DE69504770T2

DE69504770T2 - Luftkanälensystem und Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69504770T2
Application number: DE1995604770
Authority: DE
Inventors: Kazushi Kariya-City Aichi-Pref. Shikata; Yasuhiko Hekinan-City Aichi-Pref. Sumiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: CN1049865C; JPH0820218A; EP0691228B1; DE69504770D1; CN1124213A; EP0691228A1; JP3486961B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftkanal-Schaltsystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solches Luftkanal-Schaltsystem ist aus FR-A-2 696 382 bekannt, bei dem für den Kopfraum-Luftblasbetrieb eine einzige Öffnung in der Drehklappe vorgesehen ist, so daß der zentrale und der seitliche Kopfraum-Blasbetrieb nicht separat gesteuert werden können.
Bei Systemen, wie beispielsweise dem in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 50-65 151 beschriebenen, ist eine zylindrische Drehklappe, die als Luftauslaß-Schaltklappeneinrichtung arbeitet, stromabwärts einer Heizvorrichtung (oder eines Heizkerns) einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage drehbar angeordnet, so daß sie gedreht werden kann, um mehrere Blasluftkanäle, die in dem Gehäuseteil der Klimaanlage ausgebildet sind, beispielsweise Kopfraum-Blasluftkanäle, Defroster-Blasluftkanäle und Fußraum-Blasluftkanäle, zu öffnen und zu schließen.
Die ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 57-131 310 offenbart eine Luftstrom-Schalteinheit, die eine halbzylindrische Gestalt an dem den Luftströmungskanälen nahegelegenen Ende aufweist.
Die gegenüberliegenden Enden des Einheitsgehäuses besitzen Auslässe für eine Defrostereinrichtung bzw. eine Heizeinrichtung, und ein gekrümmter bzw. gewölbter Seitenbereich der Einheit besitzt einen Lüftungsauslaß. Zwei scheibenförmige Platten mit Öffnungen, die dem Defroster- und dem Heizeinrichtungsauslaß in dem Gehäuse entsprechen, sind in der Nähe angeordnet. Eine viertelzylindrische Klappe ist in gleicher bzw. ähnlicher Weise nahe bei dem Lüftungsauslaß angeordnet. Durch selektives Positionieren der Scheiben und Klappen ist es 35 möglich, zahlreiche Kombinationen des Defroster-, des Heiz- und des Lüftungs- Luftstroms zu schaffen, um zahlreiche bzw. verschiedene Heiz- und Kühlbetriebsarten zu realisieren.
Bei dem erstgenannten System sind die mehreren Blasluftkanäle, die in dem Klimaanlagen-Gehäuseteil ausgebildet sind, in der Umfangsrichtung der Zylindergestalt der Drehklappe angeordnet. Um die Menge der Strömung der in den Fahrgastraum einzublasenden Luft bei jedem System zu vergrößern, ist es notwendig, die wirksamen Flächen der Blasluftkanäle zu vergrößern, indem der Durchmesser der Drehklappe oder der Drehwinkel der Bewegung der Drehklappe vergrößert werden.
Bei dem ersten Verfahren wird jedoch die Fahrzeug-Klimaanlage ziemlich groß, was Probleme dahingehend bewirkt, daß der Freiheitsgrad für die Gestaltung der Klimaanlage in dem Fahrgastraum eingeschränkt ist und die zur Bewegung der Drehklappe erforderliche Arbeitskraft als Folge der Vergrößerung des Gewichts der Drehklappe vergrößert wird.
Andererseits kann bei dem zuletzt genannten Verfahren, wenn das Ausmaß der Betätigung der Klappenbetätigungseinrichtung auf einem konstanten Wert gehalten ist, der Drehwinkel der Bewegung der Drehklappe nicht vergrößert werden, es sei denn, die Kopplung zwischen der Klappenbetätigungseinrichtung und der Drehklappe wird nahe zu der Drehachse der Drehklappe bewegt.
Wenn die Kopplung zwischen der Klappenbetätigungseinrichtung und der Drehklappe nahe zu der Achse der Drehklappe bewegt wird, wird somit der Abstand zwischen der Achse der Drehklappe und der genannten Kopplung verkleinert, wodurch das Problem bewirkt wird, daß die Kraft zur Betätigung der Drehklappe vergrößert wird.
Das obenangegebene Problem der Vergrößerung der Betätigungskraft wird noch größer, wenn die Klappenbetätigungseinrichtung eine manuelle Einrichtung ist, weil sie eine stärkere Bemühung des Benutzers erforderlich macht. Wenn die Klappenbetätigungseinrichtung eine automatische Einrichtung ist und von einem Betätigungselement, beispielsweise einem Servomotor, Gebrauch macht, ist es andererseits wahrscheinlich, daß die Größe der Klappenbetätigungseinrichtung vergrößert werden muß.
