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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Leitens von Lüftungsluft
in einem Lüftungssystem.
Im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung einen Schwenkschiebetür-Mechanismus für das Leiten
von Luft durch einen oder einen anderen von zwei ausgewählten Luftpfaden
in einem Lüftungssystem.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
Automobillüftungssystemen
und in Lüftungssystemen
allgemein besteht ein Bedarf, Luft wie gewünscht durch entsprechende Luftpfade
zu leiten. Die Luft kann mittels Dämpfern, Türen und verschiedenen Mechanismen
geleitet werden wohin auch immer vom Entwerfer des Lüftungssystems
gewünscht
wird, dass die Luft unter einer beliebigen ausgewählten Bauformbedingung
verlaufen soll. Beispielsweise in einem Fahrzeug besteht manchmal der
Wunsch, Luft innerhalb des Fahrzeugs wieder in Umlauf zu bringen
bzw. zu rezirkulieren, im Gegensatz zum Einziehen von frischer von
außerhalb
der Fahrzeugkabine. Um diese Systemanforderung zu bewerkstelligen
wird ein Rezirkulationsgehäuse
bereitgestellt, das einen Türmechanismus
für das
selektive Freigeben von Frischluft in das Fahrzeug oder dem Verhindern,
dass dies passiert, beinhaltet. Gleichermaßen kann es eine Bauformanforderung
sein, frische Luft durch den Klimaanlagenverdampfer, nicht jedoch
durch den Heizkörper
zu passieren. Um dieses Leiten von Lüftungsluft zu bewerkstelligen,
ist typischerweise eine so genannte "Temperaturtür" erforderlich, welche mit einer oder
mehreren Türen kombiniert
sein kann, die in das Lüftungssystem
einzubauen sind, abhängig
von Verpackungs- und Komponentenbeschränkungen sowie Luftpfadanforderungen.
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Wann
immer ein Lüftungssystem
funktionelle Charakteristiken hinzufügt, folgen zwangsläu fig hinzugefügte Hardware
und Steuerungen für
die Hardware. Gemeinsam mit der hinzugefügten Werkzeugausstattung folgt
eine zusätzliche
Komplexität
und Wechselwirkung von jeweiligen Bedienungen und, infolge des vorhergehenden
Faktors, eine Steigerung in der Wahrscheinlichkeit von vollständigem oder
teilweisem Systemfehler. Zusätzlich,
insbesondere in fahrzeugmontierten Systemen, wird der physikalische
Abstand zwischen dem Mechanismus und dessen Steuerungselementen
zunehmend ein Gesichtspunkt, da beschränkter Raum umso mehr beschränkt wird.
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Der
Stand der Technik weist viele komplexe Geräte für das Leiten von Luft in automobilmontierten HVAC-Systemen
auf. Die Komplexität
fügt jedoch
lediglich Kosten zum Entwurfsverfahren hinzu, fügt Kosten zur Herstellung hinzu
und beschränkt
ferner den Platz hinter dem Fahrzeug-Armaturenbrett. Solch ein Stand
der Technik ist offenbart in der europäischen Patentanmeldung Nr.
EP 1092572 .
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im
Lichte der Missstände
und Nachteile, die im Stand der Technik identifiziert sind, ist
es ein Gegenstand dieser Erfindung, einen einfacheren und verlässlicheren
Mechanismus für
das Leiten von Luft selektiv in Luftpfaden eines Lüftungssystems
bereitzustellen. Der Mechanismus beinhaltet eine einzelne Tür für das Steuern
eines Luftflusses zwischen zwei separaten Pfaden. Die Türe ist so
montiert, dass sie simultan zwischen zwei Positionen an jeweiligen Endpositionen
von deren Bewegung schwenken und gleiten kann. Bei jeder Endposition
ist der eine oder der andere der Luftpfade vollständig blockiert
und, in Positionen zwischen den jeweiligen Endpositionen, kann Luft
zu jedem Luftpfad in jeder beliebigen gewünschten Kombination geleitet
werden.
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Dieser
einzelne Schiebetürmechanismus kann
eingearbeitet werden in ein Lüftungssystem
an jede beliebigen oder an mehreren Orten darin, wo ein selektives
Leiten von Luft zwischen zwei Pfaden notwendig ist. Beispielsweise
kann die Schwenkschiebetür
der vorliegenden Erfindung als Steuerungstür für das Rezirkulieren bzw. wieder
in Umlauf bringen von Luft verwendet werden, für das selektive Wählen, Luft
wieder in Umlauf zu bringen, frische Luft zu wählen oder eine beliebige Kombination
dazwischen. In einem weiteren Beispiel kann die Tür der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, um Luftpfade auszuwählen, die Lüftungsluft entweder durch den
Heizkörper
oder durch den Klimaanlagenverdampfer leiten. In einem weiteren
Beispiel kann die Tür
der vorliegenden Erfindung in mehrfacher Form verwendet werden,
um separate Temperaturauswahlen für verschiedene Orte entlang
des Lüftungssystems
bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A bis
E zeigen eine Sequenz des Betriebs eines Schwenkschiebetürsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
ein Schwenktürgehäuse und
einen Dichtungsrahmen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 zeigt
ein Schwenktürgehäuse und
einen Dichtungsrahmen mit einer Schwenktür in einer Endposition des
Schwenkbereichs.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Ein
Schwenktürsystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 1A gezeigt. Die Schwenktür ist im
Teilquerschnitt gezeigt, installiert als ein kombinierter Heiß- und -Kalttürregulator
für ein
Fahrzeuglüftungssystem.
