DE4311178C1 - Heizungs- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der FR-OS 2 459 511 ist es bereits bekannt, Klappen von Hei­ zungsanlagen in Kraftfahrzeugen mittels Hebeln zu betätigen, die mit einem Führungszapfen in Führungsnuten einer Steuerscheibe eingrei­ fen. In geraden oder nur wenig gekrümmten Führungsnuten kann ein re­ lativ spielfreier Bewegungsablauf erreicht werden. Bei starken, ab­ rupten Richtungsänderungen der Führungsnut ergeben sich jedoch Be­ reiche, in denen eine exakte Führung nicht möglich ist, so daß in diesem Abschnitt der Führungsnut ein relativ großes Spiel entsteht, wodurch die abtriebsseitig angelenkte Klappe nicht exakt einstellbar ist, was zu einer unbefriedigenden Luftregelung und Entstehung von Klappergeräuschen führt. Insbesondere bei Klappen, die in zwei sta­ bilen Endlagen eingestellt werden sollen, ohne daß die angreifenden Luftkräfte die Klappenstellung verändern, ist eine extreme Rich­ tungsänderung der Führungsnut unvermeidlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Heizungs­ und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, daß eine über den gesamten Bereich des Verstellweges spielfreie Führung der Über­ tragungsmittel gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Leitmittel mindestens eine, an einem Hebel angeordnete Führungswand und mindestens einen, am anderen Hebel angeordne­ ten Führungsstift umfassen. Dabei ist die Führungswand so gestaltet, daß ihre Kontur der Bewegungsbahn des Führungsstiftes zumindest in dem Bereich, in dem der Führungszapfen keine exakte Führung in der Führungsnut hat, angepaßt ist. Aus Platzgründen und wegen der auf­ tretenden extremen Richtungsänderungen, sowie unter Berücksichtigung der Schwenkrichtungsänderungen ist es zweckmäßig, daß zwei Führungs­ wände und für jede Führungswand ein Führungsstift vorgesehen sind.

Die Führungswände sind vorzugsweise an dem Hebel angeordnet, in dem sich die Führungsnut befindet, und die Führungsstifte befinden sich an dem den Zapfen tragenden Hebel. Unter Berücksichtigung des gerin­ gen Bauraums, der bei Kraftfahrzeug-Heizungs- oder -Klimaanlagen üb­ licherweise zur Verfügung steht, ist es vorteilhaft, daß die Füh­ rungsnut im wesentlichen V-förmig gestaltet ist, wobei die Spitze der V-form auf die Schwenkachse der Klappe weist und die Führungs­ wände jeweils seitlich der Schenkel der V-form angeordnet sind. Da sich sowohl der Führungsstift als auch die Führungswand auf einer Kreisbogenbahn bewegen, die Bewegungsrichtung jedoch gegenläufig ist, ergibt sich als Führungsfläche der Führungswand eine ungleich­ mäßig gekrümmte Form. Soweit zwei Führungswände vorgesehen sind, werden diese zweckmäßigerweise symmetrisch zu der Führungsnut, und zwar seitlich von deren Schenkeln angeordnet. Die Führungsstifte liegen beim Zusammenwirken mit den Führungswänden vorzugsweise auf deren Innenseiten. Damit der Funktionsablauf zwischen den Führungs­ mitteln optimiert wird ist es zweckmäßig, daß die Führungswände sich soweit erstrecken, daß bei Beendigung des Zusammenwirkens einer Füh­ rungswand mit einem der Führungsstifte, bereits das Zusammenwirken des zweiten Führungsstiftes mit der anderen Führungswand begonnen hat.

Aus Platz- oder Funktionsgründen werden häufig zwei Klappenhälften vorgesehen, die bezüglich ihrer Arbeitsweise, die Funktion einer Klappe erfüllen. Um diese beiden Klappenhälften gleich- oder gegen­ sinnig exakt gleichmäßig zu bewegen, ist es zweckmäßig, daß an dem ersten Hebel eine Zahnschwinge angeordnet ist, die mit einer zweiten Zahnschwinge im kämmenden Eingriff steht. Dabei besitzen die Zahn­ schwingen den gleichen Radius, wenn auch die Klappen von gleicher Größe sind. Damit bei der Montage gewährleistet ist, daß die Zahn­ schwingen eine bestimmte Drehwinkellage zueinander einnehmen und da­ mit die ordnungsgemäße Schließstellung der Klappen erreicht werden kann, ist es von Vorteil, daß eine der Zahnschwingen einen breiteren Zahn und die andere Zahnschwinge eine verbreiterte Vertiefung besit­ zen. Damit Maßabweichungen der Zahnschwingen gegenüber den Lageröff­ nungen des Gehäuses nicht zum Verklemmen oder zur Schwergängigkeit führen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zahnanordnungen in radialer Richtung mit einem Toleranzausgleich zu versehen. Diese Ausgleichseinrichtung besteht darin, daß entlang der Zahnanordnung der Zahnschwinge eine schlitzförmige Aussparung vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 bis Fig. 5 den Klappenantrieb mit Klappen in ver­ schiedenen Stellungen des Bewegungsablaufs;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Zahnschwinge;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Antriebshebel; und Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8.