Die Erfindung ist in Hinblick auf die obenbeschriebenen Probleme entwickelt worden und hat zur Aufgabe die Schaffung eines Luftkanal-Schaltsystems, das in der Lage ist, die Luftströmung von den Blasluftkanälen des Gehäuseteils aus zu ver größern, ohne den Durchmesser oder den Drehwinkel der zylindrischen Drehklappe zu vergrößern, und auch eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage unter Verwendung des Luftkanal-Schaltsystem zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Da die mehreren Blasluftkanäle in der Axialrichtung der Zylindergestalt der Drehklappe in dem Klappenanbaubereich zum Anbauen der zylindrischen Drehklappe angeordnet sind, können ihre Öffnungsbereiche leicht beibehalten werden, indem sie, sofern notwendig, in der Axialrichtung verlängert werden, so daß die Luftströmung der Blasluftkanäle des Gehäuseteils vergrößert werden kann, ohne den Durchmesser und den Drehwinkel der zylindrischen Drehklappe zu vergrößern. Demzufolge kann die Strömung der Luft von den Blasluftkanälen aus ohne Nachteile, wie beispielsweise eine Vergrößerung des Anbauraums, der für eine große zylindrische Klappe notwendig ist, oder eine Vergrößerung der Kraft, die für die Betätigung der Drehklappe notwendig ist, vergrößert werden.
Wenn die mehreren Blasluftkanäle in der Axialrichtung der Zylindergestalt der Drehklappe angeordnet sind, besteht darüber hinaus eine größere Gestaltungsfreiheit für das Anordnen der mehreren Blasluftkanäle und für das Einstellen der Öffnungsbereiche der mehreren Blasluftkanäle, dies im Vergleich zu Systemen des Standes der Technik, bei denen die mehreren Blasluftkanäle in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Das obenbeschriebene System kann einen Kopfraum-Luftauslaß zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung auf den Kopf eines Fahrgastraums und Defroster-Luftauslässe zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs aufweisen, wobei die mehreren Blasluftkanäle des Klappenanbaubereichs der Kopfraum-Blasluftkanal, der mit dem Kopfraum-Luftauslaß in Verbindung steht, und die Defroster-Blasluftkanäle sind, die mit den Defroster-Luftauslässen in Verbindung stehen.
Des weiteren ist es möglich, daß der Kopfraum-Blasluftkanal einem axial zentralen Bereich der Drehklappe angeordnet ist, und daß die Defroster-Blasluftkanäle in axial seitlichen Bereichen des zentralen Kopfraum-Blasluftkanals angeordnet sind.
Auch kann das obenbeschriebene System einen zentralen Kopfraum-Luftauslaß zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung zu dem Kopf des Fahrgastes nahe dem zentralen Bereich des Fahrgastraums und seitliche Kopfraum-Luftauslässe zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung sowohl zu dem Kopf des Fahrgastes nahe bei dem seitlichen Bereichen des Fahrgastraums und in Richtung zu den Fenstern an den seitlichen Bereichen des Fahrgastraums aufweisen, wobei die mehreren Blasluftkanäle des Klappenanbaubereichs der zentrale Kopfraum-Blasluftkanal, der mit den zentralen Kopfraum-Luftauslaß in Verbindung steht, und die seitlichen Kopfraum-Blasluftkanäle sind, die mit den vorderen Kopfraum-Luftauslässen in Verbindung stehen.
Bei diesem System kann der zentrale Kopfraum-Blasluftkanal in dem axial zentralen Bereich der Drehklappe angeordnet sein, und können die seitlichen Kopfraum-Blasluftkanäle an den beiden Seiten des zentralen Kopfraum-Blasluftkanals in dem axial zentralen Bereich angeordnet sein.
Die obigen Systeme können auch Fußraum-Luftauslässe zum Ausblasen der klimatisierten Luft in Richtung zu den Füßen des Fahrgastes und Fußraum-Blasluftkanäle aufweisen, die mit den Fußraum-Luftauslässen in Verbindung stehen und in dem Klappenanbaubereich in Positionen, die sich in Umfangsrichtung von den mehreren Blasluftkanälen unterscheiden, aufweisen, wobei die Verbindungen zwischen den Fußraum-Blasluftkanälen und dem Luftkanal entsprechend der Veränderung der Drehstellung der Drehklappe ebenfalls gesteuert werden.
Auch können bei den obenbeschriebenen Systemen die Luftöffnungen der Drehklappe unabhängig voneinander angeordnet sein, um den Blasluftkanälen zu entsprechen, und können die mehreren Luftöffnungen längere Umfangslängen als die einzelnen Blasluftkanäle aufweisen.
Auf diese Weise sind die mehreren Luftöffnungen der Drehklappe einzeln derart angeordnet, daß sie den genannten einzelnen Blasluftkanälen entsprechen und in Umfangsrichtung länger als die einzelnen Blasluftkanäle sind. Demzufolge kann sogar dann, wenn die Klappenbetätigungseinrichtung gelöst wird, um die Stopp- Position der Drehklappe zu verschieben, diese Stopp-Positionsverschiebung in ausreichender Weise durch die obengenannte Einstellung der Umfangslängen absorbiert bzw. aufgenommen werden.
