DE3900128C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelorgan zur Durchsatzregulierung von Fluiden nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Regelorgan ist dem DE-GM 72 13 492 bereits als bekannt zu entnehmen, wobei es sich um ein Schlauchventil handelt, dessen Schlauch einen Längenabschnitt einer von dem Fluid durchströmten Rohrleitung bildet. Dabei ist der Schlauch an beiden Enden über Flansche des ihn umschließenden Gehäuses axial festgelegt und weist bei geöffnetem Ventil einen nahezu kreisringförmigen Querschnitt auf. Im Mittelbereich des Schlauches sind auf entgegengesetzten Umfangsseiten desselben zwei Steuerschläuche verlegt, die zueinander parallel und quer zur Längserstreckung des von ihnen eingefaßten Schlauches verlaufen. Die beiden Steuerschläuche sind in Vertiefungen des Gehäuses gehalten und stützen sich somit verschiebegesichert am Gehäuse ab, wobei sie bei vollständig geöffnetem Ventil unter Abplattung ihres Querschnittes aufeinandergefaltet sind. Damit von den unbefüllten Steuerschläuchen keine Kräfte auf den eingefaßten Schlauch übertragen werden, bestehen diese aus einem widerstandsarm faltbaren Gewebeschlauch. Durch teilweises oder vollständiges Befüllen der Steuerschläuche mit einem Druckmedium läßt sich der Durchströmungsquerschnitt des zwischen ihnen liegenden elastischen Schlauches reduzieren oder auch vollständig sperren, da der Abstand zwischen den Steuerschläuchen infolge ihrer Volumenvergrößerung reduziert wird und ein Zusammendrücken des elastischen Schlauches bewirkt. Die zwischen den Steuerschläuchen liegenden Wandflächen des elastischen Schlauches bilden dabei gleichzeitig die den Strömungs­ querschnitt begrenzenden Dichtflächen des Regelorgans.

Bei dem bekannten Regelorgan läßt sich über die Druckbefüllung der Steuerschläuche kaum ein relativ exakt reproduzierbarer Durchströmungsquerschnitt des elastischen Schlauches ansteuern, da die Querschnittsgeometrie des elastischen Schlauches hierbei stark verändert werden muß. Diese Änderung der Querschnittsgeometrie geht mit einer unregelmäßigen Dehnung des Schlauches auch in seiner Längsrichtung einher, und führt bereichsweise zu Verwerfungen oder Einschnürungen des Schlauches, die zu einer Verzerrung des vorgesehenen Durchströmungsquerschnitts führen. Dies gilt um so mehr als die beiden Steuerschläuche in axialer Richtung des elastischen Schlauches nicht so exakt positionierbar sind, daß sie sich beim Befüllen exakt in stets gleicher Position an die Wand des elastischen Schlauches an­ legen.

Die ungleichmäßigen Dehnungen des elastischen Schlauches stellen darüber hinaus einen Unsicherheitsfaktor im Hinblick auf die Verschlußsicherheit des Regelorgans dar. Eine gewisse Zuverlässigkeit bei der Vollsperrung des Durchströmungsquerschnitts läßt sich daher nur mit relativ hohen Steuerdrücken erreichen, für die nicht bei allen Anwendungsfällen eine geeignete Druckquelle zur Verfügung stehen wird.

Des weiteren ist auch der Zusammenbau des Regelorgans relativ umständlich, da der elastische Schlauch durch den Zwischenraum der Steuerschläuche hindurchgeführt werden muß.

Auch läßt sich der elastische Schlauch nicht ohne weiteres an unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte anpassen, sondern ist auf ein Gehäuse mit passender Nennweite angewiesen. Eine im Interesse einer kostengünstigen Herstellung des Schlauches wünschenswerte Standardisierung ist somit nicht möglich.

Ferner sind z. B. aus der US-PS 35 56 461, der AT-PS 1 42 472 oder auch der US-PS 26 33 154 Regelorgane zur Durchsatzregulierung von Fluiden bekannt, deren Dichtflächen in einer Stellung des Regelorganes abgeplattet sind, wobei sie einander im wesentlichen parallel gegenüberliegen.

