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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Luftverteilungssystem
für Kraftfahrzeuge
gemäß Anspruch
1.
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Herkömmliche
Luftverteilungssysteme umfassen ein Gehäuse, das eine Luftverteilerkammer abgrenzt,
die mit mindestens drei Luftverteilerleitungen in Verbindung steht.
Durch eine erste Leitung erfolgt die Verteilung eines Luftstroms
zum unteren Bereich der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges (Enteisung),
durch eine zweite Leitung erfolgt die Verteilung eines Luftstroms
zu vorderen Abzügen
(Belüftung)
und durch eine dritte Leitung erfolgt die Verteilung eines Luftstroms
zu den Füßen des
Fahrers und des Mitfahrers. Luftverteilungssysteme von höherer Qualität ermöglichen
die Verteilung des Luftstroms in allen denkbaren Kombinationen der
drei Hauptleitungen. Für
die Gesamtzahl der Kombinationen werden sieben Steuerungsstellungen
benötigt.
Im Allgemeinen wird dies durch elektrische Antriebe zum Steuern der
Stellflügel
erreicht, die den Luftverteilerleitungen zugeordnet sind. Das Dokument
EP-A-0983884 offenbart ein Luftverteilungssystem für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftverteilungssystems,
das imstande ist, alle denkbaren Kombinationen zur Verteilung des
Luftstroms zwischen den drei Hauptleitungen durch Steuern der Stellflügel zu ermöglichen, und
zwar ausgehend von einer einzigen Steuerungswelle.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Luftverteilungssystem mit den Merkmalen, die Gegenstand
des Hauptanspruchs sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Detail beschrieben und zwar mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
die rein als nicht einschränkendes
Beispiel bereitgestellt werden und in welchen
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Luftverteilungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht gemäß der Linie II-II der 1 ist;
und
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3 ein
Diagramm ist, das den Grad der Öffnung
der Luftverteilungsflügel
gemäß dem Rotationswinkel
der Hauptsteuerungswelle zeigt.
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Mit
Bezug auf 1 und 2 bezeichnet das
Bezugszeichen 10 insgesamt ein Luftverteilungssystem für Kraftfahrzeuge
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Luftverteilungssystem 10 umfasst ein Gehäuse 12 aus
Kunststoff, dessen Wände eine
Luftverteilerkammer 14 abgrenzen.
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Die
Luftverteilerkammer 14 steht mit einer Reihe von Luftverteilerleitungen
oder Öffnungen
in Verbindung. Eine erste Luftverteilerleitung 16 sendet einen
Luftstrom in Richtung Frontscheibe des Kraftfahrzeugs (Enteisung).
Eine zweite Leitung 18 sendet einen Luftstrom, der von
einer Luftverteilerkammer 14 kommt, in Richtung der vorderen
Luftverteilerabzüge
(Belüftung),
die sich für
gewöhnlich
an der Vorderseite des Armaturenbretts eines Kraftfahrzeugs befinden.
Die Luftverteilerkammer 14 steht zusätzlich mit einem Paar Öffnungen 20 in
Verbindung, durch welche ein Luftstrom in Richtung der Füße des Fahrers
und des Beifahrers des Kraftfahrzeuges gerichtet wird.
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Das
Luftverteilungssystem 10 umfasst eine Vorrichtung zur Regulierung
der Geschwindigkeit des zu den Leitungen 16, 18 und 20 gerichteten
Luftstroms. Die besagte Vorrichtung umfasst zwei Flügel des
Schmetterlingstyps 22, 24, die jeweils den Leitungen 16 und 18 zugeordnet
sind und zwei Flügel des
Klappentyps 26, wobei jeder jeweils einer Öffnung 20 zugeordnet
ist. Unter "Flügel des
Schmetterlingstyps" versteht
man einen Flügel
zur Regulierung der Luftstromgeschwindigkeit, der so angebracht
ist, dass er imstande ist, um eine Achse zu rotieren, die durch
die Ebene des Flügels
geht. Unter "Flügel des Klappentyps" versteht man einen
Flügel
zur Regulierung der Luftstromgeschwindigkeit, der so angebracht
ist, dass er imstande ist, um eine Achse zu rotieren, die sich entlang
einer Ringseite des Flügels erstreckt
und sonst außerhalb
des Flügelkörpers liegt.
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Die
zwei Flügel
des Schmetterlingstyps 22, 24 sind imstande, um
jeweilige Achsen 28, 30 parallel zueinander zu
rotieren. Die zwei Flügel
des Klappentyps 26 sind um jeweilige Achsen 32 parallel
zueinander und orthogonal zu den Achsen 28, 30 am
Gehäuse 12 angelenkt.
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Die
Rotation des Flügels 22 um
die Achse 28 wird durch einen Steuerstift 34 gesteuert,
der drehfest am Flügel 22 befestigt
ist und koaxial zu der Achse 28 ist. Der Steuerstift 34 kann
mit einem Einstellknopf verbunden sein oder auch mit der Abtriebswelle
eines elektrischen Rotationsantriebs.
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Jeder
der beiden Stellflügel
des Klappentyps 26 ist an einer Welle 36 befestigt,
die um die Achse 32 schwenkbar am Gehäuse 12 angeordnet
ist. Jede Welle 36 ist an einem Angriffsschenkel 38 befestigt, der
an einem Ende einen Sperrstift 40 besitzt, der in einen
Nocken 42 eingreift, welcher auf der Außenfläche eines zylindrischen Körpers 44 ausgebildet
ist. Die zwei zylindrischen Glieder 44 für die zwei
Stellflügel 26 sind
an einer Welle 46 befestigt, die vom Gehäuse 12 getragen
wird, so dass sie imstande ist, um eine Achse parallel zu den Schwenkachsen 28, 30 der
zwei Flügel
des Schmetterlingstyps 22, 24 zu rotieren.