In den Fig. 1 bis 5 sind zwei Klappen 1 und 2 dargestellt, die ge­ meinsam in einem Luftaustrittskanal 3 des Gehäuses einer Heizungs- oder Klimaanlage angeordnet sind. Die beiden Klappen 1 und 2 weisen die gleiche Größe auf und sind jeweils an einem Ende um eine Drehachse 4, 4′ schwenkbar gelagert. Auf einer Klappenwelle 5 der Klappe 1 ist eine Zahnschwinge 6 befestigt, deren Zahnanordnung 7 in kämmendem Eingriff mit einer Zahnanordnung 8 einer auf einer Klap­ penwelle 9 befestigten Zahnschwinge 10 steht. Die Zahnschwinge 6 weist einen Zahn 31 mit größerer Breite auf und die Zahnschwinge 10 besitzt eine entsprechend breite Vertiefung 30. Dadurch wird bei der Montage die Drehwinkellage der Zahnschwinge 6 und 10 zueinander ein­ deutig festgelegt. Die Zahnschwinge 10 ist mit einem ersten Hebel 11 verbunden, wobei dieser Hebel 11 - bezogen auf die Drehachse 4 der Klappe 2 - auf der entgegengesetzten Seite der Zahnschwinge 10 liegt. Der Hebel 11 besitzt eine im wesentlichen V-förmige Führungs­ nut 12, wobei die Spitze der V-Form auf die Drehachse 4 gerichtet ist und die Schenkel der V-form mit 12′ und 12* bezeichnet sind. In die Führungsnut 12 greift ein Führungszapfen 13 eines zweiten Hebels 14, der auf einer parallel zur Klappenwelle 9 verlaufenden Drehachse 15 angeordnet ist und als Antriebshebel dient.

Der zweite Hebel 14 wird von einem Bowdenzug 16 betätigt, dessen Ende 16′ an einer Öffnung 17 des zweiten Hebels 14 eingehängt ist. Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Aufnahmeelement zur Abstützung der Hülle des Bowdenzugs 16 bezeichnet. An dem ersten Hebel 11 sind seitlich der Schenkel 12′ und 12* der Führungsnut 12 Führungswände 19 und 20 angeordnet, die sich rechtwinklig aus der Hebelebene erhe­ ben und eine ungleichmäßig gekrümmte Form besitzen. Die beiden Füh­ rungswände 19 und 20 sind - bezogen auf die Führungsnut 12 - spie­ gelsymmetrisch angeordnet. Der zweite Hebel 14 weist zwei recht­ winklig in Richtung auf die Hebelebene des ersten Hebels 11 gerich­ tete Führungsstifte 21 und 22 auf, die zum nicht ständigen Eingriff mit den Führungswänden 19 und 20 des ersten Hebels 11 vorgesehen sind.

Die Fig. 1 zeigt die beiden Klappen 1 und 2 in der Stellung, in wel­ cher der Luftaustrittskanal 3 vollständig geöffnet ist. Dabei befin­ den sich die Zahnschwinge 10 und der daran angeformte erste Hebel 11 in einer Endstellung, in welcher der Führungszapfen 13 am Ende des Schenkels 12* der Führungsnut 12 liegt.

Bei Betätigung des Bowdenzugs 16 zieht das Ende 16′ des Bowden­ zugseils den zweiten Hebel 14 und verschwenkt diesen entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dadurch gelangt der Führungsstift 21 an die Innenkontur der Führungswand 20. Außer­ dem bewegt sich der Führungszapfen 13 entlang des Schenkels 12 der Führungsnut 12 in Richtung auf deren Spitze, was jedoch lediglich zu einer geringen Schwenkbewegung des ersten Hebels 11 führt, da die Bewegungsbahn des Führungszapfens 13 nur unwesentlich vom Verlauf des Schenkels 12* abweicht. Somit bewegen sich auch die Zahnschwin­ gen 10 und 6 bzw. die Klappen 1 und 2 nur wenig, so daß weiterhin nahezu der gesamte Öffnungsquerschnitt des Luftaustrittskanals 3 für den Luftdurchtritt zur Verfügung steht. In der Stellung, in welcher der Führungszapfen 13 den Schenkel 12* verläßt um sich weiter in die Spitze der Führungsnut 12 zu bewegen, ist ein spielfreier Ein­ griff von Führungszapfen 13 und Nut 12 nicht mehr gegeben. Da jedoch der Führungsstift 21 an der Innenseite der Führungswand 20 anliegt, übernehmen diese Merkmale die Funktion für eine exakte und spiel­ freie Führung.