Jedoch handelt es sich bei diesen Regelorganen um stark vereinfachte Ausführungsformen, die anstelle von Steuerschläuchen einen abgedichteten Hohlraum zwischen ihrem fluiddurchströmten Schlauch und dem diesen umgebenden Gehäuse aufweisen müssen. Schon aufgrund des notwendigen Dichtanschlusses des Schlauches an das zugeordnete Gehäuse treten auch hierbei die bereits im Zusammenhang mit dem Gebrauchsmuster erwähnten Probleme auf. Auch ließen sich diese Probleme durch eine Ergänzung der einfachen Regelventile durch separate Steuerschläuche nicht ohne weiteres beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelorgan der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß sich der Durchströmungsquerschnitt des Regelorganes gleichmäßig und damit gut reproduzierbar steuern läßt, in der Schließstellung eine zuverlässige Dichtwirkung des Regelorganes erzielt werden kann und eine einfache Herstelllung des Regelorganes ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.

Durch Veränderung des Innendruckes der flexiblen Hohlkörper werden die Dichtflächen im Sinne einer Parallelverschiebung aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. In der Öffnungsstellung des Regelorgans, bei der die flexiblen Hohl­ körper kontrahiert sind, sind die Dichtflächen im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und begrenzen eine Durchströmöffnung. Die plattenförmigen Dichtflächen wirken in der Offenstellung des Regelorgans als Strömungsleitflächen. Diese strömungsbegünstigte Ausbildung verhindert insbesondere eine Geräuschbildung. In der Schließstellung des Regelorgans, bei der die Hohlkörper expandiert sind, sind die plattenförmigen Dichtflächen aneinandergepreßt und verschließen die Durch­ strömöffnung. Hierbei wird eine hohe Dichtwirkung durch die breitflächig aneinanderliegenden plattenförmigen Dichtflächen erreicht. Durch die Verwendung einer in der Hälfte gefalteten Hohlprofildichtung wird die Herstellung und Montage des Regelorgans erleichtert. Weiterhin kann das Regelorgan in einfacher Weise der jeweiligen Größe des Strömungskanales angepaßt werden. Aufwendige Vulkanisierarbeiten sind hierbei nicht erfor­ derlich.

Aus den übrigen Ansprüchen gehen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hervor.

Um die in ihrer Längenmitte gefaltete Hohlprofildichtung auf einfache Weise in zwei "Schlauchabschnitte" aufgliedern zu können, die nach dem Verschließen ihrer nach dem Ablängen zunächst offenen Enden die beiden Hohlkörper bilden sollen, ist es vorgesehen, die Hohlprofildichtung entlang ihrer Faltlinie mittels einer Klammer zu verquetschen. Durch diese Verquetschung läßt sich an der geschlossenen Seitenkante, die lediglich durch den Faltvorgang erzielt ist, eine luftdichte Trennung der beiden gegenüberliegenden Hohlkörper herbeiführen. Es versteht sich, daß die zunächst offenen Enden der beiden "Schlauchabschnitte" der Hohlprofildichtung durch Vulkanisieren oder dgl. verschlossen werden müssen, damit überhaupt luftdichte Hohlkörper entstehen. Hierbei bietet es sich an, die Enden gleichzeitig durch Vulkanisieren miteinander zu verbinden. Alternativ oder zusätzlich wäre es jedoch ebenfalls denkbar, auch an dieser zunächst offenen Seitenkante des Regelorgans ebenfalls eine Verklammerung vorzusehen.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig zum Befüllen bzw. Entlüften des Hohlprofiles vorgesehene Einrichtungen, wie z. B. Röhrchen od. dgl. an der offenen Seitenkante anzuordnen. Das Anvulkanisieren der Röhrchen kann in diesem Fall in einem Arbeitsgang mit dem Verschließen der Schlauch­ profilenden erfolgen.