Das Lüftungssystem
beinhaltet ein Luftquellenvolumen 17, das Luft bereitstellt
zum Passieren durch die Schwenktüre 10 weiter
zu einem Defrostluftpfad 18. In diesem System in ein Klimaanlagenverdampfer 30 gezeigt
als eine Kontaktquelle für das
Reduzieren der Temperatur und Feuchtigkeit der passierenden Luft
sowie ein Heizkörper 20 als
eine Kontaktquelle für
das Steigern der Temperatur der passierenden Luft. In diesem System
kann Luft entweder durch den Klimaanlagenverdampfer 30 und dann
direkt zum Defrostluftpfad 18 durch den Luftpfad 52,
definiert von der Kaltluftflachdichtung 14, passieren,
oder sie kann auch durch den Pfad 53, definiert von der
Heißluftdichtungsfläche 12,
passieren. Diese Position und Bewegung der Schwenktür 10 ermöglichen
die Steuerung für
das Leiten der passierenden Luft durch die jeweiligen Heiß- oder – Kaltluftflachdichtungen.
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Wie
in Abfolge in den 1A bis 1E gezeigt,
kann die Schwenktür 10 eine
Vielzahl von Po sitionen zwischen den jeweiligen Endpositionen des Schwenkbereichs
der Schwenktür 10,
gezeigt in 1A und 1E, annehmen.
In jeder beliebiger gewählten
Position wird Luft in einer vorbestimmten Proportion durch die Heiß- oder
Kaltluftflachdichtung-definierten Luftpfaden 52 und 53 geleitet.
Während
Luft durch beide definierte Pfade 52 und 53 passiert,
wie in 1C gezeigt, wird die Luft im
Defrostluftpfad durch die Betätigung
der Trennwand 16 gemischt, welche Luft, die durch das Kaltluftflachsigel passiert,
in kleinere mischende und verwirbelte Ströme teilt, wenn sie mit der
Luft rekombiniert, die durch die Heißluftflachdichtung passiert.
Gemäß dieses Betriebs
steuert die einzelne Schwenktür 10 und
der zugewiesene einzelne Betätigungsmechanismus 40 der
vorliegenden Erfindung die Luft, die durch separate Luftpfade passiert.
Während
Systeme des Standes der Technik mit ähnlichem Designverpackungsraumbeschränkungen üblicherweise
zwei oder mehrere separat betätigte
Türen aufweisen,
die diese Aufgabe durchführen,
weist die vorliegende Erfindung eine einzelne Tür auf.
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Die
Schwenktür 10 ist
eingebaut gezeigt, um die Heiß-/Kaltluftsteuerung
eines speziellen Lüftungssystems
zu steuern, die Türe
und der Betätigungsmechanismus
können
jedoch beispielsweise verwendet werden, um Luft zu steuern, passierend, um
Defrostluftpfade (nicht wiedervereinend wie gezeigt) zu trennen.
Zusätzlich
können
mehrere als eine der gezeigten Schwenktüren eingeschlossen werden,
um eine lokale Umgebungssteuerung auf einer Sitzfür-Sitz-
oder Kabine-für-Kabine-Basis
in einem Fahrzeug oder einem anderen gesteuerten Ventilationssystem
bereitzustellen. Die Vorteile einer einzelnen Tür und einer Steuerung werden
daher leicht ersichtlich sowohl aus Kosten- als auch aus Einfachheitsüberlegungen.
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Die 2 und 3 zeigen
ein typisches Gehäuse 50 für die Schwenktür 10 wie
hiermit zuvor mit Bezug auf 1A bis E
beschrieben. Die Schwenktür 10 verwendet
ein Seitenelement 11, das die Tür 10 für Zwecke
der Bedienung an einem hebelmontierten Pin befestigt. Diese Verbindung
zwischen der Türe 10 und
dem Seitenelement 11 kann nach Bedarf verstärkt werden
oder wenn sich das Ausmaß und
die Betätigungserfordernisse
der Tür
für spezielle
Installationen ändern
und eine steifere Verbindung dazwischen erfordern. Die Verstärkung kann eine
zusätzliche
Rippe 13 oder eine Verstrebung sein, die sich zwischen
der Tür 10 und
dem Seitenelement 11 erstreckt. Der Pin 48 ist
wiederum für
eine zusammenwirkende Betätigung
mittels eines rotierenden Betätigungshebels 46 montiert.
Der Hebel 46 ist beispielsweise an einen rotierenden Betätiger entweder
direkt oder durch einen Kabelverbinder oder elektronischen Betätiger (nicht
gezeigt) verbunden, der von einer Person bedient wird, die den Fluss oder die
Mischung von Luft, reguliert von der Tür 10, steuern möchte.