Auch ist es bei den obenbeschriebenen Systemen möglich, daß die Drehklappe eine zylindrische Gestalt besitzt, die sich aus dem Verbinden der mehreren zylindrischen Elemente ergibt, so daß sie in ihrer Axialrichtung geteilt sind. Des weiteren ist es möglich, daß die Drehklappe monolitisch aus einem Kunststoff gegossen ist.
Da die Drehklappe zu der zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, indem die mehreren zylindrischen Elemente, die in der Axialrichtung geteilt sind, verbunden werden, können die Form- bzw. Gießstrukturen zum Gießen der einzelnen zylindrischen Elemente vereinfacht werden, wenn die einzelnen zylindrischen Elemente aus einem Kunststoff gegossen werden, und sind die Flächen und Gestalten der Luftöffnungen schnell bzw. leicht einzustellen. Da die Drehklappe aus einem Kunststoff zu einer zylindrischen Gestalt monolitisch gegossen werden kann, kann sie auch als ein monolitischer Körper gehandhabt und bequem zusammengebaut werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich leicht und ohne weiteres aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit der Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2A und 2B die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform bei der Kopfraum- Betriebsart, wobei Fig. 2A ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 7 ist und Fig. 2B ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 7 ist;
Fig. 3A und 3B die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform bei der Bi-Level- Betriebsart, wobei Fig. 3A ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 7 ist und Fig. 2B ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 7 ist;
Fig. 4A und 4B die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform bei der Fußraum- Betriebsart, wobei Fig. 4A ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 7 ist und Fig. 4B ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 7 ist;
Fig. 5A und 5B die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform bei der kompatiblen Fußraum/Defroster-Betriebsart, wobei Figur A ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 7 ist und Fig. 5B ein Schnitt entlang der Linie B- B von Fig. 7 ist;
Fig. 6 die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform bei der Defroster-Betriebsart, wobei Fig. 6A ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 7 ist und Fig. 6B ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 7 ist;
Fig. 7 eine vertikale Vorderansicht des Klappenanbaubereichs der ersten Ausführungsform;
Fig. 8A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Drehklappe der ersten Ausführungsform und Fig. 8B eine perspektivische Ansicht der gleichen Drehklappe nach dem Zusammenbau;
Fig. 9A einen Schnitt durch einen Bereich der Drehklappe der ersten Ausführungsform;
Fig. 9B einen Schnitt entlang der Linie C-C von Fig. 9A;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des Klappenanbaubereichs einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Drehklappe einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die gegenwärtig bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besonders beschrieben. Fig. 1 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 1 ist ein Gehäuseelement 1, das einen Luftkanal bildet, durch Verbinden von zwei Gehäusehälften, die aus einem Kunststoff hergestellt sind, derart ausgebildet, daß zwei Teilungsflächen in der Vertikalrichtung von Fig. 1 vorgesehen sind.
In diesem Gehäuseelement 1 ist ein Zentrifugalgebläse (beispielsweise ein Sirocco-Lüfter) 2 in dem oberen rechten Bereich von Fig. 1 angeordnet, der als ein Gebläse arbeitet. Dieses Gebläse 2 weist einen Einlaß auf, der mit einem Ansaugkanal (nicht dargestellt) in Verbindung steht, durch den hindurch das Gebläse Luft in das Innere des Gehäuseelements 1 ansaugt und sie in der Richtung des Pfeils A bläst.
Der genannte Ansaugkanal besitzt einen Innenlufteinlaß und einen Außenlufteinlaß (ebenfalls nicht dargestellt) und ist mit einer Schaltklappe zum wechselweisen Öffnen eines der Lufteinlässe ausgestattet. Auch ist ein Verdampfer (d. h. ein Kühlmittelverdampfer) in dem Ansaugkanal angeordnet. Dieser Verdampfer fungiert als Kühleinrichtung, wenn ein Kühlzyklus läuft. Bei diesem Kühlzyklus wird das Kühlmittel mittels eines von dem Fahrzeugmotor angetriebenen Kompressors im Umlauf geführt.
Gemäß Darstellung in Fig. 1 ist ein Heizkern 3 an dem unteren linken Bereich des Gehäuseelements 1 angeordnet, um als Heizvorrichtung zu arbeiten. Dieser Heizkern 3 ist ein Heißwasser-Wärmtetauscher zum Aufwärmen der Blasluft unter Verwendung des Motorkühlwassers, d. h. heißen Wassers, als Wärmequelle.