Vorteilhaft lassen sich die Dichtflächen mit Leitflächen zur Führung eines Gasstromes verbinden. Derartige Leitflächen, die im Bereich der Einström- und/oder Ausströmöffnung des Regelorganes vorgesehen sein können, begünstigen die Strömungsführung. Hierdurch wird ein besonders geräuscharmes Regelorgan erzielt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Bereich der Einström- und/oder Ausströmöffnung des Regelorganes eine flexible Düse vorgesehen, die mit den Dichtflächen verbunden ist. Somit wird der Gasstrom auf seinem Weg zur Durchströmöffnung an der Innenwand der flexiblen Düse geführt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Regelorgans,

Fig. 2 den Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 den Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Luftaustrittsdüse (1) dargestellt, die bei­ spielsweise am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommt. Die Luftaustrittsdüse (1) besitzt ein Regelorgan (3), mit dem der Querschnitt einer Durchströmöffnung (10) veränder­ bar ist. Hierdurch kann der in den Fahrgastraum eintretende Volumenstrom eines Gasstromes (6) reguliert werden.

Das Regelorgan (3) ist einteilig aus einer elastischen Hohlpro­ fildichtung hergestellt, an der eine plattenförmige Dichtflä­ che (4) und ein flexibler Hohlkörper (5) ausgebildet ist. In einfacher Weise kann das Regelorgan (3) dadurch hergestellt werden, daß eine derartige Hohlprofildichtung in der Hälfte mit den Dichtflächen (4a, 4b) gegenüberliegend gefaltet wird.

In der Schließstellung des Regelorganes (3), die in Fig. 1 strichliniert eingezeichnet ist, werden die plattenförmigen Dichtflächen (4a, 4b) durch die expandierten Hohlkörper (5a, 5b) aneinandergepreßt. Da die Dichtflächen (4a, 4b) großflächig ausgebildet sind, wird eine gute Dichtwirkung des Regelorganes (3) erzielt.

Die Offenstellung des Regelorganes (3) wird durch eine Kontrak­ tion der Hohlkörper (5a, 5b) erreicht. Hierzu ist im Bereich der zunächst offenen Seitenkante des Regelorganes (3), die in der Zeich­ nung nicht dargestellt ist, eine mit den Hohlkörpern (5a, 5b) verbundene Vorrichtung vorgesehen, mit der der Innendruck der Hohlkörper (5a, 5b) veränderbar ist. Mit dieser Vorrichtung kann in den Hohlkörpern (5a, 5b) ein Unterdruck eingestellt werden, der zu einer Kontraktion der Hohlkörper (5a, 5b) führt. In kontrahierter Stellung sind die Seitenwände (8a, 8b) der Hohlkörper (5a, 5b) faltenbalgähnlich gefaltet. Hierdurch kann der Platzbedarf des Regelorganes (3) gering gehalten werden. Die Schulterwände (9a, 9b) der Hohlkörper (5a, 5b) sind am Ge­ häuse (11) der Luftaustrittsdüse (1) festgelegt und gegebenen­ falls gegenüber diesem abgedichtet.

Ein über die Eintrittsöffnung (14) einströmender Gasstrom (6) wird in einem Strömungskanal (2) geführt, der durch eine fle­ xible Eintrittsdüse (7) gebildet wird. Die flexible Eintritts­ düse (7) besitzt einen Querschnitt, der sich in Richtung der Durchströmöffnung (10) verjüngt. An der Eintrittsseite der Durchströmöffnung (10) ist die flexible Einströmdüse (7) mit den Dichtflächen (4a, 4b) durch eine Vulkanisierung (12) ver­ bunden. Somit nimmt die flexible Eintrittsdüse (7) im Bereich der Durchströmöffnung (10) an der Schließ- und Öffnungsbewegung des Regelorganes (3) teil. Im Bereich der Eintrittsöffnung (14) ist die Eintrittsdüse (7) zwischen einem Flansch (16) des Ge­ häuses (11) und einem Leitblech (13), an dem die Eintrittsöff­ nung (14) vorgesehen ist, verspannt.

In der Offenstellung des Regelorganes (3) wird ein über die Eintrittsöffnung (14) eintretender Gasstrom (6) zunächst von der sich verjüngenden Eintrittsdüse (7) und anschließend von den Dichtflächen (4a, 4b) des Regelorganes (3) geführt. Diese Strömungsführung ist besonders strömungsbegünstigt, wodurch die Geräuschentwicklung verringert wird. Der Gasstrom (6) tritt über die Ausströmöffnung (15) in den Fahrgastraum aus. Durch die gleichmäßige Verengung der Durchströmöffnung (10) wird eine Geschwindigkeitserhöhung und eine Strömungsgleichrichtung des Gasstromes (6) bewirkt. Über eine mittlere Distanz kann somit der Gasstrom (6) gezielt zum Abtauen oder Enteisen der Wind­ schutzscheibe eingesetzt werden.