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Das
Gehäuse 50 ist
gezeigt in 2 und 3 von der
Perspektive der sich nähernden
Luft, nachdem sie durch den Klimaanlagenverdampfer, gezeigt in 1A bis
E, passiert ist. Das Gehäuse
ist in der Form einer Pyramidenform, sich in die Seite von der Perspektive
des Betrachters hinein erstreckend. (Die Form kann gemäß den Design-
und Raumerfordernissen abweichen). Wie gezeigt ist der obere Luftpfad 52 durch
die Kaltluftdichtungsflächenumgebung 14 definiert
und der untere Luftpfad 53 ist durch die Heißluftdichtungsflächenumgebung 12 definiert.
Diese jeweiligen Dichtungen 12 und 14 bilden die
Dichtungsflächen
aus, welche sich mit der Tür 10 verbinden
lassen und sind zu Seitenelementen 15 des Gehäuses 50 ausgeformt
(die den Kasten oder das Gehäuse
der HVAC-Einheit umfassen können) (lediglich
ein Seitenelement 15 ist in 2 und 3 gezeigt).
Die Seitenelemente 15 des Gehäuses 50 beinhalten
gegenüberliegende
Führungsschlitze oder
Schienen 42, die einwärts
gerichtet sind und mit den Tür 10 – montierten
Führungspins 44 wie
in 3 gezeigt interagieren. Wenn der Hebel gegen den
Uhrzeigersinn von dessen erster Endposition, gezeigt in 3 (übereinstimmend
mit der Position, die auch in 1A gezeigt
ist) rotiert wird, löst
sich die Tür 10 mit
minimalem Dichtungsabstreifen von ihrem Dichtungseingriff mit der
Heißluftdichtungsfläche 12 und
beginnt ihre Schlitz 42 – geführte Wanderung, wie gezeigt
in Abfolge in den 1B bis 1E, zu einer
zweiten Endposition, gezeigt in 1E, wo
die Tür 10 wiederum
mit minimalem Dichtungsabstreifen gegen die Kaltluftdichtungsfläche 14 dichtet.
Für dazwischenliegende
Positionen der Türe 10 kann
ein Bedienersteuerungshebel 46, rotierend durch einen annähernd vollen
0-160°-Bereich,
jeden gewünschten
Luftfluss durch die jeweiligen Pfade 52 und 53 bewerkstelligen.
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Die
spezielle Konfiguration der Tür 10,
des Gehäuses 50 und
der umgebenden Unterarmaturenbrettstruktur 32 dient lediglich
Illustrationszwecken. Die vorliegende Erfindung einer schlitz- und
pingeführten
einzelnen Schwenktür
für das
Steuern von Luft, die zu separaten Luftpfaden passiert, ist einfach anwendbar
auf eine Vielzahl von Lüftungssystemkonfigurationen
und Designparametern, speziell wo Platz- und Kostenbeschränkungen
wichtig sind. In dieser speziellen Anwendung beherbergen die einzelne
Tür und
die Führungsschlitze
den engen Raum zwischen dem Klimaanlagenverdampfer 30,
dem Heizkörper 20 und
dem nahen Defrostluftpfad 18. Die Form der Tür 10,
ihre Kantenform, die Dichtungsformen 12 und 14 und
die näher
beschriebenen Pfade der gegenüberliegenden
Führungsschlitze 42 können un terschiedlich
sein gemäß verschiedenartigen Lüftungssystemanforderungen.
Beispielsweise können
für noch
geringeres Dichtungsabstreifen als in den Zeichnungen gezeigt die
Endabschnitte der Schlitze 42 noch steiler in Richtung
der jeweiligen Sigel 12 und 14 abgewinkelt sein,
wobei sie das Dichtungsabstreifen reduzieren und die direkte Kompression
des Sigels während
des Eingriffs der Tür 10 verbessern.
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Die
Tür 10,
das Gehäuse 50 und
der zugewiesene Betätigungsmechanismus 40 sind
aus Materialien hergestellt, die für Lüftungssysteme sinnvoll sind,
und beinhalten Leichtmetall und Kunststoffe und im Stand der Technik
bekannte Kombinationen davon. Zusätzlich sind die Referenzdichtungsplanen 12 und 14 brauchbar
mit schaum- oder thermoplastischen Elastomerdichtungen auf entweder
dem Tür- oder
dem Dichtungsrahmen oder beiden abgedichtet, um einen genügend luftdichten
Sitz zwischen der Tür
und den jeweiligen Luftpfaden 52 und 53 zu bewirken.
Das Türsystem
der vorliegenden Erfindung ist unter dem Armaturenbrett oder in
jeder beliebigen notwendigen Beziehung zum Luftpfad befestigt, für welchen
die Steuerung der Luft gewünscht
wird. Die Befestigung zum Sichern des Systems kann zusätzliche
Bügel,
Aussteifungen, sowie eine direkte Schrauben-, Nieten-, Klebstoff-
oder andere Befestigungsverbindung an eine Fahrzeugkomponente oder ein
HVAC-Trakt-Element beinhalten.