Eine Luftmischklappe 4, die als eine Temperatureinstelleinrichtung arbeitet, ist an dem stromaufwärtigen Bereich des genannten Heizkerns 3 angeordnet. Diese Luftmischklappe 4 besitzt einen Öffnungsgrad, der entsprechend einer Einstelltemperatur zur Steuerung der Temperatur der in den Fahrzeug-Fahrgastraum eingeblasenen Luft eingestellt wird, indem das Verhältnis der mittels des genannten Gebläses 2 in der Richtung des Pfeils B durch den Heizkern 3 hindurch geblasenen Luft und der kalten Luft eingestellt wird, die in der Richtung des Pfeils strömt und den Heizkern 3 im Bypass umgeht.
Des weiteren ist ein Türanbaubereich 10 mit einem bogenförmigen Umfang einstückig in dem oberen linken Bereich des Gehäuseelements 2 ausgebildet bzw. gegossen, das heißt, in dem Bereich stromabwärts des genannten Heizkerns 3 und der Luftmischklappe 4. Heiße Luft (mittels des Pfeils B bezeichnet), die mittels des genannten Heizkerns 3 erhitzt worden ist, und kalte Luft (mittels des Pfeils C bezeichnet) strömt in diesen Klappenanbaubereich 10, um entsprechend dem Öffnungsgrad der Luftmischklappe 4 durch einen Bypasskanal 8 des genannten Heizkerns 3 hindurch zu treten.
Eine zylindrische Drehklappe 9 ist in diesem Klappenanbaubereich 10 drehbar angebracht, wie weiter unten im Detail beschrieben wird. Diese Drehklappe 9 wirkt als ein Luftkanal-Schaltsystem zum selektiven Öffnen und Schließen mehrerer Blasluftkanäle 5, 6 und 7 gemäß Darstellung in Fig. 2-6.
Von den genannten drei Blasluftkanälen 5, 6 und 7 liegen der Kopfraum-Blasluftkanal 6 und der Defroster-Blasluftkanal 7 einander in der Axialrichtung der Drehklappe 9 gegenüber, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Bei der ersten Ausführungsform ist der Kopfraum-Blasluftkanal im Zentrum der Drehklappe 9 angeordnet, und sind die Defroster-Blasluftkanäle 7 an der rechten und an der linken Seite der Drehklappe 9 angeordnet.
Der Kopfraum-Blasluftkanal 6 und die Defroster-Blasluftkanäle 7 sind an oberen Stellen in Hinblick auf die Umfangsrichtung des Klappenanbaubereichs 10 gemäß Darstellung in Fig. 2-6 angeordnet, und die Fußraum-Blasluftkanäle 5 sind an unteren Stellen der Umfangsrichtung des Klappenanbaubereichs 10 angeordnet.
Die genannten Fußraum-Blasluftkanäle 6 stehen mit Fußraum-Luftauslässen 11 zum Ausblasen der klimatisierten Luft (hauptsächlich heißer Luft) zu den Füßen der Fahrgäste in dem Fahrzeug-Fahrgastraum in Verbindung. Der Kopfraum- Blasluftkanal 6 steht mit einem Kopfraum-Luftauslaß 12 zum Ausblasen der klimatisierten Luft (hauptsächlich kalter Luft) zu dem Kopf der Fahrgäste in Verbindung. Andererseits stehen die Defroster-Blasluftkanäle 6 mit Defroster-Luftauslässen 13 zum Ausblasen der klimatisierten Luft (hauptsächlich heißer Luft) zu der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs in Verbindung. Diese einzelnen Luftauslässe 11, 12 und 13 sind im Stand der Technik bekannt, und auf eine Detailbeschreibung derselben wird aus Gründen der Kürze verzichtet.
Wenn bei dem somit weit beschriebenen System das Gebläse 2 arbeitet, wird die Innenluft des Fahrgastraums oder die Außenluft von dem Ansaugkanal aus durch den Verdampfer hindurch in das Gehäuseelement 1 angesaugt, so daß sie innerhalb des Gehäuseelements 1 strömt, wie mittels der Pfeile A, B und C dargestellt ist, damit sie eine Temperatur aufweist, die auf einen Einstell-Level mittels des Öffnungsgrades der Mischluftklappe 4 eingestellt ist, bis sie von den einzelnen Luftauslässen 11, 12 und 13 in den Fahrgastraum durch die Blasluftkanäle 5, 6 und 7 hindurch ausgeblasen wird. Bei dieser Ausführungsform können Luftströmungen entsprechend fünf Blasbetriebsarten mittels der drei Blasluftkanäle 5, 6 und 7 ausgewählt werden, wie weiter unten detailliert beschrieben wird.
Wie oben angegeben ist das Luftkanal-Schaltsystem mit der drehbaren zylindrischen Drehklappe 9 ausgestattet. Der Spalt zwischen der Drehklappe 9 und dem Klappenanbaubereich 10 des Gehäuseelements 1 ist mit Hilfe von Abdichtungselementen 14, beispielsweise Folien oder anderen geeigneten Elementen, abgedichtet.
Bei dieser Ausführungsform ist die Drehklappe 9 dadurch gebildet, daß drei zylindrische Elemente 91, 92 und 93, die aus einem Kunststoff hergestellt bzw. gegossen sind, miteinander verbunden sind. Das zentrale zylindrische Element 91 ist mit einer Anzahl radialer Streben 91a an seinem linken und an seinem rechten axialen Endbereich ausgestattet und mit einem nicht kreisförmigen (beispielsweise dockenförmigen) Stielloch 91b an seinem zentralen Bereich ausgebildet.