In der Schließstellung des Regelorganes (3) nimmt die flexible Eintrittsdüse (7) die in Fig. 1 strichliniert eingezeichnete Lage ein. Die großflächig ausgebildeten Dichtflächen (4a, 4b) versperren dem Gasstrom (6) den Zutritt zur Ausströmöffnung (15). Zur Verbesserung der Schließwirkung des Regelorganes (3) können die Hohlkörper (5a, 5b) auch mit Druck beaufschlagt werden. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Hohlkörper (5a, 5b), die voneinander getrennt sind, nur einzeln angesteuert werden. Insbesondere kann der Innendruck in den beiden Hohl­ körpern (5a, 5b) verschieden sein. Hierdurch kann eine gezielte Regulierung des Gasstromes (6) erreicht werden. Die Durchström­ öffnung (10) kann präzise auf eine halboffene Stellung einge­ stellt werden.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß im Bereich der geschlossenen Seitenkante (19) die Verquetschung der flexiblen Hohlprofil­ dichtung mittels einer Klammer (18) erreicht wird. Die Klammer (18) umgreift die Schulterwände (9a, 9b) der Hohlprofildichtung. Aus dieser Darstellung ist besonders gut ersichtlich, daß die gegenüberliegenden Dichtflächen (4a, 4b) im wesentlichen paral­ lel zueinander angeordnet sind. Hierdurch entsteht eine Durch­ strömöffnung (10), die ähnlich einem Längsspalt ausgebildet ist. Eine derartige Durchströmöffnung (10) begünstigt die Regu­ lierung des Gasstromes (6).

Es ist natürlich auch möglich, die Hohlprofildichtung so auszu­ bilden, daß die Schließstellung durch Beaufschlagung der Hohl­ körper mit Überdruck erreicht wird und daß der Strömungsweg bei Nichtbeaufschlagung der Hohlkörper geöffnet ist. Je nach Ein­ satzzweck kann die eine oder andere Version verwendet werden.

Claims (7)

1. Regelorgan zur Durchsatzregulierung von Fluiden, insbesondere für eine Luftaustrittsdüse von Kraftfahrzeugen, mit zwei gleichartigen, flexiblen Hohlkörpern, die quer zur Durchströmungs­ richtung des Regelorgans und gegenüberliegend angeordnet sind, die an ihren Außenseiten in einem Gehäuse festgelegt sind und deren Innenseiten mit den Strömungsquerschnitt begrenzenden Dichtflächen zusammenwirken, wobei der Abstand der Dichtflächen zueinander über den Innendruck der Hohlkörper veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß plattenförmige und im wesentlichen parallel gegenüberliegende Dichtflächen (4a, 4b) und hiermit verbundene Hohlkörper (5a, 5b) vorgesehen sind, die von einer in der Hälfte gefalteten elastischen Hohlprofildichtung gebildet sind.

2. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der geschlossenen Seitenkante (19) des Regelorgans (3) eine Verquetschung der Hohlprofildichtung vorgesehen ist, so daß die beiden Hohlkörper (5a, 5b) luftdicht voneinander getrennt sind.

3. Regelorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der zunächst offenen Seitenkante des Regelorgans (3) Mittel zur Veränderung des Innendruckes der flexiblen Hohlkörper (5a, 5b) angeordnet sind.

4. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (4a, 4b) mit Leitflächen zur Führung eines Gasstromes (6) verbunden sind.

5. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einström- und/oder Ausströmöffnung (14, 15) des Regelorgans (3) eine flexible Düse (7) vorgesehen ist, die mit den Dichtflächen (4a, 4b) verbunden ist.

6. Regelorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Düse (7) im Bereich der Einströmöffnung (14) des Regelorgans (3) vorgesehen ist und in Strömungsrichtung einen sich verjüngenden Querschnitt besitzt.

7. Regelorgan nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (3) und die damit verbundene Einströmdüse (7) an einem Gehäuse (11) einer Luftaustrittsdüse (1) festgelegt sind und gegenüber dieser abgedichtet sind.