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Der
Steuerstift 34 ist mit der Welle 46 durch ein
erstes Zahnradvorgelege verbunden, das einen Zahnsektor 48,
welcher am Steuerstift 34 befestigt ist, und ein Zahnrad 50 einschließt, das
an der Welle 46 befestigt ist.
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Der
zweite Flügel
des Schmetterlingstyps 24 ist mit der Welle 46 durch
ein zweites Zahnradvorgelege verbunden, das aus dem Zahnrad 50 und
aus einem zweiten Zahnsektor 52 besteht, der am Flügel 24 befestigt
ist. Die gezahnten Elemente 48, 50 und 52 kämmen ineinander
und bilden eine kinetische Kette, die eine voreingestellte Bewegungskorrelation zwischen
der Winkelbewegung des Flügels 22,
der Welle 46 und des Flügels 24 schafft.
Die Nocken 42 schaffen darüber hinaus eine voreingestellte
Korrelation zwischen der Winkelstellung der Welle 46 und der
Winkelstellung der Klappenflügel 26.
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Die
Korrelation zwischen den Winkelstellungen der Stellflügel 22, 24 und 26 ist
in den Diagrammen der 3 dargestellt. Bei besagten Diagrammen
sind auf der Abszisse die Winkelstellung des Steuerstifts 34 abgebildet
und auf der Ordinate der Grad der Öffnung der Stellflügel in Prozent.
Das Diagramm, das mit BELÜFTUNG
bezeichnet ist, bezieht sich auf den Grad der Öffnung des Flügels 24,
das Diagramm, das mit FÜSSE
bezeichnet ist, bezieht sich auf den Grad der Öffnung der beiden Klappenflügel 26 und
das Diagramm, das mit ENTEISUNG bezeichnet ist, bezieht sich auf
den Grad der Öffnung des
Flügels 22.
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In
der 0°-Stellung
des Steuerstifts 34 sind die Stellflügel 22, 24 und 26 alle
zu 50% geöffnet.
In dieser Stellung wird der Luftstrom, der die Luftverteilerkammer 14 durchquert,
ungefähr
zu gleichen Teilen zwischen BELÜFTUNG,
FÜSSE und
ENTEISUNG verteilt. In der 20°-Stellung des Steuerstifts 34 sind die
Flügel 26 geschlossen
und der Luftstrom wird zwischen BELÜFTUNG und ENTEISUNG verteilt.
In der 40°-Stellung
des Steuerstifts 34 ist der Flügel 24 komplett geöffnet, während die
Flügel 22 und 26 komplett
geschlossen sind; folglich geht der gesamte Luftstrom in Richtung
BELÜFTUNG.
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Während der
Drehung des Steuerstifts 34 zwischen den Stellungen 40° und 60° rotiert
der Stellflügel 22 in
einem blinden Sektor, der sich aus den Wänden des Kastens 16 ergibt.
Wie in 2 dargestellt, sind bogenförmige Oberflächen 54 mit
einer Winkelausdehnung von ungefähr
20° versehen,
die mit den Enden des Stellflügels 22 zusammenwirken, um
einen Schließbereich
abzugrenzen, der sich über den
Winkelsektor erstreckt, der zwischen den Stellungen 40° und 60° des Steuerstifts 34 erfasst
wird. Als Folge bleibt der Stellflügel 22 in diesem Drehbereich
des Steuerstifts 34 geschlossen.
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In
der 60°-Stellung
des Steuerstifts 34 wird der Zustrom zwischen BELÜFTUNG und
FÜSSE verteilt.
In der 80°-Stellung
sind die Flügel 26 komplett geöffnet, der
Flügel 24 ist
komplett geschlossen und der Flügel 22 ist
mit einem kleinen Öffnungswinkel (ungefähr 25%)
geöffnet.
In dieser Stellung ist der Großteil
des Zustroms auf die Füße gerichtet.
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In
der 80°-Stellung
des Steuerstifts 34 löst sich
der Zahnsektor 52 aus dem Eingriff mit dem Zahnrad 50.
Die Folge ist, dass der Stellflügel 24 bei den
Stellungen des Steuerstifts 34, die zwischen 80° und 120° umfasst
sind, geschlossen bleibt.
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In
der 100°-Stellung
des Steuerstifts 34 wird der Luftstrom zwischen FÜSSE und
ENTEISUNG verteilt, während
in der 120°-Stellung
der gesamte Luftstrom auf ENTEISUNG gerichtet ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das Luftverteilungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung sieben Stellungen ermöglicht,
die alle ausgehend von einem einzigen Steuerstift 34 erreicht
werden. Die Lösung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
somit eine beträchtliche
Reduzierung der nötigen
Anzahl an Bauteilen im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen,
die sieben Luftstromverteilungsstellungen ermöglichen. Folglich bringt die
Lösung
gemäß der Erfindung
eine Kostenreduzierung bei den Bauteilen sowie bei der Montage mit
sich. Überdies
ergibt sich eine Reduzierung der Anzahl der Faktoren, welche die
endgültige
Toleranz der Anordnung bestimmen.