Die genannten Streben 91a bilden Luftlöcher 91c zwischeneinander. Das zylindrische Element 91 besitzt einen Umfang 91d, der mit einer Luftöffnung 91e ausgebildet ist, die sich über einen Winkelbereich von mehr als 180º gemäß Darstellung in Fig. 2 bis 6A erstreckt. Demzufolge besitzt der Umfang 91d des zylindrischen Elements 91 eine bogenförmige Gestalt, die sich über einen Winkelbereich von etwa 150º erstreckt.
Die genannte Luftöffnung 91e spielt eine Rolle als Verbindungskanal mit dem Kopfraum-Blasluftkanal 6 und eine Rolle als ein Einlaßkanal, um die kalte Luft von dem Bypasskanal 8 aus und die heiße Luft von dem Heizkern 3 aus zu dem Inneren der Drehklappe 9 zu führen.
Das linke und das rechte zylindrische Element 92 bzw. 93 sind mit scheibenförmigen Seitenplattenbereichen 92a und 93a zum Schließen ihrer jeweiligen Seiten und an ihren zentralen Bereichen mit Stielbereichen 92b und 93b ausgestattet, die sich von dort zu den beiden Seiten hin axial erstrecken. Berührungsbereiche 92c und 93c mit nicht kreisförmigen Gestalten (beispielsweise Dockengestalten bei der vorliegenden Ausführungsform) sind an den vorderen Enden dieser Stielbereiche 92b und 93b ausgebildet.
In den Umfängen 92d und 93d der zylindrischen Elemente 92 und 93 sind axial längliche Luftöffnungen 92e und 92f bzw. 93e und 93f gemäß Darstellung in Fig. 2 bis 6B und in Fig. 8 offen. Diese Luftöffnungen 92e und 92f bzw. 93e und 93f spielen eine Rolle als Verbindungskanäle mit den Fußraum-Blasluftkanälen 5 oder den Defroster-Blasluftkanälen 7.
Die Umfangsränder 92d und 93d besitzen einzelne innere Wände, die einstückig mit den mehreren (beispielsweise bei der vorliegenden Ausführungsform mit zwei) Rippen 92g und 93g ausgebildet bzw. gegossen sind, deren vordere Enden in das zentrale zylindrische Element 91 von den Endbereichen der Umfangsränder 92d und 93d aus vorstehen.
Die somit weit beschriebenen drei zylindrischen Elemente 91, 92 und 93 sind gemäß Darstellung in Fig. 9 durch Preßsitzanbringen der Berührungsbereiche 92c und 93c der inneren vorderen Enden der Stielbereiche 92b und 93b in den Stiellöchern 91b und durch Preßsitzanbringen der vorderen Enden der Rippen 92g und 93g in der Innenfläche des Umfangs 91d des zylindrischen Elements 91 verbunden. Die Berührungsbereiche 92c und 93c sind im Preßsitz in die nicht-kreisförmige Gestalt der Stiellöcher 91b angebracht, so daß die drei zylindrischen Elemente 91, 92 und 93 zuverlässig verbunden werden können, während sie gleichzeitig an einer drehenden Umlaufbewegung gehindert sind.
Des weiteren sind die äußeren Seitenbereiche der Stielbereiche 92b und 93b mittels der kreisförmigen Stiellöcher 1a (wie in Fig. 7 dargestellt) in den Wänden des Gehäuseelements 1 drehbar gelagert, und ist einer der Berührungsbereiche 92c und 93c ihrer äußeren Endbereiche fest verbunden bzw. angeschlossen, indem er in ein nicht-kreisförmige Gestalt in dem zentralen Loch eines Hebels 15 (in Fig. 1 dargestellt) der Klappensteuereinrichtung eingesetzt ist, die außerhalb des Gehäuseelements 1 angeordnet ist.
Ein Ende eines Steuerseils 16 ist mit dem vorderen Endbereich des Hebels 15 verbunden, dessen anderes Ende mit einem Blasbetriebsart-Schalthebel 18 einer Klimaanlagen-Steuertafel 17 verbunden ist, die in dem Armaturenbrett des Fahrgastraums angeordnet ist. Der Blasbetriebs-Schalthebel 18 wird seitens eines Fahrgastes manuell betätigt. Demzufolge wird die Drehklappe 9 in Winkelrichtung verstellt, wie mittels der Pfeile D und E angegeben ist, und zwar in Reaktion auf die Betätigung des Blasbetriebsart-Schalthebels 18. Somit übernimmt die Drehklappe 9 die Aufgabe des Luftkanal-Schaltsystems, um die einzelnen Blaskanäle 5, 6 und 7 entsprechend der betätigten Stellung des Blasbetriebsart-Schalthebels zu öffnen und zu schließen.
Zusätzlich zu dem Blasbetriebsart-Schalthebel 18 ist die Klimaanlagen-Steuertafel mit einem Temperatur-Steuerhebel 19 zum Steuern des Öffnungsgrades der Luftmischklappe 4, mit einem Luftstrom-Steuerhebel 20 zum Steuern des Luftstroms des Gebläses 2, mit einem Innenluft/Außenluft-Zuführungs-Schalthebel zum Steuern der einzusaugenden Innenluft/Außenluft und mit einem Klimatisierungsschalter 22 zum Ein- und Ausschalten des Kompressors des Kühlzyklusses ausgestattet.
Wenn das Gebläse 2 eingeschaltet ist, bläst es Luft in der Richtung des Pfeils A von Fig. 1 in dem Gehäuseelement 1. Die kalte Luft tritt durch den Bypasskanal 8 entsprechend dem Öffnungsgrad der Luftmischklappe 4 gemäß Angabe mittels des Pfeils C hindurch, und die heiße Luft, die mittels des Heizkerns 3 erhitzt worden ist, strömt wie mittels des Pfeils B angegeben.