Durch das in Fig. 3 dargestellte weitere Ziehen des Bowdenzuges 16 und dementsprechender Verschwenkung des zweiten Hebels 14 gelangt der Führungsstift 13 ganz vor in die Spitze der Führungsnut 12, wo­ durch eine Verschwenkung des ersten Hebels 11 und Zahnsegments 10 im Uhrzeigersinn erfolgt. Die Schwenkbewegung der Zahnschwinge 10 wird auf die Zahnschwinge 6 übertragen, die in entgegengesetzter Richtung dreht, so daß die Klappen 1 und 2 im gleichen Maße zur Mitte des Luftaustrittskanals 3 verschwenkt werden. Wie aus Fig. 3 weiter er­ sichtlich ist, hat in dieser Stellung des zweiten Hebels 14 der Füh­ rungsstift 21 das Ende der Führungswand 20 erreicht; gleichzeitig liegt bereits der Führungsstift 22 an der Innenseite der Führungs­ wand 19 an.

Durch weiteres Ziehen am Bowdenzug 16 und Verschwenken des zweiten Hebels 14 gemäß Fig. 4 wandert der Führungsstift 22 entlang der Füh­ rungswand 19 und hält so in Verbindung mit dem in die Führungsnut 12 greifenden Führungszapfen 13 den ersten Hebel 11 und zweiten Hebel 14 spielfrei. Diese Bewegung des Führungszapfens 13 von der Spitze der Führungsnut 12 in Richtung des Schenkels 12′ bewirkt ein Weiter­ schwenken der Zahnschwingen 6 und 10 und selbstverständlich auch der Klappen 1 und 2, wodurch diese den Luftaustrittskanal 3 nahezu voll­ ständig verschließen.

Sobald der Führungszapfen 13 in den Schenkel 12′ der Führungsnut 12 eingetreten ist, verläßt der Führungsstift 22 die Führungswand 19, da nunmehr wieder eine spielfreie Führung des Führungszapfens 13 in dem Schenkel 12′ gegeben ist. Wie in Fig. 5 dargestellt, bewirkt diese restliche Schwenkung des zweiten Hebels 14 das Gleiten des Führungszapfens 13 ans Ende des Schenkels 12′, wodurch die Zahn­ schwingen 6 und 10 die restliche Schwenkbewegung bis zum Erreichen der zweiten Endlage ausführen und die Klappen 1 und 2 in die Schließstellung gelangen und den Luftaustrittskanal 3 vollständig absperren.

Die Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Zahnschwinge 10 in gegen­ über den Fig. 1 bis 5 vergrößerter Darstellung. Die Zahnschwinge 10 ist einstückig mit dem zweiten Hebel 11 und der Klappenwelle 9 aus­ geführt. Die Zahnschwinge 10 besteht im wesentlichen aus radialen und bogenförmigen Tragarmen 25 und 26, wobei in geringem Abstand zu dem äußeren bogenförmigen Tragarm 26 die Zahnanordnung 8 vorgesehen ist. Dieser Abstand wird durch eine schlitzförmige Aussparung 23 er­ zeugt, wodurch Maßabweichungen kompensiert werden können. Auf diese Weise wird ein Verklemmen vermieden und die erforderliche Betäti­ gungskraft begrenzt. In dem ersten Hebel 11 ist die V-förmige Füh­ rungsnut 12 mit ihren beiden Schenkeln 12′ und 12* dargestellt. Seitlich der Schenkel 12′ und 12* sind die Führungswände 19 und 20 angeordnet, die jeweils bogenförmig verlaufen und symmetrisch zu der Führungsnut 12 angeordnet sind. An der Zahnanordnung 8 der Zahn­ schwinge 10 ist eine verbreiterte Vertiefung 30 vorgesehen, die - wie bereits zu Fig. 1 erläutert - zur Aufnahme eines breiteren Zahns der Zahnschwinge 6 vorgesehen ist.

