über einen inneren Teilbereich des abgewinkelten Rands (23) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (17) ein Kunststoffspritzteil ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (17) mit Abstand von seiner Schwenkachse (20) einen Anschluß (28) für ein weiteres Stellgetriebe, insbesondere einen Seilzug aufweist, der vom Stellhebel betätigbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerklappe (2) etwa einen Dreieckquerschnitt aufweist, wobei eine Seite (6) dieses Dreieckquerschnitts etwa gerade, eine andere Seite (7) konvex und die längere Seite (8) konkav geformt ist, und daß die Verteilerklappe (2) so drehbar gelagert ist, daß mindestens eine Ecke (11) des Dreieckquerschnitts entlang einer konzentrisch zum Drehzentrum (12) verlaufenden Begrenzungsfläche (15) des Gehäuses (1) verschiebbar geführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stellung Entfrostung die konvexe Seite (6) des Dreieckquerschnitts der Verteilerklappe (2) parallel zur konzentrisch zum Drehzentrum (13) verlaufenden Begrenzungsfläche (15) verläuft.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der konvexen Seite (7) der Verteilerklappe (2) und der konzentrisch zum Drehzentrum (13) verlaufenden Begrenzungsfläche (15) ein konstanter Abstand vorgesehen ist und daß der so gebildete Kanal durch eine nach außen vorspringende Dichtleiste (9) der Verteilerklappe (2) unterbrochen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (9) in der Stellung "geschlossen" an einem Dichtvorsprung (10) des Gehäuses (1) anliegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (17) über eine Schnappverbindung gegen axiale Verschiebung gesichert drehbar im Gehäuse (1) gelagert ist, und daß diese Schnappverbindung federnde Zungen (25) mit Haltevorsprüngen (26) aufweist, die einen umlaufenden Vorsprung (27) des Gehäuses (1) hinterschnappen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Zungen (25) in Verlängerung eines Führungszylinders (24) angeordnet sind und daß dieser Führungszylinder (24) selbst im Gehäuse (1) drehbar geführt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (24) mit den federnden Zungen (25) einstückig mit dem Schwenkhebel (17) integriert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerklappe (2) im wesentlichen aus im Abstand voneinander angeordneten parallelen Rippen (29) besteht, die über Verbindungsflächen (30) abwechselnd miteinander verbunden sind, wobei auf den Verbindungsflächen (30) die Zwischenräume überbrückend ein Dichtbelag (31) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtbelag (31) Moosgummi dient.