Anschließend werden diese kalten und heißen Ströme von der Luftöffnung 91e des zentralen zylindrischen Elements 91 der Drehklappe 9 aus zu dem Innenumfang der Drehklappe 9 geführt, in der die kalte und die warme Luft gemischt werden, um so für die klimatisierte Luft mit einer gewünschten Temperatur zu sorgen. Wenn bei der Ausführungsform ein Benutzer den Blasbetriebsart-Schalthebel 18 in dem Fahrgastraum betätigt, wird diese Betätigung direkt an die Drehklappe 9 über das Steuerseil 16 und den Hebel 15 übertragen, so daß die Drehklappe 9 in Winkelrichtung in der Richtung des Pfeils D oder E verstellt wird. Insbesondere zu diesem Zeitpunkt wird die Drehklappe 9 zu einer der in Fig. 2 bis 6 dargestellten Positionen verstellt, so daß eine der nachfolgend angegebenen fünf Blasbetriebsarten ausgewählt wird.
Wenn die Kopfraum-Betriebsart (d. h. die Kopfraum-Blasbetriebsart) mittels des Blasbetriebsart-Schalthebels 18 gewählt wird, überlappt die Luftöffnung 91e des zentralen zylindrischen Elements 91 der Drehklappe 9 den Kopfraum-Blasluftkanal 6 vollständig, um den Kopfraum-Blaskanal 6 vollständig zu öffnen. Des weiteren verschließen das linke und das rechte zylindrische Element 92 und 93 die Defroster-Blasluftkanäle 7 und die Fußraum-Blaskanäle 5 vollständig. Demzufolge strömt klimatisierte Luft nur durch den Kopfraum-Blasluftkanal 6, wie mittels des Pfeils F angegeben ist, von dem Kopfraum-Luftauslaß 12 aus in Richtung zu dem Kopf eines Fahrgastes, um die Kopfraum-Betriebsart durchzuführen.
Fig. 3A und 3B zeigen den Zustand der Drehklappe 9, wenn die Bi-Level-Betriebsart gewählt ist. In diesem Fall öffnet die Luftöffnung 91e des zentralen zylindrischen Elements 91 der Drehklappe 9 einen Bereich des Kopfraum-Blasluftkanals 6. Gleichzeitig öffnen die Luftöffnungen 92f und 93f des rechten und des linken zylindrischen Elements 92 und 93 die Fußraum-Blasluftkanäle 5, teilweise während sie die Defroster-Blasluftkanäle vollständig verschließen. Als Folge strömt die Luft in das Innere der Drehklappe 9 ein, und wird sie durch die beiden Blasluftkanäle 5 und 6, wie mittels der Pfeils G1 und G2 angegeben ist, gleichzeitig sowohl von den Fußraum-Luftauslässen 11 als auch von dem Kopfraum-Luftauslaß 12 aus ausgeblasen, um die Bi-Level-Betriebsart durchzuführen.
Fig. 4A und 4B zeigen die Position der Drehklappe 9, wenn die Fußraum-Betriebsart (d. h. die Fußraum-Blasbetriebsart) gewählt ist. In diesem Fall verschließt das zentrale zylindrische Element 91 der Drehklappe 9 den Kopfraum-Blasluftkanal 6 vollständig. Gleichzeitig überlappen die Luftöffnungen 92f und 93f des rechten und des linken zylindrischen Elements 92 und 93 die Fußraum-Blasluftkanäle 5 vollständig, um die Fußraum-Blasluftkanäle 5 vollständig zu öffnen und um die Defroster-Blasluftkanäle 7 vollständig zu verschließen. Als Folge wird die Luft, die in das Innere der Drehklappe 9 eingeströmt ist, durch die Fußraum- Blasluftkanäle 5, wie mittels des Pfeils H angegeben ist, von ausschließlich den Fußraum-Luftauslässen 11 aus ausgeblasen, um die Fußraum-Betriebsart durch zuführen.
Fig. 5A und 5B zeigen die Stellung der Drehklappe 9, wenn die Fußraum/Defroster-Betriebsart (d. h. die kompatible Fußraum/Defroster-Betriebsart) gewählt ist. In diesem Fall verschließt das zentrale zylindrische Element 91 der Drehklappe 9 weiterhin den Kopfraum-Blasluftkanal vollständig. Gleichzeitig bewirken die Luftöffnungen 92f und 93f des linken und des rechten zylindrischen Elements 92 und 93 eine teilweise Überlappung, und öffnen sie die Fußraum- Blasluftkanäle 5 teilweise, und bewirken die Luftöffnungen 92e und 93e teilweise Überlappung, und eine teilweise Öffnung der Defroster-Blasluftkanäle 7. Als Folge wird Luft, die in das Innere der Drehklappe 9 einströmt, durch die beiden Blasluftkanäle 5 und 7, wie mittels der Pfeile I1 und I2 angegeben ist, sowohl von den Fußraum-Luftauslässen 11 als auch von dem Defroster-Luftauslässen 13 aus ausgeblasen.
Fig. 6A und 6B zeigen die Position der Drehklappe 9, wenn die DEF-Betriebsart (d. h. die Defroster-Betriebsart) gewählt ist. Bei dieser Betriebsart verschließt das zentrale zylindrische Element 91 der Drehklappe 9 weiterhin die Kopfraum-Blasluftkanäle 6 vollständig. Gleichzeitig verschließen das linke und das rechte zylindrische Element 92 und 92 die Fußraum-Blasluftkanäle 5 vollständig, und bewirken die Luftöffnungen 92e und 93e eine vollständige Überlappung und eine vollständige Öffnung der Defroster-Luftkanäle 7. Als Folge wird die Luft, die in das Innere der Drehklappe 9 einströmt, durch die Defroster-Blasluftkanäle 7, wie mittels des Pfeils J angegeben ist, von ausschließlich den Defroster-Luftauslässen 13 aus ausgeblasen, um die DEF-Betriebsart zum Freimachen der Windschutzscheibe durchzuführen.