Die Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6. Die Bezugszeichen in Fig. 7 stimmen mit denjenigen der Fig. 6 über­ ein. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß Zahnschwinge 10, Klappenwelle 9 und erster Hebel 11 einstückig ausgeführt sind. Die Führungswand 20 erhebt sich senkrecht aus der Ebene des ersten He­ bels 11.

In Fig. 8 ist die Draufsicht auf den Antriebshebel, bzw. den zweiten Hebel 14 gezeigt, der eine Lageröffnung 29 aufweist, die zur Auf­ nahme eines die Drehachse 15 bildenden Lagerzapfens dient. Der An­ triebshebel 14 besteht aus einer relativ dünnen Platte 28 mit Ver­ steifungsrippen 24. In einem der Lageröffnung 29 entfernt liegenden Bereich besitzt der Antriebshebel 14 die Öffnung 17 zur Aufnahme ei­ ner Bowdenzugbefestigungsklammer. Der Hebel 14 besitzt außerdem den Führungszapfen 13 sowie die beiden Führungsstifte 21 und 22.

Wie aus Fig. 9, die einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 zeigt, deutlich wird, steht der Führungszapfen 13 aus der Hebelebene hervor, so daß er zum Eingriff in die Führungsnut des ersten Hebels geeignet ist. Da sich die Führungsstifte 21 und 22 in einer weniger vorstehenden Ebene befinden, sind diese in der Schnittdarstellung der Fig. 9 nicht sichtbar.

Die Klappenbetätigung ist nicht nur mittels Bowdenzug, sondern auch auf andere geeignete Weise möglich, insbesondere kann zum Antrieb des zweiten Hebels 14 ein elektrischer Stellmotor vorgesehen sein.

Claims (12)

1. Heizungs- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die ein Ge­ häuse mit mindestens einem Luftaustrittskanal (3) umfaßt, wel­ cher mittels einer schwenkbar gelagerten und von einem Hebel­ trieb betätigten Klappe (1, 2) verschließbar ist, wobei ein erster Hebel (11) auf einem Ende der Klappenwelle (9) und ein zweiter Hebel (14) auf einer parallel zur Klappenwelle (9) ver­ laufenden Drehachse (15) angeordnet ist, wobei einer der Hebel (11) eine gekrümmte oder winkelige Führungsnut (12) und der andere Hebel (14) einen in die Führungsnut (12) greifenden Zapfen (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Hebel (11, 14) mit außerhalb der Führungsnut (12) angeordneten Leitmitteln (19, 20) versehen ist, welche die beiden Hebel (11, 14) in einem bestimmten Bereich des Schwenk­ winkels spielfrei führen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit­ mittel mindestens eine an einem Hebel (11) angeordnete Füh­ rungswand (19, 20) und mindestens einen am anderen Hebel (14) angeordneten Führungsstift (21, 22) umfassen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der beiden Schwenkrichtungen der Klappe (1, 2) eine Führungs­ wand (19, 20) und ein Führungsstift (21, 22) vorgesehen sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungswände (19, 20) an dem Hebel (11), in dem sich die Füh­ rungsnut (12) befindet, vorgesehen und die Führungsstifte (21, 22) an dem den Zapfen (13) tragenden Hebel (14) angeordnet sind.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (12) im wesentlichen V-förmig gestaltet ist, wobei die Spitze der V-Form auf die Schwenkachse (4) der Klappe (2) weist und die Führungswände (19, 20) jeweils seitlich der Schenkel (12′, 12*) der V-Form angeordnet sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungswände (19, 20) eine ungleichmäßig gekrümmte Form aufwei­ sen und - bezogen auf die Führungsnut (12) - symmetrisch ange­ ordnet sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ stand der Führungsstifte (21, 22) derart bemessen ist, daß diese im Bereich des Zusammenwirkens mit den Führungswänden (19, 20) zwischen diesen liegen.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungswände (19, 20) sich soweit erstrecken, daß bei Beendigung des Zusammenwirkens einer Führungswand (19) mit einem der Führungsstifte (22) bereits das Zusammenwirken des zweiten Füh­ rungsstiftes (21) mit der anderen Führungswand (20) begonnen hat.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem ersten Hebel (11) eine Zahnschwinge (10) angeordnet ist, die mit einer zweiten Zahnschwinge (6) im kämmenden Eingriff steht.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnschwingen (6, 10) den gleichen Radius besitzen und mit Klappen (1, 2) gleicher Größe verbunden sind.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zahnschwingen (6) einen breiteren Zahn (31) und die andere Zahnschwinge (19) eine verbreiterte Vertiefung (30) besitzen.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß entlang der Zahnanordnung (7, 8) der Zahnschwinge (6, 10) eine schlitzförmige Aussparung (23) vorgesehen ist.