Somit können bei der ersten Ausführungsform die mehreren Blasluftkanäle 5, 6 und 7 durch drehendes Verstellen der einzigen Drehklappe 9 geöffnet und geschlossen werden, um die fünf Blasbetriebsart zu bewirken.
Fig. 10 zeigt eine zweite Ausführungsform, die eine andere Anordnung und Bauweise der Blasluftkanäle gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform aufweist. Insbesondere sind die Blasluftkanäle, die in der Axialrichtung der Drehklappe 9 angeordnet sind, die in dem Klappenanbringungsbereich 10 angebracht ist, durch den Kopfraum-Blasluftkanal 6, der an einem axial zentralen Bereich der Drehklappe 9 angeordnet ist, und die seitlichen Kopfraum-Blasluftkanäle 6a veranschaulicht, die an der linken und an der rechten Seite der Drehklappe 9 ange ordnet sind. Diese seitlichen Kopfraum-Blasluftkanäle 6a sind mit seitlichen Kopfraum-Laufauslässen 23 verbunden, die sich an dem linken und an dem rechten Seitenbereich des Fahrzeugarmaturenbretts befinden. Diese seitlichen Kopfraum- Luftauslässe 23 können klimatisierte Luft in Richtung zu dem Kopf eines Fahrgastes nahe an der Seite des Fahrgastraums und der Seitenscheibe des Fahrgastraums blasen.
Des weiteren befindet sich der Defroster-Blasluftkanal 7 an der Rückseite der Kopfraum-Blasluftkanals 6 bezogen auf die Umfangsrichtung des Klappen-Anbaubereichs 10, und sind die Fußraum-Blasluftkanäle 5 unterhalb des Klappen- Anbaubereichs 10 angeordnet. Die Öffnung für das Einführen der klimatisierten Luft in den Klappen-Anbaubereich 10 befindet sich unterhalb des Defroster-Blasluftkanals 7 (in Fig. 10 an der Rückseite angeordnet).
Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Drehklappe 9 nicht durch das Zusammenfügen der drei geteilten zylindrischen Elemente 91, 92 und 93 wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform gebildet ist, sondern durch einstückige Ausbildung bzw. einstückiges Gießen von drei halbzylindrischen Bereichen 91, 92' und 93 aus einem Kunststoff. Bei dieser Ausführungsform ist der Zusammenbau der Klimaanlage erheblich vereinfacht, weil die Drehklappe 9 monolitisch ausgebildet bzw. gegossen ist.
Bei der vorausgehenden ersten Ausführungsform sind darüber hinaus die Luftöffnungen 91e, 92e, 93e und 93f der Drehklappe 9 unabhängig voneinander, jedoch in einer den einzelnen Blasluftkanälen 5, 6 und 7 entsprechenden Weise hergestellt. Aus den nachfolgend angegebenen Gründen besitzen die mehreren Luftöffnungen 91e, 92e, 93e 93f vorzugsweise größere Umfangslängen als die zuvor angegebenen einzelnen Blasluftkanäle 5, 6 und 7. Auf diese Weise kann die Klappen-Betätigungseinrichtung gelöst werden, um die Stopp-Position der Drehklappe 9 zu verstellen. Jedoch kann diese Verstellung in vorteilhafter Weise durch die vorgenannte Einstellung der Umfangslängen aufgenommen bzw. absorbiert werden.
Als Veränderungen der obenangegebenen Gestaltungen können die Gestalten der Luftöffnungen 91e, 92e, 93e und 93f in der zylindrischen Fläche der Drehklappe 9 in einer Anzahl von netzförmigen Poren bestehen. Des weiteren sollte die Betätigungsstruktur für die Drehklappe 9 nicht auf die direkte Betätigung der Drehklappe 9 mittels des Blasbetriebsart-Schalthebels 18 über das Steuerseil 7 beschränkt sein, sondern kann sie unter Verwendung einer alternativen Ausbildung bzw. Anordnung durchgeführt werden, bei der die Drehklappe 9 in Winkel- bzw. Umfangsrichtung mittels einer Antriebsquelle, wie beispielsweise eines Motors, verstellt wird, der über eine Steuerschaltung mittels eines elektrischen Schalters auf der Grundlage des Schaltvorgangs zu steuern ist.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sein werden. Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf die vorausgehend angegebenen Ausführungsformen, beispielsweise die Klimaanlage für ein Fahrzeug, beschränkt, sondern kann sie bei einer Vielzahl von Systemen zum Öffnen/Schließen von Luftkanälen Anwendung finden, so daß sie in geeigneter Weise für praktische Anwendungen modifiziert werden kann, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. Diese Veränderungen und Modifikationen sind als unter den Umfang der Erfindung gemäß Definition mittels der beigefügten Ansprüche fallend zu verstehen.

Claims

1. Luftkanal-Schaltsystem, umfassend:

ein Gehäuseelement (1), das einen Luftkanal begrenzt bzw. bildet;

einen Klappenanbaubereich (10) in dem Gehäuseelement (1) mit einer bogenförmigen Umfangsfläche;

eine zylindrische Drehklappe (9), die in den Klappenanbaubereich (10) drehbar angebracht ist, wobei die Drehklappe (9) einen Einlaßluftdurchtritt (91e) aufweist, der in der Umfangsrichtung der Drehklappe (9) angeordnet ist; und

eine Klappenbetätigungseinrichtung (15-18) zum Drehen der Drehklappe (9),

wobei der Klappenanbringungsbereich (10) eine Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) entlang der Achse der Drehklappe (9) aufweist und

wobei die Drehklappe (9) eine Vielzahl von Luftöffnungen (91e, f-93e, f) aufweist, die mit dem Luftkanal über den Innenbereich der Drehklappe (9) zum Blasen von Luft in einer zentralen Kopfraum-Strömungsrichtung und zum Blasen von Luft in einer seitlichen Kopfraum-Strömungsrichtung aufweist, die sich von der zentralen Kopfraum-Strömungsrichtung unterscheidet,

wodurch bei einer Veränderung der Drehposition der Drehklappe (9) Bereiche der Luftöffnungen (91e, f-93e, f) der Drehklappe (9) gewählt werden, um entsprechende Bereiche der Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) des Klappenanbaubereichs (10) zu überlappen oder nicht zu überlappen, um die Strömung von Luft zwischen dem Luftkanal und der Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) des Klappenanbaubereichs (10) selektiv zu steuern,

dadurch gekennzeichnet, daß

mindestens eine Drehposition der Drehklappe (9) eine solche ist, daß eine der ersten (91e, f) und zweiten (92e, f, 93e, f) Luftöffnungen den entsprechenden Bereich der Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) überlappt, während die andere der ersten und zweiten Luftöffnungen den entsprechenden Bereich der Vielzahl von Blasluftkanälen nicht überlappt, so daß Luft in einer Richtung von zentraler Kopfraum-Strömungsrichtung und seitlicher Kopfraum-Strömungsrichtung geblasen wird, während die Luft daran gehindert ist, in der anderen Richtung von zentraler Kopfraum-Strömungsrichtung und seitlicher Kopfraum-Strömungsrichtung geblasen zu werden.

2. Fahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei die Anlage weiter umfaßt:

einen Kopfraum-Luftauslaß (12) zum Ausblasen klimatisierter Luft von der Drehklappe (9) aus in Richtung zu dem Kopf eines Fahrgastes; und

Defroster-Luftauslässe (13) zum Ausblasen klimatisierter Luft von der Drehklappe (9) aus in Richtung zu der Windschutzscheibe des Fahrzeugs,

wobei die Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) des Klappenanbaubereichs (10) Kopfraum-Blasluftkanäle (6), die mit dem Kopfraum-Luftauslaß (12) in Verbindung stehen, und Defroster-Blasluftkanäle (5) aufweist, die mit den Defroster-Luftauslässen (13) in Verbindung stehen.

3. Fahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 2, wobei der Kopfraum-Blasluftkanal (6) in dem axial zentralen Bereich der Drehklappe (9) angeordnet ist und die Defroster-Blasluftkanäle (5) in einander gegenüberliegenden axial seitlichen Bereichen in der Nähe des zentralen Kopfraum-Blasluftkanals (6) angeordnet sind.

4. Fahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, weiter umfassend:

einen zentralen Kopfraum-Luftauslaß (12) zum Ausblasen klimatisierter Luft in Richtung zu dem Kopf eines Fahrgastraums in der Nähe des zentralen Bereichs des Fahrgastraums; und

seitliche Kopfraum-Luftauslässe (6a), die das Ausblasen klimatisierter Luft in Richtung sowohl zu dem Kopf des Fahrgastes in der Nähe der seitlichen Bereiche des Fahrgastraums als auch in Richtung auf die Scheiben an den seitlichen Bereichen des Fahrgastraums gestatten,

wobei die Vielzahl von Blasluftkanälen des Klappenanbaubereichs (5-7) einen zentralen Kopfraum-Blasluftkanal (6), der mit dem zentralen Kopfraum-Luftauslaß (12) in Verbindung steht, und seitliche Kopfraum-Blasluftkanäle (6a) aufweist, die mit dem zentralen Kopfraum-Luftauslaß (12) in Verbindung stehen.

5. Fahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 4, wobei der zentrale Kopfraum-Blasluftkanal (6) in einem axial zentralen Bereich der Drehklappe (9) angeordnet ist und die seitlichen Kopfraum-Blasluftkanäle (6a) an gegenüberliegenden Seiten des zentralen Kopfraum-Blasluftkanals (6) in dem axial zentralen Bereich angeordnet sind.

6. Fahrzeug-Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-5, weiter umfassend:

Fußraum-Luftauslässe (11) zum Ausblasen klimatisierter Luft in Richtung auf die Füße eines Fahrgastes;

Fußraum-Blasluftkanäle, die mit den Fußraum-Luftauslässen (11) in Verbindung stehen und in dem Klappenanbaubereich (10) an Positionen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung von denjenigen der Vielzahl von Blasluftkanälen (5-7) unterscheiden,

wobei die Verbindungen zwischen den Fußraum-Blasluftkanälen (11) und dem genannten Luftkanal ebenfalls selektiv entsprechend der Veränderung der Drehposition der Drehklappe (9) gesteuert werden.

7. Fahrzeug-Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-5, wobei die Vielzahl von Luftöffnungen der Drehklappe (91e, f-93e, f) voneinander unabhängig angeordnet ist, dies derart, daß sie den Blasluftkanälen (5-7) entsprechen, und die Vielzahl der Luftöffnungen (21e, f-93e, f) längere Umfangslängen als diejenigen der einzelnen Blasluftkanäle (5-7) aufweist.

8. Fahrzeug-Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-7, wobei die Drehklappe (9) zylindrisch gestaltet ist und eine Vielzahl von zylindrischen Elementen (91-93) aufweist, die in ihrer Axialrichtung voneinander getrennt sind.

9. Fahrzeug-Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-7, wobei die Drehklappe einstückig aus einem Kunststoff ausgebildet bzw. gegossen ist.